Tìm hiểu những giai đoạn biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết

Động vật thủy sản nói riêng và động vật nói chung sau khi chết đều xảy ra các quá trình biến đổi nội tại từng giai đoạn trong cơ thịt và toàn bộ cơ thể. Các giai đoạn biến đổi có sự ảnh hưởng của các emzyme, các phản ứng và vi sinh vật. 

• Giai đoạn tiết nhớt
• Giai đoạn tê cứng
• Giai đoạn chín tới
• Giai đoạn thối rữa

Ở mỗi giai đoạn sẽ có các quá trình sinh hóa giống và khác nhau xảy ra, cụ thể như sau:

Giai đoạn tiết nhớt và các biến đổi

Đặc điểm: Thịt còn nóng, mô cơ mềm, khả năng liên kết với nước tối đa, mùi vị thể hiện yếu, pH~7.

Khi cá còn sống, trên da của nó có một lớp tế bào hình thoi luôn luôn tiết ra chất nhờn rất trơn còn gọi là chất nhớt. Chất nhớt này bao phủ khắp mình cá giúp chúng bơi lội dễ dàng trong nước, đồng thời giúp cá không bị các loại động vật ký sinh, vi khuẩn và các sinh vật nhỏ, các chất bẩn trong nước xâm nhập qua da. Ngoài ra chất nhớt này còn có tác dụng kết lắng bùn bẩn làm cho nước thêm trong, giữ cho mang cá sạch sẽ để hô hấp bình thường.

Cá sau khi chết tiết nhiều chất nhớt. Chất nhớt là glucoprotein được tiết ra từ tế bào hạch của biểu bì, là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển vì vậy chất nhớt chuyển từ trong suốt sang đục ngầu, mùi của chất nhớt dần dần khó chịu, cá chết dễ dàng bị thối rữa.

Lúc này các tế bào vẫn còn sống, đến đầu giai đoạn tê cứng các tế bào mới thực sự chết hoàn toàn. Như tên gọi của giai đoạn, thời điểm này nhớt sẽ tiết ra liên tục vì đây là hoạt động tự vệ cuối cùng của cá khi còn sống. Dễ dàng nhận thấy cá lúc này còn rất tươi, cơ thịt mềm mại và gần như chưa có hoạt động sinh hóa đáng kể nào xảy ra. Ngoại trừ sự phân hủy chất nhớt (glucoprotein) do vi khuẩn, vì vậy, về mặt cảm quan, ta nhận thấy nhớt chuyển từ trạng thái trong suốt sang vẫn đục.

Giai đoạn tê cứng và các biến đổi

Đặc điểm: Tổ chức cơ thịt cứng dần, độ bền cơ học tăng, khó cắt, chặt. Sau khi nấu, thịt không có mùi vị thơm ngon.
Ở giai đoạn này thì xảy ra những biến đổi về lý hóa như:

+ Sự phân giải glycogen

Quá trình phân hủy glycogen tạo ra acid latic trong điều kiện yếm khí xảy ra bằng con đường photphorit với sự tham gia của ATP (Adenosintriphotphat) làm cho pH của cơ thịt giảm, hạn chế được phần nào sự phát triển của vi sinh vật. Hàm lượng glycogen trong động vật thủy sản khoảng 0.1%, khi phân giải Ph còn 6.1 – 6.3. Ngoài ra khi pH hạ thấp còn tạo điều kiện cho men capthepsin hoạt động thúc đẩy quá trình tự chín của cơ thịt.

+ Sự phân giải của Adenosintriphotphat (ATP)

ATP là phân tử mang năng lượng có chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết cho tế bào hoạt động. Dưới tác dụng của men ATP-aza, ATP bị thủy phân thành ADP giải phóng năng lượng (Q) và photphat vô cơ tự do. Năng lượng trong quá trình biến đổi đó làm cho các sợi mảnh actin co lại và trượt lồng vào các sợi dày miozin tạo nên sự co cơ. Khi Ph càng giảm thì men ATP-aza phân giải ATP hoạt động càng tốt, năng lượng bị mất đi nhiều, lúc đó cơ thịt sẽ cứng dần đi. Sự co cơ sẽ diễn ra từ từ vì ATP được tạo ra trong điều kiện yếm khí nên việc giải phóng năng lượng từ từ và ít.

