Tài liệu Nghiên cứu các công nghệ sản xuất xúc xích lên men khô có sử dụng chủng khởi động

MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................ 1 MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 5 Chƣơng 1. TỔNG QUAN .......................................................................................... 4 1.1. Xúc xích lên men ................................................................................................ 4 1.1.1. Định nghĩa, phân loại ....................................................................................... 4 1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của xúc xích lên men khô ............... 7 1.1.3. Công nghệ sản xuất XXLM khô có sử dụng chủng khởi động.......................... 8 1.2. Chủng khởi động trong sản xuất xúc xích lên men .............................................. 24 1.2.1. Vai trò của chủng khởi động ............................................................................ 25 1.2.2. Các loại chủng khởi động ................................................................................ 26 Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 35 2.1. Nguyên vật liệu .................................................................................................. 35 2.1.1. Nguyên liệu ..................................................................................................... 35 2.1.2. Chủng VSV nghiên cứu ................................................................................... 35 2.1.3. Hóa chất và môi trƣờng ................................................................................... 36 2.1.4. Thiết bị ............................................................................................................ 36 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 37 2.2.1. Phƣơng pháp vi sinh ........................................................................................ 37 2.2.2. Phƣơng pháp hoá lý ........................................................................................ 39 2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan ......................................................... 40 2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm .................................................................................. 41 2.3.1. Nghiên cứu lựa chọn chế phẩm sinh học riêng lẻ cho sản phẩm xúc xích lên men khô ............................................................................................................................ 41 2.3.2. Nghiên cứu sử dụng phối hợp các loại chế phẩm và công nghệ lên men .......... 41 2.3.3. Nghiên cứu làm chín của xúc xích lên men khô khi đã lựa chọn chế phẩm sinh học có hoạt tính tốt nhất ............................................................................................ 41 2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................................. 42 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 43 3.1. Nghiên cứu tìm thành phần nguyên liệu chính và phụ gia phù hợp cho công thức sản xuất xúc xích lên men khô ................................................................................... 43 3.3. Nghiên cứu sử dụng kết hợp các chủng , chế phẩm vi sinh vật và chế độ lên men cho sản xuất xúc xích lên men khô ............................................................................ 51 3.4. Nghiên cứu chế độ làm chín xúc xích lên men khô ............................................ 57 3.5. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm cuối cùng. ........................................................... 64 3.5.1. Đánh giá chất lƣợng qua các chỉ tiêu lý hóa và vi sinh ..................................... 64 3.5.2. Đánh giá cảm quan sản phẩm........................................................................... 66 3.6. Xây dựng quy trình sản xuất xúc xích lên men .................................................... 