ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPdulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/cong... · Web...

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP

Công nghệ lên men

GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

CÔNG NGHỆ CHẾ LÊN MEN

ĐỀ TÀI: FERMENTED PORK

SẢN PHẨM NEM CHUA

GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn

SVTH:Nguyễn Ngọc Tú

60903170

Trần Vũ Phương Trang60902874

Võ Thành Trung

60903020

Nguyễn Thị Hồng Nhung60901866

TP. Hồ Chí Minh 12/2012

MỤC LỤC

5GIỚI THIỆU

61.NGUYÊN LIỆU

61.1 Nguyên liệu chính

61.1.1 Thịt heo

91.1.2 Da heo

101.2 Phụ gia và gia vị

101.2.1 Đường

111.2.2 Muối ăn

131.2.3 Ớt

131.2.4 Tiêu

141.2.5 Tỏi

141.2.6 Bột ngọt

151.2.7 Phụ gia

161.3 Giống

161.3.1 Vi khuẩn lactic (LAB) có sẵn trong thịt

171.3.2 Chủng khởi động

212.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

223.GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

223.1 Chần da heo

223.2 Tách mỡ

243.3 Cắt sợi

243.4 Chặt thịt

253.5 Xay thô

263.6 Xay nhuyễn

273.7 Tái hydrate chế phẩm

283.8 Phối trộn

293.9 Nhồi định lượng

303.10 Bao gói

303.11 Lên men

394.TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ THÀNH TỰU

42TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỤc lỤc hình

5Hình 1: Nem chua Việt nam

15Hình 2: Bột ngọt

18Hình 3 : Lactobacillus plantarum

18Hình 4: Pediococcus cerevisiae

19Hình 5: Micrococcus varians

21Hình 6: Quy trình công nghệ sản xuất nem chua

22Hình 7: Thiết bị chần

24Hình 8: Máy cắt da

25Hình 9: Thiết bị cắt starcutter

26Hình 10: Máy xay thô mincer

27Hình 11: Máy cutter

28Hình 12: Máy trộn

29Hình 13: Máy nhồi thịt chân không

mỤc lỤc bẢng

6Bảng 1: Thành phần hoá học của mô cơ

7Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng có trong 100gr thịt heo nạc

7Bảng 3:Hàm lượng chất khoáng có trong thịt heo nạc (mg/100gr thịt)

8Bảng 4: Thành phần các acid amine không thay thế trong thịt heo

8Bảng 5: Tiêu chuẩn chất lượng thịt tươi

11Bảng 6: Tiêu chuẩn của đường

12Bảng 7:Tiêu chuẩn lựa chọn muối theo TCVN 3973-84

13Bảng 8: Tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu trong chế biến

15Bảng 9: Tiêu chuẩn của bột ngọt trong chế biến (TCVN 1459:2008)

20Bảng 10: Ảnh hưởng của chủng khởi động lên sản phẩm

39Bảng 11: Thành phần dinh dưỡng của nem chua

40Bảng 12 : Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nem chua

40Bảng 13: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

GIỚI THIỆU

Nem chua là một sản phẩm lên men truyền thống của dân tộc Việt Nam, được sử dụng và chế biến nhiều trong các bữa ăn, từ bữa ăn gia đình tới tiệc tùng cưới hỏi. Mỗi vùng đều có một cách làm riêng, tạo nên đặc trưng của sản phẩm nem chua. Tuy nhiên phương pháp truyền thống chỉ có thể sản xuất theo quy mô nhỏ, do có nhiều nhược điểm như hệ vi sinh vật không ổn định, chất lượng thịt, môi trường bên ngoài … nên không thể sản xuất theo quy trình công nghiệp

Nem chua là một sản phẩm lên men lactic thịt sống. Bản chất của quá trình lên men là quá trình chuyển hoá đường (cho thêm vào khi chế biến) thành axit lactic nhờ hoạt động của vi khuẩn lactic

Hiện nay đã có rất nhiều các nghiên cứu về sản phẩm đặc sắc này. Quá trình chín của nem chua không qua quá trình gia nhiệt nên phần lớn các chất dinh dưỡng có trong thịt, đặc biệt là các axit amin các vitamin…không bị mất đi. Nem chua có hương thơm và vị đặc trưng của sản phẩm lên men giúp cho con người có cảm giác dễ chịu khi ăn, cũng như quá trình tiêu hoá được dễ dàng hơn

Việc nghiên cứu quy trình sản xuất theo quy mô công nghiệp để đưa sản phẩm truyền thống đến với các nước là một trong nhiều đề tài nghiên cứu hiện nay.

Hình 1: Nem chua Việt nam

1. NGUYÊN LIỆU1.1 Nguyên liệu chính

1.1.1 Thịt heo

Thịt heo sử dụng để sản xuất nem chua phải là thịt tươi nóng vừa với giết mổ (còn ở giai đọan trước co cứng) và phải là thịt nạc, lấy phần thịt lưng và mông, không lẫn mỡ, bầy nhầy và tuyệt đối không được rửa qua nước.

1.1.1.1 Cấu trúc của thịt

Phụ thuộc vào vai trò, chức năng và thành phần hoá học, người ta chia thịt thành các loại mô như sau: mô cơ, mô liên kết, mô xương, mô mỡ và mô máu.

Mô cơ là đối tượng chính trong công nghệ chế biến thịt vì mô cơ chiếm tỉ lệ cao nhất, có giá trị dinh dưỡng và kinh tế, có thể chế biến được thành nhiều loại sản phẩm khác nhau.

· Cấu tạo mô cơ

Đây là loại mô chiếm tỉ lệ cao nhất trong cấu tạo của thịt. Nó gồm nhiều sợi cơ xếp thành bó. Mỗi sợi cơ là một tế bào cơ, đường kính khoảng 10-100µm, cấu tạo gồm:

Màng cơ: do các protein dạng sợi cấu tạo thành, chủ yếu là collagen, elastin, keticulin. Ngoài ra còn có lipoprotein và muxin…

Cơ tương: gồm dịch cơ tương (cấu tạo từ nước và các chất hoà tan như protein tan, hợp chất nitơ phi protein, các muối…) và tơ cơ (thành phần chủ yếu là các loại protein như: actin, myosin, troponin và tropomyozin).

Lưới cơ tương

Bảng 1: Thành phần hoá học của mô cơ

Thành phần hóa học

Hàm lượng

Nước

72 – 75%

Protein

18 – 21%

Lipid

1 – 3%

Glucid

1%

Khoáng

1.2 – 1.5%

· Cấu tạo mô liên kết

Đây là loại mô được phân bố rộng rãi, có tác dụng liên kết các sợi tơ cơ, các bó cơ lại với nhau, tạo cấu trúc chặt chẽ cho thịt. Giá trị dinh dưỡng của mô liên kết thấp. Colagen và elastin là protein của mô liên kết.

· Cấu tạo mô mỡ

Mô mỡ được tạo thành từ các tế bào mỡ liên kết với nhau dưới dạng lưới xốp. Lượng mô mỡ trong cấu trúc thịt nhiều hay ít phụ thuộc vào giống loài, giới tính và điều kiện nuôi dưỡng.

· Cấu tạo mô xương và mô sụn

Mô xương là một trong các loại mô liên kết. Chất cơ bản của mô xương bao gồm các chất hữu cơ thấm muối khoáng, chứa trung bình 20-25% nước, 75-85% chất khô, trong đó có 30% là protein, 45% là hợp chất vô cơ.

Mô sụn có cấu tạo từ các chất cơ bản, trong đó có các thành phần tế bào, các sợi collagen và elastin.

· Cấu tạo mô máu

Khi cắt tiết máu chảy ra khoảng 40-60%, phần còn lại tồn tại ở các mao quản, các cơ quan và da. Trong máu chứa 16.4-18.5% protein, 79-82% nước, chất hữu cơ phi protein và 0.8-1% chất khoáng.

1.1.1.2 Thành phần hóa học

Thịt heo là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa nhiều protein hoàn thiện, lipid, vitamin và một số chất khoáng.

Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng có trong 100gr thịt heo nạc

Thịt heo

Nước (%)

Protein (%)

Lipid (%)

Glucose (%)

Tro (%)

Năng lượng (%)

Nạc

73

19

7.0

0.4

1.0

143

Bảng 3:Hàm lượng chất khoáng có trong thịt heo nạc (mg/100gr thịt)

Thịt heo

Ca

Mg

Fe

K

Na

P

Nạc

10.9

29

2.2

442

161

150

Ngoài ra trong thịt còn có một số vitamin có hàm lượng cao như: vitamin B1 (0.75 – 0,95mg/100gr), vitamin B2 (0.25 – 0.4 mg%), vitamin B6 (0.42 – 0.5 mg%), acid pentotenic (0.7-1.5 mg%), và một số các vitamin khác như: vitamin C, vitamin D, vitamin A… có hàm lượng nhỏ hơn.

