Thứ ba, 30/11/2021 | 12:55

Thứ ba, 30/11/2021 | 12:55
Cập nhật 02:08 ngày 15/11/2018

Ứng dụng công nghệ enzyme và chế phẩm vi sinh vật sản xuất nước mắm đặc sản Cát Hải

TÓM TẮT
Trong quy trình công nghệ sản xuất nước mắm truyền thống nói chung cũng như của Cát Hải (phương pháp đánh khuậy) có thời gian chế biến quá dài (> 12 tháng), hao phí đạm cao(28 - 35%), chi phí nhân công cao ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Các tồn tại trong công nghệ sản xuất nước mắm sẽ được giải quyết theo hướng hoàn thiện các công đoạn thủy phân và ủ tạo hương khi sử dụng đa enzyme thủy phân protein cá, kết hợp với chế phẩm vi sinh tạo hương sẽ được thực hiện.
Từ khóa: nước mắm Cát Hải, enzyme, thủy phân, chế phẩm vi sinh
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước mắm Cát Hải là một trong 4 thương hiệu mắm truyền thống nổi tiếng cả nước và là thương hiệu số 1 tại miền Bắc. Hàng năm, sản lượng nước mắm tiêu thụ ngoài thị trường khoảng 5 triệu lít nước mắm. Trong công nghệ sản xuất nước mắm truyền thống của Cát Hải đã phát huy được tác dụng của enzymen nội tại trong cá và enzyme của vi sinh vật trong quá trình thủy phân. Tuy nhiên, trong quy trình chế biến nước mắm của Cát Hải vẫn có tồn tại một số nhược điểm như: Thất thoát đạm cao trong quá trình chế biến, phương pháp chế biến của Cát Hải đang có tỷ lệ hao phí đạm cao hơn so với các cơ sở sản xuất nước mắm khác (hao phí đạm trong quy trình sản xuất nước mắm Ninh Cơ 28-30%; Nước mắm Sa Châu là 28-30%, Nước mắm Cát Hải là 33 - 35%, Nước mắm Cái Rồng là 30 - 33%).Thời gian chế biến chế biến dài, theo công nghệ sản xuất nước mắm Cát hải truyền thống thì thời gian sản xuất một mẻ (từ cá nguyên liệu đến mắm đóng chai) kéo dài  từ 12-15 tháng tùy thuộc vào kích cỡ nguyên liệu. Chi phí cao về thiết bị và nhân công, công nhân phải lao động vất vả nặng nhọc giữa trời nắng, các thao tác thực hiện phần lớn làm thủ công nên cần nhiều nhân công lao động. (Nguyễn Trọng Cẩn và cs, 2011).
Từ các phân tích ở trên cho thấy việc ứng dụng công nghệ enzyme và chế phẩm vi sinh vật cải tiến công đoạn thủy phân protein thịt cá, công đoạn ủ tạo hương mắm đặc trưng để rút ngắn thời gian sản xuất , tăng hàm lượng đạm, tạo hương thơm đặc trưng nhằm phát triển dòng sản phẩm mới cho nước mắm Cát Hải là cần thiết.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng
Cá nguyên liệu: đối tượng chính được sử dụng trong dự án là cá Quẩn (cá Nục non), có danh pháp khoa học là Decapterus, là một chi cá biển thuộc họ Cá khế. Cá Quẩn phân bố ở Vịnh Bắc Bộ, vùng biển miền Trung và Đông, Tây Nam Bộ.
Enzyme protease bổ sung trong quá trình sản xuất bao gồm: enzyme Flavourzyme, enzyme Alcalase sử dụng trong nghiên cứu của hãng Novozyme được nhập khẩu và phân phối bởi Công ty Brenntag  - Việt Nam.
Chế phẩm vi sinh tạo hương: chế phẩm vi sinh vật tạo hương có số lượng tế bào 109 – 1011 cfu/ml (cfu/g). Chế phẩm này được sản xuất bởi quá trình lên men chìm từ các hệ vi sinh vật phân lập từ chượp chín của quá trình sản xuất nước mắm truyền thống Cát Hải.
Muối sử dụng trong chế biến nước mắm: Muối sử dụng trong làm mắm phải có chất lượng đảm bảo theo tiêu chuẩn của quy định hiện hành tiêu chuẩn Việt NamTCVN 3974:2015 (CODEX STAN 150-1985, REVISED 2012). Muối thực phẩm, muối trước khi sử dụng phải được lưu trữ trong kho ít nhất từ 12 tháng đến 24 tháng.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
a/ Phương pháp bố trí thí nghiệm
b/ Phương pháp phân tích
Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 5276-90 thủy sản, hàm lượng nitơ tổng số theo TCVN 3705-1990, hàm lượng nitơ amin theo TCVN 3708-1990, hàm lượng nitơ amoniac theo TCVN 3706-1990, Đánh giá cảm quan theo phương pháp mô tả (TCVN 3215-79) hội đồng đánh giá cảm quan (5người) xây dựng biểu mẫu thang điểm, phiếu điểm đánh giá.
KẾT QUẢ VÀ DIỄN GIẢI PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
3.1. Kết quả hoàn thiện quy trình thủy phân ở quy mô sản xuất Cát Hải
Với mục tiêu chỉ thủy phân protein cá đến một mức độ nhất định (tương đương với chất lượng chượp truyền thống sau 2-3 tháng lên men) để tạo cơ chất cho quá trình ủ tạo hương, không thủy phân hoàn toàn do đó điều kiện thủy phân được giới hạn trong 12 - 24 giờ, nhiệt độ 50 ± 20C, muối 5%, tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất 0,1%, nước 0-10%. Việc hoàn thiện công nghệ được thực hiện trong điều kiện sản xuất thực tế của doanh nghiệp 1.000kg/mẻ, cấp nhiệt trực tiếp bằng nồi hơi, pH tự nhiên, khuấy đảo với khối lượng lớn.

