Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng công nghệ vi sinh

Công nghệ sản xuất nước tương hiện nay được sử dụng tại Nhật là dùng các chủng nấm mốc thuần chủng có hoạt lực cao được dùng để làm giống khởi động cho việc nuôi cấy trên môi trường đậu

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong

lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020

BÁO CÁO TỔNG HỢP ĐỀ TÀI

Tên Đề tài:

Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất nước chấm từ

đậu tương bằng công nghệ vi sinh

Nội dung Trang

1.1.1 Lịch sử hình thành và quá trình phát triển của sản phẩm nước tương 4

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương ở một số nước trên thế giới 5

1.1.3 Quy trình cồng nghệ sản xuất nước tương tại một số nước trên thế giới 6

1.1.3.1 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Thái Lan 6

1.1.3.2 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Indonesia 7

1.1.3.3 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Malaysia 8 1.1.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Nhật Bản 9

1.1.3.5 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Singapore 14

1.1.3.6 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Philippine 15

1.2.1 Thực trạng tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương ở Việt Nam 16

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ sản xuất nước tương bằng

1.2.2.1 Đề tài công nghệ sản xuất nước chấm ủ ẩm trích ly 18 1.2.2.2 Đề tài công nghệ sản xuất nước chấm lên men dài ngày 23

1.3.1.2 Phương pháp hoá học (thủy phân bằng axit) 25

1.3.1.4 Ưu nhược điểm của các phương pháp sản xuất nước tương 26

1.3.2 Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men 28

1.3.2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong sản xuất nước tương 28

1.3.2.2 Các bước công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men 31

1.4 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT ỨNG DỤNG

TRONG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN

1.4.2.2 Phương pháp bảo quản chế phẩm lactic giống khởi động 41

1.4.3.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm men 43 1.4.3.2 Vai trò của chất phụ gia đến khả năng bền nhiệt của nấm men trong quá

2.1.1 Phương pháp phân tích hóa lý và hóa sinh 46

2.2 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HOÁ CHẤT SỬ

I NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TẠO CHÉ PHẨM VI SINH VẬT

THUẦN CHỦNG DÙNG CHO SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM TỪ ĐẬU

TƯƠNG

55

I.1.1 Lựa chọn chủng nấm mốc thích hợp cho sản xuất nước chấm 56

I.1.2 Lựa chọn nguyên liệu gạo thích hợp cho sản xuất chế phẩm nấm mốc 58

I.1.3 Nghiên cứu môi trường và điều kiện nuôi cấy thu nhận bào tử mốc 59

I.1.3.2 Ảnh hưởng của một số loại khoáng chất bổ sung vào môi trường 60

I.1.3.8 Ảnh hưởng của mật độ đảo trộn trong quá trình nuôi 65

I.1.4 Nghiên cứu chế độ sấy và bảo quản cho hoạt lực chế phẩm ổn định 66

I.1.5 Qui trình nuôi mốc tạo chế phẩm bào tử nấm sợi và đánh giá chất

lượng chế phẩm 68

I.2 Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi khuẩn lactic 70

I.2.1 Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic chịu nồng độ muối

I.2.1.1 Phân lập các chủng vi khuẩn lactic chịu muối 70

I.2.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng sinh trưởng của các chủng

I.2.1.3 Lựa chọn chủng vi khuẩn lactic ứng dụng cho lên men nước tương 75

I.2.2 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện lên men thu sinh khối vi khuẩn

I.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng sinh trưởng và phát triển của các

I.2.2.2 Ảnh hưởng của pH ban đầu lên khả năng sinh trưởng và phát triển của

I.2.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ đường lên khả năng sinh trưởng và phát triển

I.2.2.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ đường glucose lên khả năng sinh trưởng và phát

I.2.2.3.2 Ảnh hưởng của các loại đường khác lên khả năng sinh trưởng và phát

I.2.2.4 Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh trưởng và phát triển của

I.2.2.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống lên khả năng sinh trưởng và phát triển

I.2.2.6 Khảo sát động học quá trình sinh trưởng và phát triển của chủng lactic 82

I.2.3 Nghiên cứu các điều kiện bảo quản, tạo chế phẩm lactic ứng dụng cho

I.2.3.1 Nghiên cứu bổ sung các tác nhân bảo vệ tế bào trong môi trường lên

I.2.3.2 Nghiên cứu các điều kiện tạo chế phẩm dạng dịch 84

I.2.3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và điều kiện bao gói tới khả năng sống của tế

I.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi khuẩn lactic dùng cho lên

I.3 Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm nấm men 90

I.3.1 Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng chịu nồng độ muối cao, sinh

cồn phù hợp với quá trình lên men nước chấm 90

I.3.2 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện lên men thu sinh khối 92

