Tiểu luận Tác hại của vi sinh vật trong quá trình chế biến và bảo quản thủy hải sản

Lời nói 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 . 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 .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. Với đề tài tiểu luận “Tác hại của vi sinh vật trong quá trình chế biến và bảo quản thủy hải sản”, chúng em xin trình bày một số tác hại của vi sinh vật và những loài vi sinh vật thường gặp trong quá trình bảo quản và chế biến thủy hải sản. Do trình độ và thời gian có hạn nên bài tiểu luận vẫn còn một số sai sót nhất định mong cô thông cảm .Chúng em xin chân thành cám ơn. Chương I: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN Thành phần hóa học gồm: nước, protein lipid, muối vô cơ, vitamin... Các thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện sinh sống... Ngoài ra, các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường sống, kích cỡ cá và các đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học, đặc biệt là ở cá nuôi. Bảng :Thành phần hóa học của cá (%)(Nguồn: Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) Bảng: Tên và thành phần hóa học thịt của một số loài cá thường đánh bắt được ở Việt Nam (Nguồn: Sách”Cá , thịt và chế biến công nghiệp” , NXB Khoa học và kỹ thuật) Tên cá Protein(%) Lipit(%) Các chất khác Nước(%) Nục chuối 24,21 1,49 72,90 Trích lầm 22,34 2,00 75,13 Trích xương 21,60 2,07 1,10 76,00 Chai 21,70 0,57 0,92 77,30 Chỉ vàng 21,40 1,59 1,10 77,00 Đuối 20,80 0,87 1,00 78,80 Thu vạch 20,90 1,02 1,53 76,20 Ngân 21,11 1,55 76,94 Phèn một sọc 20,60 1,40 1,15 76,60 Phèn khoai 20,60 1,79 1,77 76,70 Hồng 20,60 1,38 1,30 74,30 Bạc má 20,00 2,80 1,86 76,60 Chuồn đất 19,50 0,48 77,50 Dưa 19,40 0,66 1,10 80,70 Cam 18,80 7,70 1,35 73,50 Bò 18,60 0,59 1,25 79,00 Bạch điều 18,70 0,92 1,03 78,70 Đú bạc 18,40 1,18 1,03 80,70 Mòi 15,77 4,44 1,49 80,70 Các loài cá đánh bắt được ở nước ta hầu hết đều có hàm lượng protein cao và hàm lượng lipit thấp. Bảng 2: Thành phần hóa học của một số loài thủy sản Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) Thành phần Loài Protein % Lipid % Glucid % Tro % Canxi mg% Phosphat mg% Fe m% Mực 17-20 0,8 - - 54 - 1,2 Tôm 19-23 0,3-0,4 2 1,3-1,8 29-30 33-67 1,2-5,1 Hàu 11-23 1-2 - 2,2 0,21 - - Sò 8,8 0,4 3 4 37 82 1,9 Trai 4,6 1,1 2,5 1,9 668 107 1,5 Ốc 11-12 0,3-0,7 3,9-8,3 1-4,3 1310-1660 51-1210 - Cua 16 1,5 1,5 - 40 - - Những thành phần hóa học này sau khi các động vật thủy sản chết đi sẽ trở thành nguồn dinh dưỡng cho các loài vi sinh vật .Các vi sinh vật sử dụng nguồn dinh dưỡng này rồi thải ra các chất gây ra sự ươn hỏng,mùi khó chịu . Chương II:HỆ VI KHUẨN CỦA CÁC ĐỘNG VẬT THỦY SẢN VỪA MỚI ĐÁNH BẮT 2.1 Hệ vi khuẩn ở cá vừa mới đánh bắt: Ở cá tươi vừa mới đánh bắt có thể tìm thẩy vi khuẩn ở tên da (102 - 107cfu/cm2), mang (103- 109cfu/g) và nội tạng (103 - 109cfu/g).Còn ở trên thịt và các cơ quan bên trong khác lại có rất ít vi khuẩn hiện diện.Tùy thuộc vào môi trường đánh bắt mà ta có các hệ vi sinh vật có trong cá khác nhau hơn là tùy thuộc vào từng loài cá. 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.Hệ vi sinh vật ở cá nước ngọt khác với ở cá nươc mặn. 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. Hình1 : số lượng vi khuẩn ở cá vừa mới đánh bắt được(Nguồn: Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) Bảng 3:Hệ vi khuẩn ở cá đánh bắt từ vùng nước không bị ô nhiễm (Nguồn:Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) 2.2 Hệ vi khuẩn ở một số loài động vật thủy sản vừa mới đánh bắt 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. Hệ vi sinh vật của tôm bao gồm hai nguồn gốc: có sẵn trong tôm trước khi đánh bắt và lây nhiễm từ không khí, nước, đất… sau khi đánh bắt, vận chuyển, sơ chế…Nhìn chung hệ vi sinh vật trên tôm cũng như cá gồm chủ yếu các vi sinh vật gây thối rữa. Trong đầu tôm thường chứa nhiều vi khuẩn Pseudononas flourescens, Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus, Proteus