MỞ ĐẦU Hiện nhu cầu sống người ngày nâng cao nên giá trị dinh dưỡng lại trọng Vì thế, thực phẩm dùng cho bữa ăn hàng ngày, ngồi kích thích vị giác dễ ăn cịn phải có giá trị dinh dưỡng cao Trong đó, nước mắm thực phẩm thiếu mổi bữa ăn gia đình, sử dụng rộng rãi ẩm thực quốc gia giới Nước mắm dung dịch đạm mà chủ yếu axit amin, tạo thành trình thuỷ phân protein cá nhờ hệ enzym protease có cá Ngồi việc sử dụng làm gia vị cho ăn để kích thích vị giác, nước mắm cịn cung cấp cho người hàm lượng chất dinh dưỡng cao, cung cấp lượng cho người chống suy nhược thể Ngồi nước mắm cịn dùng để chữa số bệnh đau dày, Hiện kinh tế thị trường phát triển mạnh mẽ nhu cầu tiêu thụ sản phẩm ngày cao nên sản phẩm nước mắm ngày phổ biến sử dụng rộng rãi thực cần thiết cho người Nước mắm sản xuất hầu hết nước Châu Á Mỗi nước có kiểu sản xuất khác tạo sản phẩm có giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan khác Cũng quốc gia sở sản xuất lại có kiểu sản xuất khác nên giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan khác Vì thị trường có số loại nước mắm giá trị cảm quan tốt - màu sắc đẹp, mùi thơm, có dư vị tốt giá trị dinh dưỡng lại Ngược lại, có loại nước mắm cho giá trị dinh dưỡng (hàm lượng đạm) cao nặng mùi, có vị mặn chát khó ăn, dễ xuống màu q trình bảo quản Đây thực trạng thường gặp số sản phẩm nước mắm vùng Diễn Châu, Nghệ An Vấn đề đặt yếu tố ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan nước mắm? Làm để sản xuất nước mắm vừa có giá trị dinh dưỡng cao, vừa có giá trị cảm quan tốt đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng? Đứng trước vấn đề thiết thực đặt nghề sản xuất truyền thống quê hương, với tư cách người làm nghiên cứu khoa học, tơi mong muốn góp phần nhỏ cơng sức để giải vấn đề Vì thế, tơi chọn đề tài “Xác định số yếu tố vô ảnh hưởng đến chất lượng nước mắm vùng Diễn Châu - Nghệ An” làm đề tài luận văn thạc sỹ khoa học Thực đề tài chúng tơi giải nhiệm vụ sau: Xác định số thành phần vô nước mắm vùng Diễn Châu Đánh giá số giá trị dinh dưỡng nước mắm Diễn Châu Trên sở đó, bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng thông số vô đến chất lượng nước mắm Chương TỔNG QUAN 1.1 Giá trị dinh dưỡng nước mắm [12] Nước mắm chế biến từ cá qua giai đoạn chế biến khác giá trị dinh dưỡng cá chế biến không bị làm cho nước mắm có nhiều giá trị dinh dưỡng Trong thành phần nước mắm có nhiều chất chất đạm, chất bay hơi, chất vô chiếm hàm lượng khác hàm lượng chất định giá trị dinh dưỡng hương vị nước mắm 1.1.1 Các chất đạm Đạm thành phần chủ yếu định giá trị dinh dưỡng nước mắm Có loại đạm: - Đạm tổng số: xác định tổng hàm lượng nitơ có nước mắm (g/l), định phân hạng nước mắm - Đạm amin: Là tổng lượng đạm nằm dạng axit amin (g/l), định giá trị dinh dưỡng nước mắm - Đạm amoni: Là lượng nitơ dạng NH muối NH4+ Loại đạm nhiều nước mắm chất lượng Trong nước mắm có chứa nhiều axit amin, đặc biệt axit amin không thay thế: valin, leucin, methionin, isoleucin, phenylalamin, alamin Đây yếu tố tạo nên giá trị dinh dưỡng cao nước mắm Các thành phần khác có hàm lượng lớn tripeptit, peptol, dipeptit Chính thành phần trung gian làm cho nước mắm dễ bị hư hỏng hoạt động vi sinh vật Thành phần dinh dưỡng nước