Đặt vấn đề Nước mắm là gia vị đặc trưng không thể thiếu trong bữa ăn của các gia đình Việt, không chỉ đem lại hương vị thơm ngon mà còn được coi là một nguồn protein và các amino acid quan trọng. Mặc dù có giá trị dinh dưỡng cao, nhưng sự có mặt các amine sinh học trong nước mắm với hàm lượng cao, đặc biệt là histamine là mối nguy hại cho sức khoẻ con người (Zaman và cs, 2010). Trên thực tế ở Việt Nam nước mắm truyền thống có hàm lượng histamine biến động từ 1000-3000 mg/l (Hiệp hội nước mắm Phan Thiết, 2013). Trong khi đó, Ủy ban Châu Âu (EC) năm 2005 quy định giới hạn hàm lượng histamine trong nước mắm là 400 mg/l.
Như vậy, các sản phẩm nước mắm truyền thống chứa hàm lượng histamine vượt quá nhiều so với tiêu chuẩn của EC. Khi hàm lượng histamine trong cơ thể vượt mức quy định sẽ gây ra ngộ độc histamine hay còn gọi là ngộ độc scombrotoxin (James M. Hiện nay có một số phương pháp có thể làm giảm hàm lượng histamine như phương pháp vật lý, hóa học, vi sinh…, tuy nhiên phương pháp vật lí, hóa học lại gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người cũng như gây tốn kém chi phí. Do đó, phương pháp sinh học đang được hướng đến bởi tính an toàn và đặc biệt việc ứng dụng các vi khuẩn có khả năng phân giải histamine mang lại hiệu quả cao (Leuscher và cs, 1998).
Hiện nay, có 2 cách tiếp cận để ứng dụng vi khuẩn trong phân giải histamine trong nước mắm là bổ sung trực tiếp vào trong chượp mắm hoặc ứng dụng vi sinh vật cố định trong chất mang để phân giải trực tiếp histamine trong nước mắm thành phẩm. Tuy nhiên phương pháp bổ sung trực tiếp vi sinh vật tự do vào quá trình lên men nước mắm lại khó kiểm soát các yếu tố hay các chủng vi khuẩn khác có trong nước mắm. Do đó, hướng ứng dụng tế bào vi khuẩn cố định để phân giải histamine trong nước mắm thành phẩm cần được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu trước của PGS.
Nguyễn Hoàng Anh (kết quả chưa công bố) đã chỉ ra rằng cố định chủng vi khuẩn Virgibacillus campisalis TT8.5 (do nhóm phân lập được) bằng phương pháp hấp phụ và liên kết chéo luôn đạt hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine cao. Bên cạnh đó, việc cố định tế bào vi khuẩn vào 1 các chất mang khác nhau để tăng hiệu quả phân giải histamine cũng như độ tái sử dụng chất mang cũng rất cần phải quan tâm. Các chất mang được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: bột vỏ trứng (eggshell), celite, bột xương lợn (pigbone) và chitosan vì giá thành rẻ, dễ kiếm, thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí sản xuất sản phẩm. Xuất phát từ những lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại chất mang và tỷ lệ tế bào/chất mang đến hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của chủng Virgibacillus campisalis TT8.5” được thực hiện.
Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích Xác định ảnh hưởng của loại chất mang và tỷ lệ tế bào/chất mang đến hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của chủng Virgibacillus campisalis TT8. Yêu cầu - Nghiên cứu ảnh hưởng của loại chất mang tới hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của chủng Virgibacillus campisalis TT8.5; - Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ tế bào/chất mang đến hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của chủng Virgibacillus campisalis TT8. 2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Giới thiệu chung về nước mắm Nước mắm là sản phẩm giàu dinh dưỡng, một đặc sản của Việt Nam. Với vài ngàn kilomet bờ biển và phong phú các loại cá là điều kiện thuận lợi cho ngành chế biến nước mắm ỏ nước ta phát triển, sản phẩm nước mắm được sản xuất ở nhiều nơi với các thương hiệu nổi tiếng từ lâu như nước mắm Phú Quốc, Phan Thiết, Khánh Hoà, Cát Hải,. Ngày nay, nước mắm là loại nước chấm không thể thiếu vắng trong bữa ăn hàng ngày của nhân dân ta và đang dần dần có uy tín trên thị trường thế giới (Lương Đức Phẩm, 2010). Quá trình công nghệ sản xuất, nước mắm gồm hai giai đoạn.
