Thứ bảy, 22/01/2022 | 10:00

Thứ bảy, 22/01/2022 | 10:00

Bài báo khoa học

Cập nhật 01:15 ngày 12/02/2020

Nghiên cứu sản xuất xúc xích khô và bán khô bằng công nghệ vi sinh

1. TÓM TẮT
Xúc xích lên men (XXLM) là nhóm sản phẩm thịt lên men khá nổi tiếng trên khắp thế giới, đặc điếm nổi bật của nhóm sản phẩm này là hương vị thơm ngon và cấu trúc rất rắn chắc, dai mịn bởi quá trình lên men, làm khô, làm chín dài ngày ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khá khắt khe. Ngoài ra vai trò của hệ vi sinh cũng rất quan trọng đến việc hình thành hương vị và điều tiết quá trình tách ẩm đưa đến cấu trúc mong muốn cho sản phẩm. Việc phân biệt xúc xích lên men khô và xúc xích lên men bán khô được xem xét theo các chỉ tiêu khác nhau, như độ ẩm, tỷ lệ giữa độ ẩm và protein (M:P), hoạt độ nước (aw), mức độ xử lý bề mặt thịt và mức độ nghiền chất béo và theo từng địa phương. Nhóm XXLM khô thường có độ ẩm khoảng 25 - 35%, chất béo 25 - 30%, protein khoảng 35 - 40%, muối 2 - 4%, tỷ lệ độ ẩm với protein (M:P) thấp hơn 2,3 :1 và aw khoảng 0,85 - 0,91, ví dụ cho nhóm này là Salami khô hoặc cứhg (của Ý, Đức, Hungary), saucission (của Pháp), pepperoni (của châu Âu, Bắc Mĩ, Úc). XXLM bán khô có độ ẩm khoảng 35- 45%, chất béo 20 - 25%, protein khoảng 30 - 35%, muối 1,5- 3,5%, tỷ lệ độ ẩm với protein (M:P) từ (2,5-3,7): 1 và aw khoảng 0,90 - 0,92, ví dụ cho nhóm này là summer sausage (của Mỹ), Holsteiner, Cervelat (Zervelat), Chorizo (của Tây Ban Nha), Tuhringer, Lebanon bologna (in USA),...
Để sản xuất nhóm sản phẩm cao cấp từ thịt này đòi hỏi công nghệ lên men ổn định và được kiểm soát triệt để, cùng với đó là điều khiển các thông số công nghệ phù hợp để cho chất lượng sản phẩm đảm bảo an toàn cũng như cấu trúc hương vị theo mong muốn. Hiện nay trên thế giới người đã nghiên cứu bổ sung khá nhiều chế phẩm vi sinh vật có lợi cho quá trình lên men của xúc xích, ngoài nhóm vi khuẩn lactic lên men chính được bổ sung như Lactobacillus sakei, Lactobacillus plantarum, Staphylococcus xylosus,... với vai trò lên men tạo axit lactic, ức chế các vi sinh vật không mong muốn, khử nitrat thành nitrit tạo màu đỏ hồng đặc trưng,...[2] thì một số chủng nấm mốc, nấm men có lợi như Penicillium nalgiovensis, Penicillium candidum, Debaryomyces hansenii là những chủng lên men bề mặt, lại có vai trò ức chế nấm mốc đen và xanh bất lợi, bao phủ dầy bề mặt giúp điều tiết quá trình tách ẩm từ từ tạo cấu trúc rắn chắc liên kết tốt cho sản phẩm. Ngoài ra còn cung cấp một hệ enzym pro- teaza phong phú để thủy phân protein, litpit, tạo hương vị thơm ngon và phá hủy peroxit, làm giảm sự ôi khét [1,4, 5].
