Tiến Sĩ Nghiên cứu quy trình chế biến và phân lập vi sinh vật hiện diện trong cá sặc (Trichogaster trichopte

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NĂM 2015
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3
1.3 Giới hạn của đề tài . 3
1.4 Điểm mới và ý nghĩa của luận án 3
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
2.1 Nguyên liệu dùng trong chế biến sản phẩm cá sặc lên men chua, xương
mềm . 5
2.1.1 Nguyên liệu cá sặc 5
2.1.2 Một số nguyên vật liệu khác trong chế biến sản phẩm cá sặc lên men
chua, xương mềm . 13
2.2 Khái quát về sản phẩm cá lên men 14
2.2.1 Khái niệm 14
2.2.2 Phân loại . 15
2.2.3 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm cá lên men 18
2.3 Quá trình lên men lactic . 20
2.3.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic 20
2.3.2 Các giai đoạn hoạt động của vi sinh vật trong lên men lactic 21
2.3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men latic 22
2.4 Vi khuẩn lên men sinh acid lactic (vi khuẩn lactic) 24
2.4.1 Đặc điểm . 24
2.4.2 Phân loại LAB 25
2.4.3 Sinh tổng hợp của vi khuẩn lactic . 31
2.4.4 Vi sinh vật hiện diện trong sản phẩm mắm cá sặc lên men chua, xương
mềm . 38
2.5 Giống vi sinh vật bổ sung vào sản phẩm lên men . 46
2.6 Các kết quả nghiên cứu có liên quan . 47
2.6.1 Các kết quả nghiên cứu trong nước 47
2.6.2 Các kết quả nghiên cứu ngoài nước 48
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53
3.1 Phương tiện nghiên cứu . 53
3.1.1 Địa điểm – Thời gian 53
3.1.2 Dụng cụ, thiết bị 53
3.1.3 Nguyên vật liệu . 54
3.1.4 Hóa chất 54
3.2 Nội dung nghiên cứu 55
3.2.1 Nội dung 1. Khảo sát một số quy trình chế biến sản phẩm cá sặc lên men
chua, xương mềm . 55
3.2.2 Nội dung 2. Cải tiến quy trình chế biến cá sặc lên men chua , xương mềm
. 55
3.2.3 Nội dung 3. Phân lập và định danh các dòng vi sinh vật hiện diện trong
sản phẩm cá sặc lên men chua, xương mềm 60
3.2.4 Nội dung 4. Khảo sát các yếu tố tác động lên quá trình làm mềm xương
cá trong sản phẩm cá sặc lên men chua, xương mềm 61
3.2.5 Nội dung 5. Nghiên cứu bổ sung các dòng vi khuẩn lactic được phân lập
trong chế biến sản phẩm cá sặc lên men chua, xương mềm 64
3.2.6 Nội dung 6. Khảo sát khả năng bảo quản sản phẩm . 66
3.3 Phương pháp phân tích 67
3.3.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa học 67
3.3.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu về vi sinh vật . 68
3.3.3 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 70
3.4 Phương pháp bố trí và phân tích kết quả thí nghiệm . 70
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN . 71
4.1 Kết quả khảo sát một số quy trình chế biến sản phẩm cá sặc lên men chua,
xương mềm 71
4.1.1 Quy trình chế biến . 71
4.1.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóa học 73
4.1.3 Kết quả đánh giá cảm quan . 75
4.1.4 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 78
4.2 Kết quả cải tiến quy trình chế biến cá sặc lên men chua, xương mềm 80 4.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cách xử lý nguyên liệu đến chất lượng
sản phẩm 80
4.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ethanol, muối, đường phối trộn
đến chất lượng sản phẩm . 86
