BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
……………………………………………………………
NGUYỄN THỊ MỸ NHUNG
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KỸ THUẬT
SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN ĐỂ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG NEM CHUA
Chuyên ngành: VI SINH VẬT
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS-TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
TPHCM, tháng 8 năm 2005
LỜI CÁM ƠN
Con xin gởi ngàn lời kính yêu đến ba má - những người đã không quản
nhọc nhằn để nuôi dưỡng và dạy dỗ con khôn lớn thành người. Con thật sự
hạnh phúc và may mắn khi được làm con gái của ba má.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS - TS NGUYỄN ĐỨC
LƯỢNG _ người đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em
thực hiện luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô khoa Sinh nói chung và các
thầy cô bộ môn Vi sinh nói riêng của trường Đại học Sư Phạm TPHCM _
những người đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt những
năm học qua.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô của phòng thí nghiệm
1.4
Đặc điểm của vi khuẩn lactic------------------------------------------ 9
1.5
Sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic ------------------10
1.6
Cơ chế của quá trình lên men lactic ---------------------------------12
1.6.1 Lên men lactic đồng hình--------------------------------------13
1.6.2 Lên men lactic dò hình------------------------------------------15
1.7
Kỹ thuật sản xuất nem chua ở Việt Nam---------------------------16
1.8
Những kỹ thuật sản xuất các sản phẩm lên men từ thòt trong
và ngoài nước ------------------------------------------------------------------19
1.8.1 Các sản phẩm lên men từ thòt ở nước ngoài ----------------19
1.8.1.1 Nem chua Tocino (Philippines) -------------------19
1.8.1.2 Longanisa (Philippines) ----------------------------20
1.8.1.3 Nham (Thái Lan) ------------------------------------20
b)
Nem chua Lai Vung --------------------------------------28
c)
Nem chua “Ông Mập” -----------------------------------29
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ vi sinh vật
trong quá trình lên men và bảo quản nem chua---------------------------33
1.9.1 Nhiệt độ ----------------------------------------------------------33
1.9.2 Độ ẩm -------------------------------------------------------------33
1.9.3 pH
--------------------------------------------------------------33
1.9.4 Hàm lượng đường -----------------------------------------------34
1.9.5 Hàm lượng muối ------------------------------------------------34
1.9.6 Các yếu tố sinh học ---------------------------------------------35
1.9.7 Bao bì -------------------------------------------------------------35
1.10 Những vấn đề còn tồn đọng trong sản xuất nem chua theo
phương pháp truyền thống --------------------------------------------35
1.10.1 Một số nhược điểm của phương pháp lên men truyền
thống--------------------------------------------------------------35
1.10.2 Những hạn chế trong nghiên cứu nem chua ---------------37
1.10.3 Một số vấn đề cần khắc phục trong chế biến nem
chua theo phương pháp lên men truyền thống -------------42
3.2
Đánh giá chất lượng cảm quan và thời gian bảo quản mẫu
nem chua ở 30oC khi sử dụng bao bì là giấy lọc, giấy lọc
0,01% và giấy lọc 0,02%----------------------------------------------67
3.3
Khảo sát ảnh hưởng của bao bì lên chất lượng sản phẩm
nem chua----------------------------------------------------------------67
3.3.1 Chất lượng cảm quan mẫu đối chứng và giấy lọc --------67
3.3.2 Thời gian bảo quản ở 30oC và O-4oC đối với mẫu
đối chúng và giấy lọc--------------------------------------------68
3.3.3 Sự thay đổi pH ở 30oC và O-4oC ----------------------------69
3.3.3.1
Mẫu đối chứng----------------------------------------69
3.3.3.2 Mẫu giấy lọc -----------------------------------------70
3.3.4 Hàm lượng acid lactic ở 30oC và O-4oC---------------------73
3.3.4.1 Mẫu đối chứng---------------------------------------73
3.3.4.2 Mẫu giấy lọc -----------------------------------------74
3.3.5 Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men ở 30oC
và O-4oC ---------------------------------------------------------76
3.3.5.1 Vi khuẩn lactic---------------------------------------76
3.3.5.2 Tổng số vi khuẩn hiếu khí -------------------------79
3.3.6 Biến đổi vi sinh vật trong quá trình lên men khi bổ sung thính
EMP
Embden-Meyerhoff
PP
Pentozophosphat
MRS
De Man-Rogosa-Share
ĐC
Mẫu đối chứng
ĐCT
Mẫu đối chứng được bảo quản ở 30oC ø
ĐCL
Mẫu đối chứng được bảo quản ở O-4oC
GL
Mẫu giấy lọc
GLT
gạo sau 5 ngày lên men---------------------------------------------- 84
Bảng 3.12: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 7% thính
gạo sau 5 ngày lên men -----------------------------------------------86
Bảng 3.13: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 10% thính
gạo sau 5 ngày lên men------------------------------------------------ 87
Bảng 3.14: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem sử dụng 40% đường
sau 5ngày lên men------------------------------------------------------91
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VÀ ĐỒ THỊ.