Bảng 4: Thành phần các acid amine không thay thế trong thịt heo

Acid amine không thay thế

Thịt heo

(g% protein)

Acid amine không thay thế

Thịt heo

(g% protein)

Glysine

8.7

Valine

5.5

Methionine

2.4

Leucine

7.2

Tryptophan

1.4

Isoleucine

5.7

Phenylalanine

4.2

Arginine

6.4

Threonine

4.5

Histidine

3.8

1.1.1.3 Vai trò của thịt trong sản xuất nem

· Cung cấp protein và các giá trị dinh dưỡng khác

· Là chất tạo hình, nghĩa là tạo ra bộ khung, hình dáng, trạng thái cùng với độ đặc, độ dai và độ đàn hồi cho sản phẩm

· Có khả năng cố định được các chất mùi khác nhau qua tương tác Van der Walls hoặc qua liên kết tĩnh điện và liên kết đồng hoá trị, góp phần không nhỏ trong việc tạo màu sắc và mùi thơm.

1.1.1.4 Chỉ tiêu chất lượng thịt heo sản xuất nem chua

Bảng 5: Tiêu chuẩn chất lượng thịt tươi

Chỉ tiêu

Tiêu chuẩn

Hóa lý

· Độ pH

· Hàm lượng NH3

· Phản ứng định tính dihydro sulphua (H2S)

5,5- 6,2

≤ 35mg/100gr

Âm tính

Vi sinh

· Tổng số vi khuẩn hiếu khí

· E.Coli

· B. Cereus

· Staphilococus aureus

· Salmonella_ Ký sinh trùng : gạo bò, gạo lợn, giun xoắn

≤ 1.000.000 /gr

≤100 /gr

≤100 /gr

≤ 100 /gr

không có

Không cho phép

Cảm quan

· Trạng thái:

· Màu sắc

· Mùi

_ Bề mặt khô, sạch, không dính lông và tạp chất lạ. Mặt cắt mịn. Có độ đàn hồi, ấn ngon tay vào thịt không để lại dấu ấn trên bề mặt thịt khi bỏ tay ra. Tủy bám chặt vào thành ống tủy (nếu có)

_ Màu đặc trưng của sản phẩm

_ Mùi đặc trưng của sản phẩm, không có mùi lạ

1.1.2 Da heo

· Thành phần hóa học

· Da heo là bộ phận có giá trị dinh dưỡng thấp so với mô cơ và mô mỡ trong cơ thể heo. Da đóng vai trò khá quan trọng trong quá trình định hình của sản phẩm. Để hiểu được công dụng của da, ta quan tâm đến thành phần quan trọng nhất trong da, đó là collagen.

· Collagen chiếm khoảng 20-30% tổng số protein động vật tham gia vào thành phần mô liên kết xốp và đặc, mô xương, mô da, mô sụn tạo cấu trúc cơ thể hoàn chỉnh. Ở da collagen chiếm 15-25% (theo mô ẩm) và 81% (theo mô khô).

· Collagen là một protein có cấu trúc bậc 4 điển hình, do các đơn vị Tropocollagen cấu trúc bậc 3 tổ hợp theo các hướng dọc và ngang làm collagen có nhiều mức cấu trúc.

· Trong cấu trúc phân tử collagen, do tương tác giữa các mạch polypeptid làm cho phân tử có những vùng kỵ nước và vùng phân cực mang điện tích sẽ tạo nên khả năng háo nước làm trương nở collagen

· Tính chất collagen

· Collagen tự nhiên không hoà tan trong nước và các dung môi hữu cơ, chịu được sự tác dụng của acid, kiềm loãng và các enzym phân hủy protein thông thường. Các tính chất này dùng để tách collagen từ mô, nhờ các tác nhân thủy phân có thể tách hết các protein khác ngoại trừ collagen. Sợi collagen cho sự trương nở tốt nhưng không hoà tan trong dung dịch acid, kiềm loãng hoặc các muối trung tính đậm đặc nếu không biến tính trước bởi nhiệt. Tính không hoà tan và độ bền của collagen được giải thích bởi ảnh hưởng các liên kết ngang trong phân tử

· Trong quá trình chín thịt, collagen chỉ bị biến đổi chút ít. Trong quá trình xử lý nhiệt trong môi trường ẩm, các sợi colagen co lại, sau đó bị gelatin hoá khi nhiệt độ đủ cao. Trên 800C colagen bị hoà tan hoặc bị gelatin hoá do các sợi bị phân ly và do xoắn ốc kép ba bị duỗi ra, phân tử bị thuỷ phân từng phần. Ở trạng thái tự nhiên, collagen chỉ bị pepsin, collagenase thuỷ phân. Sau khi biến tính nhiệt mới được trypsin, chymotrypsin và cacboxypeptidase thuỷ phân.

· Khi đun nóng collgen trong nước, khoảng 60% mucoid sẽ chuyển vào trong dung dịch làm thay đổi một phần cấu trúc của nó. Ngoài ra còn tính chất trương nở và co nhiệt là điển hình về mặt hoá lý của chúng. Sự trương nở sẽ ảnh hưởng tới tính chất của thịt lên men, cụ thể là cải thiện độ dai

· Mục đích công nghệ

Collagen có tính trương nở mạnh, khi đó khối lượng của nó tăng 1,5-2 lần. Sự liên kết nước của collagen do sự hydrat hoá các nhóm chức, các liên kết peptid nhờ sự tạo thành liên kết Hydro. Sự trương nở của collagen có 2 dạng:

· Trương nở thẩm thấu (Osmotic): do ảnh hưởng các cụm mang điện phân bố dọc theo mạch peptid

· Trương nở định hướng (Hyotropic): do các muối trung tính hoặc tác nhân không sinh ion

Khi trương nở định hướng, khó biết được một cơ chế hoặc sơ đồ tác động nào đó vì tác nhân có tính chất khác nhau gây ra ảnh hưởng đồng nhất lên sợi collagen. Khi so sánh sự trương nở thẩm thấu và định hướng thấy rằng loại trương nở định hướng thường yếu, làm sợi trở nên nhớt và không trong suốt, còn thẩm thấu làm chúng trở nên rắn và đục.

· Khả năng trương nở của collagen làm cho cấu trúc của sản phẩm sau lên men chặt và dẻo hơn lúc đầu => cải thiện độ dai của sản phẩm

· Gelatin trong da đóng vai trò chất kết dính các phần tử trong mô cơ, giúp định hình sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan

· Là chất độn giúp hạ giá thành sản phẩm

· Tiêu chuẩn lựa chọn

· Sử dụng da heo tươi được lột ngay sau khi giết mổ.

· Lấy da tươi, mỏng, dính liền với thịt, còn săn, không bị nhão và rời.

· Có màu trắng không dính hay sót lông, không dính bụi bẩn

1.2 Phụ gia và gia vị1.2.1 Đường

Các đặc tính của nem như vị chua, cấu trúc chắc … là do quá trình lên men lactic bởi sự hoạt động của các vi khuẩn lactic có sẵn trong thịt, nguyên liệu mà vi khuẩn sử dụng để lên men là đường. Đường chính là cơ chất cho sự lên men vì vậy nó chính là công cụ điều chỉnh quá trình lên men.

Đường cát vàng và đường cát trắng là hai loại đường thường sử dụng trong nem chua, thường đường vàng được dùng nhiều hơn vì giá thành rẻ hơn và giúp tạo màu cho sản phẩm. Bản chất của hai loại đường trên là saccharose. Saccharose là đường không khử (thủy phân sẽ tạo ra đường glucose và fructose có tính khử).

Lượng đường sử dụng tăng kéo theo sự sản sinh ra nhiều acid lactic, tuy nhiên nếu hàm lượng đường quá cao thì sẽ ức chế cả những vi vật có lợi cho quá trình lên men. Tùy theo khẩu vị đăc trưng của từng vùng mà lượng đường cho vào thích hợp: ví dụ miền bắc 10-15%, miền Nam từ 20-30%

· Mục đích:

· Làm cơ chất cho quá trình lên men lactic.

· Tạo vị ngọt dịu và mùi thơm cho sản phẩm

· Đường có tính háo nước, giúp làm giảm lượng nước tự do, giúp trạng thái liên kết gel của thịt thêm chặt.

· Ức chế sự hoạt động của một số loại vi sinh vật có hại


Bảng 6: Tiêu chuẩn của đường

Chỉ tiêu

Hạng A

Hạng B

Cảm quan

· Trạng thái

· Mùi, vị

Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, khô, không bị vón cục.

Tinh thể đường hoặc dung dịch đường có vị ngọt, không có mùi vị lạ.

· Màu sắc

Tinh thể màu trắng, pha trong nước cất cho dung dịch trong suốt.

Tinh thể màu trắng ngà đến trắng, pha trong nước cất cho dung dịch tương đối trong.

