Quá trình tạo hương cho sản phẩm xúc xích lên men

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA KHOA KÓ THUAÄT HOÙA HOÏC BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ THÖÏC PHAÅM
ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH TẠO HƯƠNG CHO XÚC XÍCH LÊN MEN GVHD: Cô Nguyễn Thị Hiền SVTH: HC07BSH Năm học 2010 – 2011 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Xúc xích lên men Lịch sử lên men thịt và xúc xích lên men Lịch sử Quá trình lên men- Fermentation xuất phát từ tiếng Latin. Các quy trình lên men ảnh hưởng chắc chắn trong sản xuất bia và sản xuất các sản phẩm từ sữa, thịt.Tuy nhiên do chưa hiểu rõ quy trình lên men, quá trình sản xuất thường gặp phải lỗi sản phẩm, cả trong ngày nay. 25 năm trước khi tác giả Parma Hams, giám sát sản xuất phải thừa nhận rằng 25% nguyên liệu không được bán ra vì chúng đã hư trước khi có thể đem bán. Lịch sử lên men thịt có từ rất lâu đời, bao gồm cả nguyên liệu, quá trình xông khói dăm bông và xúc xích vì cả hai loại sản phẩm này đều thay đổi tính chất trong quá trình sản xuất và lên men. Các ghi chép đầu tiên về sản phẩm lên men thịt. Dăm bông xông khói: Cách sản xuất và bảo quản: sau 5 ngày , dăm bông được chuyển vào thùng, xếp chồng lên nhau. Loại bỏ phần muối còn lại, treo để khô trong 2 ngày. Sau đó tẩm ướp dầu và xông khói trong 2 ngày. Cuối cùng được tẩm hỗn hợp dầu và giấm, và đem bảo quản trong kho. Năm 310 sau Công nguyên, Hoàng Đế La Mã cho công khai việc khác nhau giữa các loại dăm bông hun khói, sấy khô, ướp muối nhẹ. Ngoài ra, Leistner, trích dẫn Lissner (1939), đề cập rằng Varro, người đã sống trong 1 thế kỷ trước Công nguyên, đã viết về việc nhập khẩu đáng kể dăm bông, xúc xích, và các loại sản phẩm thịt khác từ Gaul đến Rome. Leistner cho rằng thịt muối có nguồn gốc từ La mã. Xúc xích lên men khô. Từ thời cổ đại xúc xích đã được phát minh như một cách chế biến hầu hết thịt không sử dụng hết. Một trong những tên phổ biến nhất hiện nay cho xúc xích lên men là Salami. Tên gọi này có nguồn gốc ở thành phố Hy Lạp cổ đại của Salamis, trên bờ biển phía đông Cyprian (Pederson 1979). Mặc dù Salamis đã bị phá hủy khoảng 450 trước công nguyên, nhưng xúc xích lên men theo phong cách xúc xích Salami sau này được nhiều người biết đến và đánh giá cao và rõ ràng đây là tiền thân của nhiều loại xúc xích phổ biến ở châu Âu (Smith 1987). Homer (khoảng 800-700 trước Công Nguyên) nói về "xúc xích" trong Odyssey. Xúc xích cũng được biết đến trong Đế quốc La Mã (Leistner 1986a). Xúc xích chủ yếu được làm từ máu, chất béo, và thịt vụn, đã được nấu chín, vì vậy nó không có gì để làm sấy khô, xúc xích lên men. Pederson (1979) trích dẫn từ Breasted (1938) cho rằng sự thành công của quân đoàn của Caesar trong cuộc chinh phục của Gaul có thể được quy cho việc sử dụng xúc xích khô để đáp ứng nhu cầu về thịt giúp cho việc đảm bảo sức khỏe và sự sống. Những người bán thịt Roman cắt thịt bò và thịt lợn của họ thành những miếng nhỏ, thêm muối và gia vị, đóng gói để ở các phòng đặc biệt cho việc làm khô sản phẩm. Kinh nghiệm bảo quản và làm khô này sẽ giúp bảo quản xúc xích tốt hơn. Có lẽ ngoài các điều kiện thuận lợi bên ngoài, xúc xích đã được bổ sung Lactobacilli và Micrococci có nguồn gốc từ kệ, thiết bị… và quá trình lên men diễn ra. Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm thịt lên men Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của một số sản phẩm thịt lên men.  Cerlevat  Salami, heo,bò  Pepperoni, heo, bò    Dạng mềm  Dạng khô  Dạng khô  Dạng khô   Độ ẩm  48.4%  29.4%   30.5%   Năng lượng( kcal)  307  451  424  466   Protein( %)  18.6  24.6  23.1  20.3   Chất béo(%) + Đơn bão hòa(g/100g) + Đa không bão hòa + Bão hòa  25.5 13 1.2 12  37.6 - -  34.8 17 3.2 12.4  40.3 19g/kg 2.6 16.1   Hàm lượng tro( %)  6.8  6.7  5.5  4.8   Carbohydrate  1.6%  1.7%  -  5g/100g   Đường  0.85%   -  0.7%   Ca( mg/100g)  11  14  -  21   Fe(mg/ 100g)  2.8  2.7  1.5  1.4   Mg(mg/100g)  14   17.8  18   P (mg/100g)  214  294  143  176   Na(mg/100g)  260  -  379  315   Muối(mg/100g)  1242  -  1881  1788   Vit C(mg/100g)  16.6  -  -  0.7   B1(mg/100g)  0.3  -  0.6  0.5   B2(mg/100g)  0.2  -  0.3  0.2   B3(mg/100g)  5.5  -  4.9  5.4   B5(mg/100g)  -  -  1.1  0.6   B6(mg/100g)  0.26  -  0.5  0.4   B12(mg/100g)  -  -  1.9  1.6   E  5.5mg/100g    0.3μ/100g   Cholesterol  75g/100g  -  78mg/100g  118mg/100g   Nguồn: Calorie-Counter.net (2003); Nutrition Info (2005); United States Department of Agriculture (1963); National Livestock and Meat Board (1984). Phân loại xúc xích lên men Những nguyên tắc được đề ra ở Mỹ (American Meat Institute, 1982;Hui và cộng sự, 2004) trong việc sản xuất xúc xích lên men khô hoặc bán khô, định nghĩa xúc xích lên men khô bao gồm thịt được cắt nhỏ, có sự hoạt động của vi khuẩn, pH khoảng 5.3 hoặc ít hơn. Việc sấy khô giúp loại 20%- 50% nước. Xúc xích bán khô có kết cấu mềm hơn và hương vị khác xúc xích khô. Do có hàm lượng ẩm cao hơn, xúc xích bán khô thường dễ bị hư, vì vậy người ta tiến hành lên men ở pH thấp giúp tạo ra hương vị rất thơm. Xúc xích bán khô thường được bán sau quá trình lên men (pH thấp hơn 5.3). Quá trình gia nhiệt, không trải qua quá trình làm khô (aw=0.92 hoặc cao hơn). Đối với xúc xích bán khô điều quan trọng nhất là phải bảo quản lạnh (20C). Ở châu Âu, lên men thịt với pH=5.2 và aw= 0.95 hoặc nhỏ hơn được xem là một điều kiện tốt cho bảo quản. Bảng 1. 2. Loại xúc xích lên men và khu vực sản xuất. Loại  Khu vực  Sản xuất  Tên xúc xích  Đánh giá cảm quan   Xúc xích khô  Nam và Đông Âu Psychotrophic  - Làm từ thịt heo, có bổ sung nitrite, giống nấm mốc. - Lên men trong 3-7 ngày, nhiệt độ 10-240C, làm chín 3-6 tuần ở 10-180C. - Tỷ lệ giảm khối lượng cao 30%, aw thấp, pH cao( 5.2- 5.8), lượng lactate thấp 17mmol/100g thành phẩm.  - Ở Ý: Salami. - Tây Ban Nha: Salchichon, Chozino(không bổ sung giống). -Pháp: Saucisson, lactate 9mg/g.  - Vị chua, cay nồng - Mùi ngọt, mùi trái cây - Béo trung bình    Bắc Âu + LAB (Lactobacillus plantarum hoặc Pediococcus) + Micrococcaceae (Staphylococcus carnosus hoặc Micrococcus)  -Làm từ thịt heo, thịt bò, có bổ sung nitrite, giống vi sinh vật, xông khói. -Lên men trong 2-5 ngày, 20- 320C, quá trình acid hóa nhanh dưới 5. Làm chín bằng xông khói trong 2-3 tuần. -Giảm khối lượng nhiều (20%) -pH thấp( 4.8-4.9), lượng lactate cao 20mmol/100g thành phẩm.  - Đức: Salami - Hungari: Salami - Nordic Salami  -Mùi bơ -Mùi chua, ít có mùi trái cây,gia vị. - Có thêm nhiều loại acid khác .   Mold ripen-ed  -Châu Âu -Mỹ  -Sử dụng giống bổ sung - Thịt được cắt nhỏ  - Pháp: Salami - Đức: Salami -Hungari:Salami - Italian: Salami -California: Salami -Yugoslavian: Salami    Xúc xích bán khô  -Mỹ  -Sử dụng giống bổ sung  - Summer, tỉ lệ M/P 2.0 - 3.7:1.0 -Thuringer -Thịt bò dạng que    Xúc xích khô   -Sử dụng chủng Pediococcus acidilactici  -Thịt bò dạng que - Pepperoni, tỉ lệ M/P 1.6:1.0    Nguồn: Hui và cộng sự. (2004); Schmidt và Berger (1998); Demeyer và cộng sự. (2000); Stahnke và cộng sự. (1999). Bảng 1.3. Đặc điểm khác nhau của các loại xúc xích lên men. Loại xúc xích  Đặc điểm   -Xúc xích khô, thời gian chín dài, ví dụ: saucission, pepperoni, salami khô… -Hạn sử dụng ổn định.  -Thịt băm nhỏ hoặc cắt lát mỏng. Ở Mỹ: + Tiến hành lên men 15-350C, trong 1-5 ngày.Hoạt động của vi khuẩn làm pH giảm còn 4.7-5.3( acid lactic 0.5-1%, acid tổng 1.3%. + Làm khô bằng cách gây biến tính protein tạo một kết cấu bền vững. Tỉ lệ M/P< 2.3:1, lượng ẩm mất đi khoảng 25- 50%, độ ẩm của sản phẩm 35%. Ở Châu Âu: + Hoạt động của vi khuẩn làm pH giảm tới 5.3- 5.6 tạo hương vị thơm hơn xúc xích Mỹ. -Quá trình xử lý từ 12- 14 tuần. -Làm khô để loại bỏ 20- 50% ẩm, gồm có ẩm 20-45%, 39% chất béo, protein 21%, muối 4,2%. - aw 0,85-0,86,năng suất 64%. Tỉ lệ M/P không được lớn hơn 2.3:1 -Hương vị kém hơn xúc xích bán khô.   -Xúc xích bán khô, dạng cắt lát: Summer, Holsteiner, Cervelat (Zervelat), Tuhringer, Chorizos. -Phải bảo quản lạnh.  -Thịt băm nhỏ hoặc cắt lát mỏng. - Hoạt động của vi khuẩn làm pH giảm xuống còn 4.7- 5.3( lượng acid lactic 0.5- 1.3%, acid tổng số 1%). - Xử lý 1-4 tuần. - Sử dụng tác nhân nhiệt để làm khô, loại bớt 8- 30% ẩm, độ ẩm còn lại 30- 50%, aw 0,92-0,94. - Chất béo 24%, protein 21%, muối 3,5%, - Năng suất 90%. - Tiến hành đóng gói sau khi lên men. - Phần lớn sản phẩm sẽ được xông khói trong quá trình lên men. - Không có nấm mốc - Tỉ lệ M/P không được cao hơn 2.3- 3.7: 1   -Xúc xích không khô( ẩm), dạng phết: Teewurst, Mettwurst, Frishe Braunschweiger  - Độ ẩm 30- 64% - Sản xuất trong 3- 5 ngày, độ giảm khối lượng 10%, aw 0.95- 0.96. Thường xông khói. - Không có nấm mốc. - Rất dễ bị hư hỏng. - Cần phải bảo quản lạnh, thời gian sử dụng 1- 2 ngày.   Nguồn : Modified từ American Meat Institute (1982); Gilliland (1985); Campbell-Platt and Cook (1995); Doyle và cộng sự (1997); Farnworth (2003). 1.1.3. Nguồn gốc, phân loại salami Salami được định nghĩa là một hỗn hợp của thịt, chất béo và muối, chất ướp, gia vị được giữ trong lớp vỏ bọc tự nhiên hoặc nhân tạo. Giống khởi động được bổ sung vào để hỗ trợ cho quá trình lên men và sản xuất salami. Trong quy trình sản xuất, có sự cải tiến công đoạn làm khô sản phẩm, lúc đầu chỉ mang ý nghĩa đơn thuần là kéo dài thời gian bảo quản hơn. Người ta cho rằng sự lên men được tiến hành bởi người Trung Quốc cách đây khoảng 2000 năm, với muối và nitrate được sử dụng từ thế kỉ thứ 13. Tên Salami có nguồn gốc từ tiếng Latinh- có nghĩa là muối. Có rất nhiều loại Salami trên toàn thế giới. Cơ sở chung để phân loại xúc xích là thời gian lên men, hàm lượng nước cuối cùng, aw. Trên cơ sở đó Salami được chia làm 3 nhóm: spreadable; sliceable (lên men thời gian ngắn và thời gian dài). Bảng 1. 4. Phân loại Salami  Spreadable  Sliceable(short)  Sliceable(long)   - Thời gian lên men - Hàm lượng nước trong sản phẩm - aw - Ví dụ:  3 - 5 ngày 34 - 42% 0.95 - 0.96 Teewurst, Mettwurst( Germany)  1-4 tuần 30- 40% 0.92 - 0.94 Summer( US), Thuringer( Germany)  12 - 14 tuần 20 - 30% 0.82 - 0.86 Salami,Saucisson( France), Chorizo( Spain)   Quá trình lên men xúc xích Quy trình Thịt và mỡ được xay nhỏ ở nhiệt độ thấp từ -50C tới 00C để đảm bảo điều kiện vệ sinh và chất béo không bị tiết ra từ thịt mỡ- điều này có thể ảnh hưởng tới màu sắc và làm khô trong suốt quá trình chín sản phẩm. Chủng khởi động: Vi sinh vật thuộc dòng Lactobacillaceae, staphylococcus, Pediococcus. Trong đó dòng Lactobacillaceae là quan trọng nhất. Ướp muối:muối ăn, nitrite, nitrate Bổ sung chất màu, chất chống oxy hóa và các thành phần khác: đường, thảo dược, các gia vị khác Các thành phần này được trộn đều, sau đó nhồi tạo hình vào vỏ bọc tự nhiên hoặc nhân tạo. Công đoạn này được tiến hành trong điều kiện chân không để tránh được càng nhiều càng tốt ảnh hưởng của oxy gây ra quá trình lên men không mong muốn cũng như các biến đổi về màu sắc và hương vị. Giai đoạn làm chín: kiểm soát các điều kiện: nhiệt độ từ 18- 240C, độ ẩm tương đối 90%, tốc độ dòng khí từ 0.5- 0.8m/s. Xúc xích được giữ lên men trong 1- 2 ngày. Trong pha này xảy ra đồng thời hai phản ứng ảnh hưởng lẫn nhau, bao gồm việc tạo ra oxit nitrit từ nitrate nhờ vi khuẩn Micrococcaceae , tạo ra acid lactic nhờ chủng Lactobacillus. Nguyên liệu Thịt Về căn bản bất kì loại thịt nạc nào cũng có thể dùng làm salami. Một số loại thịt đặc biệt như thịt nai, thịt trâu, thịt kangaroo cũng được dùng. Trong đó thịt lợn là loại thịt ưa thích và phổ biến trên thế giới ngoại trừ một số quốc gia không được ăn vì lí do tôn giáo hoặc do giá cả cao. Một số loại thịt vụn cũng được tận dụng để sản xuất salami. Khi dùng thịt lợn, thịt từ những con vật già thường được lựa chọn để làm salami vì nó cho màu đỏ đậm, hoạt độ nước thấp(có lợi cho quá trình làm khô), giá thịt rẻ. Những yêu cầu thịt để sản xuất salami. - pH < 5,7-5,8. - pH cao làm tăng sự mất nước, không có lợi cho sự hình thành màu cho sản phẩm vì ít hòa tan acid nitrite và các hợp chất NO.Thịt DFD có pH cao, tăng sự phát triển của vi khuẩn làm hoạt hóa các enzyme.Thịt PSE thường được dùng. - Thịt không có các chất kháng sinh, gây ức chế quá trình lên men. - Thịt động vật sau giết mổ cũng cần được làm lạnh nhanh chóng để giảm sự phát triển của vi sinh vật. Hai loài vi khuẩn Staphylococcus aureus và Salmonella Spp cần được chú ý. Khi giết mổ cần vệ sinh cẩn thận để tránh nhiễm những điều trên,có thể ảnh hưởng tới quá trình lên men. - Thịt đông lạnh khi rã đông cần chú ý tới sự phát triển của vi sinh trong quá trình rã đông. Không dùng thịt bảo quản bảo quản quá 8- 12 tháng ở -18-20oC vì nó ảnh hưởng tới hương vị của sản phẩm. - Thịt không được chứa gân, máu vì có thể nhiễm vi sinh vật. Béo