Sơ đồ 1.1: Vò trí phân loại của vi khuẩn lactic ------------------------------------ 8
Sơ đồ 1.2: Quá trình lên men lactic đồng hình -----------------------------------13
Sơ đồ 1.3: Phương trình tổng quát của lên men lactic đồng hình--------------14
Sơ đồ 1.4: Phương trình tổng quát của lên men lactic dò hình -----------------15
Sơ đồ 1.5: Quá trình lên men lactic dò hình ---------------------------------------15
Sơ đồ 1.6: Quy trình sản xuất nem chua ở Việt Nam ---------------------------18
Hình 1.7: Nem Ninh Hòa-------------------------------------------------------------25
Hình 1.8: Nem Bình Đònh ------------------------------------------------------------26
Hình 1.9: Nem làng Vẽ---------------------------------------------------------------27
Hình 1.10: Nem Thủ Đức ------------------------------------------------------------28
Hình 1.11: Nem Lai Vung -----------------------------------------------------------29
Hình 1.12: Nem “Ông Mập”---------------------------------------------------------29
Sơ đồ 1.13: Quy trình sản xuất nem “Ông Mập” --------------------------------31
Sơ đồ 1.14: Sản xuất nem chua với thòt lên men trước--------------------------41
Sơ đồ 2.1: Quy trình sản xuất nem chua thử nghiệm ---------------------------46
Hình 2.2: Ví dụ về phương pháp pha loãng mẫu ------------------------------- 52
Hình 3.1: Các loại bao bì-------------------------------------------------------------66
Đồ thò 3.2: Sự thay đổi pH sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ở mẫu
đối chứng -----------------------------------------------------------------69
Đồ thò 3.3: Sự thay đổi pH sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ở mẫu
Hình 3.17: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 7%
thính gạo sau 5 ngày lên men-----------------------------------------87
Đồ thò 3.18: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 10%
thính gạo sau 5 ngày lên men ---------------------------------------88
Hình 3.19: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 10%
thính gạo sau 5 ngày lên men-----------------------------------------88
Đồ thò 3.20: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem sử dụng 40%
đường sau 5 ngày lên men -------------------------------------------91
Hình 3.21: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem sử dụng 40%
đường------------------------------------------------------------------- 92
MỞ ĐẦU
Việc sử dụng hoạt động sống của vi sinh vật nói chung, vi khuẩn
lactic nói riêng để chế biến thức ăn trong đời sống được loài người biết đến
từ rất lâu. Từ những nguyên liệu đơn giản, rẻ tiền và bằng con đường lên
men lactic, con người đã chế biến thành những sản phẩm giàu dinh dưỡng
hơn, hợp khẩu vò hơn và có thể bảo quản lâu hơn.
Tùy vào nguồn nguyên liệu và tập quán của mỗi dân tộc, mỗi quốc
gia sẽ tạo nên những món ăn mang đậm bản sắc truyền thống. Các thực
phẩm lên men phải kể đến như: nem chua Tocino và xúc xích Longanisa
của Philippines; Nham và tôm chua Kungchom của Thái Lan; xúc xích
Salami của Australia; sữa chua của Srilanca; củ cải chua Takuan Zuke của
Nhật Bản; kim chi của Hàn Quốc; dưa, cà, hành muối, mắm tôm và đặc
biệt là nem chua của Việt Nam. Đây là những sản phẩm đều có hương vò
độc đáo, thơm ngon, giàu dinh dưỡng, khác xa với tính chất của nguyên liệu
ban đầu và làm chậm quá trình hư hỏng.
Nem chua là sản phẩm lên men từ thòt tươi, được chế biến theo
cứu cải tiến kỹ thuật sản xuất và bảo quản để nâng cao chất lượng nem
chua” dưới sự hướng dẫn của PGS-TS NGUYỄN ĐỨC LƯNG. Đề tài
này được thực hiện với mục đích nâng cao chất lượng nem chua về cảm
quan; tạo sản phẩm nem chua mới có khả năng ứng dụng sản xuất ở quy
mô công nghiệp và kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm này.
2
Để thực hiện mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm với
những nội dung sau:
1. Đánh giá cảm quan các loại bao bì: Bánh tráng gói kẹo dừa, giấy
mì Colusa, lá ổi và giấy dùng làm túi lọc trà (giấy lọc).
2. Đánh giá chất lượng cảm quan và thời gian bảo quản nem chua ở
30oC khi sử dụng bao bì là giấy lọc, giấy lọc 0,01% và giấy lọc 0,02%.
3. Khảo sát ảnh hưởng của bao bì lên chất lượng nem chua:
+ Đánh giá chất lượng cảm quan của mẫu đối chứng và giấy lọc.
+ Thời gian bảo quản ở 30oC và 0-4oC của mẫu đối chứng và mẫu
giấy lọc.
+ Sự thay đổi pH của mẫu đối chứng và giấy lọc ở 30oC và 0-4oC.
+ Hàm lượng acid lactic (g/l) của mẫu đối chứng và giấy lọc ở 30oC
và 0-4oC.
+ Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men ở 30oC và 0-4oC.
4. Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men khi bổ sung thính
gạo với các tỉ lệ: 1%, 5%, 7% và 10%.
5. Ảnh hưởng của hàm lượng đường lên sản phẩm nem chua:
+ Đánh giá chất lượng cảm quan các mẫu nem khi sử dụng đường với
các tỉ lệ: 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% và 55%.
+ Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men khi sử dụng mẫu
giấy lọc với 40% hàm lượng đường.
của nước mắm nhằm giảm thời gian và cải thiện chất lượng cảm quan của
các sản phẩm này.
Bên cạnh đó, đã có những nghiên cứu về tác hại của những vi khuẩn
lactic đối với sức khỏe của con người và động vật, đồng thời cũng có
nghiên cứu về khả năng chống abces trên chuột ở Nhật Bản nhờ vào chủng
Streptococcus thermophilus.
Ngày nay, việc sản xuất các chế phẩm lactic trên thế giới rất phát
triển. Những chủng lactic được sử dụng dưới dạng đông lạnh (thay vì dưới
dạng huyền phù như trước đây) đã rất phổ biến, đặc biệt là ở các nước
Đông Âu, Mỹ và Nhật Bản (trích dẫn bởi Lý Thành Kiệt, 2002).
Trong tự nhiên, vi khuẩn lactic sống hoại sinh nhờ nguồn protein,
hydratcarbon, acid amin từ xác động–thực vật. Các vi khuẩn lactic thường
thấy nhiều trong phân, rác, sữa, xác động–thực vật, niêm mạc miệng, niêm
mạc ruột người,…. Biên độ nhiệt phát triển thích hợp cho loài vi khuẩn này
khoảng 10-40oC.
1.2 Hệ vi sinh vật trong thực phẩm lên men từ thòt: [29], [31], [32],
[33]
Thòt là môi trường giàu dinh dưỡng rất thích hợp cho vi sinh vật sinh
trưởng và phát triển. Thường có rất ít quá trình lên men chỉ có một loại vi
sinh vật tham gia. Điều này có nghóa là quá trình lên men là một chuỗi
chuyển hóa gồm nhiều giai đoạn do các loại vi sinh vật khác nhau đảm
trách. Một vi sinh vật nào đó khởi đầu cho quá trình lên men và phát triển
cho tới khi sản phẩm do chúng tạo ra sẽ ức chế sự phát triển của chính
5
những vi sinh vật này. Sau đó, các vi sinh vật khác phát triển dựa trên cơ
chất và môi trường do vi sinh vật khởi đầu tạo nên cho đến khi chúng bò ức
hay có cồn. Nấm men giữ một vò trí quan trọng trong quá trình chín tới của
các sản phẩm thòt lên men. Chúng tham gia tạo hương bởi hoạt động phân
giải lipid và chúng làm tránh hiện tượng ôi thối nhờ tiêu thụ hết oxygen.
Chúng làm tăng tốc sự phát triển màu sắc và có thể tránh được vò quá chua
nhờ việc tiêu thụ acid lactic (GUIRAUD, 1998).
¾ Nấm mốc: là vi sinh vật phân hủy protein và lipid.
¾ Nhóm vi sinh vật yếm khí: (chủ yếu là vi khuẩn lactic,
Clostridium, Bacillus, Staphylococcus, Colifrom) gây ra hiện tượng chua
của thòt.