69 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 73 PHỤ LỤC.................................................................................................................. 75 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Một số hình ảnh SP thịt lên men trên thế giới và ở Việt Nam ..................... 4 Hình 1.2. Quy trình công nghệ sản xuất xúc xích lên men khô .................................. 10 Hình 1.3. Hình ảnh một số chủng VSV làm chủng cấy trong thịt lên men .................. 27 Hình 3.1. pH của các xúc xích lên men có bổ sung hàm lƣợng glucose khác nhau ..... 46 Hình 3.2. pH của xúc xích lên men khô bổ sung chủng khởi động riêng lẻ ................ 47 Hình 3.3. Hàm lƣợng NH3 của các mẫu xúc xích có bổ sung ..................................... 47 Hình 3.4. Số lƣợng Enterobacteriaceae của các mẫu xúc xích có bổ sung chủng khởi động riêng lẻ ...................................................................................................... 48 Hình 3.5. Số lƣợng S. aureus của các mẫu xúc xích có bổ sung ................................. 49 Hình 3.6. Số lƣợng vi khuẩn lactic của các mẫu xúc xích có bổ sung....................... 49 Hình 3.7. pH của các mẫu xúc xích lên men chế độ 24÷25oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ...................................................................................................... 53 Hình 3.8. pH của các mẫu xúc xích lên men chế độ 19÷20oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ...................................................................................................... 53 Hình 3.9. Hàm lƣợng NH3 của các mẫu xúc xích lên men chế độ 24÷25oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ..................................................................................... 53 Hình 3.10. Hàm lƣợng NH3 của các mẫu xúc xích lên men chế độ 19÷20oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ..................................................................................... 53 Hình 3.11. Số lƣợng Enterobacteriaceae của các mẫu xúc xích lên men chế độ 24÷25oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ..................................................... 54 Hình 3.12. Số lƣợng Enterobacteriaceae của các mẫu xúc xích lên men chế độ 19÷20oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ..................................................... 54 Hình 3.13. Số lƣợng S.aureus của các mẫu xúc xích lên men chế độ 24÷25oC bổ sung các chủng khởi động kết hợp ..................................................................................... 54 Hình 3.14. Số lƣợng S.aureus của các mẫu xúc xích lên men chế độ 19÷20oC bổ sung các chủng khởi động kết hợp ..................................................................................... 54 Hình 3.16. Số lƣợng vi khuẩn lactic của các mẫu xúc xích lên men chế độ 19÷20oC có bổ sung các chủng khởi động kết hợp ........................................................................ 56 Hình 3.17. pH của các mẫu xúc xích lên men trong chế độ làm khô .......................... 60 Hình 3.18. Hàm lƣợng NH3 của các mẫu xúc xích lên men........................................ 60 Hình 3.19. Độ ẩm của các mẫu xúc xích chế độ làm khô ........................................... 61 Hình 3.20. Số lƣợng S.aureus của các mẫu xúc xích ở chế độ làm khô ...................... 61 Hình 3.21. Số lƣợng Enterobacteriaceae của các mẫu xúc xích .............................. 62 Hình 3.22. Số lƣợng vi khuẩn lactic của các mẫu xúc xích ........................................ 62 Hình 3.23. Đồ thị hoa gió biểu diễn kết quả đánh giá cảm quan XXLM khô ............ 68 Hình 3.24. Sơ đồ quy trình sản xuất xúc xích lên men ............................................... 71 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các thành phần dinh dƣỡng của các sản phẩm thịt lên men ....................... 7 Bảng 1.2. Vai trò, chức năng của VSV có lợi trong chế biến thịt lên men ................. 26 Bảng 3.1. Nghiên cứu thay đổi thành phần nguyên liệu chính .................................... 44 Bảng 3.2. Nhận xét cảm quan các mẫu XXLM khô thay đổi nguyên liệu chính ......... 