Chất béo rẻ hơn thịt vì vậy thường được dùng khoảng 25- 35 % cho sản xuất salami. Mỡ lưng và cổ của lợn có hàm lượng acid không no cao so với mỡ bò, bởi vậy dễ ôi hóa và nhiệt độ nóng chảy thấp. Mặc dầu vậy, người ta vẫn ưu tiên dùng mỡ lưng, cổ của lợn để sản xuất vì nó có tính cảm quan hơn mỡ bò. Mỡ lưng và cổ của lợn là cứng nhất và hàm lượng acid không no là thấp nhất so với các phần khác của mỡ lợn, vì vậy không bị ôi hóa và đốm khi cắt (cắt dễ dàng hơn so với các mô mỡ mềm) Mỡ bò ít dùng cho salami, tuy nhiên nó vẫn được dùng ở một số nước không ăn thịt lợn. Sự khác biệt tỉ lệ béo làm ảnh hưởng tới giá trị pH vì pH mỡ cao hơn pH của cơ thịt. Tỉ lệ mỡ cao làm tăng pH của salami nhưng nó không hoặc rất ít ảnh hưởng quá trình lên men. Tỉ lệ mỡ cao còn ảnh hưởng tốt tới hoạt độ của salami, vì mỡ chỉ có 15% là nước, trong khi thịt có tới 75% là nước. Yêu cầu - Mỡ không bị ôi - Nên có màu trắng hoặc trắng ngà. - Vi khuẩn < 103 / g béo. Các phụ gia chính Muối Là phụ gia lâu đời trong quá trình sản xuất salami. Muối được dùng nhằm mục đích: - Muối có khả năng ức chế vi khuẩn khi sử dụng trên 25g/kg salami. Sử dụng ở hàm lượng thấp hơn muối không có khả năng ức chế vi sinh vật. - Muối làm tăng hương vị sản phẩm, thịt sẽ không vị nếu không có muối. - Muối hoạt hóa protein cái mà cần thiết để đạt được những lát mỏng đồng nhất . - Muối còn làm giảm nhiệt độ của khối salami khoảng 1-2oC. Hàm lượng muối cao tương ứng điểm động lạnh < 4oC như vậy sẽ giảm sự biến đổi của chất béo. Nitrite. Nitrite là một chất ức chế bào tử vi khuẩn, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá trình lên men. Thường sử dụng là sodium nitrite. Mức độ phụ thuộc mức quy định tối đa, nằm trong khoảng 150-500ppm/ kg nguyên liệu. Nó là tác nhân quan trọng cho việc tạo màu và ổn định màu của sản phẩm. Cuối cùng nitrite đóng vai trò như một chất chống oxy hóa, tác dụng chống oxy hóa xuất phát từ sự oxy hóa nitrite thành nitrate. NO từ nitrite liên kết với Fe trong nhân của myoglobin và hemoglobin ( hạn chế sự oxi hóa chất béo do xúc tác kim loại. Các phụ gia làm giảm pH. Glucono D – lactone GDL là ester của axít gluconic, trong salami nó được thủy phân ra gluconic do sự tồn tại của nước trong thịt. Tỉ lệ thêm GDL vào salami khoảng 3-12g/kg sản phẩm. Trên cơ sở trung bình ,khi thêm 8-10g GDL thì giá trị pH giảm từ 5,6 xuống 4,5-4,7 trong quá trình lên men. GDL không chỉ sinh gluconic mà còn sinh ra một lượng nhỏ axít acetic. Sự vượt quá GDL có thể làm giảm hương vị sản phẩm. Hàm lượng GDL cao còn là nguyên nhân của những đóm hơi xanh trên vỏ salami, cái mà biến mất trong bước lên men và sau đó là quá trình làm khô. Hiện tượng này chưa được giải thích đầy đủ . Tốc độ chuyển GDL sang acid gluconic phụ thuộc vào nhiệt độ trong suốt 24-79h lên men đầu tiên. Phản ứng giữa GDL với nước tạo ra gluconic là không thể dừng khi còn GDL và nước trong salami. Về lý thuyết có thể dừng phản ứng khi làm lạnh, thậm chí khi giảm nhiệt độ cũng chỉ có khả năng làm chậm quá trình phản ứng mà thôi. Hàm lương GDL cao có thể thúc đẩy sự phát triển peroxi – hình thành từ Lactobacillus spp. cái mà dẫn đến sự ôi hóa và nhạt màu sản phẩm. Citric acid 1g citric/ 1kg sp có thể làm giảm pH 0,2-0,3 đơn vị. Gấp 2 đến 3 lần GDL. Tuy nhiên nó hiếm khi được dung vì sự giảm pH nhanh, không đủ thời gian để sự phát triển màu xảy ra, ngay cả hương vị cũng vậy, ngoài ra nó còn tạo vị chua cho sản phẩm. Thời gian khi pH giảm từ điểm bắt đầu tới điểm đẳng điện là thời gian tốt cho quá trình loại nước. Khi giảm pH nhanh tới điểm IEP ( điểm đẳng điện pH = 5,2) dẫn đến ẩm còn quá cao. Những khối sol trong quá trình cắt và trộn chuyển thành gel quá nhanh ở điểm đẳng điện thì có quá ít thời gian cho việc loại bỏ nước. Ngoài ra sự biến tính nhanh protein có thể xảy ra hiện tượng giữ nước. Hệ quả là thời gian drying salami tăng lên, điều này ảnh hưởng tính kinh tế của sản phẩm. Đường Sử dụng để tạo ra acid lactic và tạo hương vị cho sản phẩm. Nhiều loại đương khác nhau được cho vào trong quá trình làm salami. Vai trò đầu tiên là làm thức ăn cho canh trường lên men, chúng sẽ được biến đổi thành chất khác, thường là acid lactic .Thêm đường còn làm tăng hương vị và ức chế bào tử vì giảm hoạt độ của nước. Sự giảm pH phụ thuộc vào loại đường và hàm lượng cho vào. Tăng lượng đường dẫn đến tính axit mạnh cho sản phẩm. Nhưng tốc độ giảm pH thì chậm hơn, để lên men thành lactic, đường như sucrose, lactose và maltose cần được phá vỡ thành đường đơn. Glucose lên men nhanh chóng thành lactic, tiếp theo là sucrose, lactose và maltose cần một khoảng thời gian lớn để lên men. Về bản chất, tất cả vi khuẩn lactic đều lên men tạo lactic. Trong 85% khuẩn lactic có thể sử dụng sucrose, 70% cho maltose, 55% cho lactose, chỉ 30 % khuẩn lactic có thể sử dụng galactose. Những đường mà không được lên men hoặc chỉ một phần thì chủ yếu đóng vai trò là tạo màu và hương vị. Tổng quát sử dụng 0,1 % dextrose có thể giảm 0,1 đơn vị pH. Khi thêm 8 -10g giảm pH từ 5,7 xuống còn 4,6-4,8. Chủng vi sinh vật Vi sinh vật thuộc dòng Lactobacillaceae, staphylococcus, Pediococcus. Trong đó dòng Lactobacillaceae là quan trọng nhất. Một số vi khuẩn Lactobacillus dùng cho salami : Lactobacillus plantarum, Lb. casei, Lb.acidophilus,Lb. brevis, Lb. sake, Lb. curvatus, Lb. Lactis. Lactic acid bacteria được thêm khoảng 106 –107 / gram salami. Một số loai Pediococcus acidilactici :Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus and P. cerevisiae. P. Acidilactici . Nhiệt độ lên men khoảng 40oC. P. acidilactici tạo lactic acid từ glucose, galactose, arabinose và xylose. Pediococcus spp được thêm khoảng 105-106 /gram salami. Một số thuộc nhóm Micrococcaceae : Staph. carnosus, Staph.xylosus and Micrococcus varians(hay Kokuria varians), M. candidus and M. aquatilis. Hầu hết Staphylococcus spp và Micrococcus spp được thêm vào không phải để sinh acid. Và hầu hết Micrococcus spp hiếu khí bắt buộc và hoạt động yếu trong quá trình lên men. Vì hiếu khí bắt buộc nên nó ít tác động đến ruột của salami, là nơi không có oxi. Staphylococcus spp hô hấp hiếu khí hoặc kị khí tùy tiện nên có tác động lên lõi của salami. Micrococcaceae được thêm khoảng 106–107/gram salami. Nhóm này sinh ra enzyme khử nitrate kết quả tao ra màu bền cho sản phẩm. Quá trình tạo hương trong Salami