- Cá, tôm là loại thực phẩm rất dễ hư hỏng. Để bảo quản cá, từ trước tới nay chúng ta đã sử dụng rất nhiểu phương pháp như muối cá, sấy khô, bảo quản lạnh đông, sử dụng hoá chất, chất kháng sinh hay trong các điểu kiện đặc biệt. Tuy nhiên, các phương pháp này hầu hết đều có tính kinh tế không cao, nhất là mục đích bảo quản các phụ phẩm của tôm, cá làm thức ăn chăn nuôi.

Hiện tượng hư hỏng của cá, tôm là do vi sinh vật sống trong tôm, cá phân huỷ các hợp chất hữu cơ của cá thành các chất độc hại và có mùi khó chịu. Tuy nhiên, đã có nhiều công trình khoa học chứng minh rằng, không phải mọi vi sinh vật đều có ảnh hưởng xấu, ví dụ như việc cho thêm một lượng vi khuẩn lactic có thể ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh và gây thối do quan hệ kháng sinh giữa chúng, do đó giảm hoặc loại trừ nguy cơ hư hỏng của các sản phẩm lên men từ tôm, cá.

- Các biển đổi của tôm, cá trong quá trình ủ chua:

Sau khi chết, tôm và cá tuỳ thuộc vào số lượng vi sinh vật tổn tại trong cá và tôm cũng như ở môi trường xung quanh, cũng như các enzym nội tại chuyển hoá theo hai chiều hướng:

 + Tôm cá lên men thối: Hiện tượng lên men thối là do vi sinh vật gây ra.

Vi sinh vật sống trong tôm, cá phân hủy các chất hữu cơ của chúng thành các chất có mùi khó chịu và độc hại. Tuy nhiên không phải tất cả các vi sinh vật đều gây hiện tượng này. Về phương diện sinh hoá, quá trình này diễn ra như sau: Đối với động vật thuỷ sản nói chung và tôm cá nói riêng, sau khi chết thì glycogen trong cơ thể dần dần bị phân giải. Đây là quá trình yếm khí rất phức tạp xẩy ra bằng con đường phosphoril hoá với sự tham gia của ATP. Có thể biểu thị một cách đơn giản như sau:

(C₆H₁₀O₅)₅ + nH₂O -> 2nC₃H₆O₃

Glycogen phân giải sản sinh ra axit lactic làm pH của cơ thịt biến đổi. Sự axit hoá của môi trường này có tác dụng hạn chế phần nào sự phát triển cùa vi sinh vật gây thối rữa. Tuy nhiên lượng glycogen trong cá và tôm chỉ khoảng dưới 0,5%. Một số loài cá còn ít hơn, chỉ khoảng 0,1%, nên sau khi chết. pH của chúng chỉ xuống đến 6,0-6,5.Trong khi đó hàm lượng axit và trị số pH là chỉ tiêu quan trọng đặc trưng cho phẩm chất của động vật thuỷ sản sau khi chê biến, khả năng bảo quản của chúng phụ thuộc vào trị số pH. Khi pH cùa tổ chức cơ thịt hạ thấp tạo điều kiện thuận lợi cho men cathepsin hoạt động và thúc đẩy quá trình tự chín của cơ thịt. pH càng giảm xuống thì khả năng hút nước của tổ chức cơ thịt cá, tôm giảm. Khi pH bằng 7, lượng nước hút vào bằng dinh dưỡng của cơ thịt, khi pH = 6 khả năng hút nước dưới 50% và khi pH = 5 thì gần tới điểm đẳng điện của protein dẫn đến lượng nước hút vào ít nhất chỉ khoảng 25%. Càng kéo dài được pH ở điểm đẳng điện protein bao nhiêu thì cá, tôm càng kéo dài được thời gian tê cứng và nguyên liệu tươi tốt được lâu hơn. Nhưng nếu thời điểm tê cứng đến sớm và thời gian tê cứng cũng ngắn, pH trở lại trung tính và chuyển sang kiềm tính càng sớm thì cá càng chóng bị vi khuẩn phân giải thối rữa. Cá, tôm sau tê cứng dần trở lại mềm, đó là quá trình tự phân giải, nếu hiểu một cách máy móc thì quá trình tự phân giải là do men nội tại hoạt động còn thối rữa là do vi sinh vật ở bên ngoài xâm nhập vào hoạt động. Sản phẩm của quá trình tự phân giải là axit amin, các chất đạm hoà tan, còn quá trình thối rữa là những sản phẩm bị thối nát.