I.3.2.1 Ảnh hưởng của nguồn hydrat cacbon lên quá trình tạo sinh khối 92

I.3.2.4 Ảnh hưởng của oxy hòa tan tới quá trình tạo sinh khối nấm men 93

I.3.3 Nghiên cứu tạo chế phẩm nấm men dạng lỏng 96

I.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm men dùng cho lên men

II.2 Lựa chọn nguyên liệu và điều kiện xử lý phù hợp cho sản xuất nước

II.2.1 Phân tích thành phần các loại nguyên liệu 101

II.2.2 Lựa chọn công thức nguyên liệu phù hợp cho sản xuất nước tương

II.2.3 Nghiên cứu điều kiện xử lý nguyên liệu đậu tương thích hợp 106

II.3 Nghiên cứu các điều kiện nuôi cấy koji sản xuất cho hoạt lực enzim

II.3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ mốc giống đến hoạt lực enzim của chế phẩm mốc 107

II.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đến hoạt lực enzim của chế phẩm mốc 108

II.3.3 Ảnh hưởng của việc bổ sung và duy trì ẩm đến hoạt lực enzim của chế

II.3.4 Ảnh hưởng của độ dày khối ủ đến hoạt lực enzim của chế phẩm mốc 111

II.3.5 Ảnh hưởng của mức độ đảo trộn đến hoạt lực của enzim của chế phẩm 112

II.4 Nghiên cứu các điều kiện lên men nước chấm vi sinh 114

II.4.1 Nghiên cứu các điều kiện lên men nước tương không bổ sung vi khuẩn

II.4.1.1 Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng muối thích hợp cho quá trình lên men 114

II.4.1.2 Xác định tỷ lệ nước phù hợp cho quá trình lên men 115

II.4.1.3 Xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho sản xuất nước tương 117

II.4.1.4 Xác định phương pháp đảo trộn trong quá trình lên men nước tương 118

II.4.1.5 Xác định thời gian lên men thích hợp cho quá trình sản xuất nước tương 119

II.4.1.6 Thử nghiệm lên men nước tương theo quy trình lên men đã xây dựng 121

II.4.2 Nghiên cứu bổ sung các chế phẩm nấm men sinh rượu, vi khuẩn lactic

II.4.2.1 Nghiên cứu thời điểm thích hợp bổ sung các chế phẩm vi sinh vật trong

II.4.2.2 Nghiên cứu tỷ lệ giống thích hợp các chế phẩm vi sinh vật bổ sung trong

II.4.3 Nghiên cứu hoàn thiện sản phẩm sau lên men 137

II.4.3.1 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp lọc dịch lên men 127

II.4.3.2 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thanh trùng dịch lên men 127

II.4.4 Quy trình sản xuất nước chấm bằng công nghệ vi sinh 130

II.5 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme thương mại để sản xuất nước

II.5.1 Nghiên cứu điều kiện thủy phân khô đậu tương nhờ enzim thương mại 132

II.5.1.2 Nghiên cứu lựa chọn loại enzim và tỷ lệ sử dụng thích hợp 134

II.5.1.2.1 Nghiên cứu sử dụng enzyme Neutrase để thủy phân khô đậu tương 134

II.5.1.2.2 Nghiên cứu sử dụng enzyme Flavourzyme (Fla) để thủy phân khô đậu

II.5.1.2.3 Nghiên cứu sử dụng enzyme Alcalase(Al) để thủy phân khô đậu tương 136

II.5.1.2.4 Sử dụng hỗn hợp enzim thủy phân khô đậu tương để nâng cao hiệu suất

II.5.2 Xây dựng được quy trình sản xuất dịch thủy phân bằng phương pháp

II.5.3 Nghiên cứu phối chế sản phẩm nước chấm theo công nghệ enzim 141

II.6 Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng và nghiên cứu phối chế sản phẩm

nước chấm sản xuất theo phương pháp công nghệ sinh học 142

II.6.1 Xây dựng tiêu chuẩn nước chấm sản xuất theo phương pháp công nghệ

II.6.2 Phối chế sản phẩm nước chấm sản xuất theo phương pháp công nghệ

III XÂY DỰNG MÔ HÌNH THIẾT BỊ THEO CÔNG NGHỆ VI SINH

QUY MÔ LÊN MEN 500 LÍT/ MẺ THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT

20000 LÍT NƯỚC CHẤM BANỪG PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ

SINH HỌC (VI SINH KẾT HỢP VỚI ENZIM) TẠI VIỆN CÔNG

NGHIỆP THỰC PHẨM VÀ CÔNG TY TNHH HẢI LONG (HẢI

PHÒNG)

