tìm hiểu quy trình sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

Bản chất của quá trình sản xuất nước tương: Cơ sở khoa học của phương pháp sản xuất nước tương lên men là lợi dụng hệmen của vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm để thủy phân

LỜI MỞ ĐẦU

Đã từ rất lâu, nước tương được thừa nhận có nguồn gốc từ Trung Quốc Quathời gian dài, nước tương du nhập vào nước ta và được sử dụng như một gia vị chấmrất cần thiết và quen thuộc trong bữa cơm người Việt Nam nói riêng và người châu Ánói chung Và dần dần nước tương được xem như một nét độc đáo trong văn hóa ẩmthực

Trong nước tương có chứa nhiều chất dinh dưỡng như acid amin có thể bổ sungcho cơ thể con người Trong những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển cùngvới sự hội nhập của đất nước, công nghệ sản xuất nước tương cũng được nâng caonhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 1 MSSV:207111036

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

1.2 Mục đích khóa luận

1.3 Nội dung khóa luận

1.4 Ứng dụng khóa luận

1.1 Đặt vấn đề:

Nước tương truyền thống trước đây phải trải qua quá trình ủ nhiều tháng mớicó sản phẩm, tuy nhiên điều kiện vệ sinh không đảm bảo và chất lượng sản phẩmkhông đồng đều Trước đây, nước tương sản xuất công nghiệp ở Việt Nam sử dụngphương pháp hóa giải dễ sinh độc tố, không tốt cho người sử dụng

Trong những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển cùng với sự hội nhậpcủa đất nước, nhận thức vệ sinh và an toàn thực phẩm cũng được nâng cao nênphương pháp lên men nước tương bằng vi sinh vật đã được nghiên cứu và ứng dụng.Phương pháp này vừa đảm bảo sự an toàn cho người tiêu dùng, vừa rút ngắn thời giantạo ra sản phẩm

1.2 Mục đích khóa luận:

Tìm hiểu quy trình sản xuất nước tương lên men

Sản xuất thử nước tương quy mô phòng thí nghiệm

1.3 Nội dung khóa luận:

Trình bày tổng quan sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

Thực nghiệm sản xuất thử nước tương theo quy trình ngoài thực tế

1.4 Ứng dụng khóa luận:

Nghiên cứu tiếp theo tăng chất lượng nước tương

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 3 MSSV:207111036

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu về nước tương

2.2 Cơ sở lý thuyết

2.3 Các quy trình sản xuất nước tương ở Việt Nam

2.4 Những sự cố và cách khắc phục

2.5 Kiểm soát chất lượng

2.6 Tiêu chuẩn Việt Nam 1763:2008

2.1 Giới thiệu về nước tương:

2.1.1 Sơ lược lịch sử nước tương:

Nước chấm lên men được sản xuất từ đậu nành có một lịch sử rất lâu đời.Trước đây ở Việt Nam, nước tương lên men được sản xuất thủ công từ đậu nành chủyếu ở những nơi người Hoa tập trung sinh sống Dần dần sau này chúng ta sản xuấttheo phương pháp thủy phân bằng acid ở cả miền Nam và miền Bắc Hiện nay người

ta đang nghiên cứu sản xuất bằng phương pháp vi sinh Sự khác biệt về quy trìnhcông nghệ sản xuất, nguyên phụ liệu dẫn đến sự ra đời của các loại nước tương khácnhau như maggi, xì dầu, nước tương lên men, nước tương hóa giải…

Trên thế giới, nước tương đã được biết đến không chỉ ở phương Đông mà cảvới phương Tây Đơn cử là thương hiệu nước tương nổi tiếng Kikkoman của Nhật Bảnđã được phổ biến ở Mỹ, Nga Thị trường Việt Nam, cụ thể là trong hầu hết các siêuthị, nước tương ngoại trước kia khá ít ỏi Nhưng gần đây xuất hiện càng nhiều vàchiếm thị phần khá tương đối Nguyên nhân chính của sự thay đổi này có lẽ là do tâmlý người tiêu dùng sau sự kiện 3-MCPD muốn dùng thử và dần tin tưởng, chấp nhậnsản phẩm nước ngoài, vốn có sự kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm tốt hơn

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng trong nước tương:

Khi nói đến giá trị dinh dưỡng của nước tương, quan trọng nhất là hàm lượngđạm toàn phần và hàm lượng acid amin Tỷ lệ acid amin đối với đạm toàn phần chobiết mức độ thủy phân triệt để nguồn protein từ nguyên liệu và tỷ lệ này càng caocàng tốt