mắm phụ thuộc vào nguyên liệu đem chế biến 1.1.2 Các chất bay Các chất bay phức tạp định hương vị nước mắm Hàm lượng chất bay nước mắm tính theo mg/100g nước mắm sau: - Các chất cacbonyl bay hơi: 407 - 512 (fomaldehyde) - Các axit bay : 404 - 533 (propionic) - Các amin bay hơi: 9,5 - 11,2 (izopropylamin) - Các chất trung tính bay hơi: 5,1 - 13,2 (acetandehyde) Tác giả [40] xác định thành phần mùi nước mắm kỹ thuật phân tích GC MS, xác định chất chủ yếu là: 2-methylpropanal, 2-methylbutanal, 2-ethylpyridine, dimethyl trisulfua Trong đó, chất sau tạo mùi thơm nước mắm, cịn tác động chất tạo hương vị ngào nước mắm Mùi nặng nước mắm hình thành chủ yếu hoạt động vi sinh vật yếm khí trình sản xuất nước mắm tạo Rất amin hợp chất sunfua khác gây mùi 1.1.3 Các chất khác Các chất vô cơ: Muối ăn NaCl chiếm 250 - 280 g/l, thành phần vô lớn chiếm lượng lớn nước mắm Nó tạo nên vị mặn nước mắm, đồng thời có tác dụng bảo quản Hàm lượng chất không cao không thấp Nếu cao làm nước mắm mặn tạo nên dư vị không tốt cho nước mắm, thấp làm cho nước mắm chóng hỏng q trình bảo quản khơng đủ mặn để ức chế vi khuẩn gây thối nước mắm Trong nước mắm chứa nhiều nguyên tố khác quan trọng người, , I, Br, S, Ca, Mg, P Hàm lượng Ca, Mg tạo từ muối nguyên liệu từ cá Hàm lượng S nước mắm lớn có nguy làm cho nước mắm bị đen Một số chất khác: Trong nước mắm cịn có nhiều vitamin: B 1, B2, B12, PP có tác dụng bồi bổ thể 1.2 Quá trình thuỷ phân cá [12] 1.2.1 Bản chất trình sản xuất nước mắm ủ Cá + muối mắm Bản chất q trình q trình thuỷ phân protein cá nhờ hệ ezym protease peptol polypeptid peptid axit amin Quá trình thuỷ phân protein đến axit amin trình phức tạp Đặc hiệu ezim tác dụng lên vài chất với vài kiểu liên kết định, enzym peptidase tác dụng lên mối nối liên kết peptid để thuỷ phân nối liên kết này: H2O - CO – NH - - COOH + - NH2 Peptidase Sự tham gia ezym trình thuỷ phân theo chế xúc tác: E + S Với ES E + P E : enzym S : Cơ chất (protein) ES : Hợp chất trung gian enzym chất P : sản phẩm Sản phẩm chủ yếu trình phân giải protein axit amin peptit cấp thấp Sự tạo thành chuyển biến hợp chất ES qua bước : * Bước 1: Enzym kết hợp với prôtein tạo thành phức chất enzym protein, bước xảy nhanh, liên kết không bền * Bước 2: Xảy chuyển biến phân tử protein dẫn đến làm phá vỡ mối liên kết đồng hoá trị tham gia vào phản ứng Khi phức chất ES đồng thời xảy hai trình dịch chuyển thay đổi electron, dẫn đến cực hoá mối liên kết tham gia vào phản ứng biến dạng hình học mối liên kết đồng hố trị phân tử protein trung tâm hoạt động enzym, làm cho protein hoạt động, trình thuỷ phân dễ dàng * Bước 3: Giai đoạn tạo thành axit amin protein cấp thấp, giải phóng enzym Theo nghiên cứu khoa học Beddow, ba bước tạo thành chuyển hóa hợp chất ES tương ứng với ba chặng đường biến đổi hợp chất nitrogen trình thuỷ phân cá Pha (0 - 25) ngày: Có gia tăng thể tích phần chất lỏng bề mặt sản phẩm protein hoà tan Pha (80 - 120) ngày: Mô tế bào bị phá vỡ, protein tế bào trở nên tiếp xúc với enzym, sản phẩm trình tự phân protein giải phóng Hầu tất mơ tế bào bị phân huỷ biến sau 120 - 140 ngày Pha (140 - 200) ngày: Ezym giải phóng cơng vào phần protein hồ tan Đây nguyên nhân làm thay đổi hợp chất