vugaris… Hệ vi sinh vật của tôm phụ thuộc vào điều kiện sống, điều kiện đánh bắt, vận chuyển, bảo quản và sơ chế Hình 2 :Vi khuẩn có trong tôm vừa mới đánh bắt (Nguồn:Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) Vi khuẩn hiện diện ở loài thân mềm giống với vi khuẩn trong cá biển nhưng số lượng vi khuẩn G+ như Bacillus, Micrococcus, Enterobacteriaceae , Streptococcus chiếm số lượng lớn hơn. Chương III: NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CÁ SAU KHI CHẾT Cá từ khi đánh được đến khi chết, trong cơ thể nó bắt đầu có hàng loạt sự thay đổi về vật lý và hóa học. Những sự biến đổi này được thể hiện qua sơ đồ: 3.1Hiện tượng tê cứng xác cá Các biến đổi cảm quan là những biến đổi mà chúng ta có thể qua sát được như màu sắc, mùi, cấu trúc …Ngay sau khi cá chết, sẽ xuất hiện một số hiện tượng liên quan đến ngoại dạng, cấu trúc.Ngay sau khi chết , các cơ của cá duỗi ra, làm cho cá mềm và dễ uốn,ấn vào thì đàn hồi. Sau một thời gian nhất định thì các sợi cơ co lại làm cho thân cá không mềm nữa mà trở nên cứng đơ , trạng thái này gọi là hiện tượng cứng xác.Khi ở trong tình trạng cứng xác này thì toàn bộ cơ thể cá khó uốn cong. Trạng thái tê cứng xác này thường kéo dài trong một ngày hoặc dài hơn. Khi hiện tượng này kết thúc thì các cơ của cá duỗi ra , mềm đi nhưng không còn đàn hồi như trước nữa. Sau đó ở cá sẽ xảy ra một số biến đổi khác như biến đổi về chất lượng, biến đổi tự phân giải .Những biến đổi này tạo ra những điều kiện thuận lợi cho các loài vi khuẩn hoạt động. 3.2Những biến đổi về chất lượng: Đối với cá tươi hoặc cá ướp đá ta có thể phát hiện những biến đổi về chất lượng thay đổi ở 4 pha như sau: Pha 1:Cá khi vừa mới đánh bắt xong rất tươi, và có vị đặc trưng cho từng loài. Nhiều khi có mùi rong biển và vị tanh rất nhẹ của kim loại. Pha 2:Cá mất đi các mùi và vị đặc trưng. Thịt cá có pH trung tính nhưng không có mùi lạ, cấu trúc các cơ thịt vẫn còn tốt. Pha 3:Bắt đầu có các dấu hiệu ươn hỏng , cũng tùy theo từng loài cá sẽ xuất hiện các mùi vị khác nhau. Một trong các chất bay hơi có thể là Trimethylamin(TMA) do vi khuẩn sinh ra trong quá trình khử Trimethylamin Oxi(TMAO) . TMA có mùi cá tanh rất đặc trưng. Lúc đầu của pha này mùi ươn có thể hơi chua ,mùi như trái cây và ở một số loài cá béo có thể xuất hiện các mùi ôi dầu. Trong giai đoạn tiếp theo đến hết pha này sẽ xuất hiện các mùi như mùi tanh ngọt , mùi khai, mùi lưu huỳnh. Cấu trúc của cá trở nên mề và sũng nước hoặc khô và dai. Pha 4:Đặc trưng của pha này chính là sự ươn hỏng và thối rửa. 3.3Các biến đổi tự phân giải Khi cá chết đi,cơ thể cá sẽ ngừng hoạt động và bắt đầu chu trình phân hủy các hợp chất giàu năng lượng và phân giải glycogen. Các quá trình phân giải đầu tiên trong cơ thể cá xảy ra đối với các cacbohydrat và các nucleotid. Khi cá vừa chết, trong một giai đoạn ngắn các tế bào vẫn tiếp tục các quá trình sinh lý bình thường nhưng ngay sau đó sự sản sinh Adenozim Triphosphate(ATP) ngừng lại. ATP bị phân hủy trở thành Inosine Monophosphate(IMP) bởi các Enzym nội bào .Tiếp đến là sự phân giải IMP tạo thành Inosine và hypoxanthine với các xúc tác chính bởi enzyme nội bào IMP phosphohydrelase và inosine ribohdrolase, cùng với sự tham gia của các enzym của các vi khuẩn xuất hiện trong thời gian bảo quản.ATP bị phân hủy xảy ra theo một loạt phản ứng tự phân: Quá trình tự phân diễn ra cùng một kiểu đối với các loài cá tuy nhiên lại diễn ra với các tốc độ khác nhau tùy theo từng loài. Diễn ra song song với quá trình phân hủy ATP là sự phân giải Glycogen . Glycogen được men glycogis phân hủy trong điều kiện không có oxy bằng dẫn đến sự tích lũy acid lactic làm giảm pH của cơ thịt cá. Nói chung, các loài cá có ít Glycogen hơn so với các loài động vật có vú nên sau khi chết lượng acid lactic sinh ra ít hơn so với các loài động vật có vú . Vì thế pH của cá cao hơn nên dễ bị các vi khuẩn tấn công hơn. Tiếp đến là sự phân cắt TMAO tạo thành TMA . Trimethylamin là một amin dễ bay hơi và có mùi khó chịu đặc trưng cho sự ươn hỏng của cá và các loài thủy hải sản. Sự gia tăng của TMA trong thủy hải sản phụ thuộc vào hàm lương TMAO có trong chúng.Tiến trình này được ức chế khi cá được làm lạnh. Ngoài các quá trình phân giải trên ,vẫn có một số quá trình tự phân diễn ra. Tất cả các qua trình tự phân giải được tóm gọn ở bảng sau: Bảng :Tóm tắt những biến đổi trong quá trình tự phân giải của cá ươp lạnh(Nguồn: Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) Enzym Cơ chất Các biến đổi xảy ra Ngăn chặn/kìm hãm Enzym phân giải Glycogen Glycogen - 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 00C càng tốt. Enzym gây ra tự phân giải, liên quan đến sự phá hủy nucleotid ATP ADP AMP IMP Mất mùi cá tươi, dần dần xuất hiện vị đắng do Hx (ở những giai đoạn sau) -Tương tự như trên. - Bốc dỡ vận chuyển mạnh tay hoặc đè nén sẽ làm tăng sự phá hủy Cathepsin Các protein Các peptid Mô bị mềm hóa gây khó khăn hoặc cản trở cho việc chế biến Tránh mạnh tay khi thao tác lúc bảo quản và bốc dỡ. Chymotrypsin, trypsin, cacboxypeptidase Các protein Các peptid Tự phân giải khoa bụng của các loài 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. Calpain Các protein sợi cơ Làm mềm mô cá Loại bỏ canxi để ngăn chặn quá trình hoạt hóa TMAO demethylase TMAO Tạo ra formaldehyt làm cứng cơ của họ cá tuyết khi đông lạnh - Bảo quản cá ở nhiệt độ <-300C - Tác động vật lý quá mức và quá trình đông lạnh/rã đông làm tăng hiện tượng cứng cơ do FA Chương IV : TÁC HẠI CỦA VI SINH VẬT LÊN CÁC ĐỘNG VẬT THỦY SẢN Tác hại chủ yếu của vi sinh vật vào các động vật thủy hải sản là gây ra sự thối rữa, ươn hỏng .Khi cá bị ươn hỏng luôn có một hệ vi sinh vật tồn tại(spoilage flora). Hệ vi sinh vật gồm nhiều loại khác nhau nhưng chỉ có một số loại mới gây ra sư ươn hỏng (spoilage bacteria). Là những vi khuẩn đặc trưng gây nên sự biến mùi và vị có liên quan với sự hư hỏng. Một lượng lớn vi khuẩn trong cá ươn không có vai trò gì trong quá trình hư hỏng. Mỗi sản phẩm cá có những vi khuẩn gây hỏng đặc trưng riêng của nó và lượng vi khuẩn này (so với lượng vi khuẩn tổng số) có liên quan đến thời hạn bảo quản. Bảng: 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(Nguồn:Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) Bảng:Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình ươn hỏng của cá (Nguồn:Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005) 4.1 Quá trình gây hư hỏng của vi sinh vật trên cá Trước tiên vi khuẩn hiếu khí sử dụng nguồn năng lượng carbohydrate và lactate để phát triển tạo thành CO2 và H2O. Kết quả của tiến trình này làm giảm thế oxy hóa khử trên bề mặt sản phẩm. Dưới điều kiện này, vi khuẩn yếm khí (Alteromonas putrefacien, Enterobacteriaceae) phát triển khử TMAO thành TMA theo bởi các phản ứng sinh hóa: Sản phẩm tạo thành cuối cùng là TMA tạo mùi vị xấu cho cá. Trimethylamin oxyt (TMAO) : TMAO là thành phần đặc trưng và quan trọng của nhóm chất chứa nitơ phi protein. TMAO có chủ yếu trong các loài cá nước mặn và ít được tìm thấy trong các loài cá nước ngọt. Hàm lượng TMAO trong cá khác nhau tùy theo loài, điều kiện sinh sống, kích cỡ . TMAO có vai trò điều hòa áp suất thẩm thấu của cá, vì vậy giúp cá chống lại áp suất thẩm thấu gây ra do sự chênh lệch nồng độ muối trong nước biển. Sau khi cá chết đi , TMAO sẽ trải qua một quá trình khử dưới sự tác động của các loài vi khuẩn tạo thành TMA. Trimethylamin(TMA): là một amin dễ bay hơi có mùi khó chịu đặc trưng cho mùi thuỷ sản ươn hỏng . 