Thành phần hóa học của nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, khâu phốichế và phương pháp sản xuất Nước tương được xem là ngon khi phải đảm bảo đượcyêu cầu về màu sắc, hương thơm, vị ngọt của đạm và đường

Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của nước tương (g/l)

Thành phần hóa học Hàm lượng (g/l)

Đạm nitơ toàn phần 15.0 – 21.6

2.2 Cơ sở lý thuyết:

2.2.1 Bản chất của quá trình sản xuất nước tương:

Cơ sở khoa học của phương pháp sản xuất nước tương lên men là lợi dụng hệmen của vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm để thủy phân protein từnguyên liệu thành những chất dinh dưỡng trong nước tương Do vậy, quá trình nuôimốc tốt cho nhiều men sẽ tạo điều kiện thủy phân protein triệt để hơn, nâng cao năngsuất sử dụng nguyên liệu

Phương pháp lên men sử dụng phản ứng thủy phân mà xúc tác là enzyme của

vi sinh vật được sử dụng Dưới tác dụng của enzyme, thành phần nước tương thu đượccó chứa chủ yếu các chất như acid amin, pepton, peptide có trọng lượng phân tử nhỏ,dễ hấp thu vào cơ thể người

2.2.2 Nấm mốc Aspergillus oryzae :

Chủng vi sinh vật thường dùng trong sản xuất nước tương là nấm mốc

Aspergillus oryzae, vì đây là chủng có khả năng biến đổi tinh bột thành đường tạo cho

sản phẩm có vị ngọt Nấm mốc này khi mọc có màu vàng nên dân gian hay gọi làmốc hoa cau

Aspergillus oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Pletascales, lớp Ascomycetes (nang khuẩn) Cơ thể sinh trưởng của nó là một hệ sợi bao gồm những

sợi rất mảnh, chiều ngang 5 – 7 µm, phân nhánh rất nhiều và có vách ngang chia sợithành nhiều bào tế bào (nấm đa bào)

Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống

đính bào tử, ở đầu có cơ quan sinh sản vô tính Cuống đính bào tử của A.oryzae

thường dài 1.0 – 2.0 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường Phía đầu cuống đínhbào tử phồng lên gọi là bọng Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôndài gọi là những tế bào hình chai Đầu của những tế bào hình chai phân chia thành

những bào tử dính vào nhau, nên gọi là đính bào tử Đính bào tử của A.oryzae có màu

vàng lục, đây chính là màu đặc trưng ở mốc

Tuy nhiên, A.oryzae có màu sắc và hình thái khá giống với A.flavus, một loại

nấm mốc tổng hợp độc tố aflatoxin gây bệnh ung thư

Hình 2.1: So sánh khuẩn lạc A.flavus và A.oryzae

Hình 2.2: So sánh hình thái cấu trúc A.flavus và A.oryzae

2.2.3 Enzyme mốc tổng hợp:

Nấm mốc Aspergillus oryzae sinh ra các enzyme như amylase, invertase,

protease, catase có khả năng phân giải tinh bột thành đường và protein thành acidamin

2.2.3.1 Amylase:

_ Amylase là tên gọi một nhóm enzyme thủy phân tinh bột, bao gồm nhiềuenzyme khác nhau về tính đặc hiệu khi tác dụng lên nhiều vị trí khác nhau trên mạchtinh bột như α-amylase, β-amylase, glucoamylase

_ Chủng A.oryzae tổng hợp nhiều enzyme amylase Đặc điểm α-amylase là

hoạt động tối ưu khi pH 4.7 – 4.9 Khi bổ sung Ca2+ vào nguyên liệu sẽ làm tăng hoạtđộng của α-amylase có khả năng phân giải đến 80 – 82% tinh bột đã hồ hóa thànhmaltose, tạo vị ngọt cho sản phẩm Ngoài ra, glucoamylase có thể đường hóa tạothành glucose

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 7 MSSV:207111036

2.2.3.2 Protease:

_ Là nhóm enzyme có khả năng thủy phân đến 80% liên kết peptide củaprotein đến sản phẩm cuối cùng là acid amin Protease được phân thành hai loại:Endopeptidase (enzyme nội bào) và Exopeptidase (enzyme ngoại bào)

_ Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, Exopeptidase chia thành hainhóm: Aminopeptidase và Carboxypeptidase

+ Aminopeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự dotrong chuỗi polypeptide để giải phóng ra một acid amin, một dipeptide hoặctripeptide

+ Carboxypeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C trongchuỗi polypeptide để giải phóng ra một acid amin hoặc tripeptide

_ Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, Endopeptidase chia thành bốn nhóm:Serine proteinase, Cysteine proteinase, Aspartic proteinase, Metallo proteinase

+ Serine proteinase: là những proteinase có chứa nhóm –OH của gốcserine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với những hoạtđộng xúc tác của enzyme Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng pHkiềm và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng

+ Cysteine proteinase: là những proteinase có chứa nhóm –SH trongtrung tâm hoạt động, thường hoạt động ở vùng có pH trung tính và có tính đặc hiệu cơchất rộng

+ Aspartic proteinase: hầu hết những aspartic proteinase đều thuộcnhóm pepsin Nhóm pepsin gồm các enzyme tiêu hóa như chymosin, cathepsin, renin.Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong tâm hoạt động và thường hoạtđộng ở vùng pH trung tính

+ Metallo proteinase: là những proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn,nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn Các thường hoạt động ở vùng có pHtrung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA

_ Ngoài ra, protease cũng được phân loại đơn giản thành ba nhóm: proteaseacid (pH 2 – 4), protease trung tính (pH 7 – 8), protease kiềm (pH 9 – 11)

_ Là một loại enzyme nội bào, xúc tác thủy phân đường saccharose tạo thànhα-glucose và β-fructose, làm tăng độ ngọt cho sản phẩm.

_ Invertase thường hoạt động mạnh ở pH 4.5 và nhiệt độ 65 – 700C

2.2.3.4 Glucosidase:

_ Là enzyme oxy hóa khử, xúc tác oxy hóa glucose tạo thành acid gluconic._ Hoạt động tối ưu với pH vào khoảng 5.5 – 5.8, nhiệt độ 30 – 400C Tuynhiên, trên 500C thì hoạt lực enzyme giảm khá nhanh

2.2.4 Sản phẩm của quá trình thủy phân:

Cơ sở khoa học của quá trình thủy phân là sử dụng hệ enzyme amylase,protease từ vi sinh vật tiết ra để phân giải tinh bột thành các loại đường maltose,glucose… và phân giải protein thành polypeptide, peptide, các acid amin Ngoài racòn có sự tạo thành rượu, các acid hữu cơ Tất cả những hợp chất này tạo nên hương

vị đặc trưng và giá trị dinh dưỡng cho nước tương

2.2.4.1 Acid amin:

Trong nước tương có nhiều acid amin như arginine, methionine, tryptophan,tyrosin, valine, serine, glycine, histidine, alanine, glutamic… Những acid amin nàycùng với di, tri, tetra – peptide làm cho nước tương có vị ngọt của đạm và mùi thơmcủa thịt

Nước tương sản xuất bằng phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả acidamin trong nguyên liệu đậu nành

2.2.4.3 Acid hữu cơ:

Aicd hữu cơ có trong nước tương có liên quan mật thiết đến việc tạo hương vịđặc trưng cho sản phẩm Trong đó, acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (khoảng1.6%), tác dụng với nước tương tạo thành hợp chất lactat phenol Ngoài ra, còn cóacid acetic 0.2%, acid sucinic 0.087 – 0.16%, acid formic 0.05% Muối của các acidnày tham gia vào quá trình tạo vị cho sản phẩm

2.2.4.4 Chất màu:

Màu của nước tương chủ yếu do đường kết hợp với acid amin tạo nên Màu củanước tương lên men được hình thành dần dần từ màu vàng đến màu nâu nhạt, cuốicùng là màu nâu đậm

Sự hình thành màu của nước tương phụ thuộc vào nồng độ đường, acid amin vànhiệt độ Nếu tăng cường phản ứng giữa acid amin và đường sẽ không có lợi vì tạo ramelanoid Melanoid là chất mà cơ thể khó hấp thu và khi nồng độ của nó quá cao sẽlàm giảm hương vị của sản phẩm Mặt khác, quá trình hình thành màu này gây ra tổnthất hàm lượng acid amin Để hạn chế điều này, ta chọn nguyên liệu có hàm lượngđường thấp, tránh nâng cao nhiệt độ và thời gian thủy phân kéo quá dài

2.2.4.5 Thành phần hương thơm:

Mùi của nước tương là do tổng hợp của rất nhiều chất khác nhau tạo thành.Mùi của nước tương có từ hỗn hợp acid hữu cơ, rượu, aldehyde, thành phần hươngthơm có phenol… Cụ thể là các hợp chất như acetaldehyde, propandehyde, isobutanadehyde, methyel macapan, rượu ethylic, acid acetic, acid benzoic, acid propionic…

