Tài liệu Fermented pork sản phẩm nem chua

GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men 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 Trang 60902874 Võ Thành Trung 60903020 Nguyễn Thị Hồng Nhung 60901866 TP. Hồ Chí Minh 12/2012 1 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC GIỚI THIỆU ................................................................................................................. 5 1. NGUYÊN LIỆU ..................................................................................................... 6 1.1 Nguyên liệu chính ................................................................................................... 6 1.1.1 Thịt heo .............................................................................................................. 6 1.1.2 Da heo ................................................................................................................ 9 1.2 Phụ gia và gia vị .................................................................................................... 10 1.2.1 Đường ............................................................................................................... 10 1.2.2 Muối ăn ............................................................................................................ 11 1.2.3 Ớt ...................................................................................................................... 13 1.2.4 Tiêu................................................................................................................... 13 1.2.5 Tỏi .................................................................................................................... 14 1.2.6 Bột ngọt ............................................................................................................ 14 1.2.7 Phụ gia .............................................................................................................. 15 1.3 Giống ...................................................................................................................... 16 1.3.1 Vi khuẩn lactic (LAB) có sẵn trong thịt ........................................................... 16 1.3.2 Chủng khởi động .............................................................................................. 17 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............................................................................... 21 3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ...................................................... 22 3.1 Chần da heo ............................................................................................................ 22 3.2 Tách mỡ .................................................................................................................. 22 3.3 Cắt sợi ..................................................................................................................... 24 3.4 Chặt thịt .................................................................................................................. 24 3.5 Xay thô ................................................................................................................... 25 3.6 Xay nhuyễn ............................................................................................................. 26 3.7 Tái hydrate chế phẩm ............................................................................................. 27 3.8 Phối trộn ................................................................................................................. 28 3.9 Nhồi định lượng ...................................................................................................... 29 3.10 Bao gói .................................................................................................................. 30 3.11 Lên men ................................................................................................................ 30 4. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ THÀNH TỰU ................... 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 42 2 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC HÌNH Hình 1: Nem chua Việt nam ........................................................................................... 5 Hình 2: Bột ngọt ........................................................................................................... 15 Hình 3 : Lactobacillus plantarum ................................................................................. 18 Hình 4: Pediococcus cerevisiae .................................................................................... 18 Hình 5: Micrococcus varians ........................................................................................ 19 Hình 6: Quy trình công nghệ sản xuất nem chua ......................................................... 21 Hình 7: Thiết bị chần .................................................................................................... 22 Hình 8: Máy cắt da ....................................................................................................... 24 Hình 9: Thiết bị cắt starcutter ....................................................................................... 25 Hình 10: Máy xay thô mincer ....................................................................................... 26 Hình 11: Máy cutter ...................................................................................................... 27 Hình 12: Máy trộn ........................................................................................................ 28 Hình 13: Máy nhồi thịt chân không .............................................................................. 29 3 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hoá học của mô cơ ........................................................................ 6 Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng có trong 100gr thịt heo nạc ........................................ 7 Bảng 3:Hàm lượng chất khoáng có trong thịt heo nạc (mg/100gr thịt) ......................... 7 Bảng 4: Thành phần các acid amine không thay thế trong thịt heo ............................... 8 Bảng 5: Tiêu chuẩn chất lượng thịt tươi ......................................................................... 8 Bảng 6: Tiêu chuẩn của đường ..................................................................................... 11 Bảng 7:Tiêu chuẩn lựa chọn muối theo TCVN 3973-84 ............................................. 12 Bảng 8: Tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu trong chế biến ................................................... 13 Bảng 9: Tiêu chuẩn của bột ngọt trong chế biến (TCVN 1459:2008) ......................... 15 Bảng 10: Ảnh hưởng của chủng khởi động lên sản phẩm............................................ 20 Bảng 11: Thành phần dinh dưỡng của nem chua ......................................................... 39 Bảng 12 : Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nem chua ...................................................... 40 Bảng 13: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm................................................................... 40 4 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 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 5 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men 1. NGUYÊN LIỆU 1.1 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% 6 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men  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 0.4 143 7.0 1.0 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. 7 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men Bảng 4: Thành phần các acid amine không thay thế trong thịt heo Acid amine thay thế không Thịt heo (g% protein) Acid amine không Thịt heo thay thế (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 – Độ pH Hóa lý – Hàm lượng NH3 – Phản ứng định tính dihydro sulphua (H2S) – Tổng số vi khuẩn hiếu khí Vi sinh 5,5- 6,2 ≤ 35mg/100gr Âm tính ≤ 1.000.000 /gr – E.Coli ≤100 /gr – B. Cereus ≤100 /gr – Staphilococus aureus ≤ 100 /gr – Salmonella _ Ký sinh trùng : gạo bò, gạo lợn, giun xoắn không có – Trạng thái: Cảm quan Tiêu chuẩn Không cho phép _ 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 8 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men (nếu có) – Màu sắc _ Màu đặc trưng của sản phẩm – Mùi _ 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 9 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 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 vị 1.2.1 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). 10 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men 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  Tiêu chuẩn lựa chọn Bảng 6: Tiêu chuẩn của đường Chỉ tiêu Cảm quan Hóa học Hạng A Hạng B – Trạng thái Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, khô, không bị vón cục. – Mùi, vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường có vị ngọt, không có mùi vị lạ. – Màu sắc Tinh thể màu trắng, pha Tinh thể màu trắng ngà đến trong nước cất cho dung trắng, pha trong nước cất cho dịch trong suốt. dung dịch tương đối trong. o – Độ Pol ( Z) >99.7 >99.5 – Hàm lượng <0.1 <0.15 đường khử, % – Tro dẫn điện, % <0.07 <0.1 – Độ màu, đơn vị <160 <200 ICUMSA – Tạp chất không <60 <90 tan trong nước (mg/kg) 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. 11 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 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 12 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men 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 Acid piperic + H2O = C12H10O4 + C5H11N 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  Tiêu chuẩn lựa chọn Bảng 8: Tiêu chuẩn kỹ thuật của tiêu trong chế biến Tên chỉ tiêu Trạng thái Màu sắc Yêu cầu Khô, không lẫn tạp chất. Màu xám 13 Công nghệ lên men Mùi vị Nấm mốc, sâu mọt GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Cay nồng tự nhiên, mùi thơm đặc trưng 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…) 14 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Công nghệ lên men Liều lượng sử dụng tối đa là 10g/1000g nguyên liệu Hình 2: Bột ngọt  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 Màu sắc Mùi Độ pH của dung dịch Hàm lượng natri glutamate Hàm lượng NaCl Chì Yêu cầu Tinh thể hoặc bột kết tinh Trắng Không mùi 6.7 – 7.2 ≥ 99% < 0.2% <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 15 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN  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. mức Với nem được lên men theo đúng công nghệ LAB phát triển nhanh và đạt 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 v ̣òng 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. 16 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN farciminis, L. plantarum và L. sake. L. sake có thể là loài đóng vai tr ̣ò 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 tr ̣ò 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 3037°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 17 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 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. 18 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 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. 19 Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Bảng 10: Ảnh hưởng của chủng khởi động lên sản phẩm 20