MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC........................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH...............................................................................iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU..............................................................................v
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
1. Các biến đổi cảm quan.................................................................................2
1.1. Sự biến đổi của cá tươi nguyên liệu (quá trình tê cứng)..........................2
1.2. Những biến đổi chất lượng (theo từng giai doạn)....................................4
2. Các biến đổi tự phân giải.............................................................................8
2.1. Sự phân giải glycogen.............................................................................8
2.2. Sự phân giải ATP....................................................................................9
2.3. Sự phân giải protein...............................................................................10
2.4. Các enzyme cathepsin...........................................................................10
2.5. Các enzyme capain................................................................................11
2.6. Các enzyme collagenase........................................................................11
2.7. Sự phân cắt TMAO...............................................................................11
3. Các biến đổi do vi sinh vật.........................................................................13
3.1. Hệ vi sinh vật ở cá vừa đánh bắt............................................................13
3.2. Sự xâm nhập của vi sinh vật..................................................................15
3.3. Biến đổi của vi sinh vật trong quá trình bảo quản..................................16
3.4. Vi sinh vật gây ươn hỏng cá..................................................................17
3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật.........................19
3.5.1. Các yếu tố bên trong.......................................................................19
3.5.1.1. pH............................................................................................19
3.5.1.2. Hoạt độ nước...........................................................................20
3.5.1.3. Điện thế oxy hóa khử...............................................................20
3.5.1.4. Giá trị dinh dưỡng....................................................................21
3.5.1.5 Sự hiện diện của chất kháng vi sinh vật tự nhiên......................21
3.5.1.6. Cấu trúc sinh học.....................................................................21
3.5.2. Các yếu tố bên ngoài......................................................................21
3.5.2.1. Nhiệt độ.................................................................................21
3.5.2.2. Độ ẩm tương đối (RH)..........................................................22
3.5.2.3. Sự hiện diện của loại khí và nồng độ khí trong môi
trường……………………………………...22
4. Sự oxy hóa chất béo...................................................................................22
4.1. Sự oxy hóa hóa học (các giai đoạn).......................................................22
4.2. Sự tạo thành gốc tự do do hoạt động của enzyme..................................23
KẾT LUẬN.....................................................................................................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................25
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Biến đổi chất lượng của cá tuyết ướp đá (0
)...................................8
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Sự bắt đầu và khoảng thời gian tê cứng ở một số loài cá khác nhau .. 2
Bảng 1.2. Đánh giá độ tươi: Qui chế của Hội đồng (EEC) No. 103/76 OJ ........ 6
No.L20 (28-01-1976) (EEC,1976) ...................................................................... 6
Bảng 2.1 .Tóm tắt những biến đổi trong quá trình tự phân giải của cá ướp lạnh14
Bảng 3.1 .Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của thịt cá bảo quản hiếu
khí hoặc được đóng gói có đá và ở nhiệt độ môi trường .................................. 19
Bảng 3.2. Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình
ươn hỏng của cá ................................................................................................ 19
MỞ ĐẦU
Đất nước Việt Nam có lợi thế là có bờ biển dài, nhiều sông ngòi, ao hồ nên việc
khai thác và nuôi trồng thủy sản đã mở ra triển vọng lớn về việc cung cấp thủy sản
cho nhu cầu đời sống nhân dân, cho xuất khẩu và phực vụ cho việc phát triển ngành
chăn nuôi gia súc. Khai thác và thu hoạch tốt nguồn thủy sản phục vụ cho loài người
là một vấn đề cực kỳ quan trọng, nhưng kỹ thuật chế biến còn nhiều hạn chế, vì vậy
chưa sử dụng được triệt để nguồn lợi quý giá này. Cá và động vật thủy sản được sử
dụng để ăn tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhằm cung cấp tức thời
hoặc để dự trữ trong thời gian nhất định. Tuy nhiên, nguyên liệu thủy sản rất dễ ươn
hỏng, vì vậy công việc bảo quản phải được đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng. Vì
vậy việc nghiên cứu chế biến ra các sản phẩm mới, hoàn thiện các sản phẩm đang sản
xuất để nâng cao chất lượng của sản phẩm là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu.
Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về các biến đổi của động vật thủy sản
sau khi chết như sự tê cứng, sự tự phân giải, biến đổi do vi sinh vật có ảnh hưởng rất
lớn đến chất lượng sản phẩm thủy sản. Do đó nhóm 8 chúng em tìm hiểu đề tài này để
hiểu vền hiểu được thành phần hóa học của nguyên liệu thủy sản có ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm trong quá trình chế biến các sản phẩm lạnh, sản phẩm lạnh đông
và các sản phẩm khác chế biến từ nguồn nguyên liệu thủy sản.
Tớc các vấn đề thời sự đang còn bỏ ngỏ và những thuận lợi như đã phân tích
trên đây, chúng tôi chọn đề tài “Tìm hiểu và phân tích các biến đổi nguyên liệu thủy
sản sau khi chết trong điều kiện tự nhiên” để giải quyết những vấn đề cấp thiết đặt ra.
1
1. Các biến đổi cảm quan
Biến đổi về cảm quan là những biến đổi được nhận biết nhờ các giác quan như
biểu hiện bên ngoài, mùi, kết cấu và vị.
1.1. Sự biến đổi của cá tươi nguyên liệu (quá trình tê cứng)
Trong quá trình bảo quản, những biến đổi đầu tiên của cá về cảm quan liên
quan đến biểu hiện bên ngoài và kết cấu. Vị đặc trưng của các loài cá thường thể hiện
rõ ở vài ngày đầu của quá trình bảo quản bằng nước đá.
Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng. Ngay
sau khi chết, cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường chỉ kéo
dài trong vài giờ, sau đó cơ sẽ co lại. Khi cơ trở nên cứng, toàn bộ cơ thể cá khó uốn
cong thì lúc này cá đang ở trạng thái tê cứng. Trạng thái này thường kéo dài trong một
ngày hoặc kéo dài hơn, sau đó hiện tượng tê kết thúc. Khi kết thúc hiện tượng tê cứng,
cơ duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn hồi như tình trạng trước khi tê
cứng. Thời gian của quá trình tê cứng và quá trình mềm hoá sau tê cứng thường khác
nhau tuỳ theo loài cá và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, phương pháp xử
lý cá, kích cỡ và điều kiện vật lý của cá.
Sự ảnh hưởng của nhịệt độ đối với hiện tượng tê cứng cũng không giống nhau.
Đối với cá tuyết, nhiệt độ cao làm cho hiện tượng tê cứng diễn ra nhanh và rất mạnh.
Nên tránh điều này vì lực tê cứng mạnh có thể gây ra rạn nứt cơ thịt, nghĩa là mô liên
kết trở nên yếu hơn và làm đứt gãy miếng philê.
Bảng 1.1. Sự bắt đầu và khoảng thời gian tê cứng ở một số loài cá khác nhau
L
o
ài
Điề
u
kiệ
n
N
hi
ệt
độ
(
Thời gian
kể từ khi
chết đến
khi bắt
đầu tê
Thời gian
kể từ khi
chết đến
khi kết
thúc tê
)
cứng (giờ)
cứng (giờ)
C
á
tu
yế
t
Bị
sốc
0
2-8
20-65
Bị
sốc
10
-
12
1
20-30
Bị
sốc
30
0.5
1-2
Khô
ng
bị
sốc
0
14-15
72-96
C
á
so
n
g
Khô
ng
bị
sốc
2
2
18
C
á
p
hi
xa
n
h
Bị
sốn
g
0
1
-
Khô
ng
bị
sốc
0
6
-
C
á
p
hi
n
Khô
ng
bị
sốc
0-
2
2-9
26.5
h
ỏ (6
0
g)
C á c ơ
m
Bị
sốc
0
20-30
18
C á
b ơ n
Bị
sốc
0
7-11
54-55
C á
b ơ
n
N
hậ
t
B
ản
-
0
3
>72
-
5
12
>72
-
10
6
72
-
15
6
48
-
20
6
24
C á
ch ép
-
0
8
-
-
10
60
-
-
20
16
-
Bị
sốc
0
1
-
Khô
0
6
-
ng
bị
sốc
Ở điều kiện nhiệt độ cao thì thời điểm tê cứng đến sớm và ngắn. Qua
nghiên cứu, đặc biệt đối với cá nhiệt đới, người ta thấy rằng nhiệt độ lại có ảnh
hưởng ngược lại đối với sự bắt đầu của quá trình tê cứng. Đối với các loài cá
này thì sự tê cứng lại bắt đầu xảy ra sớm hơn ở nhiệt độ 0
so với nhiệt độ
10
ở các loài cá khác. Qua nghiên cứu sự xuất hiện quá trình tê cứng trên cá
chép đã cho rằng hiện tượng tê cứng phụ thuộc vào sự khác biệt giữa nhiệt độ
môi trường nơi cá sống và nhiệt độ bảo quản. Khi có sự khác biệt lớn thì
khoảng thời gian từ khi cá chết đến khi xảy ra hiện tượng tê cứng trở nên ngắn
hơn và ngược lại.