Hương vị được định nghĩa là tổng hợp các cảm nhận về vị, hương, xúc giác, nhiệt độ được cảm nhận qua việc nếm (Rothe 1972; ISO 5492:1992). Tuy nhiên, chỉ các hợp chất hương vị, định nghĩa là các phân tử có khả năng kích hoạt một phản ứng vị giác, và các hợp chất hương thơm (mùi), định nghĩa là chất dễ bay hơi có khả năng tiếp xúc và tạo ra các phản ứng trong các thụ thể của các biểu mô khứu giác, sẽ được nghiên cứu. Tầm quan trọng của các hợp chất tạo hương Có khoảng 400 hợp chất dễ bay hơi đã được tìm thấy trong xúc xích lên men (Stahnke 2002). Tuy nhiên nhiều loại trong đó không góp phần tạo nên hương vị cho sản phẩm vì ngưỡng cảm nhận của chúng cao. Việc xác định các hợp chất thơm rất quan trọng, cần có sự kết hợp giữa phương pháp phân tích và phương pháp đánh giá cảm quan. Sắc ký khí olfactometry-(GC-O), kết hợp sắc ký cổ điển với các hệ thống phát hiện của mũi người, là một trong những phương pháp được ưu tiên. Một số phương pháp hiện hành khác, dựa trên cơ sở liên hệ giữa giá trị cảm quan và các hợp chất bay hơi. Về nguyên tắc, phương pháp này có thể so sánh hàm lượng các chất bay hơi với giá trị cảm quan, tuy nhiên đối với hệ các chất tạo hương phức tạp trong xúc xích lên men thì không thu được kết quả. Xúc xích lên men Trong bảng 1.5 liệt kê các chất dễ bay hơi, tạo ra mùi thơm trong xúc xích lên men. Bảng 1.5: Các hợp chất tạo hương thơm trong xúc xích khô lên men châu Âu, có và không có nấm mốc, có và không có xông khói. Hợp chất  Mô tả   Alcohols 1-Octene-3-ol 1-Octen-3-ol 3-Methyl-1-butanol 3-Methyl-2-hexanol  Nấm Mùi hành tây, nướng. Màu xanh Khoai tây, lú mì   Aldehydes Acetaldehyde Pentanal Hexanal Heptanal (E)-2-Hexenal …  Mùi quả hạnh, xanh Mùi quả hạnh, mùi trái cây, bánh nướng Màu xanh Mùi trái cây, mùi béo Mùi oliu …   Acids Acid acetic Acid propanoic Acid butanoic Acid pentanoic Acid hexanoic Acid decanoic Acid 3-Methylbutanoic  Vị giấm Mùi bơ Mùi bơ   Ester Methyl butanoate 2-Methylpropylacetate Ethylbutanoate Ethylacetate Ethylpropanoate Ethylpentanoate Ethyloctanoate Ethyl 2-methylpropanoate Ethyl 2-methylbutanoate Ethyl 3-methylbutanoate Ethyl lactate (ethyl-2-hydroxypropanoate) Propylacetate  Mùi trái cây, mùi hoa Mùi trái cây, mùi kẹo Mùi trái cây Mùi trái cây Mùi trái cây, mùi kẹo Mùi trái cây Mùi béo Mùi trái cây, mùi dứa Mùi trái cây, mùi dứa Mùi trái cây, mùi kẹo   Ketone 2-Nonanone 2,3-Butadione 2-Heptanone 2,3-Pentadione 1-Octene-3-one 3-Hydroxy-2-butanone 3-Octen-2-one  Mùi trái cây, mùi bạc hà Mùi bơ mạnh Mùi bơ nhẹ Mùi mốc Mùi bơ Mùi nấm, dầu nóng   Hợp chất tạo hương Phenylacetaldehyde 2-Phenylethanol 2-Methoxyphenol (guiaicol) 2-Methoxy-4-methylphenol (methyl guiaicol) p-Cresol Naphthalene Eugenol  Mùi mật ong Mùi hoa hồng Hợp chất phenol, mùi khói Mùi khói Mùi nấm, xông khói Mùi nấm, xông khói Mùi hoa hồng Mùi đinh hương, gia vị, xông khói   Nguồn: Stahnke (1998); Stahnke (2000); Meynier và cs (1999); Stahnke (1994); Stahnke (1995a); Schmidt và Berger (1998); Stahnke và cs (1999); Blank và cs (2001). Trong đó acid, sulfua, terpen, và phenolic có vai trò quan trọng trong xúc xích. Sự có mặt của sulfua gắn liền với tỏi (Mateo và Zumalacárregui, 1996), terpen từ tiêu (Berger & cs, 1990), và các hợp chất phenolic từ khói (Hollenbeck, 1994). Các chất này không có nguồn gốc từ hóa chất hay hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chín. Một nghiên cứu đối với xúc xích của Pháp, Ý, Tây Ban Nha, và Đức, tìm thấy diallyldisulfide (tỏi), eugenol (đinh hương, nhiều gia vị, xông khói), 3-methyl butanoic acid, acid acetic (dấm), linalool, methylallyl sulfua (tỏi), và diallyl sulfide (tỏi) là các hợp chất mùi quan trọng nhất ( Schmidt và Berger, 1998). Trong một loại xúc xích Ý (màu xanh), methional (mùi khoai tây nấu) và 2-acetyl-1-pyrroline (mùi thịt nướng, bỏng ngô) được xác định là các mùi mạnh nhất, tiếp theo là ethyl-2-methylpropanoate (mùi trái cây), ethyl-3-methylbutanoate (trái cây, ngọt), α-pinen (mùi tiêu), 1-octen-3-một (nấm), và (E)-2-octenal (mốc) (Blank & cs, 2001). Dựa trên các nghiên cứu GC-O của xúc xích lên men ở hai miền Bắc (hun khói) và hai vùng Địa Trung Hải (nonsmoked, moldfermented), Stahnke & cs (1999) kết luận rằng mùi xúc xích khô cơ bản gồm có các thành phần sau: methanethiol, methional, dimethylsulfide, dimethyltrisulfide, diacetyl (bơ), ethylbutanoate (trái cây), ethyl-2-methylpropanoate (trái cây), acetaldehyde (keo, sữa chua), acid acetic (dấm), axít butanoic (phô mai), 2-methylpropanoic acid (bơ), 3-methylbutanoic acid, guaiacol (phenolic), hexanal (màu xanh), octanal (màu cam), 1-octen-3(nấm), và một số hợp chất không xác định. Tóm lại, các thành phần chính tạo mùi xúc xích lên men: aldehyde mạch thẳng hoặc nhánh; acid, methyl ethyl ester của chúng, hợp chất thơm, các chất dị vòng, hợp chất lưu huỳnh, methyl ketone và terpen. Hình thành Các rượu mạch thẳng, aldehyte, một số acid được hình thành từ phản ứng oxy hóa các acid béo chưa bão hòa. Các phản ứng hóa học trong quá trình oxy hóa được nghiên cứu kỹ lưỡng bởi (Love và Pearson 1971; Frankel 1980; Ladikos và Lougovois 1990). Methyl ketone có thể được hình thành bởi autoxidation của các axit béo không bão hòa, nhưng cũng có thể do quá trình β- oxy hóa của vi sinh vật và giải thích được mối liên hệ giữa sự hiện diện của staphylococci và hàm lượng cao metyl ketone trong một số nghiên cứu (Berdagué & cs, 1993b; Stahnke, 1995a; Montel & cs, 1996). Hơn nữa, Engelvin và cs (2000) đã phát hiện ra con đường β-oxy hóa trong S. carnosus. Như đã đề cập ở trên, một số axit mạch thẳng được hình thành từ quá trình oxy hóa của các axit béo chưa bão hòa. Tuy nhiên, các axit C2-C6 còn bắt nguồn từ sự phân giải pyruvate của vi sinh vật. Vi khuẩn lactic acid, staphylococci, và nấm men đều có khả năng tạo ra acid ngắn mạch thẳng (Gottschalk, 1986; Westall, 1998; Olesen và Stahnke, 2000; Beck & cs, 2002). Ester được tạo ra bởi phản ứng giữa rượu và axit cacboxylic (hoặc acyl-CoA). Hàm lượng ester trong thịt lên men có liên quan chặt chẽ với lượng tiền chất của rượu, axit, hoặc cả hai (Stahnke, 1995b, 1999a; Montel & cs, 1996; Tjener & cs, 2004). Nguồn gốc của ester không được xác định rõ ràng. LAB, Staphylococcus, nấm men, và nấm mốc có thể tạo ester (Stahnke, 2002), nhưng các phản ứng hóa học cũng có thể hình thành, đặc biệt khi có acyl-COA (Yvon và Rijnen, 2001). Các nhánh methyl-2-methylpropanal aldehyt, 2-methylbutanal,3-methylbutanal và các axit tương ứng chủ yếu lần lượt được hình thành bởi sự phân giải của các axit amin isoleucine, valine, leucine. Trong xúc xích lên men sự hình thành của các-methyl aldehyt nhánh và các acid là do Staphylococci. Khi bất hoạt gen aminotransferase của S. Carnosus, Madsen, Beck và cs (2002) cho thấy transamination đó là bước đầu tiên trong sự phân giải các mạch nhánh của axit amin. Bước thứ hai là một phản ứng decarboxylation tạo thành các methyl-nhánh của aldehyde. Sau đó, aldehyde có thể được cắt ngắn hoặc bị oxy hóa thành axit tương ứng (Beck & cs, 2002). Các hợp chất lưu huỳnh allylic( Bảng 1.5) hầu như từ tỏi (Schmidt và Berger, 1998), trong khi methional, dimethyldisulfide, methanethiol, và dimethyltrisulfide có lẽ bắt nguồn từ methionine thông qua cùng một con đường như ở quá trình chín của phô mai (Stahnke, 2002). Các hợp chất thơm phenylacetaldehyde, acid phenylacetic, p-cresol, guiaicol, và methylguiaicol là có thể có nguồn gốc vi sinh vật, mặc dù không được tiết ra từ thịt (Stahnke, 2002). Tuy nhiên, các hợp chất phenolic ( Bảng 1.5) cũng có thể từ quá trình xông khói. Biến đổi hương vị Hương vị của xúc xích lên men chịu ảnh hưởng bởi chất lượng và các điều kiện chế biến (nhiệt độ, thời gian, độ ẩm tương đối) ảnh hưởng đến hoạt động enzyme trong thịt. Tuy nhiên, các điều kiện chế biến làm, như các yếu tố môi trường khác, cũng ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật và do đó hình thành hương vị. Trước khi thay đổi các thông số, cần quan tâm đến các tác động hóa học, enzyme, hoạt động của vi sinh vật. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ XÚC XÍCH LÊN MEN Sự phân phối các hợp chất dễ bay hơi trong mô nạc và các mô mỡ dưới da trong quá trình chế biến xúc xích lên men khô. Một số nghiên cứu trước đây về các hợp chất bay hơi Xúc xích lên men khô được chế biến từ nạc, chất béo, trộn với giống lên men, phụ gia, xử lý chất bảo quản (curing agent) và gia vị. Sau đó, thịt thu được đem lên men và sấy. Trong quá trình lên men, pH giảm tạo các khối đông protein của myofibrillar, và gel protein được hình thành, trong đó có chứa các chất béo dạng hạt (Ordoñez & de la Hoz, 2007). Trong suốt quá trình sấy, các gel protein nhả nước làm giảm ẩm, khi đó hương vị được hình thành do sự biến đổi hóa sinh có nguồn gốc từ cả nạc và mỡ (Mottram, 1991). Một số yếu tố của quá trình sản xuất cũng ảnh hưởng đến sự hình thành của hợp chất thơm như lên men và ướp muối ( curing salt) (Marco, Navarro, & Flores, 2008). Mỡ dưới da chủ yếu là triglycerides (TG) trong khi nạc gồm có nước (72%), protein (20%) và lipid (7%) (Scheweigert, 1994). Các chất béo của tế bào cơ được tạo thành bởi TG (62-80%) và phospholipid (PL) (16-34%) (Ordóñez, Hierro, Bruna, & de la Hoz, 1999). Mỡ dưới da và mỡ ở cơ đều góp phần tạo hương thông qua các enzyme lipolysis và sự oxi hóa lipid (Gandemer, 2002). Mặc dù phospholipid chiếm lượng nhỏ hơn so với TG, nhưng phospholipid có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự gia tăng hương vị và quá trình oxi hóa, vì phospholipid giàu polyunsaturated fatty acids (PUFA-acid béo không tạo cholesterol) hơn so với triacylglycerol (Toldrá,2007). Tầm quan trọng của chất béo: Chất béo ảnh hưởng đến các tính chất cảm quan của sản phẩm thịt, do nó có vai trò là tiền chất của các hợp chất dễ bay hơi và nó cũng có vai trò như một dung môi cho các hợp chất tạo hương, hầu hết trong số đó là lipophillic (Leland, 1997). Hơn nữa, chất béo ảnh hưởng đến việc giải phóng hương vị (do làm giảm áp suất hơi của hợp chất lipophillic) và ổn định các hợp chất tạo hương bằng cách can thiệp vào khả năng hòa tan của chất phản ứng (nước và axit) (Leland, 1997). Mặt khác, sự phân giải của các protein cũng hình thành các hợp chất thơm (Ordóñez & cs, 1999). Ngoài ra, protein ảnh hưởng đến giải phóng và nhận thức hương vị bởi vì chúng tương tác với thành phần chất tạo hương và ảnh hưởng đến nồng độ các hợp chất dễ bay hơi (Pérez-Juan, Flores, và Toldrá, 2007). Nhiều tác giả đã nghiên cứu các hợp chất dễ bay hơi của một số chất rắn thực phẩm, tuy nhiên ít chú ý đến việc phân phối các hợp chất dễ bay hơi trong số các phần khác nhau của chất nền rắn. Gkatzionis, Linforth, và Dodd (2009) việc tạo hương ở ba phần khác nhau của phomai Blue. Tuy nhiên,nó không có sự đóng góp của các mô nạc và mỡ để hình thành và duy trì mùi hương trong suốt quá trình chế biến xúc xích lên men khô. Thông tin này có thể hữu ích cho lựa chọn công nghệ để tăng cường sự hình thành các hợp chất tạo hương.2.1.2. Khảo sát sự phân bố của các hợp chất bay hơi ở mô nạc và mỡ trong chế biến xúc xích lên men khô có bổ sung nitrate hoặc nitrite. Lên men xúc xích Hai mẻ xúc xích lên men chậm, một mẻ có chứa natri nitrit và một mẻ có chứa kali nitrat, được sản xuất với thịt lợn nạc (80%), mỡ (20%), natri clorua, lactose, dextrin, natri caseinat, glucose và natri ascorbate theo Olivares, Navarro, và Flores (2009). Ở ngày 0 lấy 200 g của hỗn hợp thịt băm nhỏ và hai xúc xích từ mỗi mẻ được chọn ngẫu nhiên đem sấy trong 11, 21 và 42 ngày, sau đó hút chân không lưu trữ (91 ngày ). Mỗi xúc xích được thái mỏng, đóng gói chân không và bảo quản ở 200C cho bước phân tích hóa học. Đối với phân tích sự bay hơi, từ mỗi miếng xúc xích (dày 2 cm ) lấy nạc và mỡ dưới da. Mỗi phần nhỏ, nạc và mỡ, được băm với nitơ lỏng trong 0,75 mg butylated hydroxytoluene (BHT) để ngăn chặn quá trình oxy hóa. Các mẫu đồng nhất được gói trong giấy nhôm, chân không đóng gói và đông lạnh ở -200 C. Một gam mẫu đồng nhất được sử dụng cho phân tích GC-MS. Phương pháp Multiple HS-SPME kết hợp với GC-MS được áp dụng để đo tổng hàm lượng hợp chất dễ bay hơi trong mỗi phần để xác định hiệu quả sự hình thành và duy trì mùi hương. Kết quảHàm lượng protein và chất béo tăng ở cả hai mẻ trong suốt quá trình sấy do ẩm được tách ra (Bảng 2.1)Bảng 2.1: Phần trăm độ ẩm, hàm lượng béo và nạc trong quá trình làm chín xúc xích lên men khô có bổ sung nitrate hoặc nitrite theo Wirth 1988
Không có sự khác biệt về hàm lượng nạc hoặc mỡ ở mỗi mẻ. Khi bổ sung nitrate thì độ ẩm cao hơn một chút (p <0,05) mặc dù sự khác biệt này chỉ là 1% độ ẩm tương đối.Bảng 2.2: Hàm lượng các hợp chất bay hơi được xác định bằng phương pháp GC-MS.