44 Bảng 3.3. Nhận xét cảm quan các mẫu XXLM khô trong nghiên cứu thay đổi hàm lƣợng đƣờng thay đổi nguyên liệu chính .................................................................... 45 Bảng 3.4. Nhận xét các tính chất cảm quan chung của các mẫu XXLM khô .............. 50 Bảng 3.5. Nhận xét các tính chất cảm quan chung của các mẫu XXLM khô có bổ sung chủng kết hợp lên men chế độ 24÷25oC ..................................................................... 57 Bảng 3.6. Nhận xét cảm quan chung của các mẫu XXLM khô có bổ sung chủng kết hợp lên men chế độ 19÷20oC ..................................................................................... 57 Bảng 3.7 Kết quả kiểm nghiệm chất lƣợng xúc xích sau 30 ngày............................... 65 Bảng 3.8. Kết quả cho điểm đánh giá tính chất cảm quan của các mẫu xúc xích lên men khô ............................................................................................................................ 67 MỞ ĐẦU Hiện nay, an toàn vệ sinh thực phẩm (ATVSTP) đang trở thành vấn đề "nóng" trên phạm vi toàn cầu. Việt Nam đang phải đối mặt với những vấn đề lớn về phát triển thị trƣờng, hội nhập quốc tế và kiểm soát ATVSTP trong điều kiện kinh tế thị trƣờng. Vấn đề ATVSTP hiện nay đang thu hút sự quan tâm của toàn xã hội vì nó không chỉ tác động tới sức khỏe của mỗi cá nhân, mà còn ảnh hƣởng cả cộng đồng, tới giống nòi của dân tộc. Hiện nay, một trong những giải pháp quan trọng để giảm thiểu nguy cơ mất ATVSTP là tạo điều kiện thuận lợi nhất cho công nghiệp sản xuất sạch phát triển. Vì vậy việc tìm kiếm, áp dụng các giải pháp để sản xuất, chế biến, bảo quản thực phẩm an toàn đã và đang thu hút sự quan tâm lớn của các doanh nghiệp sản xuất cũng nhƣ các nhà khoa học. Việc nghiên cứu sử dụng chế phẩm có nguồn gốc sinh học, có khả năng ức chế hoạt động hay tiêu diệt vi sinh vật trong quá trình thu hoạch, chế biến và bảo quản thực phẩm hạn chế sử dụng các chất bảo quản có nguồn gốc hóa học đang rất đƣợc chú trọng. Xúc xích lên men là một trong những sản phẩm thịt lên men phổ biến trên thế giới. Tùy theo mỗi vùng miền khác nhau mà mỗi nơi có các đặc sản đặc trƣng khác nhau, cụ thể nhƣ: Chorozi (Tây Ban Nha), Salami (Italia), Summer (Mỹ), Peperoni (Châu Âu). Trong đó Salami, Peperoni là một trong số sản phẩm xúc xích lên men khô nổi tiếng trên thế giới. Xúc xích lên men khô không chỉ chứa thành phần dinh dƣỡng cao của thịt lên men đã chuyển hóa tốt mà còn cung cấp một hệ vi sinh vật có lợi cho con ngƣời, chính vì vậy gần đây sản phẩm đƣợc coi nhƣ nguồn thực phẩm chức năng có giá trị. Từ trƣớc năm 1940, sản phẩm xúc xích lên men khô trên thế giới đƣợc sản xuất thủ công lên men tự nhiên. Hiện nay, xúc xích lên men khô đa số đƣợc sản xuất công nghiệp hóa và có bổ sung chế phẩm vi sinh vật ( vi khuẩn lactic - Lactic axit bacteria (LAB), nấm men, nấm mốc) đƣợc tuyển chọn làm chủng khởi động, ngoài mục đích 1 định hƣớng quá trình lên men, ổn định chất lƣợng sản phẩm còn cung cấp một lƣợng lớn vi khuẩn có lợi cho cơ thể. Hiện tại ở Việt nam sản phẩm xúc xích lên men khô gần nhƣ chƣa có hoặc xuất hiện rất ít do công nghệ sản xuất đòi hỏi khắt khe, đặc biệt trong quá trình lên men và làm chín dài ngày. Mặt khác nguồn nguyên liệu thịt ở Việt Nam hiện đang có rất nhiều nguy cơ mất an toàn do ô nhiễm các vi sinh vật gây bệnh trong quá trình giết mổ, vận chuyển, bảo quản thủ công. Do vậy, việc sản xuất xúc xích lên men khô ở Việt Nam gặp rất nhiều khó khăn trong việc kiểm soát quá trình lên men và điều khiển quá trình làm chín làm khô với nguồn nguyên liệu nguy cơ ô nhiễm cao. Việc nghiên cứu sử dụng chủng giống vi sinh vật có khả năng lên men tốt, tính kháng khuẩn cao sẽ kiểm soát đƣợc quá trình lên men và tạo ra hệ vi sinh vật có lợi cho hệ tiêu hóa làm chủng khởi động trong sản xuất xúc xích lên men khô là một giải pháp đúng nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm từ thịt, cung cấp thực phẩm chất lƣợng cao, đảm bảo ATVSTP cho toàn xã hội. Chính vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất xúc xích lên men khô (dry fermented sausages) có sử dụng chủng khởi động. 2 Mục tiêu của đề tài - Lựa chọn chủng giống khởi động và chế độ công nghệ phù hợp trong sản xuất xúc xích lên men khô, - Xây dựng qui trình công nghệ sản xuất sản phẩm xúc xích lên men khô (dry fermented sausages) có sử dụng chủng khởi động, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm ở điều kiện Việt nam. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Nguyên liệu thịt lợn, thịt bò nạc, thịt mỡ lợn và các phụ gia khác - Các chủng giống và chế phẩm sinh học trong lên men thịt - Nghiên cứu qui mô phòng thí nghiệm Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu xác định lƣợng nguyên liệu chính và một số phụ gia phù hợp. - Nghiên cứu sử dụng các loại chế phẩm sinh học trong và ngoài nƣớc trong quá trình lên men xúc xích khô. - Nghiên cứu chế độ công nghệ lên men và làm chín sản phẩm (nhiệt độ, độ ẩm) - Đánh giá chất lƣợng sản phẩm qua các chỉ tiêu (hóa lý, vi sinh vật, cảm quan…) - Xây dựng qui trình công nghệ sản xuất xúc xích lên men khô. Tính mới của đề tài Việc nghiên cứu lựa chọn nguồn chủng giống vi khuẩn lactic thích hợp làm chủng khởi động cũng nhƣ các yếu tố công nghệ phù hợp sẽ phát triển một dạng sản phẩm thịt cao cấp ở Việt Nam, không chỉ chứa đầy đủ các chất dinh dƣỡng đảm bảo ATVSTP mà còn là nguồn thực phẩm chức năng quý báu bởi sản phẩm này cung cấp một hệ VSV có lợi cho ngƣời tiêu dùng. 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1. Xúc xích lên men 1.1.1. Định nghĩa, phân loại 1.1.1.1. Định nghĩa Xúc xích lên men là hỗn hợp thịt và chất béođƣợc xay nhỏ với NaCl, đƣờng, các tác nhân bảo quản (curing agents), gia vị…, đƣợc nhồi vào trong vỏ bao, đƣợc lên men (làm chín), làm khô. Đó là sản phẩm thu đƣợc từ quá trình lên men lactic một số đƣờng có mặt trong hỗn hợp thịt do hệ vi sinh vật sẵn có trong thịt và môi trƣờng hoặc đƣợc bổ sung từ bên ngoài vào, với sự có mặt của muối, các tác nhân bảo quản và gia vị... Trên thế giới, xúc xích lên men đƣợc biết đến là các sản phẩm nhƣ Pepperoni (của Tây Ban Nha), Summer (của Mỹ), Salami (của Ý), Nham (của Thái Lan)... Ở Việt Nam chúng ta có nem chua – một sản phẩm lên men truyền thống gần giống nhƣ xúc xích lên men. Nem chua (Việt Nam) Pepperoni (Tây Ban Nha) Salami (Ý) Hình 1.1. Một số hình ảnh SP thịt lên men trên thế giới và ở Việt Nam Trên thị trƣờng Châu Âu có nhiều loại sản phẩm xúc xích lên men đƣợc hình thành từ sự thay đổi nguyên liệu ban đầu, công thức phối trộn và quá trình sản xuất đã tạo nên thói quen và phong tục của các vùng miền, quốc gia khác nhau. Công nghệ sản xuất xúc xích lên men khác nhau tùy vào các địa phƣơng tạo nên hƣơng vị đặc trƣng cho từng loại xúc xích lên men. Vùng Địa Trung Hải tốc độ axit hóa đạt đƣợc ở giá trị pH trên 5, sản phẩm ở miền bắc cho tốc độ axit hóa của sản phẩm cuối cùng đạt giá trị 4 pH dƣới 5. Hun khói và sấy có thể đƣợc sử dụng để đảm bảo an toàn và đóng góp lớn trong việc ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm. 1.1.1.2. Phân loại Phân loại xúc xích lên men đƣợc xem xét theo các chỉ tiêu khác nhau, nhƣ độ ẩm, tỷ lệ giữa độ ẩm và protein (M: P), độ hao hụt trọng lƣợng, hoạt độ nƣớc (aw ), mức độ xử lý bề mặt thịt và mức độ nghiền chất béo và theo từng địa phƣơng. Xúc xích lên men bán khô và khô có thể đƣợc phân biệt trên cơ sở của giá trị aw (Incze 2004) hoặc tỷ lệ M:P (Sebranek 2004). Sự kết hợp của độ ẩm ban đầu/muối và độ ẩm/khối lƣợng Protein, cũng nhƣ mức độ khô, sẽ xác định aw cuối cùng và tỷ lệ M:P tƣơng ứng. Cụ thể hơn, tỷ lệ M:P cho biết mức độ khô của phần Protein thịt. Tuy nhiên, cuối cùng giá trị của aw là 0,90-0,91 và giá trị của tỷ lệ M:P là 2,0-1 có thể xác định xúc xích lên men bán khô và khô. Mặt khác mô tả xúc xích dựa trên hai nhóm xúc xích lên men, đó là xúc xích lên men bán khô hoặc xúc xích. Có thể phân loại theo độ ẩm nhƣ sau: Nhóm xúc xích lên men có độ ẩm cao (moist) Ví dụ: Teewurst, Mettwurst ( của Đức), Frishe Braunschweige, nem chua Việt Nam xếp vào nhóm này Đặc điểm:  Sản phẩm này có độ ẩm > 50%  Thời gian sản xuất từ 3 ÷ 5 ngày.  