Hóa học

· Độ Pol (oZ)

· Hàm lượng đường khử, %

· Tro dẫn điện, %

· Độ màu, đơn vị ICUMSA

· Tạp chất không tan trong nước (mg/kg)

>99.7

<0.1

<0.07

<160

<60

>99.5

<0.15

<0.1

<200

<90

1.2.2 Muối ăn

Muối ăn là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất, muối không những đảm bảo được độ mặn của sản phẩm mà còn có tác dụng hạn chế tác dụng của vi sinh vật gây chua, thối nên sản phẩm có thể bảo quản được lâu.Ngoài ra các ion trong muối còn tham gia vào mạng tinh thể tạo cấu trúc gel của nem, giúp cho cấu trúc gel trở nên bền chắc.

Thành phần chủ yếu là NaCl. Ngoài ra còn có các muối vô cơ hoà tan như MgCl2, CaCl2, MgCO3, CaCO3, và một số kim loại như Al, Fe, Ca, Mg.

Muối có thành phần hoá học khá khác nhau tùy từng cơ sở sản xuất, còn trong quá trình bảo quản do muối dễ hút nước nên thành phần có thay đổi, các cơ sở sản xuất kiểm tra lại để có thành phần NaCl đạt yêu cầu sản xuất.

· Mục đích:

· Chế biến : tạo vị , góp phần tạo cấu trúc gel

· Bảo quản : hạn chế vi sinh vật gây chua và gây thối

· Tiêu chuẩn lựa chọn:

Lượng muối sử dụng khoảng 20-30g/kg thịt. Nếu sử dụng hàm lượng quá cao sẽ làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

Bảng 7:Tiêu chuẩn lựa chọn muối theo TCVN 3973-84

1.2.3 Ớt

Ớt là một loại gia vị tạo vị cay giúp tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm. Trong 100g ớt có khoảng 91% nước, 1.3% protid, 5.7% glucid, 250mg vitamin C, 10mg caroten. Lượng tinh dầu trong ớt chiếm tỷ lệ khá cao 12% gồm capsisina, casaicine ( alkaloid ), casanthiac. Ngoài ra trong ớt còn có vitamin K, một số chất khoáng.

Alkaloid tạo nên mùi thơm và cũng là chất tạo nên vị cay với nồng độ lớn. Ngoài ra tinh dầu của ớt cũng có chất kháng sinh thực vật là phitocide.

· Mục đích:

· Hoàn thiện: Tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm nem chua. Tạo vị cay, tạo màu, cung cấp nhiều loại Vitamin

· Tiêu chuẩn lựa chọn :

Ớt trái: chọn ớt chín đỏ đều, không rụng cuống, cắt bỏ cuống rửa sạch, phơi ráo nước

1.2.4 Tiêu

Sử dụng hạt tiêu. Tiêu có vị cay, thơm đặc trưng. Ngoài công dụng làm gia vị, nó cũng là một vị thuốc giúp kích thích tiêu hoá, tăng dịch vị, dịch tụy, ăn ngon.

Trong tiêu có tinh dầu và 2 alkaloid (chất nhựa 8-10%), ngoài ra còn có một số chất khác như cellulose, muối khoáng. Tinh dầu chừng 1.5-2.2 % (chứa các chất pinen, limonen, phellandren…) tinh dầu này tập trung ở vỏ, giữa quả tiêu ít tinh dầu hơn. Ngoài tinh dầu và alkaloid ra, trong hồ tiêu còn có 8% chất béo, 36% tinh bột và 4,5 tro. Tác dụng của piperin và piperidin là sát trùng và diệt ký sinh trùng.

C17H1903N + H2O = C12H10O4 + C5H11N

Acid piperic

Piperidin

· Mục đích:

· Hoàn thiện : tạo hương vị cay nồng đặc trưng cho sản phẩm.

· Bảo quản : hạn chế sự phát triển của vi sinh vật


Bảng 8: Tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu trong chế biến

Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

Trạng thái

Khô, không lẫn tạp chất.

Màu sắc

Màu xám

Mùi vị

Cay nồng tự nhiên, mùi thơm đặc trưng

Nấm mốc, sâu mọt

Không có

Hàm lượng ẩm

< 13%

Chất khô bay hơi chiết được (% khối lượng chất khô)

< 6%

Tinh dầu bay hơi (ml/100g khối lượng khô)

> 1%

Hàm lượng piperin (% khối lượng khô)

< 4%

Tro tổng số (% khối lượng khô)

< 6%

Tro không tan trong acid (% khối lượng khô)

< 1.2%

1.2.5 Tỏi

Tỏi có vị cay, tính ôn, ngoài công dụng làm gia vị, các thành phần trong tỏi còn có tác dụng kháng sinh mạnh. Trong tỏi có 1 ít iod, thành phần chủ yếu của tỏi là chất kháng sinh alixin C6H10OS2, một hợp chất sulfua có tác dụng diệt khuẩn rất mạnh đối với vi khuẩn Staphilococus, thương hàn, phó thương hàn, lỵ, trùng tả, trực khuẩn sinh bệnh bạch hầu, vi khuẩn tỏi.

· Mục đích:

Hoàn thiện: tạo hương vị nồng và mùi đặc trưng cho sản phẩm.

Bảo quản: diệt một số loại vi sinh vật không có lợi, tăng thời gian bảo quản.

· Tiêu chuẩn:

Tỏi không bị mốc, không mọc mầm, phải vứt bỏ phần mầm tỏi thường màu xanh có thể nằm sâu trong tép tỏ

1.2.6 Bột ngọt

Bột ngọt là muối natri của acid glutamic. Tên của bột ngọt là Mono natri glutamat

Bột ngọt được dùng để làm tăng vị của thức ăn, tạo vị Umani. Ngoài ra, bột ngọt còn tham gia tổng hợp nhiều acid amine, tác dụng đến chu trình phân giải glucid và chất béo, tác dụng tích cực đến hoạt động của hệ thần kinh trung ương, kết hợp với NH3 tạo glutanin(glutanin dùng giải độc A.Fenilaxetic trong cơ thể, chữa các bệnh thần kinh, tim, teo cơ bắp…)

Liều lượng sử dụng tối đa là 10g/1000g nguyên liệu

· Mục đích:

Hoàn thiện: tạo vị cho sản phẩm.

· Tiêu chuẩn lựa chọn:

Bảng 9: Tiêu chuẩn của bột ngọt trong chế biến (TCVN 1459:2008)

Tên chỉ tiêu

Trạng thái

Tinh thể hoặc bột kết tinh

Màu sắc

Trắng

Mùi

Không mùi

Độ pH của dung dịch

6.7 – 7.2

Hàm lượng natri glutamate

≥ 99%

Hàm lượng NaCl

< 0.2%

Chì

<0.001%

1.2.7 Phụ gia

1.2.7.1 Muối nitrat

· Mục đích

· Hoàn thiện: Tạo màu đỏ tự nhiên cho thịt (nitrite kết hợp với myoglobine tạo thành nitrosohemoglobine có màu hồng đỏ). Tăng hương vị và cấu trúc cho sản phẩm.

· Bảo quản: Có tác dụng tiêu diệt và ức chế các vi sinh vật trong môi trường acid, kìm hãm sự phát triển và sản sinh độc tố của Clostridium Botulinum. Kìm hãm sự oxy hoá lipid.

Ưu điểm của việc sử dụng muối nitrate là tạo được màu tự nhiên và nhanh, ngoài ra còn có khả năng tiêu diệt vi sinh vật mạnh, nên thường được cho vào để tăng thời gian bảo quản của sản phẩm

· Nồng độ và liều lượng sử dụng:

· Nồng độ nitrat sử dụng ở Việt Nam nhỏ hơn 0,022%.

· Đối với người thì hàm lượng không quá 0 – 0,4% mg/kg thể trọng/ngày, còn đối với thực phẩm phải đảm bảo không quá 125 ppm.

1.2.7.2 Vitamin C

· Giúp chống oxy hoá thịt trong quá trình chế biến, bảo quản do vitamin C phản ứng với O2, ngăn O2 tiếp xúc với các thành phần của thịt.

· Làm giảm lượng nitrit dư (nếu có), ngăn cản sự tạo thành nitrosamin, làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Nó là loại vitamin rất cần thiết đối với cơ thể con người mặc dù hàm lượng nhỏ khoảng 500 mg/kg.

· Chiếm lấy O2 trong không khí, ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí.

· Ngăn cản sự oxy hoá của myoglobin và nitrosomyoglobin, do đó có tác dụng ổn định màu.

· Vitamin C dùng trong thực phẩm phải ở dạng kết tinh, màu trắng. Một gam tan trong 3.5 ml nước hay trong 30 ml ethanol, không tan trong dầu mỡ.

· Liều lượng sử dụng: < 500 mg/ kg.