Hiện tượng tê cứng xảy ra ngay lập tức hoặc chỉ sau một thời gian rất
ngắn kể từ khi cá chết nếu cá đói và nguồn glycogen dự trữ bị cạn hoặc cá bị
sốc. Phương pháp đập và giết chết cá cũng ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu
hiện tượng tê cứng. Làm chết cá bằng cách giảm nhiệt (cá bị giết chết trong
nước đá lạnh) làm cho sự tê cứng xuất hiện nhanh, còn khi đập vào đầu cá thì
thời điểm bắt đầu tê cứng sẽ đến chậm, có thể đến 18 giờ.
Ý nghĩa về mặt công nghệ của hiện tượng tê cứng là rất quan trọng khi cá
được philê vào thời điểm trước hoặc trong khi tê cứng. Nếu philê cá trong giai
đoạn tê cứng, do cơ thể cá hoàn toàn cứng đờ nên năng suất phi lê sẽ rất thấp
và việc thao tác mạnh có thể gây rạn nứt các miếng philê. Nếu cá được philê
trước khi tê cứng thì cơ có thể co lại một cách tự do và miếng philê sẽ bị ngắn
lại theo tiến trình tê cứng. Cơ màu sẫm có thể co lại đến 52% và cơ màu trắng
co đến 15% chiều dài ban đầu. Nếu luộc cá trước khi tê cứng thì cấu trúc cơ
thịt rất mềm và nhão. Ngược lại, luộc cá ở giai đoạn tê cứng thì cơ thịt dai
nhưng khô, còn nếu luộc cá sau giai đoạn tê cứng thì thịt cá trở nên săn chắc,
mềm mại và đàn hồi.
Cá nguyên con và cá phi lê đông lạnh trước giai đoạn tê cứng có thể s
cho ra các sản phẩm có chất lượng tốt nếu rã đông một cách cẩn thận chúng ở
nhiệt độ thấp, nhằm mục đích làm cho giai đoạn tê cứng xảy ra trong khi cơ
vẫn còn được đông lạnh.
Những biến đổi đặc trưng về cảm quan sau khi cá chết rất khác nhau tùy
theo loài cá và phương pháp bảo quản.
1.2. Những biến đổi chất lượng (theo từng giai doạn)
Có thể phát hiện và chia các kiểu ươn hỏng đặc trưng của cá bảo quản
bằng nước đá theo 4 giai đoạn (pha) như sau:
Giai đoạn (pha) 1: Cá rất tươi và có vị ngon, ngọt, mùi như rong biển. Vị tanh rất
nhẹ của kim loại.
Giai đoạn (pha) 2: Mất mùi và vị đặc trưng. pH của thịt cá trở nên trung tính nhưng
không có mùi lạ. Cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt .
Giai đoạn (pha) 3: Có dấu hiệu ươn hỏng và tùy theo loài cá cũng như là kiểu ươn
hỏng (hiếu khí, yếm khí) mà sẽ tạo ra một loạt các chất dễ bay hơi, mùi khó chịu.
Một trong những hợp chất bay hơi có thể là trimethylamin (TMA) do vi khuẩn
sinh ra từ quá trình khử trimethylamin oxyt (TMAO). TMA có mùi “cá tanh” rất
đặc trưng. Ngay khi bắt đầu giai đoạn (pha) này, mùi lạ có thể là mùi hơi chua,
mùi như trái cây và mùi hơi đắng, đặc biệt là ở các loại cá béo. Trong những thời
kỳ tiếp theo của giai đoạn này, các mùi tanh ngọt, mùi như bắp cải, mùi khai, mùi
lưu huỳnh và mùi ôi khét tăng lên. Cấu trúc hoặc là trở nên mềm và sũng nước
hoặc là trở nên dai và khô.
Giai đoạn (pha) 4: Đặc trưng của cá có thể là sự ươn hỏng và phân hủy
(thối rữa).
Bảng 1.2. Đánh giá độ tươi: Qui chế của Hội đồng (EEC) No. 103/76 OJ
No.L20 (28-01-1976) (EEC,1976)
C
ác
bộ
ph
ận
đ
ư
ợc
ki
m
tr
a
Các tiêu chí
Điểm
2
1
0
Biểu hiện bên ngoài
D
a
Hệ sắc
tố sáng
nhưng
không
bóng
láng.
Hệ sắc
tố đang
trong
quá
trình
biến
màu và
mờ đục
Hệ sắc
tố mờ
đục.
Dịch
nhớt
hơi
đục.
Dịch
nhớt
trắng
đục.
Dịch
nhớt
mờ đục.
M
ắt
Lồi và
hơi
trũng.
Phẳng.
Lõm ở
giữa.
Giác
mạc
hơi
đục
Giác
mạc
đục.
Giác
mạc
đục như
sữa.
Đồng
tử đen,
mờ.
Đồng tử
mờ đục.
Đồng
tử xám
xịt.
M
an
g
Giảm
màu.
Đang
trở nên
biến
màu.
Hơi
vàng.
Hơi có
vết của
dịch
nhớt.
Dịch
nhớt mờ
đục.
Dịch
nhớt
đục như
sữa.
Th
ịt
(c
ắt
từ
ph
ần
bụ
ng
)
Mượt
như
nhung,
có sáp,
mờ
đục.
Hơi
đục.
Đục
hẳn.
Màu
hơi
biến
đổi.
M
Phớt
Hồng.
Đỏ.
àu
(d
ọc
th
eo
cộ
t
số
ng
)
màu.
hồng.
c
qu
an
Thận
phần
còn lại
của
các cơ
quan
khác
phải
đỏ
sáng
như
máu ở
trong
động
mạch
chủ.
Thận
phần
còn lại
của
các cơ
quan
khác
phải
đỏ đục,
máu bị
biến
màu.
Thận,
phần
còn lại
của các
cơ quan
khác và
máu
phải có
màu đỏ
nhợt.
Thận,
phần
còn lại
của các
cơ quan
khác và
máu
phải có
màu
nâu
nhạt.
Điều kiện
Th
ịt
Chắc
và đàn
hồi.
Kém
đàn
hồi.
Hơi
mềm
(mềm
Mềm
(mềm
xìu).
xìu),
kém đàn hồi.
Như có sáp
(mượt như
nhung) và bề
mặt mờ đục.
Vẩy dễ dàng
tách khỏi da,
bề mặt rất
nhăn nheo, có
chiều hướng
giống bột.
C
ột số ng
Dính
Hơi dính.
Không dính.
M àn g
bụ ng
Dính
Hơi dính
Không dính.
Mùi
M an g,
da
,
kh oa ng
bụ
Không có mùi
rong biển
hoặc bất kỳ
mùi khó chịu
Hơi chua
Chua
ng
nào.