2.3 Các quy trình sản xuất nước tương:

2.3.1 Nguyên liệu:

2.3.1.1 Bánh dầu:

Hạt đậu phộng có hàm lượng chất béo và protid khá cao Đậu phộng sau khi éplấy dầu còn lại bã gọi là bánh dầu, được sử dụng làm nguyên liệu chính để sản xuấtnước tương

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của bánh dầu đậu phộng

Thành phần hóa học % theo chất khô

Glucid: là thành phần chủ yếu trong bánh dầu với chất cơ bản là tinh bột, thànhphần chính là những polysaccharide có khả năng tạo vị cho sản phẩm Vì vậy, glucidcó tham gia vào quá trình tạo màu và mùi thơm cho sản phẩm

Lipid: hàm lượng lipid còn sót lại trong bánh dầu không cao khoảng 5 – 7%.Nếu hàm lượng chất béo cao sẽ ảnh hưởng không tốt cho quá trình sản xuất, bảoquản nước tương Vì chất béo trong quá trình chế biến sẽ chuyển hóa thành acid béotự do, glycerin và các sản phẩm phân hủy khác làm biến đổi mùi vị đặc trưng củanước tương

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 11 MSSV:207111036

Bánh dầu có vai trò quyết định chất lượng trong quá trình tạo thành sản phẩm.Nếu bánh dầu không đạt được những chỉ tiêu chất lượng thì quá trình sản xuất sẽ gặp

ít nhiều khó khăn và sản phẩm không đạt chất lượng như mong muốn

Bảo quản bánh dầu: do có tính hút ẩm, hấp phụ mùi mạnh nên khi bảo quảntrong kho cần phải khô ráo, thoáng khí Nhiệt độ khoảng thấp hơn 280C để đề phòngmối mọt Nếu bánh dầu bảo quản không đúng cách, sau một thời gian sẽ bị hôi mốc,sản phẩm có mùi lạ, vị chua đắng không đạt chất lượng.ï

2.3.1.2 Bột mì:

Hạt lúa mì sau khi nghiền nhuyễn tạo thành dạng bột gọi là bột mì

Protein của bột mì có 4 loại: albumin, glubolin, prolamin, glutelin Trong đóchủ yếu là prolamin và glutelin chiếm 75%

Bảng 2.3: Thành phần hóa học của bột mì

Thành phần hóa học % theo chất khô

Lipid trong bột mì là nguyên nhân chính làm bột mì bị ôi chua khi nhiệt độ vàđộ ẩm cao

Trong bột mì còn có một số enzyme như amylase, protease, lipase, men oxihóa khử, vitamin B1, B2, PP và một lượng nhỏ vitamin A và E

2.3.1.3 Muối (NaCl):

Muối được sử dụng để tạo vị mặn và ức chế hoạt động của vi sinh vật gây hưhỏng nhằm đảm bảo sản phẩm được bảo quản tốt hơn

Muối khi sử dụng trong sản xuất là muối hột có độ tinh khiết 92 – 97%, khihòa vào nước không có vị chát Thành phần chủ yếu của muối là NaCl, nước, chấthào tan và chất không hòa tan.

Bảng 2.4: Chỉ tiêu của muối

Tạp chất không tan 0.05

Do muối có tính hút nước từ môi trường xung quanh, nên khi độ ẩm không khítrên 75% muối sẽ hút nước và trở nên ẩm ướt Khi độ ẩm không khí nhỏ hơn 70%muối sẽ mất nước là khô lại Đồng thời quá trình bay hơi này sẽ mang theo một số ionnhư Mg2+ (làm muối chát), Ca2+ (làm muối đắng) từ những chất hòa tan như CaSO4,MgSO4, MgCl2…

Thông thường 14g muối hòa tan trong 1L nước ở nhiệt độ thường sẽ tươngđương 100Be tức tương đương 1% NaCl trong 1L dung dịch

Bảng 2.5: Sự tương quan giữa nồng độ muối và độ Be

Độ Baume (Be) Tỷ trọng (d) Số (g) muối hòa tan

2.3.1.4 Nước:

Nước là thành phần cơ bản nhất, không thể thay thế trong sản xuất nước tương.Chiếm khoảng 70 – 80% trọng lượng nước tương thành phẩm

Nước thực chất là dung dịch loãng của các muối ở dạng ion Các cation như:

Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, H+, Na+… Các anion như: OH-, HCO