Có 42 hợp chất thơm đã được tìm thấy trong xúc xích lên men (Bảng 2). Tuy nhiên, chỉ 12 hợp chất được định lượng ở các mô nạc và mô mỡ trong suốt quá trình sấy (7 aldehyte, 2 ketone, 2 ester và 1 rượu ) bởi vì thực hiện theo phương pháp multiple HS-SPME chỉ có những các hợp chất có sự phân rã theo cấp số nhân có điểm cực trị địa phương mới chiết xuất được. Các hợp chất 3-methylbutanal và 2-methylbutanal có thể không định lượng được bằng phương pháp này. Trong mọi trường hợp, nồng độ được xác định là lượng hợp chất dễ bay hơi có trong thịt hoặc mỡ trên 1g xúc xích. Nạc chứa hàm lượng hợp chất bay hơi cao hơn mỡ và càng tăng lên theo thời gian xử lý ( bảng 2.1). Nói chung, nồng độ của tất cả các hợp chất tăng trong suốt quá trình làm khô ( curing process) ở cả hai mô. Như Olesen, Meyer, và Stahnke (2004) cho thấy các hợp chất dễ bay hơi được hình thành và giữ lại trong suốt quá trình lên men và làm khô (curing process). Trong biểu đồ hình cột các hợp chất aldehyde (Hình 2.1), nồng độ hợp chất dễ bay hơi được tìm thấy trong nạc cao hơn đáng kể so với trong mô mỡ, ngoại trừ pentanal và hexanal có nồng độ tương tự ở cả 2 mô trong suốt quá trình và octanal cũng vậy tại ngày 21.
Hình 2.1: Nồng độ hợp chất andehyde: pentanal (a), hexanal (b), heptanal (c), octanal (d) và nonanal (e) trong mô nạc và mô mỡ trong suốt quá trình làm chín của sản xuất xúc xích lên men khô có bổ sung nitrite hoặc nitrate. Các kí tự khác nhau trong cùng 1 giai đoạn cho biết sự khác nhau đáng kể của hàm lượng chất bay hơi chứa trong mô nạc và mô mỡ. Hợp chất tăng 1-octen-3-ol, 2-pentanonevà 2- heptanone (Hình 2.2) cho thấy trong mọi trường hợp, chúng tập trung nhiều ở phần thịt hơn mỡ. Hợp chất 2-pentanone ở 91 ngày và 2-heptanone ở 21 ngày, không có sự khác nhau giữa 2 mô.
Hình 2.2: Nồng độ của 1-octen-3-ol (a), 2-pentanone (b) và 2-heptanone (c) trong mô nạc và mô mỡ trong suốt quá trình làm chín của xúc xích lên men khô có bổ sung nitrate hoặc nitrite. Các kí tự khác nhau trong cùng 1 giai đoạn cho biết sự khác nhau đáng kể của hàm lượng chất bay hơi chứa trong mô nạc và mô mỡ. Trong quá trình làm khô xúc xích lên men, chất béo trong cơ bắp và các mô mỡ bị phân giải, chủ yếu là do enzyme lipolysis và các phản ứng oxy hóa. Lipolysis của TG và PL dẫn đến sự hình thành các axit béo tự do (FFA), là các chất nền cho quá trình oxy hóa, đặc biệt là acid béo chưa no (oleic, linoleic và linolenic) (Gandemer, 2002). Các hợp chất dễ bay hơi chính tạo ra thông qua quá trình oxy hóa lipid đó là aldehyt, methyl ketones và rượu mặc dù nguồn gốc chính của chúng là do sự β-oxy hóa của FFA do Staphylococci (Ordóñez et al, 1999). Trong nghiên cứu này,5 aldehyde (pentanal, hexanal, heptanal, octanal và nonanal), 2 cetone (2 pentanone và 2-heptanone ) và một rượu không no (1-octen-3-ol) có ở cả mô mỡ và nạc dưới da. Những phát hiện này chỉ ra rằng chất béo từ cả hai phần đóng vai trò như chất nền cho các phản ứng oxy hóa để tạo thành các hợp chất dễ bay hơi với để tạo hương thơm. Hơn nữa, nồng độ cao nhất được tìm thấy trong mô nạc có thể là do quá trình oxy hóa PL vì chúng giàu PUFA so với TG (Marco,Navarro, & Flores, 2006). Vì vậy, có thể nói rằng PL có ảnh hưởng lớn đến việc làm tăng hương vị. Trong thực tế, Molly, Demeyer, Civera, và Verplaetse (1996) và Zanardi, Ghidini, Battaglia, và Chizzolini (2004) chỉ ra rằng béo không bão hòa đa axit được giãi phóng chủ yếu là từ các lipit có cực. Tuy nhiên, cho đến bây giờ tầm quan trọng của các hợp chất bay hơi vẫn không được xác nhận là có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa lipid trong mô nạc của xúc xích lên men khô và ảnh hưởng đến sự tạo hương. Đối với việc sử dụng muối ướp khác nhau, chỉ có ý nghĩa khác biệt trong sự tập trung của các hợp chất dễ bay hơi đến từ tự oxi hóa lipid đã được tìm thấy ở cuối của quá trình làm khô (42 ngày), nơi có chứa nhiều nitrite cho thấy hàm lượng heptanal, octanal và nonanal có nhiều trong cả hai mô, mỡ và nạc. Tuy nhiên, sau quá trình hút chân không (91 ngày) sự khác biệt này biến mất. Những kết quả này đồng ý với Marco, Navarro, và Flores (2006, 2008) đã báo cáo một số khác biệt quan trọng trong quá trình oxy hóa lipid ở các sản phẩm trong xúc xích lên men chậm khi thêm nitrite hoặc nitrat, mặc dù Stahnke (1995) chỉ ra rằng nitrat làm tăng aldehyt. Trong trường hợp lipid là sản phẩm của quá trình β-oxy hóa, việc sử dụng nitrite cho kết quả cao hơn đáng kể về số lượng 2-pentanone (11 ngày ) và 2-heptanone (42 ngày ) trong mô nạc và 2-pentanone (21 ngày ) trong cả hai mô. Marco et al. (2006) tìm thấy một lượng lớn hơn của 2-pentanone và 2-heptanone trong xúc xích khi thêm nitrite trong suốt quá trình sản xuất. Ngoài ra, Stahnke (1995) chỉ ra rằng quá trình β-oxy hóa có vẻ gia tăng khi bổ sung nitrite, đặc biệt là nếu nhiệt độ chế biến thấp, như trong nghiên cứu của chúng tôi là quá trình làm chín thực hiện ở nhiệt độ thấp (làm chậm quá trình lên men). Liên quan đến hai nhánh aldehyt, nồng độ được thể hiện trong hình 2.3a và b (3-methylbutanal và 2-methylbutanal tương ứng). Cả hai đều có số lượng nhiều trongmô nạc trong suốt quá trình sản xuất. Con đường chính 3-methylbutanal và 2-methylbutanal được tạo ra là sự dị hóa của axit amin nhánh leucine và isoleucine, tương ứng (Ordóñez et al, 1999.). Các acid amin là thành phần của protein, đương nhiên nó có mặt trong mô nạc. Mặt khác, chất béo dưới da đóng vai trò như một dung môi cho các hợp chất tạo hương. Đối với các loại muối được sử dụng, có một sự khác biệt đáng kể nồng độ các hợp chất ở các mô nạc vào ngày 11. Trong trường hợp của 3 methylbutanal, nó đã có nồng độ cao khi sử dụng muối nitrat, trong khi 2-methylbutanal khi sử dụng nitrit có nhiều trong mô nạc. Ngoài ra, 2-methylbutan có số lượng cao đáng kể trong mỡ khi sử dụng nitrat ở ngày thứ 91. Một số tác giảcó báo cáo tác động tích cực của các nitrat tạo ra hợp chất đến từ sự tạo ra các axit amin (Marcoet al, 2006, 2008;. Stahnke, 1995) và kết quả của chúng tôi là phù hợp một phần.