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. Bước tiếp theo trong suốt quá trình ươn hỏng do vi sinh vật ở cá là sự phân hủy amino acid, cơ chế diễn ra như sau: Chỉ có một lượng nhỏ NH3 tạo thành trong giai đoạn tự phân giải nhưng phần lớn được tạo thành từ sự phân hủy các acid amin. TMA, NH3, amin được gọi chung là tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB), thường được sử dụng như chỉ tiêu hóa học để đánh giá chất lượng cá (chủ yếu là TMA). Giới hạn cho phép TVB-N/100g ở cá bảo quản lạnh là 30-35mg. Ở cá tươi hàm lượng TMA chiếm rất thấp. Sau thời gian bảo quản, vi khuẩn khử TMAO tạo thành TMA làm cho cá bị ươn hỏng. TMA là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá mức độ tươi của cá. Chất lượng cá bảo quản lạnh được gọi là tốt khi hàm lượng TMA-N/100g <1,5mg, 10-15mg TMA-N/100g là giới hạn cho phép với người tiêu dùng. Vi khuẩn phân hủy acid amin có chứa lưu huỳnh như cysteine, methionine tạo thành H2S, CH3-SH (methyl mercaptane) và (CH3)2S dimethylsulphide. Các hợp chất bay hơi này tạo mùi vị xấu cho sản phẩm, ngay cả ở liều lượng rất thấp (ppb), làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Các loài giáp xác thường rất nhạy cảm với vi sinh vật gây ươn hỏng so với cá do có chứa hàm lượng phi protein cao. Khi hàm lượng arginine phosphate cao, nó có thể bị dephosphorylate bởi phản ứng tự phân. Vi khuẩn có thể phân hủy arginine thành ornithine. Sau đó ornithine tiếp tục bị decarboxylate tạo thành hợp chất putrescine tạo mùi vị xấu cho sản phẩm. Bảo quản cá trong điều kiện yếm khí một thời gian dài, kết quả vi khuẩn phân hủy các acid amin tạo sản phẩm NH3. Loài vi khuẩn hoạt động trong điều kiện kỵ khí bắt buộc là Fusobacterium. Sự phát triển của chúng chỉ xảy ra ở cá ươn hỏng. 4.2 Một số dạng hư hỏng ở động vật thủy sản thường gặp 4.2.1Sự thối rữa cá Cá tươi sẽ không bảo quản được lâu nếu không xử lý sơ bộ như móc mang cá, ruột cá vì đây là những bộ phận chứa nhiều vi sinh vật có thể làm hư hỏng cá. Cũng như tất cả sinh vật khác, tế bào cá cũng có khả năng miễn dịch tự nhiên ức chế đối với các vi sinh vật khi còn sống. Khi bị chết khả năng này mất đi. Khi cá chết các vi sinh vật trong mang, ruột và trên da cá phát triển mạnh và xâm nhâp vào các mô làm cho cá bị ươn, sau đó protein bị thuỷ phân làm cho cá bị thối rữa, cá bắt đầu bị thối rữa khi tế số lượng vi sinh vật lên tới 107÷108 tế bào/ 1g. Sự ươn cá không những chỉ có quá trình vi sinh mà còn có cả quá trình sinh hoá do sự hoạt động của các enzyme, quá trình sinh hoá gọi là hiện tượng tự phân. Trước hết sự thối rữa bắt đấu từ ngoài rồi xâm nhập vào bên trong. Protein bị phân huỷ tạo thành các hợp chất có chứa nitơ làm cho thịt cá có tính kiềm sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoại sinh phát triển. Thịt cá thay đổi màu sắc, có mùi khó ngửi do sự phân huỷ protein tao thành ammoniac, sulfuahydro, indol, cadaverin…Quá trình thối rữa cá rất phức tạp và phụ thuộc vào các điều kiện ngoại cảnh và thành phần vi sinh vật có mặt. Các vi khuẩn thường thấy là: Bacillus mycoides, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Chromobacterium progodiosum, Proteus vulgaris, Clostridium putrificus, Clostridium sporogenes. Các nấm mốc có khả năng phân huỷ thịt cá là: Aspergillus, Penicilium, Mucor…Đặc biệt nguy hiểm là loài vi khuẩn Clostridium botulinum trong quá trình phân huỷ protein thành chất độc botulin. 4.2.2Sự biến đỏ của tôm: Khi tôm bị ươn, thối bao giờ cũng kèm theo sự biến đỏ. Biến đỏ cũng xảy ra khi tôm bị gia nhiệt hay bảo quản trong môi trường axit. Cơ chế của sự biến đỏ được giải thích như sau: tôm tươi trong vỏ và thịt chứa chất astaxanthin có màu xanh tím, bình thường astaxanthin kết hợp với protein tạo thành phức bền nhưng dưới tác dụng của nhiệt, axit, sự phân huỷ của thịt tôm làm cho astaxanthin bị tách ra khỏi protein. Astaxnthin sẽ bị oxi hoá tạo thành astaxin có màu đỏ gạch. Tôm sau khi đánh bắt từ 8÷12h, bảo quản ở nhiệt độ 30÷400C thì sự biến đỏ xảy ra rất nhanh. Kèm theo sự biến đỏ là sự thối rữa protein làm cho chất lượng tôm giảm. Cơ chế của quá trình thối rửa: Proteinà peptoneà axit aminà ammoniac, sunfuahydro, indol, cadaverin, mercaptal… 4.2.3Sự biến đen của tôm: Hiện tượng biến đen của tôm do hai nguyên nhân khác nhau. Thứ nhất là do vi khuẩn phát triển mạnh trên tôm sau khi đánh bắt tạo thành các khuẩn lạc màu đen. Thứ hai là do triozin bị oxi hoá tạo thành melanin, sự tích tụ melanin làm cho tôm có màu đen. Sự biến đen của tôm chỉ làm giảm giá trị cảm quan còn chất lượng dinh dưỡng vẫn đảm bảo. 4.2.4 Dạng hư hỏng phổ biến ở mực chủ yếu là dạng thối rữa: Về cơ chế của sự thối rữa và vi sinh vật gây thối rữa giống ở tôm. Các vi khuẩn gây thối rữa chủ yếu là Pseudononas flourescens, Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus, Proteus vulgaris… Mực khô bị các vết màu là do nấm mấn mốc phát triển tạo thành các khuẩn lạc có màu đen, vàng, trắng… 4.2.5Sự hư hỏng của động vật thân mềm : Chủ yếu là quá trình thối rữa, ngoài các sản phẩm cấp thấp như ở cá, tôm, mực còn có các axit nên tạo thành mùi hôi thối khó chịu. Ngoài ra khi ướp đông thịt động vật thân mềm thường có màu vàng do quá trình oxi hoá. Chương V:MỘT SỐ CÁCH BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN ĐỘNG VẬT THỦY SẢN VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC VI SINH VẬT VÀO CÁC QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN 5.1 Bảo quản ở nhiệt độ thấp Nhiệt độ thấp có tác dụng kìm hãm hoạt động của vi sinh vật . Mức độ ức chế tùy thuộc vào loài vi sinh vật .Đa số vi sinh vật ngừng phát triển ở nhiệt độ lạnh , khô nhưng vẫn có một số vẫn có thể phát triển chung quanh 0oC thậm chí phát triển chậm ở nhiệt độ -6oC đến -10oC (Micrococcus cereus). Song từ 0oC tuy vi sinh vật có thể phát triển nhưng khả năng phân giải các chất đạm , chết béo là rất ít. Vì thế mà bảo quản ở nhiệt độ thấp đươc sử dụng rất nhiều trong việc bảo quản thủy hải sản. Có hai phương pháp bảo quản ở nhiệt độ thấp đó là ướp lạnh và lạnh đông . Tùy vào thời gian bào quản và loại hải sản nào mà ta lựa chọn phương pháp cho phù hợp. 5.1.1 Ướp lạnh: Là quá trình làm ức chế các quá trình hoạt động của enzyme và các vi sinh vật gây thối . Ướp lạnh không làm ngừng quá trình phân huỷ cá mà chỉ làm quá trình này chậm lại. . Trong khi ướp thân nhiệt của các động vật thủy sản chưa đến điểm đóng băng của dịch tế bào. Đây cũng là điểm khác nhau cơ bản giữa phương pháp ướp lạnh và phương pháp đông lạnh.Do phưng pháp này chỉ bảo quản được trong thời gian ngắn nên sản phẩm thường gặp của phương pháp này là các loài thủy sản ướp lạnh sao khi đánh bắt như cá ướp lạnh , tôm ướp lạnh....Phương pháp này thường sử dụng nước đá kết hợp thêm một số hóa chất ở những tỉ lệ thích hợp. 5.1.2 Lạnh đông: Mục đích của quá trình lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ xuống thấp. Vì vậy làm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quản lạnh đông hầu như không bị thay đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi. Bảo quản lạnh và cấp đông thường được áp dụng khi thủy sản xuất khẩu. Thủy sản lạnh đông xuất khẩu thường rất quan trọng với các nước đang phát triển do giá thành sản phẩm cao như tôm lạnh đông, mang lại thu nhập có giá trị cao so với các loại sản phẩm thực phẩm khác tiêu thụ nội địa. Nhiệt độ bảo quản của phương pháp này thường -18oC trở xuống . Người ta có thể lạnh đông chậm ở nhiệt độ cao làm lạnh đông ngắn ở nhiệt độ thấp và làm lạnh đông cực nhanh. 5.1.3Các sản phẩm thường gặp: 5.1.3.1Cá ướp lạnh: Bảo quản lạnh thường từ -1.6 ÷ -1.2cC đối với cá nước ngọt và -2oC đối với cá nước mặn. Thành phần và số lượng vi sinh vật của cá bảo quản lạnh không khác gì cá tươi. Thời gian bảo quản phụ thuộc vào mật độ vi sinh vật ban đầu. Mặt khác nếu người ta dùng kết hợp hoá chất với phương pháp bảo quản lạnh thì thời gian sẽ bảo quản lâu hơn. Hoá chất thông dụng thường dùng là: tetraxilin1-2ppm, NaNO2 0.15%, khí CO2 hoặc SO2 dạng tuyết từ 20-70% so với cá. Hệ vi sinh vật của cá ướp lạnh về nguyên tắc không khác gì so với cá tươi. Nhưng trong cá ướp lạnh nhóm vi sinh vật ưa lạnh ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và thời gian bảo quản cá. Trong bảo quản lạnh cá thường gặp các loài vi khuẩn hiếu khí ưa lạnh như Pseudomonas fluorescens, Bacterium putrifaciens… và một số loài nấm mốc như Mucor, Aspergillus, Penicilium… 5.1.3.2 Cá đông lạnh: Bảo quản