Có thể dùng thang điểm để đánh giá cảm quan đối với cá luộc như đã
trình bày ở hình 2.2. Thang điểm được đánh số từ 0 đến 10. Điểm 10 chỉ độ
tươi tuyệt đối, điểm 8 chỉ chất lượng tốt, điểm 6 chỉ mức chất lượng trung bình,
thịt cá không có vị đặc trưng và điểm 4 chỉ mức bị loại bỏ. Khi dùng thang
điểm này, đồ thị có dạng chữ S cho thấy ở giai đoạn đầu tiên, chất lượng của cá
đã giảm nhanh chóng, ở giai đoạn 2 và 3 tốc độ giảm chất lượng chậm hơn,
còn ở giai đoạn cuối cùng, tốc độ giảm chất lượng xảy ra nhanh một khi cá bị
ươn thối.
Hình 1.1. Biến đổi chất lượng của cá tuyết ướp đá (0
)
2. Các biến đổi tự phân giải
2.1. Sự phân giải glycogen
Glycogen là một chất chuyển hóa nội bào và là dạng năng lượng dự trữ của các
tế bào trong cơ thể. Glycogen tồn tại nhiều hơn trong cơ thể cá khỏe mạnh so với cá bị
kiệt sức.
Quá trình phân hủy glycogen tạo ra acid latic trong điều kiện yếm khí xảy ra
bằng con đường phosphorit với sự tham gia của ATP làm cho pH của cơ thịt giảm, hạn
chế được phần nào sự phát triển của vi sinh vật. Hàm lượng glycogen trong động vật
thủy sản khoảng 0.1%, khi xảy ra quá trình phân hủy pH của cá giảm từ 7 còn 6.1 -
6.3. Ngoài ra, khi pH hạ thấp còn tạo điều kiện cho men capthepsin hoạt động thúc
đẩy quá trình tự chín của cơ thịt. Khi pH giảm, điện tích bề mặt của protein sợi cơ
giảm đi, làm cho các protein đó bị biến tính cục bộ và làm giảm khả năng giữ nước
của chúng. Mô cơ trong giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc và đặc biệt không
thích hợp cho quá trình chế biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do nhiệt càng làm tăng
sự mất nước. Sự mất nước có ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của cơ thịt cá.
Sơ đồ sự biến đổi pH của cá sau khi chết
Sơ đồ sự biến đổi pH của cá sau khi chết
6.2
6
5.8
A B C D E F G
Thời gian
Chú thích:
A. Thời gian sau khi đánh bắt
B. Thời gian khi chết, bắt đầu tê cứng
C. Thời điểm cá có pH thấp nhất
D. Thời điểm cá cứng nhất
E. Thời điểm cá bắt đầu mềm
F. Thời điểm cá bắt đầu ươn hỏng
G. Thời điểm cá ươn hỏng.
Thời gian diễn biến của quá trình biến đổi pH của cá theo biểu đồ:
A B: 4 – 6 giờ
B C – D: 5 – 10 giờD – E: 3 – 4 ngày
E F – G: 3 – 4 ngày
2.2. Sự phân giải ATP
ATP (adenosine triphosphate) là một chất có chức năng vận chuyển năng lượng
từ các nguồn dự trữ đến các tế bào. ATP là một nucleotide có thành phần gồm: bazơ
nitơ, ribose, đường và một chuỗi 3 nhóm phosphate liên kết với ribose.
Khi pH càng giảm thì men ATP-aza phân giải ATP hoạt động càng tốt, năng
lượng bị mất đi nhiều, lúc đó cơ thịt sẽ cứng dần đi. Sự co cơ sẽ diễn ra từ từ vì ATP
được tạo ra trong điều kiện yếm khí nên việc giải phóng năng lượng từ từ và ít.
2.3. Sự phân giải protein
Protein, hay còn gọi là chất đạm, là một đại phân tử hữu cơ gồm một chuỗi
amino acid liên kết với nhau tạo thành. Protein là thành phần vô cùng quan trọng đối
với sự sống của sinh vật.
Thông thường, quá trình phân giải protein không tự xảy ra mà cần có xúc tác.
Đối với sinh vật sống, quá trình phân giải protein được xúc tác bởi enzyme cathepsin.
Đối với cá chết, quá trình phân giải protein xảy ra nhanh hơn do pH cơ thể giảm.
Sự phân giải protein do enzyme nội tại (cathepsin) thành pepton và các sản
phẩm trung gian (polypeptide, peptide) đến amino acid tạo hương vị đặc trưng.
2.4. Các enzyme cathepsin
Cathepsin là protease phổ biến trong cơ thể của tất cả động vật.
Cathepsin trong cơ của cá sống nằm trong lysosome gồm cathepsins B, D và L.
Hoạt động của chúng trong cá rất ít, chủ yếu có trong thịt và nội tạng cá, nhưng
ngược lại, chúng hoạt động mạnh ở các loài tôm, cua và nhuyễn thể.
Cathepsin ngoài tham gia vào quá trình phân giải protein còn tham gia vào quá
trình thoái hóa chất nền ngoại bào.
Vì cathepsin trong cơ của cá sống nằm trong lysosome, nên ban đầu chúng
không tiếp xúc trực tiếp với myofibrils (sợi cơ) hoặc chất nền ngoại bào, điều đó chỉ
ra rằng các enzyme rò rỉ từ lysosome trong cơ thịt cá sau khi giết mổ.
Enzyme cathepsin có vai trò chính trong quá trình tự chín của cá ở pH thấp và
nồng độ muối thấp. Điều này giải thích lí do tại sao khi cá chết thịt cá co cứng sau đó
mềm nhũn, nguyên chính là do khi cá chết do oxy không còn cung cấp cho cơ thể làm
cho các cơ thịt hô hấp yếm khí sinh ra acid lactic từ đó pH giảm, tạo điều kiện cho
cathepsin hoạt động phân giải protein cơ thể làm cho thịt cá trở nên mềm lại, nhưng
enzyme cathepsin bị ức chế hoạt động ở nồng độ muối 5%.
2.5. Các enzyme capain
Calpain là enzyme phân hủy protein chủ yếu có trong cơ thể động vật có vú và
một số sinh vật khác. Calpain được hoạt hóa bởi Ca
2+
. Phạm vi hoạt động chủ yếu ở
môi trường pH trung tính mặc dù có nghiên cứu cho rằng chúng vẫn hoạt động ở môi
trường pH acid nhẹ ở thủy sản sau khi chết.
Đối với quá trình tự phân giải cơ thịt cá được tìm thấy trong thịt, các loài cá có
vây và giáp xác, điều này cho thấy enzyme này chỉ hoạt động mạnh khi thủy sản chết
và những loài mà hàm lượng canxi bên trong chúng nhiều như các loài nhuyễn thể,...
Ngoài ra, các enzyme calpain tham gia vào quá trình làm gãy và tiêu hủy protein trong
sợi cơ.
2.6. Các enzyme collagenase
Collagen là loại protein cấu trúc trong cơ thể động vật. Nó được phân bố trong
các bộ phận như da, cơ, gân, sụn, dây chằng xương và răng. Ở cá, collagen chủ yếu
nằm ở da cá.
Collagenase đóng vai trò enzyme thủy phân các liên kết peptide trong collagen.
Đối với thủy sản sau khi chết, enzyme collagenase giúp làm mềm tế bào mô
liên kết. Các enzyme này gây ra các “vết nứt” hoặc bẻ gãy các myotome khi bảo quản
cá bằng đá trong một thời gian dài hoặc khi bảo quản chỉ trong thời gian ngắn nhưng
ở nhiệt độ cao.
Enzyme này có một số ứng dụng trong bảo quản và sơ chế thủy sản n
enzyme trong gan tụy của cua hỗ trợ việc tách trứng của cua mà không làm hư hại
chúng hay giúp lột da cá dễ dàng hơn.