Nước được dùng trong sản xuất không chỉ đòi hỏi phải đáp ứng yêu cầu chấtlượng nước uống, mà còn nhiều chỉ tiêu khác phù hợp với sản phẩm muốn sản xuất.Về bản chất nước dùng trong sản xuất thực phẩm nói chung và sản xuất nước tươngnói riêng phải trong suốt, không màu, không mùi vị lạ, không chứa vi sinh vật gâybệnh, đồng thời phải thỏa mãn các chỉ tiêu hóa học về độ cứng, độ oxy hóa, độ mặn…

Natri benzoate ở dạng bột màu trắng, không mùi, giá thành rẻ, bảo quản nơikhô, thoáng mát

Đây là một chất bảo quản sản phẩm khi kiềm hãm sự phát triển và tiêu diệthầu hết các loại vi khuẩn và nấm Natri benzoate hoạt động hiệu quả trong môitrường acid (pH<3.6) nên được sử dụng rộng rãi trong công nghệ bảo quản thực

phẩm Tuy nhiên chất này có mùi kim loại nên dễ bị phát hiện, làm giảm giá trị cảmquan sản phẩm.

Khi natri benzoate tác dụng với acid ascorbic (vitamin C) sẽ tạo thành benzenmột chất gây ung thư, tuy nhiên nồng độ không đủ lớn để ảnh hưởng người việc tiêudùng Trung tâm Y tế dự phòng cho biết theo quy định, hàm lượng chất bảo quảnnatri benzoate trong thực phẩm không được vượt quá 1g/kg

2.3.1.6 Kali sorbate:

Công thức phân tử: C5H7COOK

Kali sorbate ở dạng tinh thể hoặc dạng bột, màu trắng hoặc hơi ngả sang vàng,dễ tan trong nước theo tỷ lệ 1:1

Kali sorbate có tác dụng chống lại vi sinh vật khi ngăn cản sự phát triển của tếbào dinh dưỡng và hình thành bào tử

Kali sorbate cũng được công nhận là GRAS Ưu điểm nổi bật của chất này làkhông gây mùi lạ hay mất mùi tự nhiên của sản phẩm

2.3.1.7 Acid citric:

Là acid hữu cơ yếu, rất chua, không màu, kết tinh ở dạng tinh thể, dễ tan trongnước theo tỷ lệ 1:0.75 Acid citric được sử dụng trong thực phẩm với vai trò tạohương, sử dụng làm chất điều chỉnh độ acid trong thực phẩm, đồng thời cũng là chấtchống oxy hóa khi tạo môi trường nồng độ acid cao ngăn chặn vi sinh vật phát triển

Acid citric tồn tại trong các loại quả thuộc chi Citrus

Ở nhiệt độ phòng, acid citric kết tinh màu trắng Khi bị đun nóng trên 1750C,chất này bị phân hủy thành CO2 và nước

Hầu hết các quốc gia và tổ chức trên thế giới đều công nhận acid citric an toànkhi sử dụng trong thực phẩm Tuy nhiên trong sản xuất, khi tiếp xúc với liều lượngcao dễ gây kích ứng da và mắt nên công nhân cần có đồ bảo hộ

Caramel thu được khi đun nóng saccharose lên tới 180 – 190 C, tạo thành chấtlỏng màu đen, vị hơi đắng.

Isosacchrosal Caramel nâu

3C12H22O10  Caramelin nêu đen + H2O

Công thức cấu tạo: HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COONa

Natri glutamate hay còn gọi là bột ngọt là muối của acid glutamic

Dạng tinh thể màu trắng, có vị ngọt hơi mặn, tan nhiều trong nước, được sửdụng để tăng hương vị cho nước tương Khi ngâm vào nước, natri glutamate nhanhchóng tách thành các ion Na+ và gốc glutamate tự do Chính glutamate tạo nên vịngọt cho sản phẩm.

Khi sử dụng quá nhiều bột ngọt sẽ gây ra một vài triệu chứng dị ứng như nhứcđầu, chóng mặt, giảm trí nhớ… Natri glutamate được xếp vào loại excitotoxins (chấtđộc có tác dụng kích thích) Tổ chức FAO khuyến cáo đây là chất không nên lạmdụng nhiều, liều lượng cho phép là <10g/kg

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 17 MSSV:207111036

Nước tương

2.3.2 Các quy trình sản xuất:

Nước tương lên men truyền thốâng:

Quy trình:

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men truyền thống ở Việt Nam

Ưu điểm:

Không dùng hóa chất nên không gây độc hại

Thiết bị đơn giản, không đòi hỏi đầu tư tốn kém

Nhược điểm:

Quá trình ủ mốc dễ bị xâm nhiễm bởi mốc lạ khác, do đó không dễ kiểm soát.Chủ yếu dựa vào kinh nghiệm người sản xuất

Chất lượng sản phẩm không ổn định

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 19 MSSV:207111036

t0 = 60 – 700C mới trung hòa

Phối chế

LắngThanh trùng

Đóng chaiLọc tinh

t0 = 1210C, p = 1-2kg/cm2

t = 90 phút

Xay nhuyễnBánh dầu

Ưu điểm:

Thời gian quy trình sản xuất ngắn

Hiệu suất thủy phân cao

Sản phẩm giàu acid amin và mùi vị thơm ngon

Nhược điểm:

Thiết bị đầu tư tốn kém, đòi hỏi phải chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn

Độc hại với người trực tiếp sản xuất do dùng những tác nhân thủy phân mạnh nhưacid mạnh, kiềm mạnh, nhiệt độ và áp suất cao

Có thể một số acid amin bị phá hủy trong qúa trình thủy phân như lysin, arginin,cyctein, trytophan

Trong quá trình thủy phân ở nhiệt độ cao, acid chlohydric tác dụng các chất béocòn sót lại trong bánh dầu bị phân hủy sinh ra 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) và3-monochloropropanol (3-MCPD) với hàm lượng cao, gây ung thư cho người tiêudùng Sự tạo thành 3-MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ

Nước tương lên men hiện đại:

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 21 MSSV:207111036

Đóng chai

Nước tương

BãThủy phân

Phối chế

Thanh trùng

Lọc thôGia vị CaramelMuối

Để nguội

Cấy mốc

Nuôi mốc

ỦMốc giống

Thiết bị sử dụng không đòi hỏi cao những yêu cầu cao như chịu áp suất cao, nhiệtđộ cao, chịu acid, chịu kiềm, giá thành vừa phải, vốn đầu tư ban đầu không lớn.

Không dùng hóa chất độc hại trong sản xuất nên gần như an toàn cho sản phẩm vàmôi trường xung quanh

Ít gây tổn hao lượng acid amin trong quá trình sản xuất

Nhược điểm:

Giống đưa vào sản xuất phải được phân lập, tuyển chọn kỹ

Hiệu suất thủy phân không cao, chỉ bằng khoảng 70 – 80% so với phương pháphóa giải

Thời gian hoàn tất cả quá trình có thể kéo dài một đến hai tháng tùy theo yêu cầuchất lượng sản phẩm

2.3.3 Các giai đoạn chính:

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 23 MSSV:207111036

2.3.3.1 Giai đoạn nuôi mốc:

Trong sản xuất, người ta cần giai đoạn nuôi cấy nấm mốc A.oryzae để thu

nhiều bào tử làm mốc giống Trước tiên, từ mốc giống được lưu trữ trong môi trườngthạch nghiêng, sau đó được nhân giống ra môi trường gạo hoặc bột mì trong bình tamgiác, sau đó mới được cấy vào môi trường nuôi mốc trong sản xuất nhằm tăng sinhkhối, thu hỗn hợp enzyme thủy phân nguồn protid trong nguyên liệu

Phương pháp nuôi mốc bề mặt thường được sử dụng ở giai đoạn này Môitrường bánh dầu dạng rắn sẽ làm tăng khả năng không khí xâm nhập vào bên trongmôi trường, giúp mốc có thể trao đổi chất dễ dàng và phân bố, phát triển đồng đềuhơn Mốc phát triển trên bề mặt hạt môi trường khi nhận được chất dinh dưỡng vàsinh tổng hợp enzyme nội bào và ngoại bào Các enzyme ngoại bào thẩm thấu vàohạt môi trường, còn enzyme nội bào nằm trong sinh khối vi sinh vật Môi trường cóđộ xốp cao, độ ẩm thích hợp sẽ thúc đẩy vi sinh vật phát triển tốt bên trong lòng môitrường Nếu độ ẩm quá cao sẽ làm môi trường bết lại, độ ẩm quá thấp không thuậnlợi cho mốc phát triển

Bảng 2.6: Ưu và khuyết điểm phương pháp nuôi mốc trên bề mặt

Phương pháp nuôi mốc trên bề mặt

Ưu điểm _ Phương pháp dễ thực hiện, không phức tạp Thiết bị kỹ thuật đơn

giản, đầu tư không tốn kém

_ Lượng enzyme tạo ra khá cao

_ Trong trường hợp nhiễm vi sinh vật lạ dễ phát hiện và xử lý Domôi trường nuôi cấy tĩnh, không có sự xáo trộn nên chỉ cần loại bỏkhu vực bị nhiễm