Tuy nhiên đế sản xuất nhóm sản phẩm này ở Việt Nam là không hề dễ dàng bởl điều kiện địa lý, khí hậu, môl trường tự nhiên, trang thiết bị và đặc biệt là nguồn nguyên liệu thịt chưa thực sự được kiếm soát triệt để. Trong nghiên cứu này chúng tôi đã đưa ra được các kết quả tương đối đầy đủ để hoàn thiện công nghệ sản xuất XXLM khô và bán khô lần đầu tiên ở Việt Nam với đầy đủ các thông số công nghệ từ tiêu chuẩn hóa nguyên liệu, thành phần gia vị, phụ gia, quá trình lên men, làm khô, làm chín dài ngày, bảo quản... và đặc biệt đã lựa chọn được nhóm chủng giống xuất xứ trong và ngoài nước phù hợp cho chất lượng ổn định không thua kém sản phẩm nhập ngoại, sản phẩm đã được công bố chất lượng và chuyển giao cho doanh nghiệp sản xuất ở quy mô công nghiệp, được thị trường đón nhận và có hướng phát triển nhân rộng trong cả nước.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng:
Nguyên liệu thịt gồm thịt bò, thịt lợn, và mỡ lợn được thu mua tại các cơ sở kinh doanh thịt, đảm bảo TCVN. Vỏ bao Collagen Edicas (Tây Ban Nha) đường kính 30/70 mm.
Chế phẩm vi sinh vật:
+ Chế phẩm lên men thịt gồm 2 loại: chủng Lactobacillus plantarum H1.40, phân lập từ nem chua có khả năng sinh tổng hợp bacterioxin, kháng khuẩn cao, lên men tốt, thuộc bộ sưu tập giống Bộ môn CN Thực phẩm, ĐH Bách Khoa Hà Nọi [8]. Và chế phẩm thương mại TEXEL SA 306 (DANISCO, Đan Mạch).
+ Chế phẩm lên men lên men bề mặt (LM1): TEXEL® LEM 50 I (DANISCO) là một hỗn hợp gồm Penicillium nalgiovensis, Debaryomyces hansenii và chế phẩm lên men bề mặt (LM2): TEXEL ® NEO1 (DANISCO) la một hỗn hợp gồm 2 chủng Penicillium nalgiovensis, Penicillium candidum.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp xác định tổng số Enterobaceriacea theo phương pháp chuẩn quốc tế F18-1 (Anh).
- Xác định Staphylococcus aureus, theo TCVN 4830-1: 2005
- Xác định một số chỉ tiêu hóa lý: pH, hàm lượng NH3 theo TCVN
- Xác định hoạt độ nước bằng máy CH8953 Lachen-aw (Novasina, Switzerland) với thang đo: 0,03 -1,00; độ chính xác là 0,003.
- Đo cấu trúc của XXLM bằng thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA.XT Plus
- Quy trình sản xuất xúc xích lên men khô (XXLM khô) [4].
Nguyên liệu -> cắt, xay -> Phối trộn (Bổ sung chủng lên men thịt, gia vị, phụ gia)-> Nhồi, định lượng -> Định hình (Phun chế phẩm lên men bề mặt) -> Lên men -> Làm khô, làm chín-> Hoàn thiện -> sản phẩm
Quy trình sản xuất xúc xích lên men bán khô (XXLM bán khô) [4].
Nguyên liệu -> cắt, xay -> Phối trộn -> Nhồi, định lượng -> Định hình -> Lên men -> Làm khô, làm chín-> Gia nhiệt -> Hoàn thiện -> sản phẩm
Công thức phối trộn: Thịt bò nạc (25-30%), thịt lợn (45-55%), mỡ lợn (25%). Phụ gia, gia vị: NaCI, Glucoza, NaNO2, Vitamin C, Bột tiêu, tỏi, ớt..., chế phẩm lên men thịt.
- Nghiên cứu lựa chọn chế phẩm lên men bề mặt phù hợp cho XXLM khô từ 2 loại là (LM1): TEXEL ® LEM 50 I (DANISCO) và (LM2): TEXEL® NEO1 (DANISCO).