2.7. Sự phân cắt TMAO
Trimetylamin là một amin dễ bay hơi có mùi khó chịu đặc trưng cho
mùi thuỷ sản ươn hỏng. Sự có mặt của trimetylamin trong cá ươn hỏng là do sự
khử TMAO dưới tác dụng của vi khuẩn. Sự gia tăng TMA trong thủy sản phụ
thuộc chủ yếu vào hàm lượng của TMAO trong nguyên liệu cá. TMA được
dùng để đánh giá chất lượng của cá biển.
Tiến trình này bị ức chế khi cá được làm lạnh.
(CH¿¿3)
3
NOVikhuẩn(CH¿¿3)
3
N ¿¿
TMAO TMA
Trong cơ thịt của một số loài tồn tại enzym có khả năng phân hủy
TMAO thành dimethylamin (DMA) và formaldehyde (FA)
(CH¿¿3)
3
NOEnzime(CH¿¿3)
2
NH+HCHO¿¿
TMAO DMA formaldehyde
Enzyme xúc tác quá trình hình thành formaldehyt được gọi là TMAO-
ase hoặc TMAO demethylase, nó thường được tìm thấy trong các loài cá tuyết.
Ở cá lạnh đông formaldehyde có thể gây ra sự biến tính protein, làm
thay đổi cấu trúc và mất khả năng giữ nước của sản phẩm. Sự tạo thành DMA
và formaldehyde là vấn đề quan trọng cần quan tâm trong suốt quá trình bảo
quản lạnh đông. Tốc độ hình thành formaldehyde nhanh nhất khi ở nhiệt độ
lạnh đông cao (lạnh đông chậm). Ngoài ra, nếu cá bị tác động cơ học quá mức
trong các khâu từ khi đánh bắt đến khi làm lạnh đông và nếu nhiệt độ trong quá
trình bảo quản lạnh động bị dao động thì lượng formaldehyde hình thành sẽ
tăng.
Bảng 2.3.Tóm tắt những biến đổi trong quá trình tự phân giải của cá ướp
lạnh
Enzy
me
chấ
t
Các biến đổi
xảy ra
Kìm hãm
Enzym
e phân
giải
glycog
en
Gly
cog
en
- Tạo ra
acid lactic, làm
giảm pH của
mô, làm mất
khả năng giữ
nước trong cơ.
- Nhiệt độ
cao khi xảy ra
tê cứng có thể
dẫn đến sự nứt
cơ thịt.
- Trên
thực tế, nếu
được thì nên
để quá trình tê
cứng của cá
diễn ra ở nhiệt
độ càng gần
0
o
C càng tốt.
- Phải
tránh gây căng
thẳng cho cá ở
giai đoạn trước
khi xảy ra tê
cứng.
Enzym
e gây
ra tự
phân
giải,
liên
quan
đến sự
AT
P
AD
P
AM
P
IMP
- Mất mùi cá
tươi, dần dần
xuất hiện vị
đắng do H
x
(ở
những giai
đoạn sau).
- Tương
tự như trên.
- Bốc dỡ
vận chuyển
mạnh tay hoặc
đè nén sẽ làm
tăng sự phá
phá
hủy
nucleo
tide
hủy.
Cathep
sin
Các
prot
ein,
các
pept
ide
- Tự phân giải
khoang bụng
của các loài cá
tầng nổi (gây
hiện tượng vỡ
bụng).
- Vấn đề sẽ gia
tăng khi đông
lạnh / rã đông
hoặc bảo quản
lạnh trong thời
gian dài.
Calpai
n
Các
prot
ein
sợi
- Làm mềm mô
cá và giáp xác
lột xác.
- Loại bỏ canxi
để ngăn chặn
quá trình hoạt
hóa.
Collag
enase
liên
kết
- “Vết
nứt” trên
miếng Philê.
- Gây
mềm hóa.
- Sự thoái hóa
của mô liên kết
liên quan đến
thời gian và
nhiệt độ bảo
quản lạnh.
TMA
O
demet
hylase
TM
AO
- Tạo ra
formaldehyt
làm cứng cơ
của họ cá tuyết
khi đông lạnh.
- Bảo quản cá
ở nhiệt độ ¿
30
o
C.
3. Các biến đổi do vi sinh vật
3.1. Hệ vi sinh vật ở cá vừa đánh bắt
Ở cơ thịt và các cơ quan bên trong của cá tươi, vi khuẩn hiện diên rất ít.
Ở cá tươi vi khuẩn chỉ có thể tìm thấy trên da (10
2
- 10
7
cfu/cm
2
), mang (10
3
-
10
9
cfu/g) và nội tạng (10
3
- 10
9
cfu/g). Hệ vi sinh vật của cá vừa đánh bắt lại phụ
thuộc vào môi trường nơi đánh bắt hơn là vào loài cá. Số lượng vi khuẩn tồn
tại trong cá cao hay thấp tùy thuộc vào cá sống trong môi trường nước ấm hay
nước lạnh. Vi khuẩn trên da và mang cá sống trong vùng nước ôn đới, môi
trường nước sạch ít hơn so với cá sống trong vùng nước nhiệt đới, môi trường
ô nhiểm. Số lượng vi khuẩn trong nội tạng cá có liên quan trực tiếp đến nguồn
thức ăn của cá: cao ở cá ăn tạp và thấp ở cá không ăn tạp. Ngoài ra số lượng vi
khuẩn thay đổi còn tùy thuộc vào mùa sinh sống. Cá sống trong mùa hè có số
lượng vi khuẩn cao hơn.
Số lượng vi khuẩn tồn tại ở các loài giáp xác và thân mềm gần giống với số
lượng vi khuẩn tồn tại trên cá.
Vi khuẩn ở cá mới vừa đánh bắt chủ yếu gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí không
bắt buộc, vi khuẩn G
-
như Pseudomonas, Alteromonas, Acinetobacter, Moraxella,
Flavolacberium, Cytophaga and Vibrio. Cá sống trong vùng nước ấm dễ bị nhiểm bởi
vi khuẩn G
+
như Micrococcus, Bacillus và Coryneform. Các loài Aeromonas đặc
trưng cho cá nước ngọt, trong khi đó có một số vi khuẩn cần natri để phát triển thì đặc
trưng cho cá biển. Các loài này bao gồm Vibrio, Photobacterium và Shewanella. Tuy
nhiên, dù Shewanella putrefaciens cần natri cho sự phát triển nhưng chủng này cũng
có thể phân lập từ môi trường nước ngọt. Mặc dù S. putrefaciens được tìm thấy trong
nước ngọt nhiệt đới, nhưng nó không đóng vai trò quan trọng trong sự hư hỏng của cá
nước ngọt
Vi khuẩn hiện diện ở loài thân mềm giống với vi khuẩn trong cá biểnnhưng số
lượng vi khuẩn G
+
như Bacillus, Micrococcus,
Enterobacteriaceae và Streptococcus chiếm số lượng lớn hơn.
Hai loại vi khuẩn gây bệnh thường làm biến đổi mùi vị của cá và
nhuyễn thể gồm: Clostridium botulinum loại E, B, F và Vibrio
parahaemolyticus. Clostridium botulinum là vi khuẩn sinh bào tử kháng nhiệt.
Vi khuẩn này không có hại nếu tồn tại một lượng nhỏ trong cá tươi. Vi khuẩn
sẽ trở nên rất nguy hiểm khi điều kiện bảo quản hoặc chế biến không tốt tạo
điều kiện thuận lợi cho bào tử sinh sản, phát triển và sản sinh độc tố. Vi khuẩn
loại E, B, F có khả năng kháng nhiệt thấp.
Vibrio parahaemolyticus là loại vi khuẩn ít chịu nhiệt, ưa muối gây bệnh
viêm đường ruột với các triệu chứng bệnh giống như triệu chứng bệnh gây ra
do Salmonella. Bệnh chỉ xảy ra khi ăn vào lượng lớn tế bào vi khuẩn (khoảng
10
6
cfu/g), mức thông thường có thể chấp nhận được là 10
3
cfu/g. Loại vi
khuẩn này rất nhạy cảm với nhiệt (nóng và lạnh).
Ngoài ra, một số loại vi khuẩn khác được tìm thấy trong cá và các loài
hải sản khác như Clostridium perfringen, Staphylococcus aureus , Salmonella
spp, Shigella spp. bị lây nhiễm do quá trình vận chuyển và chế biến không đảm
bảo vệ sinh.
3.2. Sự xâm nhập của vi sinh vật

Preview text:

MỤC LỤC Trang
MỤC LỤC........................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH...............................................................................iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU..............................................................................v
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
1. Các biến đổi cảm quan.................................................................................2

1.1. Sự biến đổi của cá tươi nguyên liệu (quá trình tê cứng)..........................2
1.2. Những biến đổi chất lượng (theo từng giai doạn)....................................4
2. Các biến đổi tự phân giải.............................................................................8
2.1. Sự phân giải glycogen.............................................................................8
2.2. Sự phân giải ATP....................................................................................9
2.3. Sự phân giải protein...............................................................................10
2.4. Các enzyme cathepsin...........................................................................10
2.5. Các enzyme capain................................................................................11
2.6. Các enzyme collagenase........................................................................11
2.7. Sự phân cắt TMAO...............................................................................11
3. Các biến đổi do vi sinh vật.........................................................................13
3.1. Hệ vi sinh vật ở cá vừa đánh bắt............................................................13
3.2. Sự xâm nhập của vi sinh vật..................................................................15
3.3. Biến đổi của vi sinh vật trong quá trình bảo quản..................................16
3.4. Vi sinh vật gây ươn hỏng cá..................................................................17
3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật.........................19
3.5.1. Các yếu tố bên trong.......................................................................19
3.5.1.1. pH............................................................................................19
3.5.1.2. Hoạt độ nước...........................................................................20
3.5.1.3. Điện thế oxy hóa khử...............................................................20
3.5.1.4. Giá trị dinh dưỡng....................................................................21
3.5.1.5 Sự hiện diện của chất kháng vi sinh vật tự nhiên......................21
3.5.1.6. Cấu trúc sinh học.....................................................................21
3.5.2. Các yếu tố bên ngoài......................................................................21
3.5.2.1. Nhiệt độ.................................................................................21
3.5.2.2. Độ ẩm tương đối (RH)..........................................................22
3.5.2.3. Sự hiện diện của loại khí và nồng độ khí trong môi
trường……………………………………...22
4. Sự oxy hóa chất béo...................................................................................22
4.1. Sự oxy hóa hóa học (các giai đoạn).......................................................22
4.2. Sự tạo thành gốc tự do do hoạt động của enzyme..................................23
KẾT LUẬN.....................................................................................................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................25
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Biến đổi chất lượng của cá tuyết ướp đá (0℃)...................................8
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Sự bắt đầu và khoảng thời gian tê cứng ở một số loài cá khác nhau .. 2
Bảng 1.2. Đánh giá độ tươi: Qui chế của Hội đồng (EEC) No. 103/76 OJ ........ 6
No.L20 (28-01-1976) (EEC,1976) ...................................................................... 6
Bảng 2.1 .Tóm tắt những biến đổi trong quá trình tự phân giải của cá ướp lạnh14
Bảng 3.1 .Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của thịt cá bảo quản hiếu
khí hoặc được đóng gói có đá và ở nhiệt độ môi trường .................................. 19
Bảng 3.2. Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình
ươn hỏng của cá ................................................................................................ 19 MỞ ĐẦU
Đất nước Việt Nam có lợi thế là có bờ biển dài, nhiều sông ngòi, ao hồ nên việc
khai thác và nuôi trồng thủy sản đã mở ra triển vọng lớn về việc cung cấp thủy sản
cho nhu cầu đời sống nhân dân, cho xuất khẩu và phực vụ cho việc phát triển ngành
chăn nuôi gia súc. Khai thác và thu hoạch tốt nguồn thủy sản phục vụ cho loài người
là một vấn đề cực kỳ quan trọng, nhưng kỹ thuật chế biến còn nhiều hạn chế, vì vậy
chưa sử dụng được triệt để nguồn lợi quý giá này. Cá và động vật thủy sản được sử
dụng để ăn tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhằm cung cấp tức thời
hoặc để dự trữ trong thời gian nhất định. Tuy nhiên, nguyên liệu thủy sản rất dễ ươn
hỏng, vì vậy công việc bảo quản phải được đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng. Vì
vậy việc nghiên cứu chế biến ra các sản phẩm mới, hoàn thiện các sản phẩm đang sản
xuất để nâng cao chất lượng của sản phẩm là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu.
Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về các biến đổi của động vật thủy sản
sau khi chết như sự tê cứng, sự tự phân giải, biến đổi do vi sinh vật có ảnh hưởng rất
lớn đến chất lượng sản phẩm thủy sản. Do đó nhóm 8 chúng em tìm hiểu đề tài này để
hiểu vền hiểu được thành phần hóa học của nguyên liệu thủy sản có ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm trong quá trình chế biến các sản phẩm lạnh, sản phẩm lạnh đông
và các sản phẩm khác chế biến từ nguồn nguyên liệu thủy sản.
Trước các vấn đề thời sự đang còn bỏ ngỏ và những thuận lợi như đã phân tích
trên đây, chúng tôi chọn đề tài “Tìm hiểu và phân tích các biến đổi nguyên liệu thủy
sản sau khi chết trong điều kiện tự nhiên” để giải quyết những vấn đề cấp thiết đặt ra. 1
1. Các biến đổi cảm quan
Biến đổi về cảm quan là những biến đổi được nhận biết nhờ các giác quan như
biểu hiện bên ngoài, mùi, kết cấu và vị.
1.1. Sự biến đổi của cá tươi nguyên liệu (quá trình tê cứng)
Trong quá trình bảo quản, những biến đổi đầu tiên của cá về cảm quan liên
quan đến biểu hiện bên ngoài và kết cấu. Vị đặc trưng của các loài cá thường thể hiện
rõ ở vài ngày đầu của quá trình bảo quản bằng nước đá.
Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng. Ngay
sau khi chết, cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường chỉ kéo
dài trong vài giờ, sau đó cơ sẽ co lại. Khi cơ trở nên cứng, toàn bộ cơ thể cá khó uốn
cong thì lúc này cá đang ở trạng thái tê cứng. Trạng thái này thường kéo dài trong một
ngày hoặc kéo dài hơn, sau đó hiện tượng tê kết thúc. Khi kết thúc hiện tượng tê cứng,
cơ duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn hồi như tình trạng trước khi tê
cứng. Thời gian của quá trình tê cứng và quá trình mềm hoá sau tê cứng thường khác
nhau tuỳ theo loài cá và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, phương pháp xử
lý cá, kích cỡ và điều kiện vật lý của cá.
Sự ảnh hưởng của nhịệt độ đối với hiện tượng tê cứng cũng không giống nhau.
Đối với cá tuyết, nhiệt độ cao làm cho hiện tượng tê cứng diễn ra nhanh và rất mạnh.
Nên tránh điều này vì lực tê cứng mạnh có thể gây ra rạn nứt cơ thịt, nghĩa là mô liên
kết trở nên yếu hơn và làm đứt gãy miếng philê.