Khuyết điểm _ Tốn diện tích khá lớn khi nuôi mốc

Điều kiện sinh trưởng của nấm mốc Aspergillus oryzae :

_ Độ ẩm của môi trường: độ ẩm tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấmmốc là 55 – 58% Độ ẩm môi trường thích hợp cho sự hình thành bào tử là khoảng45% Cần giữ cho độ ẩm này không bị giảm trong quá trình mốc phát triển

_ Độ ẩm tương đối của không khí: từ 80% trở lên đến bão hòa đều thích hợpcho nấm mốc Trong phòng nuôi mốc cần giữ độ ẩm không khí để môi trường không

bị khô

_ Ảnh hưởng của không khí: A.oryzae là vi sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát

triển bình thường khi đầy đủ oxy Để đáp ứng điều này, nguyên liệu nuôi mốc phảixốp, rải thành lớp mỏng không dày quá 3 cm, phòng nuôi mốc phải thoáng, có sự traođổi không khí với bên ngoài

_ Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp để tạo ra enzyme của A.oryzae

là khoảng 28 – 320C Trong quá trình nuôi mốc, nhiệt độ có quan hệ trực tiếp việctăng sinh khối và sinh sản của mốc Nhiệt độ trong lòng khối nguyên liệu sẽ tăng dầntheo sự phát triển của mốc và có thể đạt đến 450C Điều này làm giảm độ ẩm môitrường, mốc chậm phát triển Chính vì vậy ta cần phải đảo mốc để điều hòa nhiệt độvà độ ẩm trong khối nguyên liệu nhằm xúc tiến sự tăng trưởng của nấm mốc

_ Thời gian nuôi mốc: hầu hết các chủng A.oryzae có hoạt lực amylase đạt cực

đại vào khoảng thời gian 30 – 36 giờ, sau đó là hoạt lực cực đại của protease vàokhoảng thời gian 36 – 42 giờ

_ pH: môi trường thích hợp cho A.oryzae là môi trường acid yếu 5.5 – 6.5 Các

nguyên liệu nuôi mốc như đậu nành, cám, ngô thường có sẵn pH ở khoảng này nênkhông cần phải điều chỉnh

2.3.3.2 Giai đoạn thủy phân:

Giai đoạn thủy phân có tầm quan trọng không kém giai đoạn nuôi mốc Nếuthủy phân không đúng kỹ thuật thì sản phẩm không đạt yêu cầu, hiệu suất sử dụngnguyên liệu thấp, giá thành sản phẩm cao

Có 3 yếu tố rất quan trọng trong thủy phân đó là lượng nước cho vào, thời gianvà nhiệt độ

_ Lượng nước cho vào: mục đích cho nước vào là để tăng nhiệt và giữ nhiệtcho sản phẩm, thúc đẩy sự phân giải và ảnh hưởng hương vị nước tương

_ Nhiệt độ thủy phân: đây là yếu tố rất quan trọng vì nhiệt độ sẽ tạo điều kiệncho enzyme của mốc xúc tác các quá trình phân giải Nhiệt độ tối ưu nên giữ ở 54 –

580C trong suốt quá trình lên men

_ Thời gian thủy phân: tùy theo nguyên liệu sử dụng, chất lượng mốc mà thờigian thủy phân dài hay ngắn Ta có thể dựa vào sự tăng giảm của N formol để quyếtđịnh thời gian kết thúc giai đoạn

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 25 MSSV:207111036

Ngoài ra, để tăng hiệu quả của quá trình thủy phân, người ta thường bổ sungthêm enzyme thương mại Sử dụng thiết bị thủy phân có cánh khuấy nhằm tạo sự tiếpxúc tốt nhất giữa enzyme và cơ chất.

2.3.4 Thuyết minh quy trình sản xuất nước tương hiện đại:

2.3.4.1 Xay:

Mục đích:

Xay nhuyễn nhằm tăng diện tích tiếp xúc cho bề mặt nguyên liệu

Tạo thuận lợi cho quá trình hấp thu nước và gia nhiệt

Biến đổi:

Yêu cầu sau khi xay, hạt nguyên liệu nên có kích thước 1 – 2 mm Kích thướckhông nên quá nhỏ vì sẽ làm giảm hiệu suất tận dụng nguyên liệu và tốn năng lượngkhông cần thiết Ngược lại, kích thước hạt không nên quá lớn sẽ gây vón cục khi thủyphân, giảm hiệu suất sử dụng nguyên liệu

Thực tế sau khi xay, một lượng nguyên liệu bị thất thoát vì sót lại trong máy

Hình 2.6: Máy xay nguyên liệu

2.3.4.2 Hấp:

Mục đích:

Tạo độ ẩm thích hợp cho bánh dầu khi đến giai đoạn cấy mốc.