- Nghiên cứu hoàn thiện tìm chế độ lên men, làm chín phù hợp cho XXLM khô/bán khô có đường to e70mm/nhỏ e30mm. Quá trình lên men: nhiệt độ 22-24°C (khô) và 23¬25°c (bán khô), cố định độ ẩm tương đối không khí 92%/ thời gian 4 ngày. Quá trình làm khô, làm chín: nhiệt độ giảm dần từ22-24°c (khô) và 23 25°c (bán khô) đến 16-18°c, độ ẩm giảm từ 92% xuống 80% trong 20/12 ngày.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật (xuất xứ trong nước) quy mô lớn -100 lít/mẻ ứng dụng trong sản xuất xúc xích lên men khô và bán khô
Chủng vi khuẩn lactic L. plantarum H1.40 phân lập từ nem chua [8] được lựa chọn làm chủng giống trong sản xuất XXLM (kẽt quả từ đề tài) có những đặc tính sinh học tốt như lên men lactic tốt, sinh tổng hợp bacterioxin có khả năng kháng các vi sinh vật gây bệnh, sinh độc tố, rất phù hợp với nguồn nguyên liệu thịt của Việt Nam,...được hoàn thiện công nghệ sản xuất quy mô 100 lít/mẻ. (Hình 1)
Kết quả đã hoàn thiện làm chủ công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật BIOXX-BK từ chủng L. plantarum H1.40 (xuất xứ trong nước) quy mô 100 lít/mẻ. Đã sản xuất được 36 kg chế phẩm này (có độ ẩm <8%, mật độ tế bào đạt 108-109CFU/g, bảo quản tốt 3 tháng ở 0-4°C và 12 tháng ở -20°C), chế phẩm lên men lactic tốt, giữ nguyên hoạt tính kháng khuẩn ức chế nhóm vi khuẩn gây bệnh, sinh độc tố (S.aureus, E.coli,..) có nguy cơ ô nhiễm cao nguồn nguyên liệu thịt Việt Nam để ứng dụng trong sản xuất xúc xích lên men khô và bán khô.
Hình 1. Ảnh khuẩn lạc chủng L. plantarum HI .40 vã thiết bị lên men, ly tâm sàn xuất chế phẩm quy mô 100 lít/mẻ
3.2. Hoàn thiện công nghệ sản xuất XXLM khô/bán khô quy mô pilot từ100-250 kg/mẻ thịt tại Trung tâm đào tạo và phát triển sản phẩm thực phẩm, Viện CNSH-CNTP, ĐHBKHN
3.2.1 Hoàn thiện công nghệ sản xuất XXLM khô quy mô pilot
- Đã tiêu chuẩn hóa nguyên liệu thịt nạc, mỡ phù hợp cho sản xuất xúc xích lên men khô là thịt lợn nạc nên có pH = 5,8-5,9 (lựa cắt nên >900 g); thịt bò nạc nên có pH = 6,0 - 6,1 (lực cắt nên >925 g); chỉ tiêu tổng vi sinh vật hiếu khí < 105CFU/g, đáp ứng TCVN 7046:2009, được cấp đông đạt -3 đến - 5°C. Tỷ lệ thịt lợn nạc/thịt bò nạc/mỡ lợn là 45/30/25; hàm lượng đường glucoza lên men 0,8%, và các gia vị phù hợp với người Việt Nam: tiêu đen 0,1%, tỏi bột 0,1%, ớt bột 0,1%, bột hạt mùi 0,1%, nhục đậu khấu 0,1%.
- Đã tìm được tỷ lệ chế phẩm lên men lactic phù hợp là chế phẩm chủng H1.40 (BIOXX-BK)/ TEXEL SA 306 là 70/30 và lựa chọn được chế phẩm lên men bề mặt TEXEL® NEO1 (DANISCO) cho chất lượng XXLM khô tốt hơn về các chỉ tiêu: cấu trúc rắn chắc.