Bảng 1.1. Sự bắt đầu và khoảng thời gian tê cứng ở một số loài cá khác nhau L Điề N Thời gian Thời gian o u hi kể từ khi kể từ khi ài kiệ ệt chết đến chết đến n độ khi bắt khi kết ( đầu tê thúc tê) cứng (giờ) cứng (giờ) C Bị 0 2-8 20-65 á sốc tu yế Bị 10 1 20-30 t sốc - 12 Bị 30 0.5 1-2 sốc Khô 0 14-15 72-96 ng bị sốc C Khô 2 2 18 á ng so bị n sốc g C Bị 0 1 - á sốn rô g p hi Khô 0 6 - xa ng n bị h sốc C Khô 0- 2-9 26.5 á ng 2 rô bị p sốc hi n h ỏ (6 0 g) C á c ơ Bị 0 20-30 18 m sốc C á Bị 0 7-11 54-55 b ơ n sốc C á - 0 3 >72 b ơ - 5 12 >72 n N - 10 6 72 hậ - 15 6 48 t B - 20 6 24 ản C á - 0 8 - ch ép - 10 60 - - 20 16 - Bị 0 1 - sốc Khô 0 6 - ng bị sốc
Ở điều kiện nhiệt độ cao thì thời điểm tê cứng đến sớm và ngắn. Qua
nghiên cứu, đặc biệt đối với cá nhiệt đới, người ta thấy rằng nhiệt độ lại có ảnh
hưởng ngược lại đối với sự bắt đầu của quá trình tê cứng. Đối với các loài cá
này thì sự tê cứng lại bắt đầu xảy ra sớm hơn ở nhiệt độ 0℃ so với nhiệt độ
10℃ ở các loài cá khác. Qua nghiên cứu sự xuất hiện quá trình tê cứng trên cá
chép đã cho rằng hiện tượng tê cứng phụ thuộc vào sự khác biệt giữa nhiệt độ
môi trường nơi cá sống và nhiệt độ bảo quản. Khi có sự khác biệt lớn thì
khoảng thời gian từ khi cá chết đến khi xảy ra hiện tượng tê cứng trở nên ngắn hơn và ngược lại.
Hiện tượng tê cứng xảy ra ngay lập tức hoặc chỉ sau một thời gian rất
ngắn kể từ khi cá chết nếu cá đói và nguồn glycogen dự trữ bị cạn hoặc cá bị
sốc. Phương pháp đập và giết chết cá cũng ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu
hiện tượng tê cứng. Làm chết cá bằng cách giảm nhiệt (cá bị giết chết trong
nước đá lạnh) làm cho sự tê cứng xuất hiện nhanh, còn khi đập vào đầu cá thì
thời điểm bắt đầu tê cứng sẽ đến chậm, có thể đến 18 giờ.
Ý nghĩa về mặt công nghệ của hiện tượng tê cứng là rất quan trọng khi cá
được philê vào thời điểm trước hoặc trong khi tê cứng. Nếu philê cá trong giai
đoạn tê cứng, do cơ thể cá hoàn toàn cứng đờ nên năng suất phi lê sẽ rất thấp
và việc thao tác mạnh có thể gây rạn nứt các miếng philê. Nếu cá được philê
trước khi tê cứng thì cơ có thể co lại một cách tự do và miếng philê sẽ bị ngắn
lại theo tiến trình tê cứng. Cơ màu sẫm có thể co lại đến 52% và cơ màu trắng
co đến 15% chiều dài ban đầu. Nếu luộc cá trước khi tê cứng thì cấu trúc cơ
thịt rất mềm và nhão. Ngược lại, luộc cá ở giai đoạn tê cứng thì cơ thịt dai
nhưng khô, còn nếu luộc cá sau giai đoạn tê cứng thì thịt cá trở nên săn chắc, mềm mại và đàn hồi.
Cá nguyên con và cá phi lê đông lạnh trước giai đoạn tê cứng có thể sẽ
cho ra các sản phẩm có chất lượng tốt nếu rã đông một cách cẩn thận chúng ở
nhiệt độ thấp, nhằm mục đích làm cho giai đoạn tê cứng xảy ra trong khi cơ
vẫn còn được đông lạnh.
Những biến đổi đặc trưng về cảm quan sau khi cá chết rất khác nhau tùy
theo loài cá và phương pháp bảo quản.
1.2. Những biến đổi chất lượng (theo từng giai doạn)
Có thể phát hiện và chia các kiểu ươn hỏng đặc trưng của cá bảo quản
bằng nước đá theo 4 giai đoạn (pha) như sau:
Giai đoạn (pha) 1: Cá rất tươi và có vị ngon, ngọt, mùi như rong biển. Vị tanh rất nhẹ của kim loại.
Giai đoạn (pha) 2: Mất mùi và vị đặc trưng. pH của thịt cá trở nên trung tính nhưng
không có mùi lạ. Cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt .
Giai đoạn (pha) 3: Có dấu hiệu ươn hỏng và tùy theo loài cá cũng như là kiểu ươn
hỏng (hiếu khí, yếm khí) mà sẽ tạo ra một loạt các chất dễ bay hơi, mùi khó chịu.
Một trong những hợp chất bay hơi có thể là trimethylamin (TMA) do vi khuẩn
sinh ra từ quá trình khử trimethylamin oxyt (TMAO). TMA có mùi “cá tanh” rất
đặc trưng. Ngay khi bắt đầu giai đoạn (pha) này, mùi lạ có thể là mùi hơi chua,
mùi như trái cây và mùi hơi đắng, đặc biệt là ở các loại cá béo. Trong những thời
kỳ tiếp theo của giai đoạn này, các mùi tanh ngọt, mùi như bắp cải, mùi khai, mùi
lưu huỳnh và mùi ôi khét tăng lên. Cấu trúc hoặc là trở nên mềm và sũng nước
hoặc là trở nên dai và khô.
Giai đoạn (pha) 4: Đặc trưng của cá có thể là sự ươn hỏng và phân hủy (thối rữa).
Bảng 1.2. Đánh giá độ tươi: Qui chế của Hội đồng (EEC) No. 103/76 OJ
No.L20 (28-01-1976) (EEC,1976)
C Các tiêu chí ác Điểm bộ ph 3 2 1 0 ận đ ư ợc ki ể m tr a
Biểu hiện bên ngoài D Sáng, Hệ sắc Hệ sắc Hệ sắc a hệ sắc tố sáng tố đang tố mờ tố óng nhưng trong đục. ánh, không quá không bóng trình biến láng. biến màu. màu và mờ đục Dịch Dịch Dịch Dịch nhớt nhớt nhớt nhớt trong hơi trắng mờ đục. suốt đục. đục. như có nước. M Lồi Lồi và Phẳng. Lõm ở ắt (phồn hơi giữa. g lên). trũng. Giác Giác Giác Giác mạc mạc mạc mạc trong hơi đục. đục như suốt. đục sữa. Đồng Đồng Đồng tử Đồng tử tử đen, mờ đục. tử xám đen, mờ. xịt. sáng. M Màu Giảm Đang Hơi an sáng. màu. trở nên vàng. g biến màu. Không Hơi có Dịch Dịch có vết của nhớt mờ nhớt dịch dịch đục. đục như nhớt. nhớt. sữa. Th Hơi Mượt Hơi Đục ịt xanh, như đục. hẳn. (c trong nhung, ắt mờ, có sáp, từ nhẵn mờ ph và đục. ần sáng. bụ ng ) Không Màu thay hơi đổi biến màu đổi. nguyê n thủy. M Không Phớt Hồng. Đỏ. àu màu. hồng. (d ọc th eo cộ t số ng ) Cá Thận Thận Thận, Thận, c và và phần phần cơ phần phần còn lại còn lại qu còn lại còn lại của các của các an của của cơ quan cơ quan các cơ các cơ khác và khác và quan quan máu máu khác khác phải có phải có phải phải màu đỏ màu đỏ đỏ đục, nhợt. nâu sáng máu bị nhạt. như biến máu ở màu. trong động mạch chủ. Điều kiện Th Chắc Kém Hơi Mềm ịt và đàn đàn mềm (mềm hồi. hồi. (mềm xìu). Bề mặt nhẵn. xìu), Vẩy dễ dàng kém đàn hồi. tách khỏi da, Như có sáp bề mặt rất (mượt như nhăn nheo, có nhung) và bề chiều hướng mặt mờ đục. giống bột. C Gẫy, thay vì Dính Hơi dính. Không dính. ột số ng rời ra. M àn g Dính hoàn Dính Hơi dính Không dính. bụ ng toàn vào thịt Mùi M an g, Rong biển. Không có mùi Hơi chua Chua da rong biển , hoặc bất kỳ kh oa ng mùi khó chịu bụ ng nào.
