Công nghệ sản xuất bột ngọt hướng đến môi trường bền vững

TẠP CHi CÍNG TllỉlNG CƠNG NGHỆ SẢN XUAT bột HƯỚNG ĐẾN MƠI TRƯỜNG BEN vững • TRẦN THANH TRÚC* - TRẦN BẠCH LONG TĨM TẮT: Cơng nghệ sản xuất xanh ưong lĩnh vực thực phẩm quan tâm phát triển nhằm góp phần bảo vệ mơi trường Bột phát minh sản xuất phương pháp trích ly 100 năm trước Nhật Bản, tạo vị umami giúp ăn ngon Quy trình sản xuất ừong nhiều thập kỷ qua áp dụng tiến khoa học kỹ thuật có cải tiến đáng kể nhằm hạn chế tối đa tác động đến môi trường, phát triển bền vững môi trường Phương pháp sản xuất bột - trích ly từ tảo bẹ đến thay hoàn tồn phương pháp lên men từ ngun liệu nơng nghiệp sẩn có (mía, sắn, ngơ, củ cải đường, ) Bên cạnh đó, sản phẩm phụ hình thành từ quy trình sản x't bột góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững hạn chế phát thải; đặc biệt việc cung cấp nhiệt lượng cho lị sinh học, góp phần hạn chế biến đổi khí hậu Từ khóa: bột ngọt, phát triển bền vững, sản xuất xanh, umami Đặt vấn đề động ứng dụng cơng nghệ xanh áp dụng chu Phát triển sản xuất bền vững, góp phần bảo vệ trình sinh học khép kín sản xiiât gia vị bột môi trường ngày trở thành yếu tô' phát triển (mì chính) sơng cịn nhiều nhà sản x't Gia vị bột nước Trong đó, doanh nghiệp tập trung đầu tư Bột phát minh vào năm 1908 Gs ứng dụng công nghệ xanh - công nghệ coi KiKunae Ikeda - Đại học Hoàng gia Tokyo thân thiện với mơi trường dựa quy trình sản xuất lần thị trường vào xuâ't chuỗi cung ứng sản phẩm thông qua năm 1909 Nhật Bản Bột có tên gọi khoa cải tiến công nghệ sản xuất, tăng cường sáng học mononatri glutamate (MSG), giúp mang lại kiến nhằm tơi ưu hóa nguồn ngun liệu, tận dụng vị umami (hay gọi vị ngon - vị thịt) cho tối đa nguồn chất, từ giảm thiểu ăn Bên cạnh đó, với đặc tính lan tỏa khắp bề chát thải ngồi mơi trường Một hoạt mặt lưỡi, hậu vị kéo dài khả làm tăng tiết 274 SỐ - Tháng 2/2022 HĨA HỌC-CƠNG NGHỆ THựC PHÀM nước bọt, vị umami giúp hài hòa vị khác, làm tăng vị ngon tổng thể cho ăn cảm giác Công nghệ sản xuất bột hướng đến môi trường bền vững thỏa mãn sau thưởng thức Vị umami Ban đầu, glutamate GS Ikeda tách từ năm vị bản, bên cạnh vị tảo bẹ kombu phương pháp trích ly Sau đó, chua, ngọt, mặn, đắng bột sản xuất quy mô công nghiệp Bột tạo thành phần natri vào năm 1909 phương pháp thủy phân axit glutamic, glutamic axit amin có mặt hầu hết sinh vật tự nhiên Đặc protein có đậu tương lúa mì Phương pháp biệt, axit glutamic glutamate có mặt phong phú trích ly sử dụng từ năm 1909 đến năm 1960 Giai đoạn (năm 1950 - 1970), hầu hết loại thực phẩm người ăn glutamate sản xuất theo phương pháp tổng hàng ngày loại rau củ (cà chua, măng tây, tảo bẹ, ), loại thịt, cá, hải sản, sản hợp hóa học từ acrylonitrile Hai phương pháp có ưu điểm dễ kiểm soát, dễ áp dụng, với phương pháp tổng hợp hóa học cịn tận dụng phẩm lên men nước tương, nước mắm, sữa chua, phô mai, Axit glutamic glutamate dồi sữa mẹ sữa lồi động vật có vú (Ninomiya, 1998) Glutamate từ bột glutamate từ thực phẩm tự nhiên không khác nguồn acrylonitrile giá thành thấp từ cơng nghiệp sợi polyacrylic nhìn chung tồn nhược điểm giá thành sản phẩm cuối, sử dụng biệt mặt hóa học, thể chuyển hóa nhiều hóa