Mức aw: 0,95 ÷ 0,96  Sản phẩm thƣờng hun khói. Sản phẩm rất dễ bị hƣ hỏng, bảo quản lạnh, tiêu thụ trong 1÷2 ngày Xúc xích lên men bán khô pH cuối cùng của xúc xích bán khô là axit (từ 4,7 đến 5,2-5,4), Thời gian sản xuất ngắn với hàm lƣợng axit lactic là 0,5% - 1,3%, có độ ẩm từ 40% hoặc cao hơn. So với xúc xích khô, các sản phẩm này cho thấy giá trị aw cao hơn (0,90-0,91), tỷ lệ của M:P khác nhau từ 2,3:1 đến 3,7:1, xúc xích bán khô phải giữ lạnh. Xúc xích loại này 5 phổ biến ở Bắc Âu và Bắc Mỹ. Ví dụ: Summer sausage, Salami, Holsteiner, Cervelat (Zervelat), Chorizo (của Tây Ban Nha), Tuhringer. Sản phẩm cuối cùng có:  Độ ẩm khoảng 40÷50%  Hàm lƣợng chất béo khoảng 20 ÷ 25%  Hàm lƣợng Protein khoảng 30 ÷ 35%  Hàm lƣợng muối khoảng 1,5 ÷ 3,5%  Mức aw khoảng 0,92 ÷ 0,94 Sau khi lên men sản phẩm này đƣợc gia nhiệtvà nhìn chung là thƣờng hun khói trong suốt quá trình lên men. Xúc xích lên men khô Nói chung, sự khác biệt chính của xúc xích lên men khô với xúc xích lên men bán khô là thời gian làm chín làm khô dài ngày, trong giai đoạn này có sự thay đổi sinh hóa và vật lý xảy ra. Quá trình làm chín làm khô có ảnh hƣởng mạnh mẽ đến sự ổn định và an toàn của sản phẩm, kết quả sản phẩm có cấu trúc rắn chắc. Sản phẩm này có sử dụng chủng giống thƣơng mại. Sản phẩm có thể không hun khói hoặc hun khói nhẹ. Thời gian sản xuất dài từ 2÷24 tuần. Do hoạt động của vi khuẩn, giá trị pH giảm xuống còn 4,7÷5,3 (hàm lƣợng axit lactic 0,5†1%; độ chua tổng số 1,3%), độ ẩm thấp hơn 35% và tỷ lệ M:P thấp hơn 2,3:1. Do aw có giá trị từ 0.85-0.91, xúc xích lên men khô có hạn sử dụng ổn định cao và có thể không cần giữ lạnh. Quá trình làm chín xúc xích lên men khô dài ngày thúc đẩy sự tăng trƣởng của chủng khởi động, góp phần tăng chất lƣợng cảm quan, tính an toàn đƣợc đảm bảo bằng cách làm khô và hoạt độ nƣớc thấp. Xúc xích lên men khô chủ yếu đƣợc làm từ hỗn hợp thịt. Mức độ nghiền, mức độ lên men, xông khói, nhiệt độ chín, loại và kích cỡ vỏ bao sẽ xác định đặc điểm sản phẩm cuối cùng. Sản phẩm xúc xích lên men khô có mùi vị đặc trƣng hơn sản phẩm bán khô. 6 Ví dụ: Salami khô hoặc cứng (của Ý, Đức, Hungary), saucission (của Pháp), pepperoni ( của Châu Âu, Bắc Mĩ, Úc). Sản phẩm ở Châu Âu có hƣơng vị nhẹ hơn so với sản phẩm của Mỹ. Sản phẩm cuối cùng có đặc điểm:  Độ ẩm khoảng 25÷35%  Hàm lƣợng chất béo khoảng 25÷30%  Hàm lƣợng Protein khoảng 35÷40%  Muối khoảng 2÷4%  Mức aw khoảng 0,85÷0,91 Sản phẩm xúc xích lên men khô có đặc trƣng hơn sản phẩm bán khô. 1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của xúc xích lên men khô Sản phẩm xúc xích lên men khô là sản phẩm rất phổ biến trên thế giới có giá trị dinh dƣỡng cao cũng nhƣ hƣơng vị đặc trƣng của sản phẩm này. Bảng 1.1. Các thành phần dinh dƣỡng của các sản phẩm thịt lên men [15] TT Thành phần Xúc xích khô (Dry) Salami lợn, bò Pepperoni lợn, bò 1. Độ ẩm (Moisture) 29,4% 30,5% 2. Calorie (Kcal) 424 466 3. Protein 39% 40,3% 4. Chất béo (fat) 21% 20,3% 5. Chất tro (ash) 5,5% 4,8% 6. Chất xơ - 1,5% 7. Carbohydrate - 5g/100g 8. Đƣờng - 0,7% 9. Calcium - 21mg/100g 10. Iron 1,5mg/100g 1,4mg/100g 7 TT Thành phần Xúc xích khô (Dry) Salami lợn, bò Pepperoni lợn, bò 11. Magnesium (Mg) 17,8mg/100g 18 mg/100g 12. Phosphorus (P) 143 mg/100g 176 mg/100g 13. Potassium (K) 379mg/100g 315 mg/100g 14. Sodium 1881mg/100g 1788 mg/100g 15. Zinc (Zn) 3,3mg/100g 2,7 mg/100g 16. Cu 0,07mg/100g 0,07 mg/100g 17. Mn 0,4mg/100g 0,3 mg/100g 18. Selenium - 21,8 mg/100g 19. Thiamine (B1) 0,6mg/100g 0,5 mg/100g 20. Riboflavin (B2) 0,3 mg/100g 0,2 mg/100g 21. Niacin (B3) 4,9mg/100g 5,4 mg/100g 22. Pantothenic Axit (B5) 1,1mg/100g 0,6 mg/100g 23. Vitamin B6 0,5mg/100g 0,4 mg/100g 24. Vitamin B12 1,9mg/100g 1,6mg/100g 25. Vitamin E - 0,3mg/100g 26. Cholesterol 78mg/100g 118mg/100g 1.1.3. Công nghệ sản xuất XXLM khô có sử dụng chủng khởi động 1.1.3.1. Quy trình sản xuất xúc xích lên men khô Mặc dù trên thế gới có rất nhiều loại xúc xích lên men với nhiều công thức khác nhau, tuy nhiên quy trình sản xuất xúc xích lên men khô tuân theo một quy trình sản xuất nhƣ hình 1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ a. Lựa chọn nguyên liệu: 8 Thịt từ con vật trƣởng thành, khoẻ mạnh. Thịt bò nên có pH