Có thể dùng thang điểm để đánh giá cảm quan đối với cá luộc như đã
trình bày ở hình 2.2. Thang điểm được đánh số từ 0 đến 10. Điểm 10 chỉ độ
tươi tuyệt đối, điểm 8 chỉ chất lượng tốt, điểm 6 chỉ mức chất lượng trung bình,
thịt cá không có vị đặc trưng và điểm 4 chỉ mức bị loại bỏ. Khi dùng thang
điểm này, đồ thị có dạng chữ S cho thấy ở giai đoạn đầu tiên, chất lượng của cá
đã giảm nhanh chóng, ở giai đoạn 2 và 3 tốc độ giảm chất lượng chậm hơn,
còn ở giai đoạn cuối cùng, tốc độ giảm chất lượng xảy ra nhanh một khi cá bị ươn thối.
Hình 1.1. Biến đổi chất lượng của cá tuyết ướp đá (0)
2. Các biến đổi tự phân giải
2.1. Sự phân giải glycogen
Glycogen là một chất chuyển hóa nội bào và là dạng năng lượng dự trữ của các
tế bào trong cơ thể. Glycogen tồn tại nhiều hơn trong cơ thể cá khỏe mạnh so với cá bị kiệt sức.
Quá trình phân hủy glycogen tạo ra acid latic trong điều kiện yếm khí xảy ra
bằng con đường phosphorit với sự tham gia của ATP làm cho pH của cơ thịt giảm, hạn
chế được phần nào sự phát triển của vi sinh vật. Hàm lượng glycogen trong động vật
thủy sản khoảng 0.1%, khi xảy ra quá trình phân hủy pH của cá giảm từ 7 còn 6.1 -
6.3. Ngoài ra, khi pH hạ thấp còn tạo điều kiện cho men capthepsin hoạt động thúc
đẩy quá trình tự chín của cơ thịt. Khi pH giảm, điện tích bề mặt của protein sợi cơ
giảm đi, làm cho các protein đó bị biến tính cục bộ và làm giảm khả năng giữ nước
của chúng. Mô cơ trong giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc và đặc biệt không
thích hợp cho quá trình chế biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do nhiệt càng làm tăng
sự mất nước. Sự mất nước có ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của cơ thịt cá.
Sơ đồ sự biến đổi pH của cá sau khi chết
Sơ đồ sự biến đổi pH của cá sau khi chết 6.2 6 5.8 A B C D E F G Thời gian Chú thích:
A. Thời gian sau khi đánh bắt
B. Thời gian khi chết, bắt đầu tê cứng
C. Thời điểm cá có pH thấp nhất
D. Thời điểm cá cứng nhất
E. Thời điểm cá bắt đầu mềm
F. Thời điểm cá bắt đầu ươn hỏng
G. Thời điểm cá ươn hỏng.
Thời gian diễn biến của quá trình biến đổi pH của cá theo biểu đồ: A – B: 4 – 6 giờ
B – C – D: 5 – 10 giờD – E: 3 – 4 ngày E – F – G: 3 – 4 ngày
2.2. Sự phân giải ATP
ATP (adenosine triphosphate) là một chất có chức năng vận chuyển năng lượng
từ các nguồn dự trữ đến các tế bào. ATP là một nucleotide có thành phần gồm: bazơ
nitơ, ribose, đường và một chuỗi 3 nhóm phosphate liên kết với ribose.
Khi pH càng giảm thì men ATP-aza phân giải ATP hoạt động càng tốt, năng
lượng bị mất đi nhiều, lúc đó cơ thịt sẽ cứng dần đi. Sự co cơ sẽ diễn ra từ từ vì ATP
được tạo ra trong điều kiện yếm khí nên việc giải phóng năng lượng từ từ và ít.
2.3. Sự phân giải protein
Protein, hay còn gọi là chất đạm, là một đại phân tử hữu cơ gồm một chuỗi
amino acid liên kết với nhau tạo thành. Protein là thành phần vô cùng quan trọng đối
với sự sống của sinh vật.
Thông thường, quá trình phân giải protein không tự xảy ra mà cần có xúc tác.
Đối với sinh vật sống, quá trình phân giải protein được xúc tác bởi enzyme cathepsin.
Đối với cá chết, quá trình phân giải protein xảy ra nhanh hơn do pH cơ thể giảm.
Sự phân giải protein do enzyme nội tại (cathepsin) thành pepton và các sản
phẩm trung gian (polypeptide, peptide) đến amino acid tạo hương vị đặc trưng.
2.4. Các enzyme cathepsin
Cathepsin là protease phổ biến trong cơ thể của tất cả động vật.
Cathepsin trong cơ của cá sống nằm trong lysosome gồm cathepsins B, D và L.
Hoạt động của chúng trong cá rất ít, chủ yếu có trong thịt và nội tạng cá, nhưng
ngược lại, chúng hoạt động mạnh ở các loài tôm, cua và nhuyễn thể.
Cathepsin ngoài tham gia vào quá trình phân giải protein còn tham gia vào quá
trình thoái hóa chất nền ngoại bào.
Vì cathepsin trong cơ của cá sống nằm trong lysosome, nên ban đầu chúng
không tiếp xúc trực tiếp với myofibrils (sợi cơ) hoặc chất nền ngoại bào, điều đó chỉ
ra rằng các enzyme rò rỉ từ lysosome trong cơ thịt cá sau khi giết mổ.
Enzyme cathepsin có vai trò chính trong quá trình tự chín của cá ở pH thấp và
nồng độ muối thấp. Điều này giải thích lí do tại sao khi cá chết thịt cá co cứng sau đó
mềm nhũn, nguyên chính là do khi cá chết do oxy không còn cung cấp cho cơ thể làm
cho các cơ thịt hô hấp yếm khí sinh ra acid lactic từ đó pH giảm, tạo điều kiện cho
cathepsin hoạt động phân giải protein cơ thể làm cho thịt cá trở nên mềm lại, nhưng
enzyme cathepsin bị ức chế hoạt động ở nồng độ muối 5%.
2.5. Các enzyme capain
Calpain là enzyme phân hủy protein chủ yếu có trong cơ thể động vật có vú và
một số sinh vật khác. Calpain được hoạt hóa bởi Ca2+. Phạm vi hoạt động chủ yếu ở
môi trường pH trung tính mặc dù có nghiên cứu cho rằng chúng vẫn hoạt động ở môi
trường pH acid nhẹ ở thủy sản sau khi chết.
Đối với quá trình tự phân giải cơ thịt cá được tìm thấy trong thịt, các loài cá có
vây và giáp xác, điều này cho thấy enzyme này chỉ hoạt động mạnh khi thủy sản chết
và những loài mà hàm lượng canxi bên trong chúng nhiều như các loài nhuyễn thể,...
Ngoài ra, các enzyme calpain tham gia vào quá trình làm gãy và tiêu hủy protein trong sợi cơ.
2.6. Các enzyme collagenase
Collagen là loại protein cấu trúc trong cơ thể động vật. Nó được phân bố trong
các bộ phận như da, cơ, gân, sụn, dây chằng xương và răng. Ở cá, collagen chủ yếu nằm ở da cá.
Collagenase đóng vai trò enzyme thủy phân các liên kết peptide trong collagen.
Đối với thủy sản sau khi chết, enzyme collagenase giúp làm mềm tế bào mô
liên kết. Các enzyme này gây ra các “vết nứt” hoặc bẻ gãy các myotome khi bảo quản
cá bằng đá trong một thời gian dài hoặc khi bảo quản chỉ trong thời gian ngắn nhưng ở nhiệt độ cao.
Enzyme này có một số ứng dụng trong bảo quản và sơ chế thủy sản như
enzyme trong gan tụy của cua hỗ trợ việc tách trứng của cua mà không làm hư hại
chúng hay giúp lột da cá dễ dàng hơn.