chất, địi hỏi thiết bị chịu ăn mòn, thời gian sản xuất dài, hiệu suât thấp, môi trường sản nguồn glutamate theo cách thức xuất độc hại có nhiều tác động quan ngại đến môi trường Từ năm 1950, song song với (FDA, 2012) vị sử dụng phổ biến quen thuộc phương pháp trên, phương pháp sản xuâT bột thứ bắt đầu xuất hiện, phương pháp lên 100 quốc gia vùng lãnh thổ giới, kể men từ vi sinh vật (Chiaki Sano, 2009) Ưu điểm chê biến ăn hàng ngày quy mô gia phương pháp lên men hiệu suât cao, chi phí Hơn kỷ qua, bột trở thành gia đình hay loại gia vị, nước xôt, thực phẩm sản xuât rẻ, sản xuất an tồn, thân thiện với mơi đóng hộp, thực phẩm chế biến sấn, quy mô trường, từ năm 1970 đến nay, lên công nghiệp men phương pháp sản xuât bột Bột tổ chức uy tín y tế sức khỏe giới úy ban Chuyên gia Việt Nam giới (Nguyễn Thị Hiền, 2011) Phương pháp lên men sản xuất bột Phụ gia Thực phẩm thuộc Tổ chức Lương thực tương tự lên men sản xuất sản phẩm Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) Tổ chức Y tế Thế giới (WHO); ủy ban Khoa học thực phẩm sữa chua, phô mai, giấm, nước tương, Thực phẩm Cộng đồng chung châu Âu nguồn gốc từ Nhật Bản từ năm 1956 Kinoshita (EC/SCF); Cơ quan Quản lý Thuốc Thực phẩm s., Hoa Kỳ; Bộ Y tế, Lao động, Phúc lợi Nhật Bản Micrococcus glutamicus sản xuất glutamate từ có đánh giá gia vị an tồn, phép sử mơi trường có chứa glucose ammoniac (Chiaki dụng chế biến thực phẩm với liều dùng Sano, 2009) Từ sau, bột sản liều dùng’’ (ADI not xuất từ nguồn nguyên liệu tự nhiên giàu specified) (JECFA, 1988; SCF 1991; FDA 2019; đường tinh bột mía, sắn, cọ, củ cải JMHLW, 2021) Tại Việt Nam, bột Bộ đường, ngô, “không quy định Y tế xếp vào danh mục chất phụ gia phép sử dụng (Bộ Y tế, 2019) Đây kết luận tổ chức y tế sức khỏe giới thời điểm Phương pháp lên men sản xuất bột có Udaka s., Shimamoto M sử dụng Ngày nay, nhiều loài vi sinh vật khác sử dụng lên men sản xuât bột Corynebucterium glutamicum, Brevibacterium divaricatum, Brevibacterium lactofermentum, SỐ - Tháng 2/2022 275 TẠP CHÍ CƠNG THtftfNG vật tiếp tục xử lí để tạo phân bón sinh điều kiện lên men ưu chủng cải tiến để làm tăng suất tạo axit glutamic, từ học phân bón hữu sinh học Tùy theo nâng cao suất sản xuất bột chủng vi sinh vật thông số kĩ thuật cụ thể 3.1 Chu trình sinh học khép kín sản xuất bột tạo sản phẩm đồng hành, giúp phát triển nơng nghiệp bền vững q trình lên men, tỉ lệ thành phần dinh dưỡng lại khác nhau, nhiên nguồn dinh dưỡng dồi cho trồng Sản phẩm phân bón sinh học phân bón hữu Với phương pháp trích ly glutamate từ tảo biển, để sản xuất 30g bột cần sử dụng tới sinh học đem trở lại sử dụng 12kg tảo bẹ kombu Với sản lượng bột cánh đồng mía, cánh đồng sắn cánh đồng hoa 500.000 tấn/năm (năm 2009), lượng tảo bẹ cần sử dụng 25 triệu tấn, tương đương với lượng tảo bẹ sinh 833 năm (Ngô Đại Nghiệp, màu, lương thực khác để tạo thành vòng trịn sinh học khép kín, giúp tận dụng hết nguyên 2019) Do vậy, việc sử dụng phương pháp lên men phát thải môi trường, trồng bội thu, từ nguồn nguyên liệu dồi mía, sắn (khoai mì) nguồn nguyên liệu giàu đường, giàu tinh bột phổ biến khác đảm bảo nguồn thực phẩm, tăng thu nhập cho bà liệu q trình sản xuất khơng gây nơng