Vai trò các chủng lên men bề mặt nấm men, nấm mốc có lợi khi bổ sung lên men xúc xích được các tài liệu báo cáo đó là khả năng sinh tổng hợp proteza thủy phân protein thịt tốt tạo các sản phẩm mùi vị và hương thơm đặc trưng, ngoài ra các chủng lên men bề mặt này còn có tác dụng điều tiết quá trình tách ẩm khi làm khô, làm chín tạo cấu trúc kết dính và rắn chắc cho sản phẩm [1,4,5]. Bên cạnh đó với điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam nên rất dễ bị ô nhiễm nấm mốc, nấm men có hại trong quá trình sản xuất, chính vì vậy việc lựa chọn chủng lên men bề mặt phù hợp với điều kiện sản xuất ở quy mô lớn phù hợp với khí hậu việt Nam là rất cần thiết.
- Đã tìm được chế độ lên men, làm khô, làm chín phù hợp với XXLM khô nhỏ (e30 mm) là lên men 22°C (4 ngày) và làm khô làm chín là 16°C (20 ngày), còn với XXLM khô to (070 mm) thì chế độ lên men là 24°C (4 ngày) và làm khô làm chín là 18°C (20-22 ngày).
Bảng 1. Nhận xét các tính chất cảm quan chung của các mẫu XXLM khô bổ sung chế phẩm lên men bề mặt khác nhau
Hình 2. XXLM khô với chủng lên men bề mặt LM1 (trái) và LM2 (phải)
3.2.2 Hoàn thiện công nghệ sản xuất xúc xích lên men bán khô (XXLM bán khô) quy mô pilot
- Tiêu chuẩn hóa và xử lý nguyên liệu thịt nạc, mỡ phù hợp cho sản xuất XXLM bán khô giống nhưXXLM khô ở trên. Tỷ lệ thịt lợn nạc/thịt bò nạc/mỡ lợn là 50/25/25; hàm lượng đường glucoza lên men 1,0%, và các gia vị phù hợp với người Việt Nam: tiêu đen 0,1%, tỏi bột 0,1%, ớt bột 0,1%, bột hạt mùi 0,1%.
- Tỷ lệ chế phẩm lên men lactic phù hợp là chế phẩm chủng H1.40 (BIOXX-BK)/ TEXEL SA 306 là 70/30.
- XXLM bán khô có đường kính nhỏ e30 mm có chế độ lên men/làm khô, làm chín phù hợp ở 23/16°C (4 ngày/12 ngày) và với loại XX to có đường kính (e70 mm) có chế độ lên men/làm khô, làm chín ở 25/18°C (4 ngày/12 ngày) sẽ phù hợp hơn. Lựa chọn chế độ gia nhiệt cho XX nhỏ là 55°C/30 phút và XX to là 55°C/45 phút. (Hình 3)
Hình 3. Sự giảm độ ẩm và hoạt độ nước của mẫu XXLM bán khô có đường kính và nhiệt độ làm khô làm chín khác nhau
3.3. Hoàn thiện công nghệ, thiết bị sản xuất XXLM khô và bán khô qui mô công nghiệp và sản xuất thử nghiệm trên mô hình thiết bị quy mô 500kg/mẻ tại Công ty CP Chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định
Đã sản xuất thử nghiệm sản phẩm XXLM khô và bán khô trên mô hình thiết bị quy mô 500kg/mẻ tại công ty CP Chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định với nhiều mẻ với số lượng 3390 kg XXLM khô và 3050 kg XXLM bán khô. Sản phẩm thử nghiệm đã được giới thiệu, quảng bá và bán hàng mạnh trong dịp Tẽt nguyên đán năm 2017, 2018. (Hình 4)
Hình 4. Một số hình ảnh sản xuất XXLM khô và bán khô quy mô 500kg/mẻ tại Công ty CP chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định
3.4 Hoàn thiện sản phẩm và xây dựng bộ tiêu chuẩn cơ sở cho các sản phẩm được cơ quan có thẩm quyền chứng nhận phù hợp quy định về ATTP
Các sản phẩm của dự án đã được các công ty sản xuất, chế biến tiến hành xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và công bố phù hợp quy định ATTP tại các cơ quan có thẩm quyền nhà nước và đã sản xuất quảng bá, tiêu thụ sản phẩm đến tay người tiêu dùng.