tối thiểu 5,8 – 6,0. Và thịt lợn nên có pH tối thiểu 5,7 – 5,8. Mỡ lợn thƣờng chọn loại mỡ cổ (mỡ gáy) tạo cấu trúc tốt cho sản phẩm. b. Nghiền, xay nhuyễn và phối trộn Có rất nhiều cách nghiền, xay và phối trộn khác nhau đối với xúc xích bán khô và xúc xích khô. Mức độ xay to nhỏ phụ thuộc vào từng loại xúc xích. Thịt bò thì thƣờng xay trƣớc rồi sau đến thịt lợn nạc, mỡ và sau cùng là các nguyên liệu phụ. Muối đƣợc bổ sung cuối cùng trong quá trình xay. c. Nhồi vào vỏ bao, định lượng, buộc đầu Thịt sau khi đƣợc xay nhuyễn, phối trộn thì đƣợc đƣa đi nhồi vào vỏ bao ngay lập tức hoặc giữ trong tủ lạnh tránh không khí làm biến đổi màu và ổn định vi sinh vật. Nhồi làm sao cho lƣợng không khí trong thanh xúc xích là ít nhất vì không khí sẽ làm ôi hoá chất béo nên ảnh hƣởng xấu đến màu sắc và làm giảm thời gian sử dụng của xúc xích. Vỏ bao bao gói xúc xích thƣờng là ruột động vật đã đƣợc xử lý thƣờng là ruột lợn và cừu. Có thể sử dụng vỏ bao nhân tạo có bản chất gelatin hay collagen. d. Lên men Xúc xích sau khi nhồi đƣợc cho vào buồng lên men dƣới sự kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm tƣơng đối, tốc độ không khí tùy thuộc vào từng loại xúc xích. Công đoạn lên men có thể lên men tự nhiên và lên men có bổ sung chủng khởi động. Đối với lên men tự nhiên không kiểm soát các yếu tố trên. Nhiệt độ lên men thƣờng từ 20÷25oC, độ ẩm tƣơng đối khoảng 88-94%. Thời gian lên men khoảng vài ngày sản phẩm có pH đạt 4,7÷4,8oC e. Làm chín, làm khô sản phẩm Quá trình làm chín và làm khô có thể diễn ra tự nhiên ở thời tiết vùng ôn đới hoặc đƣợc làm chín làm khô trong buồng có khống chế nhiệt độ và độ ẩm tƣơng đối. Nhiệt 9 Nguyên liệu Lạnh đông Thái, xay Chế phẩm VSV Phối trộn Nguyên liệu phụ Bao bì Nhồi, định lƣợng Định hình, buộc đầu Lên men Làm khô dài ngày Đóng gói và bảo quản XXLM khô Hình 1.2. Quy trình công nghệ sản xuất xúc xích lên men khô [15] [20] độ trong buồng chín ban đầu đƣợc giữ ở 22°C và từ từ giảm đến 14÷16oC. Độ ẩm tƣơng đối giảm dần từ giá trị điển hình của 85÷88% vào ngày đầu tiên đến 80÷82% trƣớc khi xúc xích đƣợc chuyển giao cho các phòng làm chín và làm khô. Trong quá 10 trình chín nhiệt độ đƣợc duy trì ở mức <14÷16°C tại độ ẩm tƣơng đối của không khí 75÷80%. 1.1.3.2. Nguyên liệu a. Nguyên liệu chính Hỗn hợp ban đầu để sản xuất xúc xích lên men có chứa 50÷70% thịt nạc. Bất kỳ loại thịt nào cũng có thể đƣợc sử dụng, việc lựa chọn loại thịt là theo truyền thống và trong một số trƣờng hợp là theo địa phƣơng. Xúc xích lên men nói chung và xúc xích lên men khô đƣợc sản xuất từ thịt bò, thịt cừu, thịt lợn, thịt đà điểu, thịt gà…và mỡ lợn. Tuy nhiên nguyên liệu chính đƣợc sử dụng sản xuất xúc xích lên men khô là thịt bò, thịt lợn nạc tƣơi hoặc bảo quản lạnh đông. Chất lƣợng thịt có ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng xúc xích lên men. Thịt của bất kỳ loại nào cũng cần phải có chất lƣợng tốt, không có những khuyết tật, loại bỏ các phần thịt kém chất lƣợng nhƣ mô xƣơng, mô sụn còn sót lại, loại bỏ phần thịt bị bầm dập, tụ máu, tránh làm ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng của sản phẩm sau này. Thịt và thành phần chất béo có thể thay đổi tùy thuộc vào loài sử dụng và khu vực giải phẫu động vật. Thịt đƣợc lấy từ con vật trƣởng thành, khoẻ mạnh. Các đặc điểm chức năng của thịt nhƣ thành phần, màu sắc, độ pH là những tiêu chí bắt buộc quan trọng khi lựa chọn thịt cho sản xuất xúc xích lên men. Đối với thịt bò, pH tối ƣu là 5,8÷6,0, trong khi thịt lợn thƣờng axit hóa nhanh hơn, độ pH là 5,7÷5,8. Điều kiện này tạo điều kiện cho quá trình lên men ban đầu và đảm bảo sự giảm pH một cách thích hợp. Thịt lợn có đặc điểm màu nhạt, mềm, dẻo. Thịt bò khô, rắn chắc, tối màu, không nên sử dụng thịt cơ bắp pH=6,2, nhiều gân. Thịt cũng nên có chất lƣợng vi sinh tốt để giảm sự cạnh tranh mạnh mẽ trong quá trình lên men, tạo hƣơng vị và kết cấu tốt. Đây là một trong những đặc tính quan trọng trong sản xuất xúc xích lên men. Mỡ là nguồn cung cấp chất béo trong sản xuất xúc xích, chất béo có thể chiếm một lƣợng lớn khoảng 30÷50% sau quá trình làm khô. Mỡ có tác dụng