1.3 Giống

1.3.1 Vi khuẩn lactic (LAB) có sẵn trong thịt

Trong một số trường hợp, các quá trình lên men tự nhiên phụ thuộc hoàn toàn vào sự có mặt của LAB trong thịt tươi. LAB xuất hiện trong thịt ban đầu với số lượng thấp. Người ta chứng minh rằng quá trình lên men theo thứ tự bắt đầu là các loài Enterobacteriaceae,tiếp theo là Enterococcus và cuối cùng là Lactobacillus và Pediococcus.

Với nem được lên men theo đúng công nghệ LAB phát triển nhanh và đạt mức cfu/g sau 2-5 ngày lên men. Sự giảm giá trị pH tương ứng làm cho chủng Pseudomonas và các loại cầu khuẩn gram âm nhạy cảm với acid khác bị tiêu diệt trong ṿòng 2-3 ngày, mặc dù có nhiều loài có thể chống chịu acid hơn như Salmonella, có thể tồn tại trong thời kỳ kéo dài.

Số lượng LAB có xu hướng giảm sau khi đạt được cực đại. Sự giảm chậm giá trị pH tạo thuận lợi cho sự phát triển của S. aureus và có thể sinh enterotoxin. Lượng mùi hương thấp cũng có thể do sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn.

Các loài thuộc chủng Lactobacillus là các LAB chiến ưu thế trong quá trình lên men thịt tự nhiên. Các loài xuất hiện phổ biến nhất là L. bavaricus, L. curvatus, L. farciminis, L. plantarum và L. sake. L. sake có thể là loài đóng vai tṛò quan trọng nhất, tiếp đó là L. curvatus.

Pediococcus xếp thứ 2 sau chủng Lactobacillus, nó chiếm ưu thế về số lượng trong quá trình lên men. Các loài P. damnosus, P. acidilactici và P. pentasaceous đều đóng vai tṛò quan trọng. Lactococcus và Leuconostoc thường chỉ xuất hiện với số lượng nhỏ, mặc dù chủng Leuconostoc với số lượng lớn thường đi kèm với các loại nem kém chất lượng.

1.3.2 Chủng khởi động

· Sử dụng các chủng vi khuẩn lactic thuần khiết nhằm mục đích:

· Rút ngắn thời gian lên men

· Tăng tốc độ cho quá trình làm chín

· Loại bỏ những nguy hiểm do các vi sinh vật khác.

· Loại bỏ các vi sinh vật không mong muốn và các vi sinh vật gây bệnh.

· Tăng chất lượng sản phẩm.

· Làm sản phẩm ổn định và bảo quản tốt hơn.

· Góp phần đem lại hương vị đặc trưng

· Các chủng LAB được lựa chọn làm chủng khởi động trong nem chua phải đáp ứng một số các tiêu chuẩn như sau :

· Phải có khả năng cạnh tranh hiệu quả đối với các LAB bản thể.

· Phải sinh nhiều acid lactic.

· Phải có khả năng chống chịu NaCl và có thể phát triển ở nồng độ muối cao (có thể là 6%).

· Phải có khả năng chống chịu được NaNO2 và có thể phát triển ở nồng độ ít nhất là 100mg/kg.

· Phải có khả năng phát triển trong khoảng nhiệt độ 15-40°C, tối ưu ở 30-37°C.

· Phải là chủng lên men đồng hình.

· Không sinh H2O2 với số lượng lớn.

· Đề xuất giống

Sử dụng kết hợp 3 chủng Lactobacillus plantarum, Pediococcus cerevisiae và Micrococcus varians sẽ cho sản phẩm nem chua có hàmlượng acid cao hơn, pH thấp hơn và được đánh giá cao hơn về mặt cảm quan so với lên men tự nhiên.

Tỷ lệ phối trộn các chủng lần lượt là L.plantarum 103 cfu/g, P.cerevisiae 106 cfu/g, Micrococcus varians 103 cfu/g.

L. plantarum

Hình 3 : Lactobacillus plantarum

Đây là trực khuẩn ngắn, gram (+), không chuyển động và không sinh bào tử, yếm khí tùy tiện, có khả năng chịu nồng độ muối cao, phát triển tối ưu ở 35oC, không phát triển được ở dưới 7oC và trên 45oC. L. plantarum đóng vai trò quan trọng trong việc sinh ra acid lactic qua quá trình lên men đồng hình, có thể lên men đường glucose và các loại đường khác. Từ 1 mol glucose L. plantarum có thể tạo ra được 1.1 mol D, L-acid lactic, 0.4 mol acid acetic và lượng nhỏ acetone.

Ngoài ra L.plantarum còn có khả năng chuyển hóa nitrate thành nitrite và khả năng dị hóa arginin sinh ra nitrite oxide giúp ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh như E.coli, Shigella,… Việc bổ sung L. plantarum sẽ làm pH của thịt giảm nhanh, làm tăng độ săn chắc và màu sắc của sản phẩm

P. cerevisiae

Hình 4: Pediococcus cerevisiae

P. cerevisiae là song cầu khuẩn có đường kính 0.6-1µm, gram (+), không di động, không hình thành bào tử, yếm khí tùy tiện, có thể phát triển trên môi trường rắn với sự có mặt của không khí, chịu được môi trường acid. Chủng này yêu cầu rất cao về thành phần dinh dưỡng từ môi trường vì chúng không có khả năng sinh tổnghợp các chất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. P. cerevisiae phát triển tối ưu ở 35oC và tại pH = 5, lên men được đường glucose, fructose và mannose tạo ra D, L-acid lactic. Quá trình trao đổi chất của nó là quá trình lên men đồng hình.

Tuy nhiên P. cerevisiae không có khả năng chuyển hóa nitrate thành nitrite, khả năng phân hủy protein kém. P. cerevisiae làm tăng độ săn chắc cấu trúc gel của nem trong giai đoạn cuối của quá trình lên men. Sử dụng kết hợp L. plantarum và P. cerevisiae sẽ làm tăng độ săn chắc một cách hiệu quả đối với sản phẩm.

M. varians

Hình 5: Micrococcus varians

M. varians là cầu khuẩn có đường kính 0.5-2 µm, gram (+), di động, catalase(+). M. varians phát triển tối ưu ở 25-37oC, có khả năng khử hợp chất nitrate thành nitrite, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện màu sắc cho sản phẩm. Vì vậy chủng này được bổ sung cùng với các chủng vi khuẩn sinh acid vào nem nhằm thay thế các loại hóa chất tạo màu gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.

Ngoài ra M. varians còn góp một phần nhỏ trong quá trình lên men đồng hình, có khả năng thuỷ phân protein và lipid. M. varians khử nitrate thành nitrite trong giai đoạn đầu của quá trình lên men trước khi bị ức chế bởi sự tăng trưởng của vi khuẩn lactic. Sử dụng kết hợp L. plantarum và M. varians sẽ cho hiệu ứng tốt nhất trong việc cải thiện màu sắc sản nem chua.

Bảng 10: Ảnh hưởng của chủng khởi động lên sản phẩm

2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

image27.emf

Hình 6: Quy trình công nghệ sản xuất nem chua

3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ3.1 Chần da heo

3.1.1 Mục đích: Chế biến

Mục đích của quá trình này là do da heo không có khả năng chín sinh hóa, mà thịt lên men là một loại sản phẩm khi ăn có thể sử dụng trực tiếp mà không qua quá trình chế biến nhiệt nên không làm chín da heo thì sẽ không ăn được. Ngoài ra việc chần da heo còn giúp cho da heo trở nên giòn hơn, dai hơn, tạo giá trị cảm quan tốt hơn cho sản phẩm. Bên cạnh đó việc làm chín da heo còn giúp cho quá trình làm sạch lông còn dính trên da heo được tiến hành dễ dàng hơn.

3.1.2 Các biến đổi

· Hóa học: nhiệt độ cao làm biến tính collagen. Collagen trong da khi đun nóng chuyển thành gelatin là chất đông keo giúp định hình sản phẩm ,tăng giá trị cảm quan.

· Hóa sinh và vi sinh: ức chế hoạt động của vi sinh vật

3.1.3 Thiết bị

Ở đây ta sử dụng thiết bị gia nhiệt vỏ áo, dùng hơi để gia nhiệt. Da được đặt trên khay lưới nhúng vào trong nước nóng. Chú ý tránh để da chín quá sẽ gây nhớt làm khó khăn cho quá trình thái nhỏ, dễ bị mềm làm mất độ giòn cho sản phẩm sau này và giảm thời gian bảo quản.

Sau đó ta nhấc khay lưới lên, nhúng nhanh vào nước lạnh để làm nguội.

· Thông số công nghệ

Nhiệt độ: 70-80oC

Thời gian: 10-15 phút

3.2 Tách mỡ

3.2.1 Mục đích: hoàn thiện, bảo quản

· Hoàn thiện: tạo cấu trúc gel protein đồng nhất.

· Bảo quản: hạn chế quá trình oxy hóa lipid.