dân giữ gìn chất lượng đất trồng màu mỡ (Hình 1) hình thức bảo tồn nguồn thực phẩm Để sản xuất phân bón sinh học, phần nước trung hịa NH3, sau bổ sung Khơng dừng lại đó, nhà sản xuất bột hàng đầu cịn trọng khơng ngừng việc nghiên cứu áp dụng công nghệ lên thêm khoáng vi lượng với tỉ lệ tùy theo công thức men tiên tiến, đại sáng kiến cải tiến phân bón sinh học có chứa từ 23% - 25% chất để vừa đảm bảo hiệu suất sản xuất, vừa đóng góp hữu cơ; 4% - 5% đạm; 0,13% - 0,15% lân cách có ý nghĩa vào việc bảo vệ môi trường 0,80% - 0,88% kali tổng sô” sinh từ quá phát triển bền vững tồn cầu trình lên men đường Ngoài ra, số loại phân nhà sản xuất Đa phần sản phẩm Sau trình lên men tách axit glutamic, dung bón cịn chứa hàm lượng đáng kể axit humic dịch nước chứa nhiều dưỡng chất bao gồm fulvic - axit sinh từ trình axit amin, vitamin, khoáng chất, xác vi sinh phân giải xác vi sinh vật đặc biệt tốt cho Hình ỉ: Chu trình sinh học khép kín sản xuất bột Mật rỉ đường 0^ °o Nhà may đúOTHị Nhỉ mảy tmh rìéỉ Tinh bột mỉ CHU TRÌNH SINH HỌC KHÉP KÍN BỘT NGỌT Phân bon sinh hoe 27 ỏ Số3-Tháng 2/2022 Phân bón sinh hoe HĨA HỌC-CƠNG NGHỆ THựC PHẨM trồng, khoảng 18 axit amin khác Philippin, Tại Braxin, từ 10 năm trước lượng đường dư trình lên men, nên xuất phong trào sử dụng phân bón sinh học - bón vào đất trở thành nguồn dinh dưỡng tốt cho đồng sản phẩm trình sản xuất bột trồng Bên cạnh đó, nhà sản xuất đồn điền để thay hoàn toàn cho phân cần tuân thủ quy định hành dư lượng bón hóa học, hướng tới quản lí bền vững Tại Nhật kim loại nặng chế phẩm phân bón sinh học Bản, dự án bán sản phẩm với nhãn Kyushu phân bón hữu sinh học Rikisaku Vegetables Kyushu Rikisaku Fruits - Tùy theo loại phân bón sinh học sản phẩm nông sản tạo với phân phân bón hữu sinh học mà nhà sản xuất khuyến cáo cách thức sử dụng đơn lẻ phối hợp với loại phân bón khác theo tỉ lệ phù hợp để đạt hiệu cao Ví dụ, theo nghiên cứu bón sinh học trao giải Giải Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền thưởng Phát triển bền vững (Sustainable Development Goals - SDG) thường niên lần thứ Phó Chánh văn phòng Nội Nhật Bản vào tháng 12 năm 2019 Tại Việt Nam, sản phẩm Nam với chế phẩm phân bón sinh học xử lí từ dịch nước sau lên men sản xuất bột phân bón sinh học bắt đầu sử dụng từ số loại trồng bao gồm: lúa, đậu phơng, đậu nành, bơng vải, mía đường, khoai lang, chôm 3.2 ứng dụng công nghệ giúp hạn chế biến đổi khí hậu sản xuất năm 2007 chơm xoài giai đoạn 1993 - 1995 Kết thử Giảm khí COọ sản xuất - khí thải gây nghiệm cho thấy, phân bón sinh học hồn tồn sử dụng để bón phơi hợp với phân hiệu ứng nhà kính, tác động đáng kể đến biến đổi khí hậu tồn cầu mục tiêu khoáng, theo kỹ thuật tăng suất cho quan trọng nhằm hướng đến sản xuất bền vững Mức độ bón phối hợp khoảng 30% - 50%, tùy Q trình sản xuất sản phẩm thực phẩm nói chung loại loại đất cần sử dụng nhiệt lượng nhát định đê cung cấp Với nhiều ưu điểm vượt trội nâng cao chất lượng nông sản, tăng sản lượng, tăng sức đề nhiệt cho thiết bị Công nghệ đốt truyền thống sử dụng dầu diesel hay nhiên liệu hóa thạch cung kháng, chơng lại sâu bệnh, bảo tồn cải tạo mơi cấp nhiệt cho q trình sản xuất tạo lượng trường đất, an