đông lạnh từ -18÷-12oC tuỳ thuộc vào kích thước cá. Độ tươi phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật có trên cá và thời gian bảo quản, sau 2 đến 3 tháng thì cá bắt đầu thay đổi chất lượng do quá trình oxi hoá tự nhiên của mỡ và quá trình tự phân huỷ của protein cá. Cá bảo quản đông lạnh ở nhiệt độ rất thấp nên hầu hết các vi sinh vật đều bị ức chế. Cần chú ý là ở nhiệt độ đông lạnh hầu hết các vi sinh vật không chết mà chỉ bị ức chế, về thành phần hệ vi sinh vật của cá coi như không đổi. Trên bề mặt da cá biển đông lạnh thấy có nhiều loại trực khuẩn, cầu khuẩn, nấm mốc… Trong khi bảo quản nếu nhiệt độ tăng lên trên 0oC sẽ làm tan băng, các tổ chức của cá sẽ bị vỡ ra làm mất dịch tế bào, giảm chất lượng dinh dưỡng, khi đó vi sinh vật sẽ phát triển mạnh. Vì vậy trong trường hợp này cá sẽ rất dễ bị hư và không nên bảo quản đông lạnh hai lần đối với cá tươi. 5.2 Bảo quản ở trạng thái khô: Vi sinh vật thường phát triển được khi môi trường có ẩm độ nhất định, độ ẩm tới hạn cho sinh trưởng của vi khuẩn là 30%, nấm mốc là 15%. Khi môi trường có ẩm độ thấp hơn ngưỡng này thì chúng không thể phát triển được. Vì vậy để hạn chế vi sinh vật phát triển hư hại cho thủy hải sản trong quá trình bảo quản người ta thường sấy khô thủy hài sản đi . Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm đươc bảo quản theo phương pháp này như cá khô , tôm khô , mực khô …. Hiện nay người ta dùng phương pháp sấy chân không ở nhiệt độ thấp, sản phẩm sấy sẽ không bị thay đổi màu sắc, giữ nguyên giá trị dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất được ổn định. Tuy nhiên trong quá trình ấy khô cũng khong thể tiêu diệt tất cả các tế bào vi sinh vật , nhất là các bào tử vi khuẩn và nấm mốc rất bền với trạng thái khô hạn. Những bào tử này sống được hàng năm và khi gặp điều kiện thuận lợi chúng sẽ phát triển và gây hư sản phẩm khô. Ví như mực khô ta bảo quản không tốt sau một thời gian ta sẽ thấy có một số vết màu hiện lên trên bề mặt , đó là do bào tử của các loại nấm phát triển khi gặp điều kiện thuận lợi tạo thành các khuẩn lạc có màu đen , xanh , trắng… 5.3 Một số phương pháp bảo quản khác: 5.3.1 Cá muối: Từ xa xưa con người đã biết dùng muối để chượp cá. Ướp cá có thể dùng muối khô, muối ướt hay ngâm vào dịch nước muối, lượng muối ăn thường từ 15÷20%. Nhờ áp suất thẩm thấu của nước muối làm cho các tế bào vi sinh vật bị co nguyên sinh. Ở trạng thái này quá trình trao đổi chất của chúng không thực hiện được và hoạt động sống của tế bào vi sinh vật bị dừng lại, tế bào vi sinh vật bị chết hay chuyển sang dạng sống tiềm sinh. Bảng : Ảnh hưởng của muối ăn đến sự phát triển của một số vi sinh vật gây thối(Nguồn:Vi sinh vật thực phẩm , Đại học Đà Nẵng) STT Tên vi sinh vật Nồng độ muối(%) làm ngừng phát triển 1 Bacillus mesentericus 10-15 2 Bacillus subtilis 10-15 3 Escherichia coli 6-8 4 Clostridium botulinum 6-7.5 5 Bacterium typhimurium 8-10 6 Proteus vulgaris 7.5-10 7 Sarcina flava 10 8 Cầu khuẩn gây thối 15 9 Vi khuẩn cá muối 25 10 Aspergilus niger 17 11 Penicilium glaucum 19-20 Khi muối cá chúng ta cần chú ý một số vi khuẩn gây bệnh và gây ngộ độc như Clostridium botulinum, Salmonella bị ngừng hoạt động trong nồng độ muối không cao nhưng sống được rất lâu trong nồng độ muối cao. Một số loài vi khuẩn thích nghi dần và vẫn phát triển bình thường trong môi trường nước muối, vì vậy trong chượp muối cá vẫn thấy một lượng lớn vi sinh vật sống trong dịch ngâm. Một số vi sinh vật ưa mặn như: Serracia salinaria, Micrococcus roseus khi lẫn trong muối sẽ làm tổn thất nặng cho cá chượp muối. Chúng phát triển ở nồng độ muối khá cao làm cho cá muối bị hư hỏng. Thịt cá chuyển từ axit nhẹ sang kiềm, xuất hiện các sản phẩm phân huỷ từ protein như amoniac, tiếp nữa là có mùi khó ngửi. Hệ vi sinh vật của cá muối phụ thuộc vào cá nguyên liệu, số lượng vi sinh vật trong nước và trong muối, điều kiện vệ sinh và quá trình bảo quản. Trong cá muối có các biến đổi phức tạp liên quan đến