· Vật lý: khối lượng da heo giảm

3.2.3 Thiết bị

Quá trình này được thực hiện thủ công. Người công nhân dùng dao nhỏ, bén để lọc phần mỡ thừa, vì đây là công đoạn nhỏ, cần chính xác để ít lãng phí, tận dụng tốt nguyên liệu

3.3 Cắt sợi

3.3.1 Mục đích: Chuẩn bị

Làm nhỏ miếng da heo để dễ phối trộn đều trong khối thịt, tạo độ đồng đều cho sản phẩm. Ngoài ra cắt nhỏ còn giúp cho quá trình thủy phân protein tạo cơ chất cho vi sinh vật sử dụng và tạo hương vị cho sản phẩm diễn ra dễ dàng hơn.


· Vật lý: kích thước da heo giảm

3.3.3 Thiết bị

Da heo sau khi làm nguội được cho vào thiết bị cắt da Tabletop Cutter cắt thành từng miếng có kích thước dài 40mm dày 1-2 mm, sợi da heo sẽ tạo nên độ dòn và dai đặc trưng của sản phẩm. Khi lên men không nên cắt quá nhỏ sản phẩm sẽ bị vụn hoặc quá to sẽ gây khó khăn cho quá trình bao gói làm mất tính cảm quan.

Hình 8: Máy cắt da


· Kích thước da heo sau khi cắt: dài 40 mm; dày 1-2 mm

3.4 Chặt thịt



· Vật lý

· Cắt đứt mô liên kết, làm giảm kích thước khối thịt

· Tăng nhiệt độ khối thịt do ma sát giữa vật liệu và dao cắt,

· Hóa lý

· Làm thương tổn các cấu trúc tế bào dẫn đến khả năng giữ nước giảm.

· Hiện tượng chảy dịch xảy ra dẫn đến tổn thất một số các hợp chất như: vitamin, khoáng, acid amine…

3.4.3 Thiết bị

Nguyên liệu được đưa vào bàn đẩy, bàn đẩy sẽ đẩy thịt đến vùng cắt. Khi đi hết hành trình, nó sẽ tự lùi về. Khi bàn đẩy lùi về đến đầu hành trình thì sẽ tự động đẩy thịt đến vùng cắt, cứ như vậy cho đến khi cắt hết khối thịt. Thịt được cắt bởi 5 lưỡi dao được gắn trên 10 đĩa đồng trục. Khi trục quay, các lưỡi dao chuyển động, tác dụng lực cắt lên khối thịt, cắt khối thịt thành nhiều miếng nhỏ.

· Thiết bị: Sự dụng thiết bị chặt thịt starcutter

Hình 9: Thiết bị cắt starcutter


· Nhiệt độ phòng khi chặt: 15 oC.

· Kích thước khối thịt sau khi chặt: 14 - 22 mm.

3.5 Xay thô



· Vật lý

· Cắt đứt mô liên kết, làm giảm kích thước khối thịt

· Tăng nhiệt độ khối thịt do ma sát giữa vật liệu và dao cắt,

· Hóa lý: có sự thất thoát nước và chất dinh dưỡng trong mô thịt

3.5.3 Thiết bị

Thịt sau khi được xử lý sẽ được đưa vào chảo nhập liệu của máy mincer, tại đây thịt sẽ được hệ thống trục vít đẩy đi đến lưỡi dao cắt gắn đồng trục với trục vít và sẽ được cắt nhỏ.

· Thiết bị: Sử dụng máy xay thô mincer

Hình 10: Máy xay thô mincer

Đây là dạng máy đùn trục vít, có cấu tạo gồm nắp đậy chứa thịt hay mỡ để băm, một đường xoắn ốc gọi là vit tải chuyển thịt đến bộ phận dao cắt. Phía trước dao cuối cùng có một vòng trên đó có một vòng nối có tác dụng cắt đứt thịt nhanh.


· Đường kính sau khi xay: 3-5mm

3.6 Xay nhuyễn

3.6.1 Mục đích

· Hoàn thiện: Tạo nên một hỗn hợp đồng nhất của tất cả các thành phần có trong nem như: thịt, da, gia vị, phụ gia, …

· Chuẩn bị: Tạo ra các hạt có cùng kích cỡ, phân tán đều các gia vị cũng như các phụ gia. Hỗ trợ cho quá trình định lượng, nhồi...


· Vật lí

· Thay đổi kích thước và khối lượng riêng của hỗn hợp: Có sự khuếch tán phụ gia, gia vị vào thịt và có sự khuếch tán nước từ trong thịt ra ngoài

· Nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng.

· Hóa lý

· Trạng thái của khối thịt bị biến đổi, chuyển thành dạng paste.

· Các phần tử trong hỗn hợp có điều kiện tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng liên kết, tạo độ đồng nhất cao cho sản phẩm.

3.6.3 Thiết bị

· Thiết bị: sử dụng máy xay nhuyễn cutter

Hình 11: Máy cutter

· Các nguyên liệu được cho vào máy để thực hiện quá trình xay nhuyễn tạo hệ đồng nhất.

· Thứ tự nguyên liệu vào máy cutter

· Thịt heo

· Nitrate (0.002%), muối (2%), bột ngọt (1%)

· Chất chống oxy hóa (0.005%)

· Đường (30%)


· Kích thước hỗn hợp trước khi xay nhuyễn : Þ = 3 – 5 mm.

· Kích thước hỗn hợp sau khi xay nhuyễn : Þ = 0.2 – 0.5 mm.

3.7 Tái hydrate chế phẩm

3.7.1 Mục đích: chuẩn bị

Chủng khởi động là chế phẩm dạng đông khô để cấy trực tiếp tuy nhiên cần phải huyền phù hóa chế phẩm trong nước vô trùng trước khi cấy vào hỗn hợp thịt.

3.7.2 Các biến đổi: không đáng kể

3.7.3 Thiết bị

Quá trình này được thực hiện trong thiết bị hình trụ đứng. Chế phẩm được cho vào nước vô trùng ở nhiệt độ 20oC. Chế phẩm phải được cho vào hỗn hợp thịt sau khi đã phối trộn gia vị, phụ gia và phải cho vào trong vòng 45 phút sau khi hòa vào nước.


Nhiệt độ nước: 20oC

Tỉ lệ nước - giống: 40:1

3.8 Phối trộn

3.8.1 Mục đích

· Hoàn thiện: Bổ sung thêm da cắt sợi,gia vị tạo mùi đặc trưng và ổn định cấu trúc sản phẩm.

· Chuẩn bị: Bổ sung giống, chuẩn bị cho qúa trình lên men.


· Vật lý: Nhiệt độ khối thịt tăng.

· Hóa học: Các phần tử của các cấu tử trong hỗn hợp có điều kiện tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng liên kết hóa học, tạo độ đồng nhất cao cho sản phẩm

3.8.3 Thiết bị

Hình 12: Máy trộn

Hỗn hợp thịt, da heo, tỏi, tiêu hạt, ớt và giống được cho vào từ trên đỉnh. Thịt và da được phối trộn theo tỉ lệ: 70:30. Thiết bị trộn bằng hệ thống các cánh khuấy thiết kế đặc biệt như hình (1), (2), (3), giúp quá trình trộn đều các thành phần, hỗn hợp sau trộn tương đối đồng nhất.


v = 110 rpm

3.9 Nhồi định lượng

3.9.1 Mục đích

· Hoàn thiện: cho sản phẩm có hình dạng, kích thước ổn định.

· Bảo quản: Quá trình nhồi (chân không) cộng với việc vô bao bì còn có tác dụng hạn chế sự xâm nhập của oxy và các loại vi sinh vật gây hại cho sản phẩm


· Vật lý: tạo hình dạng cố định, bề mặt căng đều, tăng giá trị cảm quan.

· Hóa lý: Tăng độ kết dính của khối thịt, đồng thời cố định hệ gel cho sản phẩm

3.9.3 Thiết bị

Hỗp hợp thịt sau khi xay nhuyễn sẽ được chuyển qua máy nhồi. Tại đây, hỗn hợp sẽ được cho qua một hệ thống đường ống và được vô bao bì. Quá trình vô bao bì tạo môi trường kín, yếm khí cho hoạt động lên men của vi khuẩn sau này. Toàn bộ quá trình được thực hiện ở chế độ chân không nhằm hạn chế tối đa sự nhiễm khuẩn cho sản phẩm .

· Thiết bị: Máy nhồi thịt chân không

Hình 13: Máy nhồi thịt chân không


· Áp suất p = 0.2 – 0.3 at.

· Vật liệu làm bao bì:

· Có khả năng đề kháng cơ học.

· Sử dụng bao bì PE để nhồi

3.10 Bao gói

3.10.1 Mục đích: hoàn thiện sản phẩm

Từng cây nem sẽ được bao gói với qui cách trình bày hấp dẫn, nâng cao giá trị sử dụng của sản phẩm. Sử dụng bao bì PE để bao gói. Việc bao gói sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng.