3.1.1.  Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung tới quá trình thủy phân
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước tới chất lượng của chượp sau khi thủy phân
Kết quả thực nghiệm cho thấy khi bổ sung nước vào hỗn hợp thủy phân sẽ làm tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất, đồng thời nước cũng là yếu tố làm tăng tốc độ phản ứng thủy phân, làm cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh và mạnh hơn, việc khuấy đảo cũng thuận lợi. Kết quả thực nghiệm cho thấy chất lượng hỗn hợp thủy phân khi bổ sung 7% và 10% so với mẫu 3 tháng không có sự khác biệt nhiều. Nts: hàm lượng nitơ tổng số (gN/l),  Naa: hàm lượng nitơ acid amin (gN/l)  Namoniac: hàm lượng nitơ amoniac (gN/l).
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình thủy phân 
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của thời gian tới chất lượng của chượp khi thủy phân
Theo kết quả phân tích các chỉ tiêu Nts và Naa, độ loãng cho thấy sau 20 giờ thủy phân chất lượng hỗn hợp thủy phân tương đương với mẫu đối chứng, đặc biệt hàm lượng amoniac thấp hơn nhiều so với mẫu đối chứng. Mặc khác, trong sản xuất, thực tế việc cung cấp năng lượng cho quá trình thủy phân khi thời gian càng dài chi phí sản xuất tăng, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế. Vì vậy, nên dừng quá trình thủy phân 20 giờ là tốt nhất.
3.2. Kết quả hoàn thiện quy trình tạo hương phù hợp với điều kiện sản xuất của Cát Hải
3.2.1.Kết quả xác định tỷ lệ chế phẩm vi sinh đến khả năng sinh hương nước mắm
Chế phẩm vi sinh sử dụng cho nghiên cứu có 2 dạng: dạng dịch và dạng bột đều có số lượng tế bào 109 cfu/ml (cfu/g). Nghiên cứu tỷ lệ vi khuẩn bổ sung vào hỗn hợp thủy phân với các số lượng 0,01; 0,02; 0,04; 0,08% so với nguyên liệu. Kết quả cảm quan về mùi thể hiện ở bảng sau:
Hình 3.1. Kết quả đánh giá cảm quan sự ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm bổ sung đến khả năng sinh hương nước mắm
Nhìn vào kết quả trên cho thấy chế phẩm vi sinh bổ sung vào hỗn hợp thủy phân có tác dụng rõ rệt đến khả năng sinh hương nước mắm. Ở mẫu đối chứng không bổ sung chế phẩm vi sinh, khả năng lên hương nước mắm rất kém, đến tuần thứ 12 vẫn chưa có mùi hương rõ rệt, khối chượp lỏng nhưng không có hiện tượng phân lớp và không có hương của nước mắm. Ở các mẫu bổ sung chế phẩm vi sinh khi tăng thời gian ủ, hương thơm dần lên. Điểm cảm quan của chượp tăng nhanh từ tháng thứ 4 đến tháng thứ 5. Mẫu bổ sung tỷ lệ chế phẩm 0,01% có điểm cảm quan thấp hơn ở các tỷ lệ chế phẩm 0,02; 0,04; 0,08% so với nguyên liệu. Tuy nhiên không có sự khác biệt giữa các tỷ lệ chế phẩm 0,02; 0,04; 0,08% với nhau về hương thơm cũng như vị và trạng thái của chượp ở tuần 16 và 20. Đến tuần thứ 20, khối chượp có sự phân lớp giữa dịch và bã rõ rệt, mùi thơm của nước mắm, vị ngọt và không có vị mặn chát. Căn cứ vào kết quả cảm quan, nhóm nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ bổ sung chế phẩm vi sinh là 0,02% so với nguyên liệu cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.2.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của nồng độ muối và thời gian đến khả năng sinh hương
Hỗn hợp thủy phân chứa 5% muối, sau khi dừng quá trình thủy phân chuyển hỗn hợp ra các bể chượp, bổ sung muối thêm với các nồng độ 5% (M1), 10% (M2), 15% (M3), 20% (M4), đánh quậy cho tan muối và bổ sung chế phẩm vi sinh theo tỷ lệ 0,02% so với nguyên liệu. Theo dõi quá trình chượp đòi muối ở các mẫu M1, M2, M3 và bổ sung đến khi đủ 25% muối. Lấy mẫu 1 tháng/1 lần đánh giá cảm quan và theo dõi thời gian chượp chín.Thời gian chượp cá “đòi” muối ở các mẫu thể hiện trên bảng sau:
Bảng 3.2. Thời gian cá “đòi” muối ở các mẫu có nồng độ muối khác nhau
Như vậy, 2 ngày sau thủy phân với mẫu M1 và 3 - 4 ngày với mẫu M2, M3 có hiện tượng “đòi” muối, có hiện tượng sủi tăm, chứng tỏ do sự hoạt động của vi sinh vật làm tích tụ khí NH3, CO2… làm hỗn hợp thủy phân có sự trương nhẹ. Lúc này bổ sung tiếp 5% muối nữa. Dùng cào gỗ khuấy đảo cho tan hết muối. Tiếp tục phơi nắng hàng ngày và đánh quậy. Sang đến ngày thứ 5 ở mẫu M1 chượp lại có mùi hơi lạ, đánh quậy lên thấy có chút bọt khí nhỏ. Lúc này cần bổ sung thêm cho đủ 25% muối. Dùng cào đánh tan đều muối và phơi nắng hàng ngày. Ở mẫu M2 thời gian chượp “đòi” muối lần 2 là 5 - 7 ngày. Về mùa đông, nhiệt độ thấp hơn, hoạt động của vi sinh vật kém hơn nên thời gian “đòi” muối sẽ chậm hơn về mùa hè từ 2 - 3 ngày.
Về đánh giá cảm quan: Trong thí nghiệm, mẫu M1 cho muối nhiều lần hơn các mẫu còn lại, đến tháng thứ 5 có sự phân lớp rõ rệt hơn. Về màu sắc, mùi, vị không có sự khác biệt giữa các mẫu. Điều này có thể giải thích do khi cho muối từ từ vào khối chượp giúp vi sinh vật trong khối chượp thích nghi dần với nồng độ muối cao. Đó là các vi sinh vật ưa muối loại Cocci (Nguyễn Trọng Cẩn, 2006) và các vi sinh vật có khả năng tổng hợp acid amin, quá trình thích nghi giúp các vi sinh vật hoạt động mạnh mẽ hơn, làm cho chượp chín nhanh hơn. Trong khi lượng vi sinh vật gây hương bổ sung vào với tỷ lệ tương tự nhau do đó không có sự khác biệt về mùi giữa các mẫu.
Chỉ tiêu chất lượng: Kết quả ở bảng trên cho thấy trung bình giữa hai loại nguyên liệu cá nhâm và cá quẩn. Nhìn vào bảng kết quả cho thấy cùng với quá trình lên hương nước mắm là sự tăng lên về hàm lượng đạm acid amin và đạm tổng số. Tỷ lệ Naa/Nts đạt từ 48 - 51%.
Bảng 3.3. Thành phần hóa học của chượp qua từng tháng
Việc bổ sung vi sinh vật gây hương và quá trình thủy phân bởi enzyme nên quá trình chế biến nước mắm được rút ngắn đáng kể so với phương pháp chế biến truyền thống. Ở tháng thứ 5 các mẫu chượp từ phương pháp chế biến dùng enzyme đã đạt điểm cảm quan tốt về tất cả các chỉ tiêu màu sắc, mùi, vị và trạng thái. Tỷ lệ chế phẩm vi sinh bổ sung vào quá trình chế biến chượp là 0,02% so với nguyên liệu.Sau quá trình thủy phân bổ sung muối cho đủ 25%, bổ sung một lần hoặc từ 2-3 lần.Thời gian chế biến chượp dùng enzyme từ 6-8 tháng tùy theo mùa.
3.3. Kết quả hoàn thiện quy trình sản xuất nước mắm Cát Hải quy mô sản xuất
Việc thiện công nghệ được thực hiện trong điều kiện sản xuất thực tế của doanh nghiệp 1.000kg/mẻ:
Công đoạn thủy phân:  cấp nhiệt trực tiếp bằng nồi hơi, pH tự nhiên, điều kiện thủy phân được giới hạn trong 20 giờ, nhiệt độ 50 ± 20C, muối 5%, khuấy đảo tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất 0,1%, nước 10%. Công đoạn ủ tạo hương: sau thủy phân nồng độ muối sử dụng đủ 25% cho 2 - 3 lần, lượng chế phẩm sử dụng 0,02% so với nguyên liệu, thời gian ủ 6-8 tháng tùy theo mùa.
Bảng 3.4. Phân tích đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của chượp theo quy trình hoàn thiện
Kết quả hoàn thiện ở quy mô 1.000 kg/mẻ cho thấy quá trình tạo hương của bể khá ổn định. Thời điểm xuất hiện hương mắm sau 1 - 2 tháng ủ, sang tháng thứ 3 hầu hết các mẫu đều có hương mắm rõ, thời gian ủ tạo hương cho một mẻ từ 6 - 8 tháng tùy theo mùa. Mắm tạo hương bằng chế phẩm vi sinh có hương thơm nhẹ, hơi ngậy, không rõ mùi hơi “khắm” như của mắm truyền thống. 
3.4 Chất lượng nước mắm sản xuất theo công nghệ đã hoàn thiện
Các chỉ tiêu cảm quan của nước mắm cần được xác định: Màu sắc, mùi vị và trạng thái được đánh giá. Kết quả được chỉ ra trong bảng sau.
Bảng 3.5. Kết quả xác định một số chỉ tiêu chất lượng cảm quan của nước mắm đặc sản

Qua các kết quả trên cho thấy sản phẩm nước mắm đặc sản Cát Hải sản xuất theo quy trình cải tiến có chất lượng cảm quan tốt hơn so với sản phẩm được sản xuất theo quy trình truyền thống như màu sáng hơn, mùi thanh và nhẹ hơn, giảm được mùi “khắm”,  đồng thời các tính chất cảm quan phù hợp mức chất lượng theo TCVN 5107-2003.
Bảng 3.6. Các chỉ tiêu chất lượng của nước mắm Đặc sản Cát Hải

 
Qua các kết quả trên cho thấy sản phẩm nước mắm Đặc sản Cát Hải sản xuất theo công nghệ của dự án có chất lượng tốt, các chỉ số về thành phần hóa học đều đạt so với các chỉ tiêu chất lượng đã đăng ký của dự án. So với sản phẩm được sản xuất theo công nghệ truyền thống thì chất lượng cao hơn thể hiện ở chỉ tiêu Naa cao hơn so với sản phẩm truyền thống, Namoniac thì lại thấp hơn, chỉ số acid cung thấp hơn rất nhiều. Điều này có thể lý giải do trong công nghệ của dự án có sử dụng đa enzyme trong thủy phân do đó rút ngắn được thời gian thủy phân và hạn chế được lượng đạm thối sinh ra. Mặt khác, nhờ có sự hỗ trợ của công nghệ đã enzyme cùng tác nhân tạo hương hỗ trợ cho quá trình thủy phân được triệt để, hàm lượng Naa (đạm hữu ích) cao hơn so với công nghệ truyền thống.
Kết quả phân tích hương mắm:
- Mắm cá quẩn của dự án có chứa 26 cấu tử bay hơi, 5 hợp chất dễ bay hơi chiếm tỉ lệ nhiều nhất lần lượt là axít n-Butanoic (10,61%), Butanoic acid, 3-methyl (13,35%), Butanoic acid, 2-methyl (6,7%), Hexanoic acid (3,5%), Benzaldehyde (3,5%).
- Mắm cá quẩn truyền thống có chứa 31 cấu tử bay hơi, 5 hợp chất dễ bay hơi chiếm tỉ lệ nhiều nhất lần lượt là axít n-Butanoic (12,56%), phenol (17,86%), Trimethylpyrazin (1.33%), Bornylene (4,32%), Butanoic acid, 3-methyl (7,57%), Butanoic acid, 3-methyl (6,88%).
Kết quả phân tích cho thấy, thành phần và hàm lượng các chất bay hơi rất phức tạp và khác nhau tùy thuộc vào công nghệ và nguyên liệu sản xuất. Các kết quả phân tích hương cho thấy mẫu dự án có thành phần cấu tử hương ít hơn so với mẫu truyền thồng, hàm lượng các chất gây mùi hôi khó chịu giảm hơn so với các mẫu truyền thống.
IV. KẾT LUẬN
Bài báo đã trình bày cụ thể kết quả hoàn thiện quy trình sản xuất nước mắm Cát Hải, tập trung hoàn thiện hai công đoạn chính trong quy trình sản xuất là công đoạn thủy phân (thông số kỹ thuật là tỷ lệ enzyme cơ chất 0,1%; nhiệt độ 500C trong thời gian 20 giờ, muối 5%; nước 10% kết hợp với khuấy đảo), công đoạn ủ tạo hương (hỗn hợp sau thủy phân được bổ sung muối đủ 25%, 0,02% chế phẩm). Kết quả hoàn thiện quy trình là rút ngắn được 3-5 tháng thời gian chế biến nước mắm so với quy trình truyền thống, nước mắm của dự án có hương thơm đặc trưng, các chỉ tiêu chất lượng đều tốt hơn so với sản phẩm truyền thống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nguyễn Trọng Cẩn và cs (2011). Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội
Bùi Thị Thu Hiền và cộng sự (2018). Báo cáo tổng kết Dự án “Hoàn thiện công nghệ sản xuất nước mắm đặc sản được tạo hương bằng chế phẩm vi sinh - 03/HĐ-SXTN.03.15/CNSHCB” Viện Nghiên cứu Hải sản
TCVN 5107 – 2003 Nước mắm, TCVN 8338 – 2010 Chượp chín
THÔNG TIN TÁC GIẢ
TS. Bùi Thị Thu Hiền, Viện Nghiên cứu Hải sản, Email: [email protected]

Bài cùng tác giả

Bài khác

Tổng số lượt truy cập :
  • 3
  • 4
  • 0
  • 6
  • 4
  • 6
  • 1
lên đầu trang