147

III.1 Xây dựng mô hình thiết bị theo công nghệ vi sinh quy mô lên men 500

III.2 Thực nghiệm sản xuất 20.000 lít nước chấm bằng phương pháp công

nghệ sinh học (vi sinh kết hợp với enzim) tại Viện Công nghiệp Thực

phẩm và Công ty TNHH Hải Long (Hải Phòng)

148

III.2.1 Thực nghiệm sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng công nghệ vi sinh

trên mô hình thiết bị quy mô lên men 500 lít/mẻ 148

III.2.1.2 Quá trình lên men nước chấm quy mô lên men 500 lít/ mẻ 152

III.2.2 Thực nghiệm sản xuất nước chấm từ khô đậu tương bằng công nghệ

enzim tại Công ty TNHH Hải Long (Hải Phòng) 158

III.2.3 Phối chế sản phẩm nước chấm thử nghiệm và đánh giá chất lượng 159

III.2.4 Ứng dụng kết quả nghiên cứu tại công ty OOO SOSTRA 161

IV.1 Tính toán sơ bộ giá thành nguyên liệu sản xuất nước chấm theo công

MỞ ĐẦU

Nước tương (nước chấm đậu tương) là một loại nước chấm chế biến từ đậu tương được tiêu dùng rộng rãi trên thị trường từ lâu đời và đã trở thành một loại nước chấm không thể thiếu trên thị trường Việt Nam Nguyên liệu chính để sản xuất nước chấm là đậu tương rất giàu đạm thực vật nên tốt cho sức khỏe người tiêu dùng

Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đang là mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia trên thế giới vì sự liên quan trực tiếp đến sức khoẻ con người, ảnh hưởng lâu dài đến nòi giống dân tộc Sử dụng thực phẩm không an toàn sẽ dẫn đến ngộ độc cấp

và mạn tính, ngộ độc tích luỹ…Tuy nhiên, trong thời gian gần đây vấn đề nổi cộm

về vệ sinh an toàn thực phẩm trong hầu hết các sản phẩm nước tương sản xuất tại Việt Nam đều do trong sản phẩm có chứa hàm lượng chất 3-monoclopropan-1,2-diol (viết tắt là 3- MCPD) cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép Đây là chất gây ung thư khi sử dụng ở nồng độ cao trong thời gian dài Nguyên nhân chủ yếu là do công nghệ sản xuất nước tương tại Việt Nam chủ yếu dùng HCl để thủy phân đạm thực vật trong khô đậu tương ở nhiệt độ cao dẫn tới sự tạo thành 3- MCPD Hiện nay để tránh sự tạo thành 3-MCPD vượt ngưỡng thì rất nhiều doanh nghiệp đã sử dụng thay thế HCl bằng H2SO4 hoặc NaOH Tuy nhiên đây chưa phải giải pháp thực sự

an toàn do vẫn tiềm tàng mối nguy về các chất mới chưa được xác định rõ tác động đến sức khỏe người tiêu dùng Điều này cho thấy cần thiết phải có sự đổi mới công nghệ sản xuất nước tương thì mới đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho người tiêu dùng

về mặt ATVSTP

Hiện nay tại Việt Nam có một số sản phẩm nước chấm với thương hiệu đang rất có uy tín, chất lượng sản phẩm tốt và an toàn như Chinsu, Maggi Tuy nhiên đây là các sản phẩm làm từ công nghệ nhập ngoại hoặc là nhập bán thành phẩm về Việt Nam phối chế đóng gói nên sản phẩm có giá thành khá cao chưa phù hợp với tầng lớp nhân dân thu nhập thấp Các doanh nghiệp sản xuất nước tương quy mô nhỏ và trung bình của Việt Nam chưa có cơ hội được tiếp cận với công nghệ mới

để đảm bảo sản xuất ra sản phẩm thực sự an toàn

Trong khi đó Nhật Bản là đất nước mà nước tương là một sản phẩm không thể thiếu được trong các bữa ăn của người Nhật Công nghệ sản xuất nước tương hiện nay được sử dụng tại Nhật là dùng các chủng nấm mốc thuần chủng có hoạt lực cao được dùng để làm giống khởi động cho việc nuôi cấy trên môi trường đậu tương để tạo được chế phẩm mốc sản xuất (Koji) có hệ enzym có khả năng thuỷ phân protein và tinh bột cao, sau đó sử dụng chế phẩm này để lên men thành sản phẩm nước tương Công nghệ này có nhiều tính ưu việt, không sử dụng axit và nhiệt độ cao nên không gây nguy hại cho người sản xuất, không gây ăn mòn thiết bị

và trên hết là tạo ra sản phẩm nước tương chất lượng cao không có 3-MCPD Hơn thế nữa nhờ hương thơm chiết tách từ chế phẩm nấm mốc (Koji) mà sản phẩm nước tương làm theo công nghệ này thường có hương hấp dẫn hơn sản phẩm theo công nghệ axit và do không dùng nhiệt độ cao nên màu sắc sản phẩm cũng tươi sáng hơn Đây là công nghệ tất yếu mà hầu như tất cả các nước phát triển đã áp dụng và chắc chắn cũng là sự lựa chọn cho Việt Nam trong thời gian tới