làm giảm hoạt độ nƣớc khối bán thành phẩm tăng độ dính, độ béo, làm tăng giá trị cảm quan cho sản 11 phẩm. Mỡ lạnh đông có màu trắng đục, mùi thơm tự nhiên của thịt mỡ. Mỡ lợn thƣờng chọn loại mỡ cổ (mỡ gáy) tạo cấu trúc tốt cho sản phẩm. Tỷ lệ phần trăm mỡ có thể thay đổi (10÷40%), nó phải rắn chắc, màu trắng và tƣơi với điểm nóng chảy cao và lƣợng các axit béo không bão hòa đa thấp để tránh ôi khét. Mỡ ở lƣng lợn cũng đƣợc sử dụng phổ biến, vì loại này có hàm lƣợng polylinolenic không no và axit linoleic thấp (tƣơng ứng là 8,5% và 1% tổng axit béo) mà chúng có khả năng tự oxi hoá cao. b. Phụ gia Muối thƣờng đƣợc thêm vào ở nhiều mức độ khác nhau từ 2÷4% tùy thuộc vào công nghệ và nhu cầu thị hiếu. Muối thực hiện nhiều chức năng bao gồm cả ức chế vi khuẩn phát triển, giảm aw, tách protein hòa tan trong muối, tác dụng chống oxi hóa. Nitrate và nirite có vai trò làm ổn định màu sắc, cấu trúc, hƣơng vị, tính an toàn và tính bền trong bảo quản các sản phẩm thịt. Muối nirite có tác dụng làm kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật gây hỏng. Nitrat không có vai trò trực tiếp mà có tác dụng khi bị khử thành nitrit bởi VSV. Mặc dù NaCl và NO2 góp phần tạo sự ổn định cho xúc xích thành phẩm, nhƣng trong hầu hết các trƣờng hợp, vai trò trƣớc tiên là tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn các chủng LAB trong công đoạn đầu của quá trình lên men và để ngăn chặn sự phát triển của những vi sinh vật không mong muốn. Theo quyết định 3742/2001/QĐ-BYT của Bộ Y tế qui định hàm lƣợng nitrate cho nhóm sản phẩm thịt chế biến không qua xử lý nhiệt là 365ppm, không có qui định về nitrite. Tuy nhiên trong TCVN 7050:2009 yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm thịt không qua xử lý nhiệt qui định giới hạn hàm lƣợng nitrite không vƣợt quá 134mg/kg sản phẩm. Giới hạn cho phép này cũng phù hợp với xu thế thế giới về việc sử dụng nitrite và nitrate. Theo FDA (Cục quản lý dƣợc và thực phẩm Mỹ) khuyến cáo sử dụng nitrite và nitrate thì sản phẩm cuối cùng không đƣợc vƣợt quá 200ppm. Nitrate và nirite đƣợc thêm vào thịt trong sản xuất xúc xích ở một mức độ 150÷250ppm tùy thuộc vào sản phẩm thịt và phù hợp với quy định. 12 Việc sử dụng ascorbates trở nên phổ biến với mục tiêu chính là cải thiện sự ổn định sắc tố đỏ và chống oxi hóa lipid (Balev et al 2005). Carbohydrate luôn đƣợc bổ sung vào hỗn hợp xúc xích ban đầu, nhƣng không phải là bất cứ khi nào. Mục đích là đảm bảo rằng đủ cơ chất cho sự lên men thúc đẩy sự phát triển của LAB và sự tạo thành axit hữu cơ. Số lƣợng và loại carbohydrate bổ sung thể hiện sự cân bằng giữa sự cần thiết thiết lập một quá trình lên men có sự ảnh hƣởng của lactic và sự cần thiết phải tránh sự giảm pH quá nhanh. Đƣờng thƣờng đƣợc thêm vào xúc xích lên men, trong đó sử dụng nhiều nhất thƣờng dextrose, sucrose, glucose và lactose cũng nhƣ siro ngô và các tinh bột khác (Rust 2007). Vai trò chính của đƣờng trong sản xuất thịt lên men là làm chất nền cho LAB để sản xuất axit lactic. Dextrose và glucose thúc đẩy quá trình axit hóa nhanh hơn so với disaccharides, lactose và sucrose. Hàm lƣợng đƣờng đƣợc thêm vào sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến giá trị pH của sản phẩm cuối cùng. Hàm lƣợng đƣờng bổ sung là rất quan trọng vì nó xác định rõ tỉ lệ và mức độ axit lactic tạo thành, giữ vai trò tạo kết cấu và hƣơng vị cho xúc xích. Lƣợng đƣờng bổ sung thƣờng là 0,5÷2%. Các loại gia vị đều có trong xúc xích lên men. Hạt tiêu khoảng (0,2÷0,3%) xúc xích lên men Địa Trung Hải có thể chứa hạt tiêu hàm lƣợng cao hơn (1†3%). Tỏi bột và các loại gia vị khác nhƣ hạt cải, rau mùi, gừng… cũng đƣợc sử dụng trong sản xuất xúc xích lên men. Các loại gia vị cũng đƣợc chứng minh nhƣ là chất chống oxy hóa hiệu quả, kích thích hoạt động của LAB bằng cách cung cấp Mn và ức chế vi sinh vật không mong muốn (Arora và Kaur 1999; Aguirrezabal et al 2000; Hagen et al 2000; Chi và Wu 2007). Phụ gia muối photphate cũng đƣợc sử dụng trong sản xuất xúc xích lên men. Photphate thêm vào có tác dụng làm dày, làm đặc, chất giữ ẩm và tạo gel cho sản phẩm, làm cho sản phẩm có cấu trúc tốt hơn, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. 