3.10.2 Các biến đổi: không đáng kể.

3.10.3 Thiết bị: Quá trình bao gói được thực hiện thủ công

3.11 Lên men

3.11.1 Mục đích: chế biến

Đây chính là công đoạn chính tạo nên hương vị đặc trưng của sản phẩm nem chua. Nem chua là sản phẩm của quá trình lên men thịt và quá trình lên men thịt chính là kết quả của quá trình lên men lactic bởi sự hoạt động của vi khuẩn lactic có sẵn trong không khí, trên bề mặt của các dụng cụ chế biến, của vật liệu làm bao bì và nguyên liệu được sử dụng để lên men lactic chính là đường.

3.11.2 Biến đổi

· Hóa sinh:

Quá trình sản xuất nem chua là một quá trình sinh hoá phức tạp, trong đó đường dưới tác dụng của vi khuẩn lactic chuyển hoá dần thành acid lactic, giảm pH của thịt, ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa. Protein thịt dưới tác dụng của enzyme protease sẽ bị cắt thành các phân tử polypeptide và acid aminee vừa làm cho thịt có mùi vị thơm ngon hơn, dễ tiêu hoá.

· Quá trình lên men lactic:

Lên men lactic là một quá trình sinh hoá phổ biến trong thiên nhiên, đó là quá trình chuyển hoá vật chất glucide thành acid lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp của hệ vi sinh vật lactic.

C

6

H

12

O

6

2CH

3

– CHOH – COOH

Năng lượng tạo ra được dùng cho các quá trình sinh hoá cần thiết trong điều kiện yếm khí. Có 2 kiểu lên men lactic: lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình:

· Sơ đồ chuyển hoá

· Lên men lactic đồng hình:

Sự chuyển hoá đường thành acid lactic đi theo chu trình Embden – Mayerhoff, lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid pyruvic. Acid này được khử 2 nguyên tử H nhờ hoạt động của enzyme lacticodehydrogenase để trở thành acid lactic (chiếm tới 90%). Kiểu lên men này rất có ý nghĩa về mặt công nghiệp.

CH

3

– CO – COOH + 2H

CH

3

– CHOH – COOH

Lacticodehydrogenase

Tùy thuộc vào tính đặc hiệu quang học của enzyme lacaticodehydrogenase và sự có mặt của lactataxemase mà loại acid lactic dạng nào được tạo ra (D hay L).

· Lên men lactic dị hình:

Quá trình diễn ra phức tạp hơn, sản phẩm tạo thành ngoài acid lactic còn có một lượng lớn các sản phẩm phụ khác như aldehyde, keton, rượu ethylic, CO2, một số chất thơm như diacetyl ester.

Số lượng sản phẩm phụ này phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng cũng như điều kiện ngoại cảnh. Nói chung acid lactic chiếm khoảng 40% lượng đường đã phân huỷ, acid succinic gần 20%, rượu ethylic 10% và các khí khoảng 20%. Đôi khi lượng khí tạo ra ít hơn, thay vào đó là acid formic.

Trong quá trình lên men lactic dị hình, glucose được chuyển hóa theo chu trình Embden – Mayerhoff, còn hydro tách ra khi dehydro hóa triosephosphate được chuyển đến pyruvat. Vì trong nguyên sinh chất của vi khuẩn lên men lactic dị hình không có enzyme carboxylase cho nên acid pyruvic không phân hủy nữa mà tiếp tục khử thành acid lactic theo sơ đồ chuyển hóa dưới đây:

Acid lactic được tạo thành từ acid pyruvic do sự tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ dehydrase theo phương trình:

Acid succinic tạo thành từ acid pyruvic do tác dụng với CO2 và tiếp theo là sự tiếp nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau:

Ethanol và acid acetic tạo thành nhờ men aldehydrase từ acetaldehyde theo phương trình:

Việc sinh ra các khí liên quan đến điều kiện yếm khí, tỉ lệ các hợp chất phụ sinh ra phụ thuộc vào môi trường dinh dưỡng và loại vi khuẩn lactic.

Quá trình lên men lactic cần có sự lên men đồng thời giữa lên men đồng hình và dị hình, vì quá trình lên men lactic dị hình tạo ra các sản phẩm là các cấu tử hương tạo mùi thơm cho sản phẩm.

Acid lactic tạo thành tích tụ trong sản phẩm có tác dụng kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật có hại, nhất là vi sinh vật gây thối rữa. Do đó làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm. Mặt khác, các vi khuẩn lactic trong quá trình lên men còn có khả năng tổng hợp vitamine B1, làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

· Quá trình lên men lactic trong nem chua được chia làm 3 giai đoạn:

· Giai đoạn 1: Bắt đầu có sự hoạt động của vi khuẩn lactic và một vài vi sinh vật khác có sẵn trong nguyên liệu đầu, khả năng sinh tổng hợp acid lactic kém.

· Giai đoạn 2: Vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ và acid lactic được tạo ra nhiều làm giảm pH của khối nguyên liệu xuống thấp, từ đó có khả năng ức chế sự hoạt động của các loài vi sinh vật khác. Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất nem chua, vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

· Giai đoạn 3: Do acid lactic tích tụ nhiều, làm pH giảm mạnh, từ đó dẫn đến sự ức chế ngay cả đối với vi khuẩn lactic.

Trong công nghiệp, nem sau quá trình lên men khoảng 3 ngày se được đưa vào kho bảo quản mát lạnh ờ 3 - 4o C nhằm dừng lại ở giai đoạn 2, không cho chuyển sang giai đoạn 3 trong quá trình bảo quản và tiêu thụ.

Sự sản sinh những chất ức chế

Từ lâu người ta nhận ra rằng vi khuẩn lactic có khả năng sinh ra, trong quá trình phát triền, những chất có tính kháng khuẩn như: các acid hữu cơ, hydro peroxide... Nhờ khả năng đó, vi khuẩn lactic làm tăng chất lượng an toàn vệ sinh cho sản phẩm thịt lên men.

Sự tích tụ acid trong quá trình lên men có thể ngăn chặn, thậm chí tiêu diệt một số vi sinh vật gây ngộ độc và gây hư hỏng. Dưới dạng hòa tan, acid lactic và acid acetic khuếch tán thụ động qua màng tế bào những vi khuẩn này, làm rối loạn những chúc năng sinh học của chúng. Về mặt cảm quan, một lượng vừa phải acid acetic trong sản phẩm không làm thay đổi đáng kể chất lượng của sản phẩm. Tuy nhiên, khả năng kháng khuẩn của acid acetic, ở cùng độ pH, mạnh hơn acid lactic. Sự nhạy cảm với những acid này của vi khuẩn thay đổi tùy loài và tùy thuộc vào những yếu tố khác như: hoạt độ nước, sự có mặt các chất hòa tan khác.

Nhiều nghiên cứu đã tìm hiểu về khả năng kháng khuẩn của bacteriocin, một chất sinh ra bởi vi khuẩn lactic. Khả năng kháng khuẩn của chúng sẽ được nói kỹ hơn ở phần sau.

· Sự acid hóa:

Trong lên men lactic, vi khuẩn lactic có nhiệm vụ sinh ra acid lactic từ nguồn carbohydrate, từ đó dẫn tới sự giảm độ pH của sản phẩm.

Sự acid hóa thúc đẩy sự tạo gel của các protein mô cơ trong thịt, sự phân cắt các mạch protein cũng như sự gắn kết các mạch ngắn này lại. Ngoài ra, sự tích tụ acid lactic còn ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh tạp nhiễm vào thịt. Cuối cùng, thịt đạt đến độ chín nhờ pH giảm dần đến điểm đẳng điện của các protein. Ngoài ra, điều kiện pH thấp cũng thúc đẩy các quá trình tạo màu cho sản phẩm.

Trong những sản phẩm lên men thịt, lượng acid lactic đưa vào thường là 106CFU/g thịt ở những sản phẩm lên men thịt của châu Âu và 108CFU/g thịt đối với vi khuẩn des Lactococcus lactis.

· Sự thủy phân Protein

Một số vi khuẩn lactic như Lb. casei, Lb. plantarum, Lb. curvatus và Lb. sakei có khả năng thủy phân thủy phân protein khá tốt và đóng vai trò chính trong việc phân hủy protein thành các peptide và acid amine. Enzyme protease, peptidase của chúng phân cắt các oligopeptide và dipeptide. Các amino acid sau đó sẽ được phân hủy tạo thành các acid bay hơi và các hợp chất sulfur. Acid lactic và các các acid hữu cơ khác được tạo ra trong quá trình dị hóa carbohydrate cùng các peptide và amino acid được sinh ra trong quá trình thủy phân protein sẽ tạo nên vị đặc trưng cho sản phẩm thịt lên men. Vì thế những vi khuẩn này đóng vai trò tạo hương và cấu trúc cho sản phẩm thịt lên men.