Hai giai đoạn cơ bản là thuỷ phân và tạo mùi. Có thể coi đây là hai giai đoạn lên men nước mắm: lên men chính và lên men phụ. Trong lên men chính, chủ yếu là thuỷ phân protein của thịt cá thành amino acid: Protein → Polypeptit → Oligopeptit → Amino acid Tác nhân thuỷ phân protein ở đây là enzyme, protelytic gồm một phức hợp enzyme, proteinaza và peptidaza. Lên men phụ là hoàn thiện quá trình thuỷ phân, hình thành hương vị đặc trưng của nước mắm từ các sản phẩm phụ của quá trình lên men (Lương Đức Phẩm, 2010).
Nước mắm hấp dẫn bởi hương vị đặc biệt của nó cùng với giá trị dinh dưỡng cao. Khoảng 86% hàm lượng nitơ tổng số là các nitơ hữu cơ và 49% là nitơ của các amino acid tự do. Hàm lượng các amino acid đạt khoảng 4 g/L với sự có mặt gần như đầy đủ của các amino acid thiết yếu như lysine, leucine, valine, isoleucine, histidine, phenylalanine, threonine và methionine (Lopetcharat và cs, 2001). Quy trình sản xuất nước mắm 2.
Sơ đồ quy trình 3 Cá Lựa chọn và xử lý Muối Trộn muối Ủ lên men Chiết rút lần 1 Bã chượp chín Nước mắm nguyên chất Nước mắm chiết rút Chiết rút lần 2 Pha đấu lần 2 Lựa chọn và Bãxử lý mắm Nước mắm thành phẩm ần 2 Làm phân bón hoặc thức ăn gia súc Hình 2. Sơ đồ công nghệ sản xuất nước mắm (Trần Xuân Ngạch, 2007) 2. Thuyết minh quy trình công nghệ - Nguyên liệu: Cá: việc lựa chọn cá để sản xuất nước mắm rất quan trọng đối với chất lượng sản phẩm (thương hiệu). Phần lớn nước mắm được sản xuất từ cá biển, những loại nước mắm ngon được làm từ các loại cá là: cá cơm, cá mòi, cá nục, cá trích, cá phèn, lươn ngắn, … Muối: muối để sử dụng làm mắm là muối biển.
- Trộn muối: 4 Trước khi chế biến, phải tiến hành vệ sinh thùng chượp và tính toán lượng muối cho vào chượp. Cho cá và muối vào thùng. Cứ một lớp cá thì một lớp muối và dùng bàn cào gỗ để dàn đều lớp cá và lớp muối. Phủ một lớp muối mặt khá dày khoảng 2 – 3 cm trên cùng.
Mục đích là giữ nhiệt và tránh ruồi nhặng đậu vào. Lấy nhiều lớp lá phủ lên lớp muối mặt. Lớp lá được cột chặt vào các thanh nẹp, dùng các đòn hạ gài các thanh nẹp lại rồi dùng hai đòn thượng gác ngang qua thùng chượp để nén vỉ không bị trồi lên (Trần Xuân Ngạch, 2007). - Ủ lên men: Ủ trong thời gian 2 ngày.
Đây là giai đoạn lên men khô, cả khối chượp nóng lên dần. Lên men khô yếm khí vừa có tác dụng phân giải tốt, vừa tạo hương vị thơm ngon. Trong quá trình lên men, theo dõi thường xuyên để bổ sung lượng muối nếu xảy ra hiện tượng cá đòi muối. Hiện tượng cá đòi muối là hiện tượng bụng cá trương lên do chứa các khí H2S, NH3, CO2, …và dần dần nổi lên (Trần Xuân Ngạch, 2007).