ATP + H₂O +ATP-aza → ADP + Q

+ Sự phân giải Creatinphotphat

Creatinphotphat là một hợp chất cao năng cùng tồn tại với ATP, là nguồn năng lượng dùng cho co rút cơ. Khi cơ hoạt động, trong cơ xảy ra quá trình trao đổi chất mạnh mẽ. Creatinphotphat bị thủy phân thành creatin và acidphotphoric.

Creatinphotphat + H₂O → Creatin + H₃PO₄

Sau đó ADP được photphorin hóa thành ATP:

H₃PO₄ + ADP → ATP

Ngoài ra trong điều kiện yếm khí còn xảy ra sự phân hủy acid hexodophotphoric (hợp chất của glycogen và acidphotphoric) thành acid latic và acid photphoric. Năng lượng được giải phóng trong phản ứng này được dùng vào việc tái tổ hợp creatinphotphat, và creatinphotphat lại tiếp tục bị thủy phân để tạo ra năng lượng.

Creatin + H₃PO₄ → Creatinphotphat

+ Sự tạo thành phức chất actomiozin

Cá sau khi chết, lúc đó lượng ATP vẫn còn đầy đủ, actin ở dạng hình cầu và không liên kết với myozin. Sau một thời gian, các sợi cơ yếu dần, myozin kết thành phức chất với các ion kali, canxi, glycogen, ATP. Khi pH hạ thấp thì các chất đó sẽ phân ly, xảy ra sự chuyển hóa actin hình cầu thành actin hình sợi bằng cách trùng hợp hóa các vi cầu và xoắn hóa các sợi actin được hình thành. Tiếp sau đó là sự co ngắn tơ cơ, kết quả là các sợi actin sẽ bị hút vào giữa các sợi myozin. Phức chất actomyozin được hình thành làm cho cơ co lại, mô cơ trở nên tê cứng.

Ngoài ra, khi cơ thịt bị tê cứng, các trung tâm háo nước của protein bị giảm, protein cơ bị cuộn tròn làm bắp cơ cá giảm đàn hồi, cơ cứng lại. Quá trình này còn xảy ra sự phá vỡ của hệ chất đệm bicacbonat giải phóng CO₂ vì thế không được chế biến cá ở giai đoạn này vì CO₂ sẽ dãn nở trong lúc gia nhiệt làm hộp phồng, nếu lượng khí nhiều thì hộp có thể bị vỡ.

Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tê cứng

• Giống loài: Loài cá to thì tê cứng đến chậm và kéo dài hơn.
• Tình hình dinh dưỡng: Với các loài có hàm lượng glycogen càng nhiều thì giai đoạn tê cứng đến chậm và kéo dài hơn.
• Hoàn cảnh sinh sống: Cá sống trong môi trường vẫy đạp nhiều, tốn nhiều năng lượng thì thời gian tê cứng nhanh. Cá sống tầng mặt như cá thu, ngừ, trích… chúng hoạt động nhiều nên sau khi chết tê cứng rất sớm và thời gian tê cứng ngắn hơn cá sống tầng đáy.
• Nguyên nhân và tình trạng sau khi chết: Nếu cá bị căng thẳng trước khi chết thì quá trình tê cứng sẽ xảy ra sớm và ngắn hơn. Khi cá bị căng thẳng (do vùng vẫy nhiều trong quá trình đánh bắt và vận chuyển cá từ ao nuôi, bè nuôi sang thuyền rồi vào xí nghiệp), xung quanh miệng và các vây của cá (vây ngực, vây bụng, vây hậu môn) bị xung huyết có màu đỏ tươi, làm tiêu tốn đáng kể năng lượng dự trữ nên tê cứng xảy ra nhanh. Vì thế để hạn chế mức độ căng thẳng của cá phải đánh bắt cá nhẹ nhàng, không làm cá bị tổn thương mạnh, rút ngắn tối đa thời gian cá bị tách ra khỏi nước. Ngoài ra, chúng ta cũng phải cần kiểm soát các thông số quan trọng trong quá trình vận chuyển cá như sau: nồng độ oxy hòa tan trong nước, mật độ cá trên thuyền… để hạn chế tỷ lệ cá chết và giảm bớt sự căng thẳng cho cá.
• Tình trạng bảo quản sau khi chết: Vận chuyển nhẹ nhàng tránh gây căng thẳng cho cá. Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì thời gian tê cứng sẽ xảy ra chậm và kéo dài hơn.
• Phương pháp đánh bắt và giết chết cá: Cá đánh bằng lưới vét, cá vùng vẫy nhiều trong lưới sẽ nhanh chóng bị co cứng và thời gian tê cứng ngắn vì hoạt động mạnh liên tục làm cho năng lượng dự trữ trong cơ thịt giảm xuống Các loài cá câu thì tê cứng sẽ đến chậm và kéo dài hơn tuy nhiên sau khi bắt nên giết chết ngay tránh nó giãy giụa nhiều sẽ làm tiêu hao năng lượng.
• Các loại cá như: cá riêu hồng, cá tra, cá basa,…là loài cá nhanh và khỏe, quẫy đạp rất mạnh khi bị đưa ra khỏi nước. Việc đưa cá ra khỏi nước làm cá bị căng thẳng, giảm năng lượng trong cơ thể, giảm thơi gian trước tê cứng, có thể dẫn đến hiện tượng cơ thịt cá bị dập, mềm đi do những tổn thương gây ra bởi thao tác mạnh tay. Vì thế cần phải giết cá càng nhanh càng tốt và phải thực hiện trước khi cá bị tê cứng vì sự co cơ sẽ giúp đẩy máu ra khỏi các mô.

Ảnh hưởng của tê cứng đến quá trình chế biến cá

Tê cứng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình chế biến.

Ý nghĩa về mặt công nghệ của hiện tượng tê cứng rất quan trọng khi cá được fillet vào thời điểm trước hoặc sau tê cứng. Nếu ta fillet cá vào lúc tê cứng, do cơ thể cá lúc này cứng nên năng suất fillet sẽ rất thấp, khó fillet và thao tác mạnh có thể làm rạn nứt miếng fillet.
Trong quá trình sơ chế nếu cá để cá ở nhiệt độ cao sẽ làm cho hiện tượng tê cứng đến sớm và rất mạnh có thể gây rạn nứt cơ thịt cá, làm đứt gãy miếng fillet.

Giai đoạn chín tới

Đặc điểm: Cá sau khi tê cứng, cơ sẽ duỗi ra và dần trở lại mềm do những chất men phân giải có trong bắp cơ của bản thân con cá, biến dạng protein từ dạng phức tạp thành đơn giản. Lúc này cá có mùi vị thơm ngon, cơ thịt mềm mại dễ tiêu hóa khi ăn, độ ẩm trong cá lớn hơn so với lúc tê cứng.

Ở giai đoạn này xảy ra các biến đổi như sau

• Độ rắn chắc của thịt cá bị giảm đi đồng thời với quá trình phân ly actomyozin thành actin và myozin làm tăng những trung tâm ưa nước của protein khôi phục tính non mềm.
• Sự phân giải protein do enzyme nội tại (cathepsin) thành pepton và các sản phẩm trung gian (polypeptid, peptid) đến acid amin tạo hương vị đặc trưng.
• Ở mô liên lết, colagen và elastin ngâm trong dịch nước thịt có tính acid bắt đầu trương nở, cơ thịt trở nên mềm mại. Chất ngấm ra (acid amin tự do, đường tự do, lipit…) biến đổi tạo hương vị đặc trưng của nguyên liệu.
• Ngoài ra còn có sự biến đổi trong cấu trúc của sợi cơ, mô cơ, lúc này thì màng sợi cơ sẽ vỡ ra, enzyme được giải phóng có tác dụng phân giải protein làm quá trình chín tới càng nhanh.Ở giai đoạn này diễn ra sự hoạt động của hệ enzyme nội tại