Đây là quá trình biến đổi có ý nghĩa rất quan trọng đối với chất lượng của sản phẩm, vừa có tác dụng tăng giá trị dinh dưỡng vừa góp phần nâng cao tính cảm quan cho sản phẩm.

· Sự thủy phân chất béo

Sự thủy phân chất béo có thể tạo ra những acid béo mạch ngắn, tăng mùi vị cho sản phẩm thịt lên men. Vi khuẩn lactic không có enzyme thủy phân chất béo. Quá trình này được thực hiện bởi một số vi khuẩn khác trong hệ vi sinh vật trong thịt như Micrococcus hay Staphylococcus (St. xylosus ou St. carnosus).

· Vật lý:

Độ dai, độ dẻo tăng, khối lượng nem cũng thay đổi một phần sau quá trình lên men.

· Hóa lý:

· Sự tạo gel protein

Khả năng tạo gel là một tính chất chức năng quan trọng trong việc tạo cấu trúc, hình thái cho nhiều sản phẩm thịt nói chung và cho nem chua nói riêng.

Gel protein được tạo ra khi các protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành một mạng lưới không gian có trật tự. Khi protein bị biến tính thì các cấu trúc bậc cao bị phá huỷ, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch peptid bị giãn ra, các nhóm hợp nước ẩn bên trong bây giờ xuất hiện ra ngoài. Các mạch polypeptid đã bị duỗi ra trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau mà mỗi vị trí tiếp xúc là một nút, phần còn lại hình thành mạng lưới không gian ba chiều vô định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phân tán (H2O).

Các nút mạng lưới có thể được tạo ra do tương tác giữa các nhóm kỵ nước. Khi các nhóm này gần nhau, tương tác với nhau hình thành ra liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo), các phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra và có khuynh hướng tụ lại. Tương tác ưa béo thường được ổn định và tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm cho các mạch polypeptid sít lại với nhau hơn, khiến cho khối gel trở nên cứng hơn. Các nút lưới có thể tạo ra do các liên kết hyđro giữa các nhóm peptit với nhau, giữa nhóm OH của serin, threonin hoặc tironin với các nhóm COOH của axit glutamic hoặc axit aspartic. Liên kết hyđro là liên kết yếu, tạo ra một độ linh hoạt nào đó giữa các phân tử với nhau, do đó làm cho gel có được một độ dẻo nhất định.

Trong quá trình lên men thịt, pH giảm từ 5,6-6,2 xuống đến 4,5-5,0 đến gần điểm đẳng điện pI của mô cơ thịt, tạo điều kiện cho quá trình đông tụ và biến tính để thúc đẩy quá trình tạo gel protein. Kết quả tạo cấu trúc rắn chắc cho sản phẩm.

Nhờ khả năng này mà các sợi thịt (bì) của nem chua có khả năng liên kết tạo khối gel làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của nem chua.

· Sinh học:

Hàm lượng vi sinh vật tăng (vi khuẩn lên men lactic có lợi cho hệ tiêu hóa), thành phần dinh dưỡng (các chất thay đổi) làm cho giá trị năng lượng của nem thay đổi.

· Cảm quan:

· Sự biến đổi màu sắc

Màu sắc đặc trưng của sản phẩm thịt được đặc trưng bởi các sắc tố có trong thịt mà chủ yếu là myoglobin.

Trong quá trình lên men pH giảm làm cho dạng cấu tạo hóa học của sắc tố thay đổi. Myoglobin chuyển sang dạng metmyoglobin nên làm cho thịt có màu đỏ thẫm. Ngoài ra màu sắc của nem còn bị thay đổi bởi một số chủng vi sinh vật có khả năng sinh ra các peroxide.

Một số vi khuẩn không lên men lactic có mặt trong hệ vi khuẩn thịt lên men như St. xylosus, St. carnosus, St. simulans có khả năng chuyển hóa nitrate thành nitrite cũng như tham gia tạo ra hợp chất nitroso- (nitosomyoglobin hay nitrosoheme) tạo màu đỏ hồng cho sản phẩm.

· Sự biến đổi hương thơm

Hương thơm của sản phẩm thịt lên men được tao ra bởi các loại gia vị và các acid sinh ra trong quá trình lên men. Với nồng độ acid càng cao thì hương thơm càng mạnh. Chủng Lactobacillus ngoài vai trò chính là sinh acid lactic, còn có khả năng sinh ra các chất tham gia vào quá trình tạo hương thơm cho sản phẩm.

Những chất sinh hương cũng đến từ quá trình thuỷ phân Phospholipid và triglyceride cũng như sự thuỷ phân protein thành các a. amin và các peptide. Việc tạo ra acid amin có thể bằng con đường decarboxyl hay con đường khử amin sinh ra các hợp chất thơm.

Một số hợp chất tạo hương thơm cho sản phẩm phải kể đến là các hợp chất alcohol, aldehyde, ester cùng các acid bay hơi. Quá trình oxi hóa lipid cũng góp phần tăng cường hương vi cho sản phẩm nem chua. Bên cạnh đó, các gia vi được bổ sung vào trong quá trình sản xuất cũng góp phần tạo hương cho sản phẩm.

· Các yếu tố ảnh hưởng

· Thành phần nguyên liệu

Quá trình lên men lactic là quá trình chuyển hóa hexose thành acid lactic. Do đó hàm lượng acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men có liên quan chặt chẽ đến hàm lượng đường có trong nguyên liệu ban đầu.

· Hệ vi sinh vật

Quá trình lên men lactic là quá trình sinh hóa được thực hiện bởi vi khuẩn lactic do đó việc chọn chủng vi sinh vật thích hợp sẽ có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Nhưng trong quá trình sản xuất nem chua theo phương pháp dân gian thì quá trình lên men lactic được thực hiện bởi hệ vi sinh vật tự nhiễm. Do vậy ta không thể khống chế hay lựa chọn được chủng vi khuẩn thích hợp mà hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiễm

· Độ pH

Tất cả các chủng vi sinh vật đều có một khoảng pH thích hợp cho hoạt động của chúng. Tuy nhiên trong quá trình lên men lactic trong sản xuất nem chua ta không thể khống chế được pH của nguyên liệu ở khoảng thích hợp được mà nó thay đổi một cách tự nhiên theo quá trình chín của nem chua. Do sự thay đổi tự nhiên này mà quá trình lên men lactic xảy ra từ từ và khi pH đạt được giá trị thích hợp thì lúc đó quá trình lên men sẽ xảy ra mạnh nhất.

· Nhiệt độ

Cũng như những loài vi sinh vật khác. Khi nhiệt độ càng cao thì quá trình lên men diễn ra càng mạnh. Nhưng chất lượng của quá trình lên men không tỉ lệ thuận với tốc độ của quá trình lên men. Do đó ta phải chọn một nhiệt độ thích hợp để quá trình lên men diễn ra thuận lợi nhất và cho chất lượng tốt nhất. Một số nghiên cứu cho thấy rằng quá trình lên men thịt khi làm nem diễn ra ở nhiệt độ thường ( 27 – 300C ) cho giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm tốt nhất

· Độ yếm khí của môi trường

Do quá trình lên men lactic trong sản xuất nem chua là quá trình lên men dị hình trong điều kiện yếm khí nên để quá trình lên men xảy ra tốt phải tạo điều kiện yếm khí cho vi sinh vật lên men

Như vậy trong quá trình lên men thịt có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men mà ta không thể khống chế được mà nó phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện tự nhiên. Chúng ta chỉ có thể điều chỉnh được một số yếu tố như: nhiệt độ, độ yếm khí của môi trường và lượng đường ban đầu trong nguyên liệu.

3.11.3 Thiết bị

Sau khi bao gói, bán thành phẩm được treo lên các xe đẩy va đặt vào phòng giữ ấm, có thể điều chỉnh nhiệt độ để quá trình lên men được thuận lợi. Thông số quá trình

· Nhiệt độ lên men : 30 – 35oC

· Thời gian lên men : 2 ngày

· Độ ầm không khí trong phòng: 97%

4. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ THÀNH TỰU

4.1 Tiêu chuẩn

Sản phẩm cần được bảo quản lạnh từ 0 – 100C để kéo dài thời gian bảo quản.

· Mô tả sản phẩm

· Hình dạng đều đẹp, sắc cạnh.

· Sản phẩm nem chua khi ăn thấy có mùi thơm của sản phẩm lên men lactic, có độ dai của thịt ( thịt không bị nhão), có độ giòn của bì, có vị chua của axít lactic, có vị cay của tiêu ớt, vị ngọt của đường, bột ngọt.

· Bề mặt nem khô ráo, không nhầy nhớt, màu nem phải đỏ như màu thịt, không có nấm mốc phát triển.

· So với thành phần nguyên liệu : hàm lượng protein trong sản phẩm giảm. Chất béo tăng nhẹ, không đáng kể. Hàm lượng chất béo trong nem chủ yếu là từ thịt, một ít bổ sung để tăng vị, tăng độ bóng. Do không tham gia vào quá trình lên men, cũng không tạo liên kết gel nên lượng mỡ không cao. Lượng tro tăng do bổ sung các chất phụ gia như muối (NaCl), vôi phi (CaCO3 ), natri poliphotphat.