Nitơ Ngoài ra, đường, chất béo bị phân giải thành rượu axit hữu 1.2.2 Các hệ enzym sản xuất nước mắm Gồm hệ enzym chính: a Hệ enzym metalo - protease (Aminodipeptidase) Hệ enzym tồn nội trạng cá chịu nồng độ muối cao nên từ đầu hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng thứ trở sau Loại enzym có hoạt tính mạnh, có khả thuỷ phân rộng rãi loại peptid Đây nhóm thuỷ phân ezym trung tính, pH tối ưu từ - 7, pI = - 5, ổn định với ion Mg 2+ , Ca 2+ hoạt tính với ion Zn 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ , Hg 2+ b Hệ enzym serin - protease Điển hình enzym tripsin, tồn nhiều nội tạng cá Ở giai đoạn đầu trình sản xuất nước mắm, hoạt động yếu đến tháng thứ hai phát triển dần đạt giá trị cực đại tháng thứ ba giảm dần đến chượp chín (protein phân giải gần hồn tồn khơng cịn dạng pepton) Hệ enzym bị ức chế chuỗi axit amin cấu trúc enzym Để tháo gỡ chuỗi cần nhờ đến hoạt động men cathepsin B men cathepsin B dể bị ức chế nồng độ muối cao Vì để men cathepsin B hoạt động người ta thực phương pháp cho muối nhiều lần Enzym serin - protease hoạt động mạnh pH từ - 10, mạnh pH = c Hệ enzym axit –protease Có thịt nội tạng cá, điển hình enzym cathepsin D Hệ enzym dể bị ức chế nồng độ muối khoảng 15% nên thường tồn thời gian ngắn đầu thời kỳ trình thủy phân Loại men đóng vai trị thứ yếu trình sản xuất nước mắm 1.2.3 Vi sinh vật sản xuất nước mắm Nguồn gốc vi sinh vật sản xuất nước mắm có từ ngun liệu, dụng cụ, thiết bị, mơi trường (khơng khí, nước) Khí vi sinh vật xâm nhập vào chượp có ảnh hưởng sau: Tham gia vào trình thuỷ phân protein yếu bị ức chế nồng độ muối cao Tham gia tích cực vào việc hình thành hương vị nước mắm, chủ yếu vi sinh vật kỵ khí có khả sinh hương, tạo chất có mùi gây nên mùi vị nước mắm 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chế biến nước nắm [12] 1.3.1 Nhiệt độ Nhiệt độ tăng vận tốc phản ứng tăng, đến nhiệt độ khơng tăng giảm xuống nhiệt độ cao làm cho hệ enzym serin protease hoạt tính Quá trình thuỷ phân Nếu nhiệt độ 30 - 47 C thích hợp cho q trình chế biến chượp Nếu nhiệt độ 70 C trở lên hầu hết hệ enzym cá trở nên hoạt tính Ta nâng nhiệt độ chượp lên cách phơi nắng, nấu sử dụng tơn nóng để che phân xưởng 1.3.2 pH Mỗi hệ enzym có pH tối ưu khác nhau, phải xem loại enzym nhiều đóng vai trị chủ yếu trình sản xuất nước mắm để tạo pH thích hợp cho enzym hoạt động Qua thực nghiệm cho thấy pH môi trường tự nhiên từ 5,5 - 6,5 enzym tripsin pepsin hoạt động được, đồng thời pH có tác dụng ức chế phần vi khuẩn gây thối Vì mơi trường tự nhiên có pH thích hợp cho q trình sản xuất nước mắm 1.3.3 Lượng muối Muối nguyên liệu quan trọng cho trình sản xuất nước mắm, thiếu muối nước mắm khơng hình thành Yêu cầu muối sản xuất nước mắm phải loại muối ăn, tinh khiết tốt, kết tinh hạt nhỏ có độ rắn cao, màu trắng óng ánh (khơng vón cục, ẩm ướt, vị đắng chát) - Nồng độ muối thấp có tác dụng thúc đẩy trình thuỷ phân protein nhanh hơn, chượp mau chín - Nồng độ muối cao có tác dụng ức chế làm hoạt tính enzym, q trình thuỷ phân chậm lại, thời gian thuỷ phân kéo dài (protein bị kết tủa muối trung tính bảo hồ) Để chế biến chượp nhanh cần xác định lượng muối cho vào chượp lượng muối phải thỗ mãn hai điều