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chín tới

• Giống loài: Sự khác nhau về giống loài dẫn đến sự hoạt động của men khác nhau. Tác động tự phân giải ở động vật máu lạnh nhanh hơn động vật máu nóng.
• Nhiệt độ: Nếu nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phân giải càng tăng và ngược lại vì khi nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao đều làm giảm sự hoạt động của men. Nhiệt độ thích hợp của men ở từng loại cá khác nhau: đối với cá nước ngọt là 25 – 30^oC, cá biển từ 40 – 45^oC.
• Môi trường pH: Nếu tăng độ acid của môi trường (giảm pH) thì tác dụng tự phân giải tăng lên nhưng Ph giảm đến một mức độ nhất định làm men không hoạt động được nữa thì tác dụng phân giải lại giảm. Nồng độ của bazo cho vào càng nhiều thì pH càng tăng thì tác dụng phân giải cũng giảm. Tác dụng tự phân giải của cá mạnh nhất là pH=4.5.
• Các loại muối: Muối NaCl…, KCl, MgCl₂ càng cao thì quá trình chín càng chậm. Ở dung dịch nước muối bảo hòa quá trình tự phân giải vẫn xảy ra nhưng rất chậm.

Giai đoạn thối rữa và các biến đổi

Khi cá còn sống trong cá có kháng thể tự nhiên nên vi sinh vật không có khả năng gây hư hỏng cho cá nhưng sai khi chết hệ thống miễn dịch bị suy giảm và vi sinh vật sẽ phát triển và có khả năng gây thối cho cá.

Sau khi chết, ngoài vi sinh vật có sẵn trong bản thân cá còn có một lượng vi sinh vật lây nhiễm từ môi trường bên ngoài: đất, không khí, nước, quá trình xử lý, sơ chế nguyên liệu… Nếu cá không được bảo quản thích hợp thì chúng sẽ hoạt động phát triển nhanh và xâm nhập vào cơ thịt cá.

Sự thối rữa của cá bắt đầu là do các vi khuẩn yếm khi ký sinh trong cơ thể động vật khi còn sống, khi chết do điều kiện thích sẽ bắt đầu phát triển nhanh chóng làm cho nguyên liệu có mùi thối hơn do các chất mùi không bay ra bên ngoài. Đồng thời vi khuẩn hiếu khí trên da, bề mặt cá cũng bắt đầu phát triển lan dần vào tổ chức cơ thịt. Ngoài ra, sự phân hủy còn do nấm mốc phát triển trên bề mặt cá.

Hiện tượng thối rữa xảy ra đầu tiên là mang bị mất màu và xám lại, chất nhớt trên da đục ngầu, vẩy dễ bong tróc, mùi hôi thối.

Quá trình thối rữa chủ yếu là phân hủy các acid amin ra các sản phẩm cấp thấp như: indol, skatol, phenol, các loại acid có đạm, H₂S, CH₄, NH₃, CO₂…và các chất khác.

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thối rữa

• Loài cá và tính chất của cá: Tốc độ thối của loài thịt cá trắng chậm hơn loài thịt cá đỏ. Cấu trúc lõng lẽo (nước nhiều…) và thành phần trong cá ít (glycogen, enzyme…) thì thối rữa càng nhanh.
• -Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao (25 – 35^oC) thì tốc độ thối rữa càng nhanh. Dưới 15^oC thì tốc độ giảm xuống rõ rệt.
• pH: Môi trường cá có pH thấp thì quá trình thối rữa chậm hơn.
• Số lượng vi sinh vật ban đầu: Rửa sạch nguyên liệu đặc biệt là ở mang và nội tạng sẽ loại trừ đi phần lớn vi sinh vật làm giảm tốc độ thối rữa. Lượng vi sinh vật càng nhiều thì biến đổi trong giai đoạn thối rữa diễn ra càng nhanh.

©FOODNK