4.3 Kết quả phân lập vi sinh vật hiện diện trong sản phẩm . 95
4.3.1 Đặc điểm về hình thái . 95
4.3.2 Kết quả kiểm tra một số đặc tính sinh hóa của các dòng vi sinh vật phân
lập . 98
4.3.3 Nhận diện 6 dòng vi sinh bằng kỹ thuật sinh học phân tử 106
4.4 Kết quả khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm mềm xương cá trong
quá trình lên men . 115
4.4.1 Kết quả xác định yếu tố làm mềm xương cá 115
4.4.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm và pH của dung dịch ngâm
đến mức độ mềm của xương cá . 118
4.5 Kết quả nghiên cứu bổ sung giống vi khuẩn lactic L1, L2, L3 vào sản phẩm
cá sặc lên men chua, xương mềm 121
4.5.1 Sự thay đổi mật số vi sinh vật trong quá trình lên men 121
4.5.2 Sự thay đổi về thành phần hóa học trong sản phẩm . 124
4.6 Kết quả khảo sát khả năng bảo quản sản phẩm . 130
4.6.1 Kết quả khảo sát khả năng bảo quản sản phẩm khi bảo quản sản phẩm ở
điều kiện nhiệt độ phòng (28-32oC) . 130
4.6.2 Kết quả khảo sát khả năng bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ lạnh . 132
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 135
5.1 Kết luận 135
5.2 Đề xuất . 135
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 136
PHỤ LỤC xviii

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Sản phẩm thực phẩm lên men truyền thống là một trong các loại sản
phẩm lên men phổ biến của các dân tộc trên thế giới. Hiện nay, các sản phẩm
lên men truyền thống đã không còn được sản xuất hoàn toàn theo phương pháp
thủ công nữa. Cùng với sự phát triển của xã hội, công nghệ sản xuất các sản
phẩm truyền thống cũng được cải tiến và hoàn thiện dần để đáp ứng không chỉ
về chất lượng mà còn đáp ứng cả về số lượng cho người tiêu dùng. Do đó, các
thế hệ chúng ta hiểu biết và phát huy các sản phẩm này không chỉ là điều cần
thiết mà còn là trách nhiệm trong việc gìn giữ và phát huy các truyền thống lâu
đời của quê hương, của dân tộc (Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2004).
Không nằm ngoài những đặc điểm ấy, cá lên men là một trong những
sản phẩm lên men truyền thống lâu đời và rất đặc trưng ở các quốc gia Đông
Nam Á, Châu Phi. Cá lên men có vai trò quan trọng trong bữa ăn của người
dân nhất là người dân nghèo do có giá thành rẻ lại cung cấp thêm acid amin
được thủy phân từ protein cá và có hương vị độc đáo (Hall, 2011).
Ở nước ta sản phẩm cá lên men được gọi là “mắm”. Hầu hết những sản
phẩm mắm lên men từ cá nhất là sản phẩm lên men từ các loại cá nhỏ như cá
sặc, cá trèn, các loại mắm này thường được dùng chủ yếu để nấu lấy hương
vị như nấu lẩu, kho, chưng, ít khi được dùng phổ biến để “ăn sống” (không
qua nấu) vì thịt ít, xương nhiều và cứng, thời gian sản xuất ra thành phẩm khá
dài (từ vài tháng trở lên).
“Cá sặc lên men chua, xương mềm” (hay còn gọi là mắm tiêu xương;
mắm chua cá sặc, xương mềm) cũng là dạng sản phẩm cá lên men lactic. Nét
đặc trưng của sản phẩm này là cá vẫn giữ được hình dạng nguyên vẹn nhưng
xương rất mềm tạo cảm giác như không có xương khi ăn; mùi vị thơm ngon,
hài hòa hơn các sản phẩm mắm thông thường khác nên không cần phối chế lại
trước khi ăn và rất thích hợp dùng “ăn sống”, đặc biệt hơn là thời gian lên men
ngắn khoảng 30 ngày.
