Đặt vấn đề Nước mắm là một gia vị truyền thống có giá trị dinh dưỡng cao của Việt Nam. Trong nước mắm chứa nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể, nhưng lại chứa hàm lượng histamine cao đây là một amin sinh học mà nếu tồn tại trong cơ thể với nồng độ cao sẽ gây nguy hại cho sức khỏe. Khi sử dụng những sản phẩm chứa hàm lượng histamine cao thường gây ra các triệu chứng bất như co thắt phế quản, nổi mề đay, phát ban, tiêu chảy và nghiêm trọng hơn như gây giãn mạch, co thắt tim,…(Vũ Văn Đính, 2007). Hàm lượng histamine có trong nước mắm truyền thống của nước ta cao vượt ngưỡng cho phép, dao động từ 1000-3000mg/l (Báo cáo của Hiệp hội nước mắm Phan Thiết, 2013), theo Tiêu chuẩn Codex 302 năm 2011 hàm lượng histamine trong nước mắm được quy định không vượt quá 400mg/l.
Để đáp ứng các tiêu chuẩn trong khu vực và quốc tế về tính an toàn cho người tiêu dùng cần tìm ra phương pháp làm giảm hàm lượng histamine là vô cùng cần thiết. Thực tế hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu có sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như vật lí, hóa học, vi sinh vật để làm giảm hàm lượng histamine trong nước mắm. Trong đó phương pháp vi sinh vật, đặc biệt là ứng dụng các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải histamine đang được hướng đến là phương pháp có hiệu quả cao nhất, khắc phục được những hạn chế của phương pháp vật lí và hóa học như tốn kém chi phí đặc biệt là ảnh hưởng tới sức khỏe của con người. Phần lớn các nghiên cứu đang sử dụng phương pháp bổ sung vi sinh vật tự do trực tiếp vào quá trình sản xuất chượp mắm, nhược điểm của phương pháp này là tốn thời gian, chi phí, khó kiểm soát được quy trình công nghệ, màu sắc, độ lên men.
Đồng thời nếu nuôi vi khuẩn ở dạng tự do vào trong nước mắm thành phẩm thì rất khó để vi khuẩn có thể phân giải histamine một cách hiệu quả, nên chúng tôi hướng đến phương pháp cố định tế bào vi khuẩn. Tế bào cố định có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng tế bào tự do như: tế bào sau khi được cố định có thể sử dụng được nhiều lần, không lẫn vào sản phẩm và an toàn cho sức khỏe. 1 Kế thừa kết quả nghiên cứu của TS. Trần Thị Thu Hằng và cs., năm 2019 về tuyển chọn các chủng vi sinh vật phân giải histamine từ chượp mắm, đã tuyển chọn được chủng Exiguobacterium profundum CH2.1 có khả năng chịu mặn tốt và khả năng phân giải histamine cao.
Với mục đích nâng cao hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine trong nước mắm thành phẩm các chất mang được lựa chọn để cố định vi khuẩn vào cũng vô cùng quan trọng. Vì vậy từ kết quả của nhóm nghiên cứu trước 4 chất mang: celite, pigbone, chitosan flakes và eggshell có hiệu suất cố định cao, phổ biến, dễ tìm, dễ ứng dụng được chọn để cố định và kết hợp nghiên cứu hai yếu tố ảnh hưởng là tốc độ khuấy, nồng độ muối đến khả năng cố định và phân giải histamine của chủng Exiguobacterium profundum CH2.1 trong quá trình cố định. Từ những lý do trên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy, nồng độ muối đến hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của chủng Exiguobacterium profundum CH2.1” được thực hiện. Mục đích và yêu cầu 1.
Mục đích Xác định ảnh hưởng của tốc độ khuấy, nồng độ muối đến hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của chủng Exiguobacterium profundum CH2.1 góp phần hoàn thiện quá trình cố định tế bào và nâng cao hiệu suất phân giải histamine. Yêu cầu + Xác định ảnh hưởng của tốc độ khuấy trong quá trình cố định đến hiệu suất cố định tế bào và khả năng phân giải histamine của tế bào cố định - chủng vi khuẩn Exiguobacterium profundum CH2.1 trên 4 chất mang: celite, pigbone, chitosan flakes, eggshell; + Xác định ảnh hưởng của nồng độ muối dung dịch Tris-HCl trong quá trình cố định đến hiệu suất cố định và khả năng phân giải histamine của tế bào cố định - chủng vi khuẩn Exiguobacterium profundum CH2.1 trên 4 chất mang: celite, pigbone, chitosan flakes, eggshell. 2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về nước mắm 2.
Giới thiệu chung về nước mắm Nước mắm là một gia vị truyền thống lâu đời của người dân Việt Nam ta, được sản xuất từ quá trình lên men các loại cá. Nước mắm mang lại cho món ăn hương vị đậm đà, thơm ngon; hơn nữa trong nước mắm có những chứa các acid amin không thể tự tổng hợp, omega 3 và một số vitamin khác. Về mặt khoa học nước mắm là dung dịch đạm mà chủ yếu là các acid amin, được tạo thành do quá trình thủy phân protein cá nhờ hệ enzyme protease có trong cá (Phan Thị Thanh Quế, 2005). Nước mắm có nhiều tên gọi khác nhau phụ thuộc vào từng quốc gia sản xuất.
Mỗi quốc gia lại có điều kiện sản xuất và phương pháp sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan khác nhau, mang hương vị riêng đặc trưng cho từng quốc gia, dân tộc. Theo phương pháp lên men truyền thống, nước mắm được sản xuất từ hỗn hợp cá với muối theo tỷ lệ 1 phần muối với 2 - 3 phần cá và được lên men ở khoảng nhiệt độ 30 - 40oC trong thời gian 6 đến 12 tháng hoặc lâu hơn để quá trình thủy phân xảy ra hoàn toàn và tạo nên hương vị đặc trưng thơm ngon cho sản phẩm (Lopetcharat và cs, 2001). Nước mắm là sản phẩm quan trọng bậc nhất của ngành đánh bắt thủy hải sản ở nước ta, tiêu thụ 40-60% tổng số cá đánh bắt được, và được sản xuất trên cả nước. Hiện nay nước ta có khoảng 600 nhà máy chế biến nước mắm phân bố trong cả nước, với nhiều thương hiệu nổi tiếng như nước mắm Phú Quốc, Phan Thiết, Khánh Hòa, Cát Hải, Ninh Cơ,… (Lương Đức Phẩm, 2010).
Tại Việt Nam, các vùng miền duyên hải đều làm nước mắm. Nước mắm thường chủ yếu làm từ các loại cá biển nhỏ, có giá trị kinh tế thấp (cá cơm, cá thu, cá nục.) ướp với muối sau một thời gian dài sẽ chiết rút, phơi nắng, phối trộn để tạo ra nước mắm. Tùy theo độ đạm trong nước mắm mà người ta phân cấp độ (loại đặc biệt, loại thượng hạng, nước mắm loại 1, nước mắm loại 2). Thành phần hóa học của các loại nước mắm theo TCVN 5107:2013 được thể hiện trong bảng 2.1: 3 Mức chất lượng Tên chỉ tiêu Thượng Đặc biệt Loại 1 Loại 2 hạng Hàm lượng nitơ toàn phần, tính 30 25 15 10 bằng g/l, không nhỏ hơn Hàm lượng nitơ amino acid, tính bằng % so với nitơ toàn phần, 55 50 40 35 không nhỏ hơn Hàm lượng nitơ amoniac, tính bằng % so với nitơ toàn phần, 20 25 30 35 không lớn hơn Hàm lượng acid, tính bằng g/l 8,0 6,5 4,0 3,0 theo acid axetic, không nhỏ hơn Hàm lượng muối, tính bằng g/l, 245 - 280 260 - 295 trong khoảng Bảng 2.1 Thành phần hóa học của nước mắm Theo cấp độ được phân từ loại đặc biệt tới loại 2 thấy rõ sự giảm xuống của giá trị dinh dưỡng trong nước mắm.