các enzyme protease và phản ứng oxi hoá khử trong thịt cá, cũng như sự hoạt động của hệ vi sinh vật vì vậy chất lượng cá muối rất khác xa với cá tươi. Cá muối có thể dùng làm thức ăn mà không cần chế biến vì quá trình muối đã làm cá “chín” tự nhiên. Nhóm vi khuẩn lactic và vi khuẩn sinh hương đóng vai trò rất lớn trong quá trình tự chín của cá. 5.3.2 Làm chua cá: Thịt cá được ngâm trong dung dịch axit axetic từ 4÷6% làm cho độ pH giảm sẽ hạn chế được vi sinh vật gây hư hỏng và bảo quản ở nhiệt độ thấp từ -2 đến 6oC. 5.3.3 Đồ hộp: Thịt cá đóng hộp sau đó thanh trùng ở nhiệt độ từ 105÷1150C trong thời gian từ 45÷60 phút, ngoài ra còn dùng thêm mỡ lợn để hạn chế sự phát triển của vi sinh vậtSự hóa nâu trong cá hộp liên quan đến lượng đường khử robose. Sự hóa nâu là một dạng hư hỏng của đồ hộp. Sự hóa nâu tăng lên là do sự tác động của riboside hydrolase lên acid ribonuleic (ARN). Tuy nhiên, với ribose hòa tan thì quá trình chần hoặc gạn chắt có thể tránh được sự hóa nâu của cá. Các nghiên cứu khác cũng cho rằng vi khuẩn Lactobacillus pentoaceticus sẽ phân hủy hết ribose ở nhiệt độ 0oC trong 2 ngày. Một sự hóa nâu khác xảy ra trong quá trình ngâm dấm cá với hành, có thể là do các acid amin phản ứng với 2,5 diketogluconic acid do sự tác động của vi khuẩn lên hành. Những phản ứng hóa nâu của cá hộp là những phản ứng hóa nâu không enzym. Sự biến đổi màu sắc của sò và cua trong quá trình chế biến thường liên quan đến những ion kim loại. Sự xuất hiện màu xanh ở cua liên quan đến đồng, còn sự xuất hiện màu đen ở tôm là do sắt. Lươn và các loài cá ngừ cũng chịu sự thay đổi màu sắc trong quá trình chế biến là do trong bản thân nó có chứa hàm lượng sắt cao. Nếu nguyên liệu trước khi đem chế biến được bảo quản trong kho lạnh thì sự thay đổi màu sắc sẽ tăng lên vì khi bảo quản trong kho lạnh sẽ làm tăng lượng sunfua tự do trong nguyên liệu, sắt và sunfua tác dụng với nhau tạo ra kết tủa sắt sunfit (Fe2(SO3)3) có màu đen bám trên thành hộp, ở trên bề mặt cá và ngay cả trong phần chất lỏng. Những tinh thể “thủy tinh” đôi khi được tìm thấy trong đồ hộp cá thu, cá ngừ, cá hồi, tôm và giáp xác qua quá trình chế biến nhiệt. Những tinh thể này bị người tiêu dùng hiểu nhầm là tinh thể thủy tinh. Tuy nhiên, đó lại là những tinh thể canxi hoặc tinh thể magiê amoni phosphate. Khách hàng không cho phép có các tinh thể này trong sản phẩm. Tốt nhất là nên đề phòng để chúng không xảy ra. Sử dụng natri hexameta phosphate hay acid citric để ngăn cản sự hình thành canxi và magiê tự do hoặc tạo pH thấp để tránh sự lắng cặn của tinh thể này. Chương VI: MỘT SỐ VI KHUẨN GÂY HẠI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỦY HẢI SẢN 6.1Clostridium 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 có hình que và sinh bào tử lớn hơn kích thước của tế bào. Trực khuẩn này sống kỵ khí rất nghiêm ngặt, sinh trưởng mạnh ở nhiệt độ từ 20-37oC, dưới 15oC nó vẫn phát triển nhưng ít tạo độc tố. Lên men được một số đường và tạo axit, chịu lạnh tốt, nhạy cảm với môi trường axit, pH dưới 4,5 không phát triển được. Trong môi trường có từ 6-8% NaCl sẽ không phát triển được. Nhưng không phá huỷ được độc tố đã được tạo thành trong thực phẩm. Tế bào sinh dưỡng bị chết ở nhiệt độ 80oC trong vòng 30 phút, nhưng bào tử rất bền với nhiệt. Clostridium botulinum phổ biến rộng rải trong đất, bùn ao hồ, phân chuồng, trong ruột cá và các động vật máu nóng. Độc tố vi khuẩn Clostridium botulinum là ngoại độc tố botulin, đây là loại độc tố mạnh nhất, nó độc gấp 7 lần so với độc tố vi khuẩn uốn ván, chỉ cần một lượng khoảng 0,035mg là có thể giết chết người. Đặc điểm của độc tố này là không phân huỷ trong môi trường axit, chịu nhiệt độ thấp, nhưng bị phân huỷ ở nhiệt độ cao và môi trường kiềm. Sau khi ăn phải độc tố botulin sẽ bị ngộ độc, thời gian từ vài giờ đến vài ngày, có khi đến 10 ngày tuỳ thuộc vào lượng độc tố. Độc tố này hầu như không ảnh hưởng đến hê tiêu hoá mà tác dụng lên hệ thần kinh. 6.2 Vibrio