Hình 2.3: Nồng độ của các nhánh aldehyhe: 3-methylbutanal (a), và 2-methylbutanal (b), và esters: ethyl 3-methyl butanoate (c), và ethyl hexanoate (d) trong nạc và mỡ trong suốt quá trình làm chín của xúc xích lên men khô có bổ sung nitrate hoặc nitrite. Các kí tự khác nhau trong cùng 1 giai đoạn cho biết sự khác nhau đáng kể của hàm lượng chất bay hơi chứa trong mô nạc và mô mỡ (p < 0.05) among volatile content of lean and fat tissues.  Trong nhóm các este, hàm lượng của ethyl 3-methylbutanoate và ethyl hexanoate (Hình 2.3c, d, tương ứng) trong nạc luôn cao hơn mỡ. Talon,Chastagnac, Bergnais, Montel, và Berdagué (1998) chỉ ra rằng các sản xuất các este trong xúc xích phụ thuộc vào sự có mặt của ethanol và acid khác nhau, cũng như về hoạt động esterase của Staphylococci. Rượu và axit có thể được tạo ra bởi sự khử hoặc quá trình oxy hóa của aldehyt hình thành với sự oxy hóa lipid và phân giải protein, do đó chúng có mặt trong cả hai mô. Mặt khác, việc sử dụng các nitrat hoặc nitrite không ảnh hưởng đến lượng este ngoại trừ ethyl 3-methylbutanoate ở ngày thứ 91, cho thấy hàm lượng nhiều nhất trong mô mỡ khi sử dụng nitrite. Trước công trình (Marco et al., năm 2006,2008; Stahnke, 1995) chứng tỏ rằng lượng este trong xúc xích khi thêm nitrate nhiều hơn thêm nitrite. Tuy nhiên, trong trường hợp chúng tôi thấy có một vài khác biệt. Một số công trình chỉ ra rằng việc bổ sung nitrate tạo các hợp chất dễ bay hơi cao hơn sự phản ứng oxi hóa lipid, phân hủy acid amin và các hoạt động esterase của Staphylococcus, trong khi thêm nitrit vào tạo các hợp chất bay hơi nhiều hơn sự β-oxy hóa của sản phẩm (Marco và cộng sự, 2006;. Stahnke, 1995). Sự gia tăngcác hợp chất dễ bay hơi phát sinh từ sự phân hủy acid amin trong xúc xích khi thêm nitate cao hơn là do 1 số vi sinh vật và nitrate tác động đến sự trao đổi chất của vi sinh vật. Tuy nhiên, hiệu ứng này chưa được tìm thấy trong các nghiên cứu hiện nay làsự phát triển của vi khuẩn acid lactic và Staphylococci cao hơn ở mẻ nitrite và điều này có thể là nguyên nhân không có sự khác biệt giữa 2 mẻ. Trên thực tế đã có một nghiên cứu trong việc tạo ra của các hợp chất thơm từ xúc xích lên men khô (Flores & Olivares, 2008) trong sự hiện diện của nước bọt và chất chống oxy hóa. Tuy nhiên, các nghiên cứu về phân phối các hợp chất dễ bay hơi trong chất nền thịt( meat matrix) là quan trọng vì nó giúp ta hiểu được sự tương tác giữa chúng và các thành phần của chất nền ảnh hưởng đến giải phóng hương vị. Chất béo làm giảm sự phóng thích các hợp chất tạo hương,làm các phần tử xích lại gần nhau, tăng áp lực hơi, tạo ra khoảng trống chứa hợp chất dễ bay hơi từ đó không làm mất các hợp chất thơm này (Leland, 1997). Tóm lại Mười hai hợp chất dễ bay hơi được định lượng phương pháp multiple headspace- solid phase microextraction (multiple HS-SPME) kết hợp với sắc ký khí và phương pháp khối phổ (mass selective detector (GC–MS) ) trong các mô nạc và mô mỡ. Các mô nạc chứa lượng lớn các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ : + Quá trình oxy hoá lipid (heptanal, octanal, nonanal, 1-octen-3-ol, 2-pentanone và 2 heptanone) + Sự biến đổi của các acid amin (2 và 3methylbutanal) + Hoạt động của enzyme esterase (ethyl 3-methylbutanoate và hexanoate ethyl). Tuy nhiên, các hợp chất pentanal và hexanal có nồng độ tương tự trong cả hai mô. Có một ít sự khác biệt về nồng độ các hợp chất dễ bay hơi do tác nhân làm khô trong suốt giai đoạn làm chín mặc dù không còn sự khác biệt sau khi bảo quản chân không. Cả hai loại mô và các tác nhân bảo quản ( curing agent) trong sản xuất ảnh hưởng mạnh sự hình thành và phân phối các hợp chất dễ bay hơi. Nói chung, các mô nạc đã có hàm lượng các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ sự phân hủy protein và lipid cao hơn so với các mô mỡ chỉ góp phần làm gia tăng hương vị. Cho vào 1 ít chất béo trong nạc, hàm lượng cao nhất các hợp chất có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa lipid chỉ ra rằng các hợp chất này chủ yếu xuất phát từ quá trình oxy hóa các của PUFA có trong PL của mỡ ở cơ. Ngoài ra,chất béo cũng góp phần để giữ hương vị của các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ các axit amin (nhánh aldehyt) và este trong đó. Mặt khác, việc sử dụng các các loại muối khác nhau ảnh hưởng đến nồng độ của một số hợp chất bay hơi ở vài giai đoạn trong quá trình chế biến trong cả mô nạc và mô mỡ, tăng hàm lượng các hợp chất thơm khi bổ sung thêm nitrite. Tuy nhiên, sau khi bảo quản chân không các tác nhân bảo quản ( curing agent) không ảnh hưởng đến hàm lượng các hợp chất dễ bay hơi trong cả hai mô. Ảnh hưởng của hàm lượng béo lên sự tạo hương trong quá trình chế biến xúc xích lên men khô Sự thủy phân và oxi hóa lipid Hàm lượng chất béo của xúc xích khác nhau giữa các mẫu ở thời điểm sau 63 ngày chế biến, cao nhất là trong mẫu HF (high fat) và nhỏ nhất là trong mẫu LF (low fat). Tại ngày 0, không có sự khác biệt về tổng lượng FFA (free fatty acid) trong 3 mẫu và tổng lượng FFA dao động 162-220 mg/100 g DM (dry matter), ( 0,38-0,58% của tổng số hàm lượng lipid). Sự tăng FFA trong khi chế biến là kết quả của sự thủy phân lipid. Vào cuối quá trình chế biến, lượng FFA cao hơn đáng kể trong xúc xích HF (1257 mg/100 g dm) so với xúc xích có hàm lượng LF và MF (medium fat) (977 và 1081 mg/100 g dm, tương ứng), mặc dù hàm lượng tồng của FFA tương tự (2,9% của tổng số hàm lượng lipid) trong ba mẫu. Do đó, lượng FFA tỷ lệ thuận với lượng chất béo trong thịt lợn được sử dụng trong sản xuất của xúc xích. Các kết quả này phù hợp với các nghiên cứu của Molly, Demeyer, Civera,và Verplaetse (1996) và Marco, Navarro, và Flores (2006) người báo cáo rằng tỷ lệ chủ yếu của FFA từ triglycerides có trong mỡ dưới da. TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) như là một chỉ số của quá trình oxy hóa lipid (Hình 1). TBARS tăng lên trong quá trình lên men và sấy khô ở tất cả các mẫu từ khoảng 0,3 đến 1,3-1,7 mg MDA /kg dm . Tuy nhiên, không có sự khác biệt giữa các lô đã được phát hiện cho đến khi kết thúc quá trình, khi HF xúc xích có giá trị cao hơn TBARS LF xúc xích . Các giá trị lipid oxy hóa cao nhất cũng đã được phát hiện trong xúc xích có hàm lượng chất béo cao bởi Soyer và Ertas (2007) và Liaros et al. (2009). Ngược Muguerza et al. (2003) báo cáo giá trị TBARS cao hơn trong xúc xích chất béo HF. Tóm lại, thịt heo được dùng sản xuất xúc xích HF làm gia tăng quá trình thủy phân và oxy hóa lipid. Các phản ứng này có liên quan đến sự hình thành hương vị trong xúc xích khô (Gandemer, 2002) nhờ vào tiền chất hương vị,và các axit béo tự do. Tuy nhiên, cho đến bây giờ chưa có 1 báo cáo nào đề cập dến chất béo hoạt động không chỉ như là một nguồn mà còn là một dung môi cho các hợp chất hương vị trong xúc xích khô.