Tuy nhiên, bí quyết làm sản phẩm này đang dần thất truyền, đồng thời
có nhiều yếu tố tác động lên sản phẩm chưa được nghiên cứu và xác định rõ
ràng dẫn đến chất lượng sản phẩm không ổn định. Đến thời điểm hiện nay
chưa có công trình khoa học nào công bố những vấn đề có liên quan đến sản
phẩm mắm cá sặc lên men chua, xương mềm. Do đó, đề tài “Nghiên cứu quy
trình chế biến và phân lập vi sinh vật hiện diện trong cá sặc lên men chua,
xương mềm” được thực hiện vì những lý do như sau: (i) Hiện nay, sản phẩm được lưu truyền lại với một số phương pháp làm
khác nhau, cần có sự nghiên cứu và so sánh cụ thể để chọn ra quy trình sản
xuất cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
(ii) Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên men như: nguyên
liệu, nồng độ đường, nồng độ muối, độ pH, tác dụng cơ học, nhiệt độ Tuy
vậy trong thực tế, việc làm ra sản phẩm chủ yếu chỉ dựa vào kinh nghiệm, chưa
dựa trên cơ sở khoa học dẫn đến chất lượng sản phẩm không ổn định và phụ
thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên. Do đó, trên cơ sở quy trình đã được lựa
chọn, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến từng công đoạn trong quy trình
nhằm chọn ra thông số tối ưu để cho ra sản phẩm đạt chất lượng, ổn định góp
phần giữ gìn bí quyết đang dần thất truyền trong dân gian và phục vụ cho sản
xuất, giảng dạy và nghiên cứu khoa học.
(iii) Cùng với sự phát triển dân trí, người dân hiện nay rất có ý thức bổ
sung các chất dinh dưỡng cho cơ thể qua việc sử dụng các loại thức ăn. Chẳng
hạn, để bổ sung calci, người tiêu dùng thường chọn các loại thức ăn giàu calci
như tôm, cua, sữa, hoặc sử dụng các loại cá nhỏ (cá cơm, cá lòng tong, )
để có thể ăn luôn xương dễ dàng hơn. Tuy nhiên, các sản phẩm tôm, cua, sữa
thường có giá thành cao, còn việc sử dụng xương của các loài cá nhỏ không
phải lúc nào cũng dễ dàng và phù hợp cho mọi lứa tuổi. Vì vậy, việc nghiên
cứu sản phẩm cá lên men, xương mềm sẽ giúp cho việc tiêu thụ sản phẩm cá
nhỏ có nhiều xương được dễ dàng hơn.
(iv) Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ thực phẩm tự nhiên ngày càng tăng và
các dòng vi khuẩn có ích sẽ đóng góp cực kỳ quan trọng trong nền sản xuất
thực phẩm đa dạng và bền vững (Kröckel, 2013). Vì vậy, nghiên cứu phân lập
vi sinh vật và cải tiến quy trình chế biến cá sặc lên men chua, xương mềm
nhằm mục đích lựa chọn dòng vi sinh vật chiếm ưu thế trong sản phẩm để bổ
sung vào sản phẩm ở mức độ thích hợp là rất cần thiết nhằm tạo ra sản phẩm
có chất lượng tốt, ổn định, không phụ thuộc nhiều vào giống vi sinh vật có
trong tự nhiên cũng như rút ngắn được thời gian chế biến.
(v) Với những đặc điểm độc đáo và thời gian lên men ngắn như đã mô
tả ở trên, sản phẩm sẽ thu hút nhà kinh doanh ở quy mô lớn hoặc có thể đưa
vào sản xuất ở quy mô hộ gia đình góp phần giải quyết việc làm, xóa đói giảm
nghèo. Các kết quả nghiên cứu trên cơ sở khoa học sẽ góp phần đa dạng hóa
sản phẩm truyền thống, tạo ra sản phẩm đặc trưng riêng đáp ứng nhu cầu chiến
lược phát triển kinh doanh “du lịch miệt vườn sông nước Cửu Long” tương tự
như các sản phẩm nổi tiếng ở các địa danh du lịch khác: mắm Thái – Châu
Đốc, mắm ruốc - Vũng Tàu, nem chua - Lai Vung, muối ớt - Tây Ninh .