¾ Các vi sinh vật hiếu khí: gây ra hiện tượng nhầy nhớt của thòt
(gồm các giống: Pseudomonas, Streptococcus, Leuconostoc, Bacillus,
Lactobacillus, nấm men và nấm mốc), gây ra hiện tượng biến màu không
bình thường (gồm các giống: Pseudomonas, Micrococcus, Cladosporium) và
gây biến mùi thòt (gồm có nấm mốc: Mucor, Rhizopus).
Như vậy, do thòt là một môi trường cực kì thuận lợi cho sự phát triển
của nhiều loại vi sinh vật nên hệ vi sinh vật tự nhiện của thòt rất đa dạng.
Điều này cần chú ý khi chế biến thòt để có biện pháp ức chế tối đa các biến
đổi bất lợi của thòt do vi sinh vật gây ra.
1.3 Vò trí phân loại của vi khuẩn lactic: [8], [9]
Theo khóa phân loại của Bergey (1975), vi khuẩn lactic được xếp
chủ yếu vào các nhóm sau:
7
Họ Lactobacilaceae
Họ phụ Streptococcaceae
Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus: giống Lactococcus
mới được thành lập gần đây từ các lactic Streptococci như: Streptococcus
lactic, Streptococcus raffinolactic và một vài Lactobacilli (BERGEY,
1992). Giống Lactococcus gồm những Streptococci lên men thực phẩm,
giống Enterococcus gồm các Streptococci có nguồn gốc từ phân, còn lại là
những Streptococcus theo phân loại mới gồm các Streptococci kí sinh trên
đường hô hấp và miệng của người và động vật.
8
Leuconostoc: tế bào hình cầu hoặc oval, đứng thành đôi hoặc
chuỗi, kích thước 0,5-0,7 x 0,7-1,2μm, có thể có hình que ngắn, hai đầu tròn
kết thành chuỗi dài, gram dương, không di động, không bào tử. Khuẩn lạc
nhỏ, có thể tạo nhầy trên môi trường có chứa sucrose. Nhiệt độ tối hảo cho
sự phát triển là 20-30oC. Phân bố rộng trong các sản phẩm thực vật, sữa và
các sản phẩm thực phẩm khác, không gây bệnh cho thực vật và động vật.
Pediococcus: đây là các loại cầu khuẩn, thường đứng riêng lẻ,
kết chùm bốn, kích thước 1-2μm, không di động. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát
triển là 25-40oC, hiện diện trong rau quả và thực phẩm, không gây bệnh
cho người và động vật (HOLT, 1992).
được khi nồng độ NaCl trong môi trường nhỏ hơn hoặc bằng 4%.
Chúng đều có khả năng acid hóa môi trường mạnh. Sau 48 giờ
lên men, pH môi trường có thể
nhiều: chất dự trữ trong môi trường cạn dần, một số sản phẩm của sự trao
đổi chất có tính độc tích tụ lại, pH môi trường thay đổi, các chất khử hydro
11
bò hao phí, sự chuyển hóa năng lượng bò chậm lại, những cá thể bắt đầu gây
trở ngại cho nhau. Chính những thay đổi này đã làm số tế bào sinh ra giảm
và số tế bào chết ngày càng tăng.
Pha suy vong (pha tử vong): Trong pha này, tổng số tế bào giảm
dần do số vi sinh vật chết tăng nhanh hơn số vi sinh vật sinh ra. Nguyên
nhân của pha này chưa được rõ nhưng có liên quan đến điều kiện bất lợi
của môi trường: nồng độ chất dinh dưỡng trong môi trường thấp dưới mức
cần thiết đã làm giảm hoạt tính trao đổi chất, phân hủy dần các chất dự trữ
và cuối cùng dẫn đến sự chết của hàng loạt tế bào.
1.6
Cơ chế của quá trình lên men lactic: [8], [13], [18]
Lên men theo nghóa hẹp là thuật ngữ dùng để chỉ các quá trình phân
giải các chất để thu năng lượng và sinh vật dùng năng lượng này để sống.
Trong quá trình tiến hóa, vi sinh vật đã hình thành nhiều kiểu lên men khác
nhau như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, lên men do
nấm mốc,…..
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí đường tạo acid lactic
với sự tham gia của nhóm vi khuẩn lactic. Tùy vào các loại enzym có trong
Sơ đồ1.2: Quá trình lên men lactic đồng hình.
C6H12O6 (Glucose)
Đường phân
13