kiện: - Khơng mặn q để tránh ức chế hoạt động enzym - Không nhạt để có đủ khả ức chế phát triển vi khuẩn gây thối Thường lượng muối cho vào khoảng 30 - 25% so với khối lượng cá Nên thực phương pháp cho muối nhiều lần cần phải xác định số lần cho muối, tỉ lệ muối lần khoảng cách lần cho muối để không ảnh hưởng đến trình sản xuất nước mắm 1.3.4 Diện tích tiếp xúc Muốn phản ứng xảy nhanh cần phải có tiếp xúc tốt enzym chất Các enzym cá tập trung nhiều nội tạng, nên để tăng tốc độ thuỷ phân người ta tìm cách tăng diện tích tiếp xúc enzym thịt cá Có thể dùng phương pháp sau: Thứ nhất, dùng phương pháp xay nhỏ cá để làm cho diện tích tiếp xúc lớn với phương pháp làm cho protein dễ bị biến tính tác dụng học, enzym phân tán lại phân tán rộng môi trường nước làm cho nồng độ enzym loãng gây nên tượng tắc lù đem kéo rút Thứ hai, ta dùng phương pháp đập dập.Với phương pháp cá giữ hình dạng ban đầu thịt bên mềm ra, tổ chức thịt lỏng lẻo giúp enzym dễ ngấm vào thịt Thứ ba, dùng phương pháp cắt khúc Phương pháp enzym khó ngấm vào thịt cá thịt cá cịn chắc, protein mặt ngồi dể bị biến tính tiếp xúc với dung dịch có nồng độ muối cao Như để tăng diện tích tiếp xúc sử dụng phương pháp đập dập kết hợp với đánh khuấy chượp tốt 1.3.5 Bản thân nguyên liệu Những loại cá khác nhau, thành phần hoá học cấu trúc khác nhau, hệ enzym cá tạo loại nước mắm có chất lượng khác Cá cịn tươi chế biến chất lượng tốt cá bị ươn Nếu cá có nhiều mỡ nước mắm có mùi khét khó chịu, mùi chua(do thuỷ phân chất béo thành axit béo glycerit) có mùi khét oxy hoá chất béo Loại cá sống tầng nước mặt cá thu, cá nục, cá cơm, cá mịi cho chất lượng nước mắm tốt ăn thức ăn ngon nên dinh dưỡng thành phần đạm cao Cá sống tầng nước đáy nước cho chất lượng nước mắm ăn tồn rong rêu nên khơng có chất dinh dưỡng bụng cá có nhiều bùn đất nên ảnh hưởng tới màu sắc nước mắm 1.4 Phương pháp rút ngắn thời gian chế biến nước mắm Có hai phương pháp rút ngắn thời gian để chế biến nước mắm: 1.4.1 Tạo điều kiện tối ưu Nhiệt độ phải tối ưu, diện tích tiếp xúc phải tối ưu, hàm lượng muối phải tối ưu 1.4.2 Sử dụng enzym từ nguồn tự nhiên Sử dụng enzym có loài động vật, thực vật vi sinh vật Trong số nội tạng gia súc có diện enzym thuỷ phân protease pepsin, tripsin, cathepsin Trong số lồi thực vật có enzym protease đu đủ có enzym papain, dứa có enzym bromlin Trong q trình hoạt động sống vi sinh vật nhiều hệ ezym sinh từ nấm mốc Aspergillus oryzae, Asp niger Phương pháp sử dụng Ta sử dụng dạng thơ tức cho nguyên liệu có enzym vào chượp với tỉ lệ định Hoặc ta sử dụng dạng chiết xuất 10 ... vụ sau: Xác định số thành phần vô nước mắm vùng Diễn Châu Đánh giá số giá trị dinh dưỡng nước mắm Diễn Châu Trên sở đó, bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng thông số vô đến chất lượng nước mắm Chương... khoa học, tơi mong muốn góp phần nhỏ cơng sức để giải vấn đề Vì thế, chọn đề tài ? ?Xác định số yếu tố vô ảnh hưởng đến chất lượng nước mắm vùng Diễn Châu - Nghệ An? ?? làm đề tài luận văn thạc sỹ khoa... thành phần nước mắm có nhiều chất chất đạm, chất bay hơi, chất vô chiếm hàm lượng khác hàm lượng chất định giá trị dinh dưỡng hương vị nước mắm 1.1.1 Các chất đạm Đạm thành phần chủ yếu định giá