Có sự bay hơi nước, làm giảm độ ẩm trên bề mặt khối nguyên liệu

Có thể làm nguội tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng cách rải đều nguyên liệuthành lớp mỏng, xới lên và dùng quạt thổi Làm nguội cưỡng bức sẽ tăng oxy trongkhối nguyên liệu giúp cho quá trình nuôi mốc tốt hơn

2.3.4.4 Cấy mốc:

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 27 MSSV:207111036

Mục đích:

Mốc là cơ sở để sản xuất nước tương lên men, vì vậy chất lượng mốc ảnhhưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng nguyên liệu, chính vìvậy giai đoạn cấy mốc khá quan trọng

Thực hiện:

Thao tác bóp, trộn liên tục sao cho lượng mốc cấy vào phải được phân phốiđều vào khối nguyên liệu Cho thêm nước tạo độ ẩm thích hợp như vậy mốc mới pháttriển tốt

2.3.4.5 Nuôi mốc:

Mục đích:

Tạo điều kiện tối ưu cho mốc phát triển

Khai thác tối đa hệ enzyme đặc biệt là protease và amylase có hoạt lực cao

Nhiệt độ của khối ủ sẽ tăng lên theo sự phát triển của mốc và có thể đạt 450C

Vì vậy ta phải đảo mốc để điều hòa nhiệt độ và giữ độ ẩm trong khối nguyên liệu

Nhiệt độ phòng 28 – 320C và lượng nước cho khối nguyên liệu khoảng 27 –37% sẽ cho hoạt tính enzyme protease cao nhất

Hình 2.8: Giàn khay nuôi mốc

Cuối giai đoạn này, hỗn hợp có độ nhớt thấp, màu vàng rơm, cho muối vào hỗnhợp trước khi bơm qua bồn ủ Theo nghiên cứu cho thấy với dung dịch muối 20% trộnvào nguyên liệu theo tỷ lệ từ 25 – 30% rất tốt cho enzyme hoạt động, thúc đẩy quátrình thủy phân

Vai trò của nước muối góp phần thúc đẩy quá trình thủy phân nhanh hơn, kiềmhãm vi sinh vật gây hư hỏng, tạo ra mùi vị theo yêu cầu của sản phẩm

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 29 MSSV:207111036

Hình 2.9: Thiết bị thủy phân

Nhiệt độ trong lòng dịch ủ tăng dần vì quá trình thủy phân sinh ra nhiệt Thờigian ủ tùy thuộc vào hiệu suất thủy phân tạo thành acid amin, thường kéo dài 30 ngày

Hình 2.10: Bồn ủ ngoài trời

Bã tách ra tiếp tục cho thêm nước muối 15 – 18% ở nhiệt độ 600C, ngâm 12 –

16 giờ và lọc tiếp lần nữa, thu được nước tương có độ đạm thấp hơn Nhiệt độ củanước muối cho vào ảnh hưởng đến khả năng thu hồi triệt để chất hòa tan đạm vàđường còn sót lại trong bã và khả năng bị nhiễm vi sinh

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 31 MSSV:207111036

Nhiệt độ cao làm độ nhớt của dịch giảm đáng kể.

Dưới tác dụng của nhiệt, vi sinh vật bị ức chế hoàn toàn

Tiến hành:

Sử dụng thiết bị nồi hơi thanh trùng ở nhiệt độ 100 – 1100C kéo dài 20 phút.Sau đó cho các loại gia vị với liều lượng tùy từng nơi sản xuất và cuối cùng khi gầnkết thúc giai đoạn nay cho tiếp chất bảo quản natri benzoate với liều lượng khoảng0.07 – 0.1%, kết thúc sự cung cấp nhiệt

Sau giai đoạn này, màu sắc và mùi vị sản phẩm hình thành là đặc trưng Tuynhiên độ trong chưa đạt yêu cầu.

Hình 2.12: Thiết bị nấu nước tương

2.3.4.10 Lắng cốt:

Mục đích:

Tách cặn mịn, khó lắng

Sản phẩm tiếp tục tạo hương, là tiền đề cho giai đoạn phối chế thành phẩm

Trong thời gian này, phải thường xuyên theo dõi độ trong của dịch

SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 33 MSSV:207111036