· Vitamin B1, B2, C tăng do vi khuẩn sinh ra trong quá trình lên men lactic, nhất là vitamin B1, B2 còn vitamin C bị mất nhiều trong quá trình quết vì bị oxy hóa, nhưng ớt cũng bổ sung một phần vitamin C.

· Thành phần dinh dưỡng

Bảng 11: Thành phần dinh dưỡng của nem chua

Năng lượng (kcal)

Thành phần chính (g)

Muối khoáng (mg)

Vitamin (mg)

Nước

Protein

Lipit

Glucid

Tro

Ca

P

Fe

B1

B2

PP

137

68

21,7

3,7

4,3

2,3

24

78

-

-

-

-

· Chỉ tiêu vi sinh

Bảng 12 : Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nem chua

Tên chỉ tiêu

Mức tối đa

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU trên gam sản phẩm

3.105

Coliform, CFU trên gam sản phẩm

50

E.coli, MPN trên gam sản phẩm

3

Salmonella, trong 25 g sản phẩm

Không cho phép

Staphylococcus aureus, MPN trên gam sản phẩm

3

Listeria monocytogons, CFU trên gam sản phẩm

Không cho phép

Clostridium perfringens, CFU trên gam sản phẩm

10

· Chỉ tiêu cảm quan

Bảng 13: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

Tên chỉ tiêu

Đánh giá

Màu

Màu hồng của nem thịt

Mùi

Nem chua có mùi thơm đặc trưng của thịt chín, gia vị.

Có vị chua vừa phải kết hợp với vị cay, nồng của tiêu, tỏi…

Vị

Chua nhẹ, ngọt, vị cay vừa phải (nếu có ớt)

Cấu trúc

Miếng nem chắc, hơi cứng, ăn vào thấy giòn, dai, không bở

4.2 Thành tựu: bổ sung chế phẩm bacteroxin vào nem chua công nghiệp

· Giới thiệu

Như đã biết chất lượng của nhóm sản phẩm thịt lên men được quyết định bởi rất nhiều yếu tố. Do hỗn hợp thịt là hỗn hợp những cấu từ rắn không thể thanh trùng trước khi lên men nên chứa một hệ vi sinh vật vô cùng phong phú.

Quá trình lên men thịt tự nhiên sẽ có rất nhiều nguy cơ không an toàn bởi nguồn nhiên liệu thịt của chúng ta hiện có mức độ ô nhiễm rất cao thêm vào đó quy trình sản xuất lại thủ công nên không thể kiểm soát nổi.

Từ lâu trên thế giới quá trình “lên men thịt có cấy chủng” đã được tiến hành nhằm kiểm soát quá trình lên men theo chiều hướng có lợi. Gần đây để nâng tính an toàn cho sản phẩm các chủng giống có hoạt tính sinh tổng hợp bacteriocin được ứng dụng nhiều nhằm ức chế các vi sinh vật có hại đặc biệt như các vi sinh vật gây bệnh.

Bacteriocin là các protein có tác dụng kháng khuẩn, được sinh ra chủ yếu bởi các vi khuẩn lactic, chống lại một phổ hẹp các loài vi khuẩn họ hàng gần gũi. Bacteriocin có điểm đẳng điện cao và có khả năng ức chế các vi khuẩn có quan hệ gần với vi khuẩn sinh ra bacteriocin đó. Nhiều chủng vi khuẩn lactic sản sinh bacteriocin là: Latococcus sub. lactic (nisin), L. acidophilus (lactacinB,F), L. brevis, L. casei, L. carnis, L. delbrueckii, L. fermenti, L. gasseri, L. helveticus, L. plantarum…

· Ưu điểm

Ưu điểm lớn nhất của bacteriocin là nó có bản chất protein. Nhờ bản chất protein của mình mà bacteriocin có thể bị vô hoạt bởi các proteaza trong đường ruột. Vì vậy bacteriocin gần như không độc hại đối với người.

Một tính chất công nghệ quý báu của bacteriocin là vẫn giữ được hoạt tính ở một số điều kiện xử lý khác nhau như nhiệt độ, pH, dung môi hữu cơ…Plantacin rất bền sau khi bảo quản ở nhiệt độ 4 - 20C, hoặc xử lý với dung môi hữu cơ như metanol, cloroform, axetonitrit và nhiệt độ 1000C trong 60 phút hoặc 1210C trong 10 phút. Lactacin B, Lactacin F chịu được 1000C trong vòng 1giờ được dùng nhiều trong việc sản xuất thực phẩm đóng hộp

Ngoài ra, một số loại bacteriocin, đặc biệt là bacteriocin loại I, có phổ kháng khuẩn khá rộng.

· Nhược điểm

Một cản trở trong việc ứng dụng các bacteriocin làm chất bảo quản sinh học cho thịt là do chúng có khu vực vật chủ hẹp, chỉ ảnh hưởng tới các vi khuẩn họ hàng gần gũi.

· Phương pháp bổ sung bacterocin

Bổ sung chủng LAB thuần khiết, có sản sinh bacteriocin và có thể phát triển được vào trong thực phẩm. Biện pháp này là cách trực tiếp để phối hợp đồng đều bacteriocin vào trong các sản phẩm thực phẩm. Sự thành công của nó phụ thuộc vào khả năng phát triển và sản xuất bacteriocin của chủng bổ sung trong các điều kiện kỹ thuật và môi trường (nhiệt độ, pH, chất phụ gia, …) của thực phẩm. Vì thịt không thể thanh trùng paster trước khi bổ sung chủng LAB nên các chủng LAB để ngăn ngừa sinh học hoặc để lên men thịt phải có khả năng cạnh tranh với hệ vi sinh vật tự nhiên.

Bổ sung các chế phẩm bacteriocin thô, dịch lên men hoặc dịch cô đặc thu nhận được từ quá trình nuôi LAB sản sinh bacteriocin trong các chất nền phức tạp. Cách này tránh được việc sử dụng các hợp chất tinh chế.

Bổ sung các chất đối kháng đã tinh chế hoặc bán tinh chế. Theo cách này, liều lượng bacteriocin phải chính xác hơn và do đó phải được ước lượng trước. Tuy nhiên, ứng dụng của nó còn hạn chế, tuỳ theo tập quán sử dụng phụ gia của từng nước.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB DHQG TP HCM – 2011

2. Nguyễn Đức Lượng – Công nghệ vi sinh vật tập 1 – Cơ sở vi sinh vật, Nhà xuất bản đại học quốc gia Tp. HCM

3. Tiêu chuẩn VN 5603:1998 , Quy phạm thực hành về những nguyên tắc chung về vệ sinh thực phẩm, Hà Nội 1998.

4. Bộ y tế, Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm, NXB Hà Nội 2008

5. Nguyễn Thị Hiền, Tài liệu giảng dạy CNCB Thịt, Bộ môn CNTP, Trường DHBK DHQG TP HCM.

6. Nguyễn Ngọc Tuân, Vệ sinh thịt, NXB Nông Nghiệp TPHCM 2002

7. Helman D.R., Hartel R. W., “Principles of Food processing”, Aspend Publisher, Inc., Maryland, 1998.

8. Fellows P.J., “Food processing technology: principles and practice”2nd edition, CRC Press, Boca Raton 2000.

9. Y.H. Hui. Waikit, Nip. Robert, W. Rogers, Owen A. Young ”Meet science and applications” Copyright 2007 by Marcel Dekker.

10. Keith H. Steinkraus “Industriallization of indigenous fermented foods” 2nd edition, revised & expanded. Cornell Uni, Geneva & Ifhaca, New York, USA. Copyright 2004 by MarcelDekker.

11. Trương Thanh Long – Survival of fortified Escherichia coli, Staphylococcusaureus, and Listeria monocytogenes in nem chua produced by traditional technology and modified technology – International workshop on Food safety and processing technology, 2007

Hình � SEQ Hình \* ARABIC �2�: Bột ngọt

Thịt heo

Chặt thịt

Xay thô

Xay nhuyễn

Nhào trộn

Nhồi định lượng

Bao gói

Lên men

Sản phẩm

Da heo

Chần

Tách mỡ

Cắt sợi

Đường,muối, tỏi

bột ngọt

Phụ gia

Tỏi, tiêu, ớt

Chủng khởi động

Tái hydrate

Hình � SEQ Hình \* ARABIC �7�: Thiết bị chần

1

_1412421890.vsd
C6H12O6

2CH3 – CHOH – COOH

_1412421891.vsd
CH3 – CO – COOH + 2H

CH3 – CHOH – COOH

Lacticodehydrogenase

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPdulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/cong... · Web...

Documents

Transcript of ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPdulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/cong... · Web...