Hình 2.4: Nồng độ TBARS (mg MDA/kg DM) trong quá trình chế biến xúc xích lên men khô với các hàm lượng béo khác nhau: LF, MF, HF Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo thành các hợp chất bay hơi trong quá trình chế biến: Sự tự oxi hóa lipid: Thời gian chín ảnh hưởng đến sự đa dạng của các hợp chất tạo hương, ngoại trừ nonane, 2-heptenal, 1 - heptanol và 2,4-decadienal. Nhìn chung số lượng các hợp chất dễ bay hơi tăng lên cho đến 43 ngày và sau đó duy trì không đổi không đổi (Hình 2.5a). Ngoài ra, cũng có một mối quan hệ giữa FFA và số lượng các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ quá trình tự oxi hóa lipid .Ví dụ, các hợp chất 2-hexenal, 2-heptenal và 2,4-decadienal đã cao hơn đáng kể trong xúc xích HF so với xúc xích LF tại 42 và 63 ngày.Các hợp chất này được tạo ra từ sự phân giải của linolenic và linoleic axit, những chất này cũng có nồng độ cao trong xúc xích có hàm lượng chất béo cao tại 42 và 63 ngày. Ngoài ra, một mối tương quan đã được phát hiện giữa những giá trị TBARS và số lượng các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ quá trình tự oxi hóa lipid. Những kết quả này trái ngược với kết quả của Muguerza và cộng sự.(2003) đã báo cáo, chỉ số và số lượng sản phẩm của quá trình tự oxy hoá lipid trong xúc xích LF cao hơn và nhiều hơn so với trong xúc xích HF. Quá trình β oxi hóa của chất béo: Thời gian chế biến ảnh hưởng sự phong phú của các hợp chất dễ bay hơi được sản xuất bởi quá trình β oxy hóa của chất béo trừ 2 - octanone. Số lượng các hợp chất dễ bay hơi tăng mạnh cho đến ngày thứn8 và sau đó không đổi (Hình 2b). Hàm lượng chất béo ảnh hưởng đến lượng các chất bay hơi như 2,3-pentanedione, 2-heptanone, 1-octen-3-ol, 2-nonanone và 2 - undecanone. Vào ngày thứ 18, xúc xích LF có hàm lượng các chất bay hơi cao hơn đáng kể so với xúc xích HF về 2-heptanone và 2 - nonanone. Ngoài ra, ở phần cuối của quá trình (42 và 63 ngày) xúc xích LF cho thấy sự hàm lượng lớn nhất của nonanone-2 và 2 undecanone-, trong khi HF xúc xích cho thấy sự hàm lượng cao nhất 2,3-Dione-Pentan và 1-octen-3 -ol.. Ngoài ra Bovolenta et al.(2008) phát hiện mùi mốc mà họ cho là của 1-octen-3-ol trong xúc xích HF.. Những kết quả này có thể có nghĩa là quá trình oxy hóa lipid β-tạo ra các chất dễ bay hơi không chỉ phụ thuộc vào lượng chất mà cón các điều kiện môi trường cho vi khuẩn phát triển, (Olivares và cộng sự, 2010.). Quá trình lên men cacbohydrate Các hợp chất dễ bay hơi từ sự lên men cacbohydrate bị ảnh hưởng bởi cả thời gian xử lý và hàm lượng chất béo, ngoại trừ 3-hydroxy-butanone-2 không bị ảnh hưởng bởi hàm lượng chất béo. Số lượng các chất bay hơi tăng mạnh từ ngày 9 đến ngày 18, đặc biệt là xúc xích LF, và sau đó nó giảm cho đến khi kết thúc quá trình (Hình 2.5c) Các hợp chất phổ biến nhất là axit axetic, tiếp theo là acetaldehyde butanoic, axit và ethanol. Những hợp chất này phong phú hơn trong xúc xích LF trừ ethanol là chất có nhiều nhất trong xúc xích HF. Sự lên men cacbonhydrate bằng vi sinh vật diễn ra trong những ngày đầu tiên của chế biến gây ra sự suy giảm độ pH và tạo ra các chất dễ bay hơi .Olivares et al.(2010) báo cáo là trong xúc xích LF việc giảm hàm lượng chất béo làm giảm pH nhanh hơn ở đầu của quá trình này, mặc dù không có sự khác biệt đã được quan sát trong giai đoạn sau. Tóm lại, các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ quá trình lên men carbohydrate đã phong phú hơn trong xúc xích LF nạc nhiều và nước nhiều. Sự phân giải acid amin: Sự tạo thành các hợp chất dễ bay hơi có nguồn gốc từ sự phân giải acid amin được thể hiện trong hình 2.5d. Thời gian làm chín ảnh hưởng đáng kể các hợp chất dễ bay hơi trừ dimethyl trisulphide và 3 - methylthio-propanol. Sự tạo ra các hợp chất tạo hương tăng lên cho đến ngày 18 và sau đó nó vẫn không đổi trong suốt quá trình chín. Hơn nữa, chất béo cũng ảnh hưởng đến hàm lượng của các chất thuộc nhóm này trừ 2-methylpyrazine, 2,6 - dimethylpyrazine, trisulphide dimethyl, benzeneacetaldehyde và rượu ethyl phenyl. Trong quá trình làm chín xúc xích, protein của mô nạc bị thủy phân sản xuất axit amin tự do ,các axit amin này được chuyển đổi thành các hợp chất dễ bay hơi khác nhau (Toldrá, Sanz, & Flores, 2001). Hàm lượng các chất dễ bay hơi tăng mạnh tại ngày thứ 18 chủ yếu là do các chất 3-methylthiophene, aldehyde 3-methyl-2-buten-1-ol và-Benz. Ở thời điểm cuối lượng cca1c hợp chất bay hơi nhìu hơn trong mẫu LF so với MF va HF Hoạt động Esterase của Staphylococcus Hoạt động Esterase của Staphylococcus sản xuất 15 hợp chất este, 12 methyl và 3 este ethyl .Thời gian làm chín đã ảnh hưởng hàm lượng của tất cả các este trừ methyl hexanoate. Trong quá trình chế biến, lượng cách chất ester tăng và đạt cực dại vào ngày 18 sau đó giảm 1 cách chậm chạp (Hình 2.5e). Mặt khác, hàm lượng chất béo ảnh hưởng đáng kể lượng các chất dễ bay hơi của tất cả các este trừ methyl acetate, propanoate methyl, methyl 2-hydroxy propanoate và decan oate-methyl. Nói chung, xúc xích LF và MF chứa nhiều este methyl trong giai đoạn đầu tiên mặc dù vài sự khác biệt trong mẫu ở cuối tiến trình. Ngược lại, este etyl có hàm lượng cao hơn trong xúc xích HF tại ngày 42 và 63.Este có ngưỡng phát hiện mùi rất thấp và tạo ra hương thơm trái cây (Stahnke, 199