3.5 Đánh giá phân tích hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất cho sản phẩm XXLM khô
- Về giá thành sản phẩm được sản xuất tại công ty CP chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định cho thấy với hai loại XXLM này có giá thành từ 227.000 đến 292.000 đ/kg, giá bán được xây dựng từ 320.000-390.000 đ/kg cho thấy khá hợp lý với người tiêu dùng Việt Nam, giá bán này chỉ bằng 1/2 đến 1/3 giá nhập khẩu nhóm sản phẩm này từ nước ngoài cho thấy hiệu quả rõ rệt của dự án.
- Về chất lượng sản phẩm cho thấy không thua kém các sản phẩm nhập khẩu và đặc biệt với việc sử dụng bộ chủng giống trong và ngoài nước cho thấy ưu điểm nổi trội đó là đã khai thác sử dụng tính năng kháng khuẩn cao, lên men tốt,., của chủng giống trong nước với khả năng tạo mùi vị đặc trưng của bộ chủng giống nước ngoài, giúp có thể sản xuất một sản phẩm thịt lên men cao cấp ở điều kiện Việt Nam với nguồn nguyên vật liệu phong phú trong nước, đặc biệt là nguồn nguyên liệu thịt hiện tại mà vẫn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng (chất lượng sản phẩm đã được đánh giá kiểm nghiệm tại cơ quan chức năng).
- Về công nghệ của sản phẩm và mô hình cho thấy tuy có đòi hỏi kiểm soát kỹ các thông số của quá trình lên men, tuy nhiên vẫn có tính khả thi cao ở quy mô sản xuất lớn. Khi sản phẩm được sản xuất tại Công ty cổ phần chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định cho thấy các điều kiện như nguyên liệu, gia vị, phụ gia, chủng giống hoàn toàn,... không có gì khó khăn, còn với phòng lên men công ty đã hoàn toàn có khả năng khống chế kiếm soát các thông số công nghệ như nhiệt độ, độ ẩm,...một cách khả thi. Sản phẩm được sản xuất tại công ty đã được đánh giá phản hồi từ khách hàng là khá tốt và công ty đã và đang triển khai sản xuất liên tục ở quy mô lớn.
- Hiệu quả về mặt xã hội, dự án đã giúp việc phát triển nhóm sản phẩm mới từ thịt có giá trị cao được sản xuất ở quy mô công nghiệp, được kiểm soát chất lượng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng. Giải quyết đầu ra cho ngành chăn nuôi hiện đang nhiều bế tắc để từ đó góp phần phát triển ngành này theo hướng bền vững và hội nhập.
- Dự án cũng tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho người lao động trong nước, đặc biệt giúp họ gắn bó với ngành nghề tại địa phương góp phần nâng cao cuộc sống cho người lao động.
- Dự án đã đào tạo và hướng dẫn được một đội ngũ cán bộ, công nhân công ty làm chủ được công nghệ mới, hiện đại, áp dụng công nghệ sinh học,...vào sản xuất công nghiệp nhóm sản phẩm cao cấp từ thịt có chất lượng không thua kém sản phẩm nhập khẩu và giảm áp lực chảy ngoại tệ ra nước ngoài cho việc nhập khẩu hàng hóa trong nước.
KẾT LUẬN
Trong thời gian từ 2015 đến 2018, Dự án sản xuất thử nghiệm "Sản xuất xúc xích lên men khô và bán khô bằng công nghệ vi sinh", 04.SXTN/04.15.CNSHCB thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 đã hoàn thành được các kết quả chính như sau:
- Đã hoàn thiện làm chủ công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật BIOXX-BK từ chủng L. plantarum H1.40 (xuất xứ trong nước) quy mô 100 lít/mẻ. Đã sản xuất được 36 kg chế phẩm này (có độ ẩm <8%, mật độ tế bào đạt 108- 109CFU/g, bảo quản tốt 3 tháng ở 0-4°C và 12 tháng ở - 20°C), chế phẩm lên men lactic tốt, có khả năng kháng khuẩn ức chế nhóm vi khuẩn gây bệnh, sinh độc tố có nguy cơ ô nhiễm cao nguồn nguyên liệu thịt Việt Nam để ứng dụng trong sản xuất xúc xích lên men khô và bán khô.