2.7. Sự phân cắt TMAO
Trimetylamin là một amin dễ bay hơi có mùi khó chịu đặc trưng cho
mùi thuỷ sản ươn hỏng. Sự có mặt của trimetylamin trong cá ươn hỏng là do sự
khử TMAO dưới tác dụng của vi khuẩn. Sự gia tăng TMA trong thủy sản phụ
thuộc chủ yếu vào hàm lượng của TMAO trong nguyên liệu cá. TMA được
dùng để đánh giá chất lượng của cá biển.
Tiến trình này bị ức chế khi cá được làm lạnh.
(CH¿¿3)3 NOVikhuẩn(CH¿¿3)3N ¿¿ TMAO TMA
Trong cơ thịt của một số loài tồn tại enzym có khả năng phân hủy
TMAO thành dimethylamin (DMA) và formaldehyde (FA)
(CH¿¿3)3 NOEnzime(CH¿¿3)2NH+HCHO¿¿ TMAO DMA formaldehyde
Enzyme xúc tác quá trình hình thành formaldehyt được gọi là TMAO-
ase hoặc TMAO demethylase, nó thường được tìm thấy trong các loài cá tuyết.
Ở cá lạnh đông formaldehyde có thể gây ra sự biến tính protein, làm
thay đổi cấu trúc và mất khả năng giữ nước của sản phẩm. Sự tạo thành DMA
và formaldehyde là vấn đề quan trọng cần quan tâm trong suốt quá trình bảo
quản lạnh đông. Tốc độ hình thành formaldehyde nhanh nhất khi ở nhiệt độ
lạnh đông cao (lạnh đông chậm). Ngoài ra, nếu cá bị tác động cơ học quá mức
trong các khâu từ khi đánh bắt đến khi làm lạnh đông và nếu nhiệt độ trong quá
trình bảo quản lạnh động bị dao động thì lượng formaldehyde hình thành sẽ tăng.
Bảng 2.3.Tóm tắt những biến đổi trong quá trình tự phân giải của cá ướp lạnh Enzy Các biến đổi Kìm hãm me chấ xảy ra t Enzym Gly - Tạo ra - Trên e phân cog acid lactic, làm thực tế, nếu giải en giảm pH của được thì nên glycog mô, làm mất để quá trình tê en khả năng giữ cứng của cá nước trong cơ. diễn ra ở nhiệt - Nhiệt độ độ càng gần cao khi xảy ra 0oC càng tốt. tê cứng có thể - Phải dẫn đến sự nứt tránh gây căng cơ thịt. thẳng cho cá ở giai đoạn trước khi xảy ra tê cứng. Enzym AT - Mất mùi cá - Tương e gây P tươi, dần dần tự như trên. ra tự AD xuất hiện vị - Bốc dỡ phân P đắng do Hx (ở vận chuyển giải, AM những giai mạnh tay hoặc liên P đoạn sau). đè nén sẽ làm quan IMP tăng sự phá đến sự phá hủy. hủy nucleo tide Cathep Các - Tự phân giải - Vấn đề sẽ gia sin prot khoang bụng tăng khi đông ein, của các loài cá lạnh / rã đông các tầng nổi (gây hoặc bảo quản pept hiện tượng vỡ lạnh trong thời ide bụng). gian dài. Calpai Các - Làm mềm mô - Loại bỏ canxi n prot cá và giáp xác để ngăn chặn ein lột xác. quá trình hoạt sợi hóa. cơ Collag Mô - “Vết - Sự thoái hóa enase liên nứt” trên của mô liên kết kết miếng Philê. liên quan đến - Gây thời gian và mềm hóa. nhiệt độ bảo quản lạnh. TMA TM - Tạo ra - Bảo quản cá O AO formaldehyt ở nhiệt độ ¿ demet làm cứng cơ 30oC. hylase của họ cá tuyết khi đông lạnh.
3. Các biến đổi do vi sinh vật
3.1. Hệ vi sinh vật ở cá vừa đánh bắt
Ở cơ thịt và các cơ quan bên trong của cá tươi, vi khuẩn hiện diên rất ít.
Ở cá tươi vi khuẩn chỉ có thể tìm thấy trên da (102- 107cfu/cm2), mang (103-
109cfu/g) và nội tạng (103- 109cfu/g). Hệ vi sinh vật của cá vừa đánh bắt lại phụ
thuộc vào môi trường nơi đánh bắt hơn là vào loài cá. Số lượng vi khuẩn tồn
tại trong cá cao hay thấp tùy thuộc vào cá sống trong môi trường nước ấm hay
nước lạnh. Vi khuẩn trên da và mang cá sống trong vùng nước ôn đới, môi
trường nước sạch ít hơn so với cá sống trong vùng nước nhiệt đới, môi trường
ô nhiểm. Số lượng vi khuẩn trong nội tạng cá có liên quan trực tiếp đến nguồn
thức ăn của cá: cao ở cá ăn tạp và thấp ở cá không ăn tạp. Ngoài ra số lượng vi
khuẩn thay đổi còn tùy thuộc vào mùa sinh sống. Cá sống trong mùa hè có số lượng vi khuẩn cao hơn.
Số lượng vi khuẩn tồn tại ở các loài giáp xác và thân mềm gần giống với số
lượng vi khuẩn tồn tại trên cá.
Vi khuẩn ở cá mới vừa đánh bắt chủ yếu gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí không
bắt buộc, vi khuẩn G- như Pseudomonas, Alteromonas, Acinetobacter, Moraxella,
Flavolacberium, Cytophaga and Vibrio. Cá sống trong vùng nước ấm dễ bị nhiểm bởi
vi khuẩn G+ như Micrococcus, Bacillus và Coryneform. Các loài Aeromonas đặc
trưng cho cá nước ngọt, trong khi đó có một số vi khuẩn cần natri để phát triển thì đặc
trưng cho cá biển. Các loài này bao gồm Vibrio, Photobacterium và Shewanella. Tuy
nhiên, dù Shewanella putrefaciens cần natri cho sự phát triển nhưng chủng này cũng
có thể phân lập từ môi trường nước ngọt. Mặc dù S. putrefaciens được tìm thấy trong
nước ngọt nhiệt đới, nhưng nó không đóng vai trò quan trọng trong sự hư hỏng của cá nước ngọt
Vi khuẩn hiện diện ở loài thân mềm giống với vi khuẩn trong cá biểnnhưng số
lượng vi khuẩn G+ như Bacillus, Micrococcus,
Enterobacteriaceae và Streptococcus chiếm số lượng lớn hơn.
Hai loại vi khuẩn gây bệnh thường làm biến đổi mùi vị của cá và
nhuyễn thể gồm: Clostridium botulinum loại E, B, F và Vibrio
parahaemolyticus. Clostridium botulinum là vi khuẩn sinh bào tử kháng nhiệt.
Vi khuẩn này không có hại nếu tồn tại một lượng nhỏ trong cá tươi. Vi khuẩn
sẽ trở nên rất nguy hiểm khi điều kiện bảo quản hoặc chế biến không tốt tạo
điều kiện thuận lợi cho bào tử sinh sản, phát triển và sản sinh độc tố. Vi khuẩn
loại E, B, F có khả năng kháng nhiệt thấp.
Vibrio parahaemolyticus là loại vi khuẩn ít chịu nhiệt, ưa muối gây bệnh
viêm đường ruột với các triệu chứng bệnh giống như triệu chứng bệnh gây ra
do Salmonella. Bệnh chỉ xảy ra khi ăn vào lượng lớn tế bào vi khuẩn (khoảng
106 cfu/g), mức thông thường có thể chấp nhận được là 103 cfu/g. Loại vi
khuẩn này rất nhạy cảm với nhiệt (nóng và lạnh).
Ngoài ra, một số loại vi khuẩn khác được tìm thấy trong cá và các loài
hải sản khác như Clostridium perfringen, Staphylococcus aureus , Salmonella
spp, Shigella spp. bị lây nhiễm do quá trình vận chuyển và chế biến không đảm bảo vệ sinh.
3.2. Sự xâm nhập của vi sinh vật