13 1.1.3.3. Quá trình lên men Quá trình lên men có thể đƣợc coi là công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất xúc xích lên men khô trong đó sự phát triển và sự chuyển hóa đƣờng glucose thành axit lactic của chủng LAB kèm theo sự giảm pH xảy ra rất nhanh. Tuy nhiên, cần phải hiểu rõ rằng những biến đổi quan trọng khác cũng diễn ra trong giai đoạn này, hơn nữa sự phát triển của LAB thƣờng tiếp tục trong quá trình làm khô và hun khói của loại xúc xích bán khô. Trong trƣờng hợp của xúc xích khô, quá trình lên men xảy ra cùng lúc với giai đoạn đầu của quá trình làm khô và hoạt tính của enzyme VSV vẫn tồn tại thậm chí cả khi các điều kiện không cho phép sự phát triển của VSV. Quá trình lên men có thể lên men tự nhiên và lên men có bổ sung chủng khởi động. a. Quá trình lên men tự nhiên Quá trình này phụ thuộc hoàn toàn vào sự có mặt của LAB trong nguyên liệu thịt tƣơi. LAB xuất hiện trong thịt là điều hoàn toàn đúng nhƣng ban đầu với số lƣợng thấp, trừ phi thịt đƣợc bảo quản một thời gian trong các túi chân không. Sự lựa chọn các điều kiện ban đầu ngăn cản quần thể VSV Gram (-) nổi trội trong thịt và các vi khuẩn sinh hƣơng Gram (+) bao gồm Micrococcus và các loài Staphylococcus coagulase dƣơng và âm, cũng nhƣ các loại LAB. Ngƣời ta chứng minh rằng quá trình lên men theo thứ tự bắt đầu là các loài Enterobacteriaceae, tiếp theo là Enterococcus và cuối cùng là Lactobacillus và Pediococcus [15]. Ở những loại xúc xích có bổ sung nitrat mà không có mặt của nitrit thì các loại vi khuẩn có thể phát triển rộng hơn và điều này làm cải thiện chất lƣợng của xúc xích lên men khô một cách rõ rệt. Với những loại xúc xích đƣợc lên men theo đúng công nghệ thì LAB phát triển nhanh và đạt mức 106÷108CFU/g sau 2÷5 ngày lên men. Sự giảm giá trị pH tƣơng ứng làm cho chủng Pseudomonas và các loại cầu khuẩn gram âm nhạy cảm với axit khác bị tiêu diệt trong vòng 2÷3 ngày, mặc dù có nhiều loài có thể chống chịu axit hơn nhƣ Salmonella, có thể tồn tại trong thời gian dài. Số lƣợng LAB có xu 14 hƣớng giảm sau khi đạt đƣợc cực đại, mặc dù trong các loại xúc xích đƣợc chín bởi nấm mốc thì thời kỳ thứ hai của quá trình sinh trƣởng thƣờng diễn ra khoảng sau 15 ngày trùng với sự tăng giá trị pH do sự chuyển hóa lactate. Sự trì hoãn quá trình lên men lactic ban đầu và sự giảm chậm giá trị pH tạo thuận lợi cho sự phát triển của S.aureus và có thể sinh enterotoxin. Lƣợng mùi hƣơng thấp cũng có thể do sự phát triển của các VSV không mong muốn. Các loài thuộc chủng Lactobacillus là các LAB nổi trội trong quá trình lên men xúc xích tự nhiên. Các loài xuất hiện phổ biến nhất là L. bavaricus, L. curvatus, L. farciminis, L. plantarum và L. sakei có thể là loài đóng vai trò quan trọng nhất, tiếp đó là L. curvatus. Các loài không mong muốn nhƣ loài L. viridescens sinh H2O2, cũng có thể xuất hiện với số lƣợng rõ rệt. Pediococcus xếp thứ 2 sau chủng Lactobacillus, nó nổi trội hơn về số lƣợng trong quá trình lên men. Các loài Pd. damnosus, Pd. axitilactici và Pd. pentasacceous đều đóng vai trò quan trọng. Lactococcus và Leuconostoc thƣờng chỉ xuất hiện với số lƣợng nhỏ, mặc dù chủng Leuconostoc với số lƣợng lớn thƣờng đi kèm với các loại xúc xích kém chất lƣợng. Quá trình lên men tự nhiên kết thúc khi pH ≤ 5,2÷5,3 tạo cho sản phẩm có trạng thái cấu trúc tƣơng đối rắn chắc và có khả năng ức chế VSV có hại phát triển. Quá trình lên men truyền thống xuất hiện trƣớc những năm 1940 đa số là quá trình lên men lactic tự nhiên. b. Quá trình lên men có bổ sung chủng khởi động [19] Xúc xích lên men có thể đƣợc sản xuất theo phƣơng pháp lên men tự nhiên không cần sử dụng chủng giống, nhƣng việc sử dụng chủng khởi động cho quá trình sản xuất xúc xích đang phát triển mạnh và phổ biến với mục đích đảm bảo tính an toàn và tiêu chuẩn hóa cho sản phẩm bao gồm hƣơng vị, mầu sắc phù hợp và để rút ngắn thời gian chín. Từ những năm 1940 ngƣời ta đã tìm ra cách bổ sung một số chủng VSV vào sản phẩm xúc xích lên men nhằm nâng cao giá trị cảm quan, tính an toàn và rút ngắn thời 15