- Đã hoàn thiện công nghệ sản xuất XXLM khô và bán khô quy mô nhỏ từ 100-250 kg/mẻ thịt mỡ tại Trung tâm đào tạo và phát triển sản phẩm thực phẩm, Viện công nghệ Sinh học - CN Thực phẩm.
- Đã hoàn thiện công nghệ, thiết bị sản xuất XXLM khô và bán khô quy mô công nghiệp và sản xuất thử nghiệm trên mô hình thiết bị quy mô 500kg/mẻ tại Công ty CP chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định với nhiều mẻ với số lượng 3390 kg XXLM khô và 3050 kg XXLM bán khô. Sản phẩm thử nghiệm đã được giớl thiệu, quảng bá và bán hàng mạnh trong dịp Tết Nguyên đán năm 2017, 2018.
- Đã hoàn thiện sản phẩm, giớl thiệu quảng bá tiêu thụ sản phẩm tại các hội thảo, hội chợ, hội nghị, các cửa hàng, công ty thực phẩm,... và xây dựng bộ tiêu chuẩn cơ sở cho các sản phẩm (chế phẩm vi sinh, xúc xích khô, xúc xích bán khô) và được công bố phù hợp quy định ATTP do các cơ quan có thẩm quyền Cục ATTP, Bộ Y tế, Chi cục ATTP, Sở Y tế Nam Định chứng nhận phù hợp quy định về ATTP.
- Đã đánh glá hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho 02 quy trình sản xuất XXLM khô và bán khô năng suất 500kg/mẻ tạl Công ty CP Chế biến thực phẩm nông sản xuất khẩu Nam Định và đào tạo, bồi dưỡng đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật về quy trình công nghệ, thiết bị, phân tích và kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Dicks L M T„ Mellett F D., Hoffman L c, (2004). Use of bacterioxin producing starter culture of Lactobaci 11 US plantarum and LactobaciIlus curvatus in production of ostrich meat salami. Meat Science J 66 (3): 703-708.
2. Food Standard of Australia and New Zealan, (2001). Guidelines for the microbiological examination of ready-to-eat foods. http:/www.foodstandards.gov.au/newsroom/publication/guidelinesformicrobi1306,cfm.
3. Food safety Authority of Ireland. Guidance Note No.3 (2001), Guidelines for the Interpretation of Results Microbiological Analysis of some Ready - to - Eat Foods Sampled at Point of Sale, ISBN 0- 9539183 - 5-1.
4. Graciela Vignolo, Cecilia Fontana and Si Ivina Fadda (2010). Hand book of meat processing. Chapter 22: Semidry and dry fermentation sausage, p 379-398.
5. PHAN T.T1, LET.B.T2 ,(2011). Screening and Selection of Lactic Acid Bacteria with High Antimicrobial Activity for Fermented Sausage Production in Vietnam. Proceeding of the 57th International Congress of Meat Science andTechnology, Ghent, Belgium.
6. Urso R, Rantsiou K, Cantoni c. Comi G, Cocolin L, (2006). Technological characterization of a bacteriocin-producing Lactobacillus sakei and its use in fermented sausages production. Food Microbiology J 110(31:232-239.
7. TCVN 7050:2009: Tiêu chuẩn Việt Nam đối với thịt chế biến không qua xử Ií nhiệt.
8. Phan Thanh lăm, (2018). Nghiên cứu một số giải pháp sinh học trong công nghê sản xuất nem chua. Luận án tiến sĩ.
PHAN THANH TÂM
Viện Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
(Bài đăng trên Tạp chí KH&CN Công Thương số 38, tháng 8 năm 2019)
Tổng số lượt truy cập :
  • 3
  • 9
  • 4
  • 3
  • 3
  • 9
  • 5
lên đầu trang