Quá trình tự phân giải của tôm, cá mạnh nhất ờ pH = 4-5, trong phạm vi đó, lượng đạm hoà tan, đạm polypeptit và đạm axit amin cũng tâng lên cao nhất. 

Sau đó các loại vi sinh vật chịu được môi trường axit nhẹ sẽ xâm nhập phát triển làm cho môi trường trở nên trung tính; kiềm tính nhẹ tạo điều kiện cho vi sinh vật thối rữa hoạt động. Quá trình hoạt động của vi sinh vật gây thối sẽ thuỷ phân protein thành polypeptit, pepton, NH₃, H₂S, indol, scatol,… có mùi khó chịu.

+ Tôm, cá lên men chua: tạo ra mùi thơm hấp dẫn nhờ quá trình tự phân tạo ra các axit amin và quá trình tác động của các vi sinh vật có lợi như khuẩn lactic làm giảm nhanh pH của môi trường, ức chế vi sinh vật gây thối và tạo ra hương thơm đặc trưng cho sản phẩm nhờ quá trình lên men (axit lactic, rượu, axeton,...). Sơ đồ quy trình công nghê sản xuất bột tôm và cá tạp được trình bày trong sơ đồ.

Độ pH của môi trường có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của vi sinh vật, nói chung đa số vi sinh vật phát triển tốt nhất ở môi trường trung tính pH = 7, nếu hạ thấp pH thì chúng bị kiềm chế và cũng có thể bị tiêu diệt. Độ pH thích hợp nhất cho tác dụng tự phân của men là khoảng 5, nhưng ở phạm vi này, vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn gây thối lại không phát triển được. Môi trường nghiêng về axit thì kiềm chế được quy trình thối rữa.

Nhiều kết quà nghiên cứu cũng chứng minh rằng, việc dùng axit lactic để bảo quản nguyên liệu thủy sản cũng thu được nhiều thành công. Theo nghiên cứu trước đây thì khả năng sát trùng của các axít thường hay dùng cho bảo quản thực phẩm thì axit lactic mạnh hơn axit xitric và axit axetic là yếu nhất. Có nhiều cách dùng axit bảo quản nhưng người ta có thể dùng rơm, cỏ khô, mùn cưa… được tẩm axit để bảo quản nguyên liệu thủy sản. Cũng có thể nuôi vi khuẩn lactic cho chúng sinh ra axit lactic rồi đem sử dụng. Qua nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, nồng độ axit trong nguyên liệu đạt đến độ pH<6 có thể làm giảm khả năng phát triển của vi khuẩn, khi pH=5 thì khả năng kiềm chế tăng lên với các loại vi khuẩn gây thối, pH= 4,5 thì ngừng sinh nở và phát triển, pH= 4 thì có thể kiềm chế được hầu hết khả năng hoạt động của các loại vi khuẩn.

Như vậy, khi bảo quản và chế biến tôm cá cần phải ngăn cản quá trình làm mất tính axit của môi trường. Do đó cần tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của hệ vi khuẩn lactic, là vi sinh vật chủ yếu tạo nên sự axit hoá môi trường, để ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối khác. Một trong những cách hiệu quả nhất là bổ sung trực tiếp vi khuẩn lactic vào tôm, cá và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của chúng. Hiệu quả của chủng vi khuẩn lactic sử dụng phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ sinh axit lactic từ nguồn đường bổ sung vào vì thực tế phần lớn các loài vi sinh vật không mong muốn cần ức chế có trong tôm, cá đều nhạy cảm với các điều kiện axit. Một số chủng vi khuẩn lactic có thể sinh ra các chất kháng khuẩn. Đó là các chất như H₂O₂, diaxetyl và nhiều loại bacterioxin. Đây là các chất có bản chất protein hoặc phức protein có hoạt tính diệt khuẩn đối với nhiều loại vi khuẩn Gram dương. Người ta cũng chứng minh được rằng, sự axit hoá môi trường nhanh chóng bởi Lactobacillus plantarum cho phép tiêu diệt hoàn toàn Samonella typhimurium, đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất.