Công nghệ lên men GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 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 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 3.10 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 : Lactobacillus plantarum 18 Hình 3: Pediococcus cerevisiae 18 Hình 4: Micrococcus varians 19 Hình 5: Quy trình công nghệ sản xuất nem chua 21 Hình 6: Thiết bị chần 22 Hình 7: Máy cắt da 24 Hình 8: Thiết bị cắt starcutter 25 Hình 9: Máy xay thô mincer 26 Hình 10: Máy cutter 27 Hình 11: Máy trộn 28 Hình 12: Máy nhồi thịt chân không 29 3 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 7 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 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 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%  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 7.0 0.4 1.0 143 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. Bảng 4: Thành phần các acid amine không thay thế trong thịt heo Acid amine không thay thế Thịt heo (g% protein) Acid amine không thay thế Thịt heo (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 Tiêu chuẩn Hóa lý – Độ pH – Hàm lượng NH 3 – Phản ứng định tính dihydro sulphua (H 2 S) 5,5- 6,2 ≤ 35mg/100gr Âm tính Vi sinh – Tổng số vi khuẩn hiếu khí – E.Coli – B. Cereus – Staphilococus aureus – Salmonella _ Ký sinh trùng : gạo bò, gạo lợn, giun xoắn ≤ 1.000.000 /gr ≤100 /gr ≤100 /gr ≤ 100 /gr không có Không cho phép Cảm quan – Trạng thái: – Màu sắc _ 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 (nếu có) _ 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 80 0 C 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 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). 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% [...]... dụng của sản phẩm Sử dụng bao bì PE để bao gói Việc bao gói sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng 3.10.2 Các biến đổi: không đáng kể 3.10.3 Thiết bị: Quá trình bao gói được thực hiện thủ công 3.11 Lên men 3.11.1 Mục đích: chế biến Đây chính là công đoạn chính tạo nên hương vị đặc trưng của sản phẩm nem chua Nem chua là sản phẩm của quá trình lên men thịt... động Tái hydrate Tỏi, tiêu, ớt Nhào trộn Nhồi định lượng Bao gói Lên men Sản phẩm Hình 5: Quy trình công nghệ sản xuất nem chua Đường,muối, tỏi bột ngọt Phụ gia 3 GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Chần da heo 3.1.1 Mục đích: Chế biến Mục đích của quá trình này là do da heo không có khả năng chín sinh hóa, mà thịt lên men là một loại sản phẩm khi ăn có thể sử dụng trực tiếp mà không qua quá trình chế... cho sản phẩm thịt lên men Vì thế những vi khuẩn này đóng vai trò tạo hương và cấu trúc cho sản phẩm thịt lên men Đây là quá trình biến đổi có ý nghĩa rất quan trọng đối với chất lượng của sản phẩm, vừa có tác dụng tăng giá trị dinh dưỡng vừa góp phần nâng cao tính cảm quan cho sản phẩm • Sự thủy phân chất béo Sự thủy phân chất béo có thể tạo ra những acid béo mạch ngắn, tăng mùi vị cho sản phẩm thịt lên. .. thành nhờ men aldehydrase từ acetaldehyde theo phương trình: Việc sinh ra các khí liên quan đến điều kiện yếm khí, tỉ lệ các hợp chất phụ sinh ra phụ thuộc vào môi trường dinh dưỡng và loại vi khuẩn lactic Quá trình lên men lactic cần có sự lên men đồng thời giữa lên men đồng hình và dị hình, vì quá trình lên men lactic dị hình tạo ra các sản phẩm là các cấu tử hương tạo mùi thơm cho sản phẩm Acid... 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 Bảng 10: Ảnh hưởng của chủng khởi động lên sản phẩm 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Da heo Thịt... phẩm Acid lactic tạo thành tích tụ trong sản phẩm có tác dụng kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật có hại, nhất là vi sinh vật gây thối rữa Do đó làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm Mặt khác, các vi khuẩn lactic trong quá trình lên men còn có khả năng tổng hợp vitamine B1, làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm  Quá trình lên men lactic trong nem chua được chia làm 3 giai đoạn:  Giai đoạn... trình lên men lactic: Lên men lactic là một quá trình sinh hoá phổ biến trong thiên nhiên, đó là quá trình chuyển hoá vật chất glucide thành acid lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp của hệ vi sinh vật lactic Năng lượng tạo ra được dùng cho các quá trình sinh hoá cần thiết trong điều kiện yếm khí Có 2 kiểu lên men lactic: lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình:  Sơ đồ chuyển hoá  Lên men. .. cùng, thịt đạt đến độ chín nhờ pH giảm dần đến điểm đẳng điện của các protein Ngoài ra, điều kiện pH thấp cũng thúc đẩy các quá trình tạo màu cho sản phẩm Trong những sản phẩm lên men thịt, lượng acid lactic đưa vào thường là 10 CFU/g thịt ở những sản phẩm lên men thịt của châu Âu và 108CFU/g thịt đối với vi khuẩn des Lactococcus lactis 6 • Sự thủy phân Protein Một số vi khuẩn lactic như Lb casei, Lb... động lên men của vi khuẩn sau này Toàn bộ quá trình được thực hiện ở chế độ chân không nhằm hạn chế tối đa sự nhiễm khuẩn cho sản phẩm  Thiết bị: Máy nhồi thịt chân không Hình 12: Máy nhồi thịt chân không  Thông số công nghệ - Áp suất p = 0.2 – 0.3 at  Vật liệu làm bao bì: - Có khả năng đề kháng cơ học - Sử dụng bao bì PE để nhồi 3.10 Bao gói 3.10.1 Mục đích: hoàn thiện sản phẩm Từng cây nem sẽ... 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 Với nem được lên men theo đúng công nghệ LAB phát triển nhanh và đạt mức 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 . 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 GIỚI THIỆU Nem chua là một sản phẩm. 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. các nước là một trong nhiều đề tài nghiên cứu hiện nay. Hình 1: Nem chua Việt nam 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