parahaemolyticus : Là trực khuẩn di động Gram âm, hiếu khí và yếm khí ngẫu nhiên , ưa muối, và thường có hình dấu phẩy . Nó xuất hiện tự nhiên trong cá ở các vùng nước ấm hơn và do đó không thể loại nó ra khỏi các sản phẩm cá . Vi sinh vật này gây bệnh cho người và từ trước đến nay có liên quan đến các vụ đột phát ngộ độc thực phẩm . Cần phải áp dụng sự phân tích Vibrio parahaemolyticus đối với các sản phẩm từ những vùng tỷ lệ cao của vi sinh vật này và đặc biệt là đối với các sản phẩm không có xử lý nhiệt trước khi ăn Cùng với Clostridium botulinum , thì Vibrio parahaemolyticus là hai loài thương làm biến đổi mùi vị của cá và nhuyễn thể . 6.3 Salmonella : Là các loài trực khuẩn di động , gram âm , hiếu khí hoặc yếm khí ngẫu nhiên , không sinh bào tử .Nơi sinh sống của chúng là đường ruột của động vật có xương sống và hầu hết chúng đều gây bệnh cho người và động vật . Các loài Salmonella có thể sống và tồn tại trong thịt ướp muối dưới 29% trong nhiệt độ từ 6 - 12oC và phần lớn chúng sinh ra nội độc tố. Nội độc tố của chúng có hai loại: nội độc tố gây xung huyết, mụn loét trên ruột và nội độc tố gây rối loạn thần kinh. Thời kỳ ủ bệnh từ vài giờ đến vài ngày. Triệu chứng đầu tiên là buồn nông, nhức đầu, nhiệt độ cao từ 38 - 30oC . Sau đó nôn mửa, đi ngoài phân lỏng . Vì vậy salmonella không được có mặt trong thực phẩm và thức ăn .Việc kiểm nghiệm salmonella là tốn công sức và tốn kém , và chỉ được tiến hành đối với cá và nhuyễn thể nước ấm được thu hoạch ở các vùng nước ô nhiễm cao . Chương VI: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG Rõ ràng vi sinh vật có những tác hại nhất định đến quá trình bảo quản và chế biến thủy hải sản . Các tác động của chúng đã làm cho cá và các động vật thủy sản khác bị thối rữa , ươn hỏng làm mất các giá trị cảm quan của các sản phẩm thủy sản .Không những thể chúng còn có những phát triển ở những sản phẩm đã qua chế biến tạo ra những chất độc có thể gây ra ngộ độc thực phẩm .Việc tìm hiểu về tác hại của các vi sinh vật trong quá trình chế biến và bào quản thủy hải đang và ngăn chặn các tác hại đó là một việc vô cùng quan trọng đối nước ta , một đất nước có tiềm năng to lớn trong việc nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản. MỤC LỤC TRANG Chương I: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN 2 Chương II:HỆ VI KHUẨN CỦA CÁC ĐỘNG VẬT THỦY SẢN VỪA MỚI ĐÁNH BẮT 3 2.1 Hệ vi khuẩn ở cá vừa mới đánh bắt 3 2.2 Hệ vi khuẩn ở một số loài động vật thủy sản vừa mới đánh bắt 4 Chương III: NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CÁ SAU KHI CHẾT 5 3.1Hiện tượng tê cứng xác cá 6 3.2Những biến đổi về chất lượng 6 3.3Các biến đổi tự phân giải 7 Chương IV : TÁC HẠI CỦA VI SINH VẬT LÊN CÁC ĐỘNG VẬT THỦY SẢN 8 4.1 Quá trình gây hư hỏng của vi sinh vật trên cá 9 4.2 Một số dạng hư hỏng ở động vật thủy sản thường gặp 11 4.2.1Sự thối rữa cá 11 4.2.2Sự biến đỏ của tôm 11 4.2.3Sự biến đen của tôm 12 4.2.4 Dạng hư hỏng phổ biến ở mực chủ yếu là dạng thối rữa 12 4.2.5Sự hư hỏng của động vật thân mềm 12 Chương IV:MỘT SỐ CÁCH BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN ĐỘNG VẬT THỦY SẢN VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC VI SINH VẬT VÀO CÁC QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN 12 5.1 Bảo quản ở nhiệt độ thấp 12 5.1.1 Ướp lạnh 13 5.1.2 Lạnh đông 13 5.1.3Các sản phẩm thường gặp 13 5.1.3.1Cá ướp lạnh 13 5.1.3.2 Cá đông lạnh 13 5.2 Bảo quản ở trạng thái khô 14 5.3 Một số phương pháp bảo quản khác 14 5.3.1 Muối cá 14 5.3.2 Làm chua cá 15 5.3.3 Đồ hộp 15 Chương V: MỘT SỐ VI KHUẨN GÂY HẠI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỦY HẢI SẢN 16 6.1Clostridium botulinum 16 6.2 Vibrio parahaemolyticus 17 6.3 Salmonella 17 Chương VI: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản , ThS.Phan Thị Thanh Quế,Đại Học Cần Thơ, Năm 2005 2. Sách”Cá , thịt và chế biến công nghiệp” , NXB Khoa học và kỹ thuật 3. Vi sinh vật thực phẩm, Đại Học Đà Nẵng 4. vi.wikipedia.org