- Chượp chính: Theo Trần Xuân Ngạch (2007), thì có 3 phương pháp chế biến chượp cổ truyền: + Phương pháp đánh khuấy: đây là phương pháp của nước mắm Cát Hải - Hải Phòng, là phương pháp cho muối nhiều lần đã lợi dụng được khả năng phân giải của enzyme và vi sinh vật tới mức đô cao, rút ngắn thời gian chế biến chượp. Cho muối nhiều lần là tạo điều kiện để phòng thối, tiêu diệt các vi khuẩn gây thối thông thường và không kìm hãm nhiều quá khả năng hoạt động của men. Và cho thêm nước lã là cung cấp cho môi trường phân giải một lượng vi sinh vật đáng kể, tạo môi trường lỏng giúp cho men và vi sinh vật hoạt động được dễ dàng, làm cho tế bào thịt cá chóng được phân giải. + Phương pháp gài nén: Cá được trộn đều với muối cho đủ muối ngay từ đầu hoặc cho muối nhiều lần, sau đó ướp vào thùng hoặc bể rồi gài nén.
Dựa vào men trong cá để phân giải protide của thịt cá, không cho nước lã và không đánh khuấy. Đây là phương pháp của miền Trung. + Phương pháp chế biến hỗ hợp (kết hợp hai phương pháp gài nén và đánh khuấy): phương pháp này rút kinh nghiệm từ hai phương pháp trên. Lúc đầu, thực hiện phương pháp gài nén.
Và sau đó thực hiện phương pháp đánh khuấy. Sau 6 – 12 tháng, chượp 5 đã chín hoàn toàn, có thể chiết rút. Đặc điểm của phương pháp này là chượp chín cá vẫn còn nguyên con, xương không nát nên thuận lợi cho việc kéo rút. - Chiết rút: Quá trình kéo rút nước mắm là quá trình lọc liên hoàn.
Nó là quá trình rút đạm trong bã không qua nấu bằng cách dùng lượng nước bổi hoặc nước thuộc ít đạm cho chuyển lần lượt từ thùng này qua thùng khác để tăng đạm và tăng hương vị (Trần Xuân Ngạch, 2007). - Pha đấu: Muốn thu được nước mắm có hương vị thơm ngon và có nồng độ đạm như mong muốn, ta phải pha đấu các loại nước mắm có độ đạm khác nhau, thường pha nước mắm có độ đạm cao với nước mắm có độ đạm thấp thành loại nước mắm có độ đạm trung bình. Việc tính toán thể tích được thực hiện theo quy tắc đường chéo (Trần Xuân Ngạch, 2007). Khái niệm, cấu tạo histamine Histamine là một amine sinh học, có công thức phân tử là C5H9N3, danh pháp hóa học là 2-(3H-imidazol-4-yl) ethanamine.
Nó là 1 hợp chất dị vòng, có 2 nhóm amine (diamines), dạng tinh thể, dễ hút ẩm, nhiệt độ sôi 209,50C, nhiệt độ nóng chảy 83,5 ºC, tan rất ít trong diethyl ether, dễ hòa tan trong nước và ethanol. Histamine là một hợp chất không mùi và rất khó phát hiện, nó là một chất chịu nhiệt, thậm chí khi được nấu chín ở nhiệt độ cao histamine vẫn không bị phân hủy (Lutein và cs, 1992). Công thức cấu tạo histamine 6 Hình 2. Cấu trúc không gian histamine 2.
Sự hình thành của histamine trong thực phẩm Histamine được hình thành bởi sự tách nhóm α-carboxyl ra khỏi amino acid histidine (Hình 2. Histidine là một trong các amino acid không thay thế mà cơ thể người không tự tổng hợp, được cung cấp từ thức ăn. Histidine thường được tìm thấy trong thực phẩm như cá, thịt, trứng và các sản phẩm từ sữa (Wickham, 2011). Sự hình thành histamine từ histidine Sự tách nhóm α-carboxyl của amino acid diễn ra do hoạt động của enzyme decarboxylase có trong nguyên liệu hoặc do các vi sinh vật sinh ra (Shalaby, 1996).