toàn, linh hoạt cách sử dụng, khí thải co2 đáng kể ngồi mơi trường giá thành phải Hiện nay, phân bón sinh học phân bón hữu sinh học sử Trong công nghệ sản xuất bột ngọt, sô' nhà sản xuất đưa vào vận hành lò sinh học, dụng phổ biến rộng rãi khu vực đồng cung cấp nhiệt cho hệ thơng sản xuất thay cho lị sơng Cửu Long đốt truyền thơng Lị sinh học sử dụng Bằng việc áp dụng quy trình sản xuất bột nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp trấu ép, theo “Chu trình sinh học khép kín” từ việc sử dụng rơm (tạo từ rạ rơm, vỏ trấu, ) giúp giảm gần nguyên liệu có nguồn gốc nơng nghiệp, 50% lượng khí thải co2, góp phần bảo vệ mơi thành phần cịn lại q trình lên men tiếp tục trường Sử dụng lò sinh học đạt mục xử lí thành sản phẩm phân bón sinh học tiêu kép: tái sử dụng rác thải rắn từ phụ phẩm phân bón hữu sinh học, cung cấp dinh dưỡng nông nghiệp (củi trấu) giảm khoảng 50% trở lại cho đất, hỗ trợ vụ mùa bội thu bền lượng co2 - khí thải tác động đáng kể đến biến vững Phương pháp sản xuất bền vững đổi nhiệt độ tồn cầu tương lai (Chu trình tiên phong doanh nghiệp sản xuất sinh học khép kín - Hình 1) bột Nhật Bản áp dụng thành công doanh nghiệp Nhật Bản nhiều nước giới Mỹ, Pháp, Braxin, Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Như vậy, thông qua cải tiến công nghệ sản xuất giải pháp tối ưu hóa bảo vệ mơi trường sản xuất, nhà sản xuất bột hàng đầu phát huy ưu điểm công SỐ - Tháng 2/2022 277 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG nghệ sản xuất hướng đến môi trường bền vững, bao gồm: - Phương pháp lên men sản xuất bột tận dụng nguyên liệu từ nơng nghiệp dồi sấn có, giàu đường tinh bột thay phương pháp trích ly từ tảo biển góp phần hỗ trợ bảo vệ nguồn thực phẩm - Áp dụng chu trình sinh học khép kín, tạo đồng sản phẩm phân bón sinh học phân bón hữu sinh học giúp tận dụng hết nguồn nguyên liệu sản xuất, hạn chế phát thải q trình sản xuất - Phân bón sinh học phân bón hữu sinh học giúp tăng suất trồng, từ tạo nguồn nguyên liệu ổn định cho sản xuất bột - Trong trình sản xuất bột ngọt, cải tiến liên tục áp dụng cơng nghệ lị sinh học đại với nguồn nhiên liệu củi trấu ép thay nhiên liệu dot truyền thơng dầu diesel, gas, từ đóng góp đáng kể vào việc hạn chế lãng phí chất thải rắn nông nghiệp (vỏ trấu) đặc biệt giảm thiểu lượng khí co2 ngồi mơi trường, giảm tác động hiệu ứng nhà kính Kết luận Công nghệ sản xuất bột phát minh sản xuất 100 năm trước Nhật Bản, tạo vị umami giúp ăn ngon Việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật sản xuất bột nhằm hạn chế tối đa tác động đến mơi trường, nói riêng tăng suất, phát triển nguồn thực phẩm nói chung phát triển bền vững mơi trường, sản xuất bột - Phân bón sinh học phân bón hữu sinh học khơng gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người trồng, không gây ô nhiễm môi dụng nguyên liệu có nguồn gốc nơng nghiệp, trường sinh thái, có tác dụng cân hệ sinh thái, khơng làm thối hóa đất mà cịn góp phần tăng độ phì nhiêu đất học phân bón hữu sinh học, cung cấp dinh theo chu trình sinh học khép kín từ việc sử thành phần lại trình lên men tiếp tục xử lý thành sản phẩm phân bón sinh dưỡng trở lại cho đất, hỗ trợ vụ mùa bội thu bền vững ■ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Ninomiya K (1998) Natural occurrence Food Reviews Internationa!, 14(2-3), 177-211 FDA (2012) Questions and Answers on Monosodium glutamate (MSG) JECFA (1987) L - Glutamic acid and its ammonium, calcium, monosodium and potassium salts Toxicological evaluation of certain food additives - Joint FAO/WHO Expert Panel on Food Additives Cambridge Cambridge University Press, 97-161 Communities Commission of the European (1991) 25th series of food additives of various technological functions Report of the Scientific Committee for Food, p 16 US Food and Drug Administration (2019) Food Additivies Status List Japanese Ministry of Health, Labour and Welfare (2021) List of Designated Additives Bộ Y tế, (2019) Thông tưsô 24/2019/TT-BYT ngày 30/8/2019 Quy định quản lý sửdụng phụ gia thực phẩm p.27 Nguyễn Thị Hiền, (2011) Công nghệ sản xuất axit amin ứng dụng NXB Giáo dục: 235 trang Chiaki Sano (2009) History of glutamate production American Journal of Clinical Nutrition, 90(3), 728S-732S 10 Ngô Đại Nghiệp, (2019) Kỹ thuật sinh hóa ứng dụng NXB Giáo dục Việt Nam: 368 trang 278 Số 3- Tháng 2/2022 HĨA HỌC-CƠNG NGHỆ THựC PHẨM Ngày nhận bài: 13/11/2021 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 13/12/2021 Ngày chấp nhận đăng bài: 23/12/2021 Thông tin tác giả: PGS.TS.TRAN trúc* Trường Đại học cần Thư TS TRẦN BẠCH LONG Trường Đại học cần Thơ THE GREEN MONOSODIUM GLUTAMATE PRODUCTION PROCESS • Assoc.Prof.Ph.D TRAN THANH TRUC’ • Ph D TRAN BACH LONG1 ’Con Tho University ABSTRACT: Green production technology hl the food sector is being developed in order to protect the environment Monosodium glutamate (MSG) was invented and produced by extraction method more than 100 years ago in Japan It creates an umami taste that makes food more delicious The MSG production process over the past decades has applied scientific and technical advances and has made significant improvements in order to minimize the environmental impact and develop sustainably with the environment The first method of MSG from kelp is completely replaced by the method of MSG fermentation from available agricultural materials such as cane, cassava, com, sugar beet, ettc Besides, by-products from this MSG production process contribute to sustainable agricultural development and emission reduction, especially the heat supply for biological boilers, contributing to limiting climate change Keywords: monosodium glutamate, develop sustainably, green production, umami So - Tháng 2/2022 279 ... trường sản xuất, nhà sản xuất bột hàng đầu phát huy ưu điểm công SỐ - Tháng 2/2022 277 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG nghệ sản xuất hướng đến mơi trường bền vững, bao gồm: - Phương pháp lên men sản xuất bột tận...HĨA HỌC-CƠNG NGHỆ THựC PHÀM nước bọt, vị umami cịn giúp hài hòa vị khác, làm tăng vị ngon tổng thể cho ăn cảm giác Cơng nghệ sản xuất bột hướng đến môi trường bền vững thỏa mãn sau thưởng... liệu sản xuất, hạn chế phát thải trình sản xuất - Phân bón sinh học phân bón hữu sinh học giúp tăng suất trồng, từ tạo nguồn nguyên liệu ổn định cho sản xuất bột - Trong trình sản xuất bột ngọt,