Nguyên liệu chính sản xuất nước mắm 2. Cá Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nước mắm là các loại cá. Muốn có thành phẩm nước mắm đạt đủ điều kiện thì loại cá được chọn cũng phải có đủ các tiêu chí phù hợp. Nguyên liệu dùng để sản xuất nước mắm là những loại cá giàu protein và ít mỡ.
Mỗi loại cá dùng để làm nước mắm sẽ cho ra các loại nước mắm có độ đạm khác nhau. Một số loại cá nguyên liệu phổ biến dùng để sản xuất nước mắm là cá cơm, cá nhâm, cá nục,.2 Muối Sau cá, muối là nguyên liệu quan trọng thứ hai để sản xuất nước mắm. Thành phần của muối chủ yếu là NaCl, và ít nhiều tạp chất. Muối được sử dụng trong sản xuất nước mắm là muối loại 2.
Thành phần của muối loại 2 bao gồm: không dưới 97% NaCl và lớn hơn 0,85% chất không tan (Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng, 1990). Quy trình sản xuất nước mắm Cá Muối Trộn Lên men Chiết rút lần 1 Bã chượp chín Nước mắm nguyên chất Nước mắm chiết Chiết rút lần 2 Pha đấu rút lần 2 Bã Nước mắm thành phẩm Làm phân bón hoặc thức ăn gia súc Hình 2. Sơ đồ công nghệ sản suất nước mắm Thuyết minh quy trình: Bản chất của quá trình sản xuất nước mắm là là quá trình thủy phân protein trong cá nhờ muối (Phan Thị Thanh Quế, 2005). Nguyên liệu: cá sau khi được xử lí làm sạch được ướp và trộn với muối.
Lượng muối phụ thuộc vào khối lượng và độ tươi của cá. Lên men khô: sau khi trộn muối hỗn hợp được ủ trong thùng lên men từ 1 đến 2 ngày. Lên men (ướt chượm chín): có ba phương pháp chế biến chượp cổ truyền. Phương pháp đánh khấy được thực hiện bằng cách cho muối nhiều lần, cho nước lã, đánh khấy liên tục.
Phương pháp gài nén được thực hiện bằng cách cho muối một lần hoặc nhiều lần, không cho nước lã, gài nén. Phương pháp hỗn hợp, lúc đầu thực hiện gài nén sau đó thực hiện đánh khuấy. Chiết rút: trước khi tiến hành kéo rút để lấy sản phẩm cần phải tiến hành chính xác độ chín của chượp. Độ 5 chín của chượp được đánh giá theo TCVN 8336:2010.
Pha đấu (phối trộn): để đảm bảo độ đạm đủ yêu cầu (14 - 18g N/l) hoặc phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng người ta pha đấu nước mắm nguyên chất và nước mắm chiết rút lần 2. Nước mắm thành phẩm: sản phẩm được bao gói và ghi nhãn phù hợp với tiêu chuẩn hiện hành. Giới thiệu về histamine 2. Giới thiệu chung Histamine là một amine sinh học có công thức hóa học là C5H9N3, danh pháp hóa học là 2-(3H-imidazol-4-yl) ethanamine.
Nó có một hợp chất dị vòng, có 2 nhóm amine (diamines), dạng tinh thể, nhiệt độ nóng chảy 83. Histamine có tính hút nước, chịu được nhiệt cao mà không bị phá hủy, dễ tan trong nước và ethanol, tan ít trong diethy ether. Histamine có đặc tính chịu nhiệt, thậm chí khi được nấu chín histamine vẫn không bị phá hủy (Luten và cs, 1992). Công thức cấu tạo và cấu trúc không gian của histamine Trong cơ thể người, histamine là một chất nội sinh được tạo ra một cách tự nhiên qua quá trình decarboxyl hóa amino acid histidine với sự xúc tác của histidine decarboxylase.
Enzyme này chỉ được tổng hợp khi cần thiết và bị phân hủy ngay khi lượng histamine nội sinh được sinh tổng hợp đủ (FAO, 2013). Sự hình thành histamine trong thực phẩm Hình 2.