Tại Việt Nam từ mấy chục năm trước đây đã có các nghiên cứu sản xuất nước tương theo phương pháp lên men nhưng chất lượng nước tương chưa cao chủ yếu do chủng vi sinh vật sử dụng có hoạt tính tạo enzym rất thấp nên không thể thủy phân triệt để thành phần đạm dẫn tới mùi vị của nước tương không tốt, sản phẩm chỉ mang tính chất phục vụ giai đoạn lịch sử lúc đó chứ không thể phù hợp với thị trường hiện nay Gần đây cũng có một số kết quả nghiên cứu mới được công

bố nhưng vẫn chủ yếu là phương pháp vi sinh kết hợp với hóa giải nên thực sự vẫn chưa có một công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp vi sinh nào có hiệu quả để có thể đưa vào thực tế sản xuất

Xu thế tất yếu của xã hội là chỉ chấp nhận sản phẩm vừa ngon vừa an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng và để đạt được điều này thì sản phẩm nước tương sản xuất theo phương pháp vi sinh là phù hợp

Việc nghiên cứu hòan thiện quy trình sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng các phương pháp sinh học như: ứng dụng chế phẩm mốc giống thuần chủng có họat lực enzim thủy phân protein, tinh bột cao, bổ sung các dạng nấm men, vi khuẩn tạo

hương, vị phù hợp cho sản phẩm nước chấm, cải tiến hệ thống thiết bị sản xuất cho đồng bộ nhằm tạo ra sản phẩm nước tương có hương vị thơm ngon tốt cho sức khoẻ người tiêu dùng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, có thể dễ dàng ứng dụng cho các cơ sở sản xuất hiện nay đang là yêu cầu bức thiết xã hội

Với mục đích đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng công nghệ vi sinh”

Các nội dung nghiên cứu chính đã được thực hiện bao gồm:

I Nghiên cứu công nghệ tạo chế phẩm vi sinh vật thuần chủng dùng cho sản xuất nước chấm từ đậu tương

II Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất nước chấm từ đậu tương

III Xây dựng mô hình thiết bị theo công nghệ vi sinh quy mô lên men 500 lít/mẻ tại Viện Công nghiệp Thực phẩm Thực nghiệm sản xuất 20.000 lít nước chấm bằng phương pháp công nghệ sinh học (vi sinh kết hợp với enzim) tại Viện Công nghiệp Thực phẩm và Công ty TNHH Hải Long (Hải Phòng)

IV Đánh giá hiệu quả kinh tế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG TRÊN THẾ GIỚI

1.1.1 Lịch sử hình thành và quá trình phát triển của sản phẩm nước tương

Tại các nước phương đông từ lâu đời đã có rất nhiều loại thực phẩm lên men truyền thống được làm từ đậu tương, có thể kể đến những sản phẩm đó như là nước tương (soy sauce), miso, natto, sufu, tempeh v.v… Những sản phẩm này đã được nghiên cứu rất nhiều về lịch sử, công nghệ, vi sinh, hóa sinh, độc tố học, sinh học

và cả di truyền học Trong số các sản phẩm đó thì nước tương là một sản phẩm phổ biến nhất và được tiêu dùng ở rất nhiều nước

Nước tương có nguồn gốc ở Trung Quốc và được biết đến ở Nhật Bản vào khoảng thế kỷ thứ 7 Nước tương được gọi là “chiang-yu” ở Trung Quốc và “shoyu” ở Nhật Bản Ngày nay nước tương được thế giới coi như là loại gia vị cần thiết Nó được dùng trong hầu hết các món ăn Trung Hoa và kể cả các món ăn Tây Phương như món ra-gu, hamburger và các món sà lách Bên cạnh việc làm tăng thêm mùi vị cho các món ăn, nước tương còn có một giá trị dinh dưỡng đặc biệt Nó gồm có protein và hydratcacbon không chất béo cũng như chứa một lượng dồi dào chất riboflavin (sinh tố B2) và các chất khoáng (natri, canxi, photpho, sắt, selen và kẽm) Hàng năm trên khắp thế giới người ta đã sản xuất ra hàng triệu tấn nước tương để cung ứng cho thị trường tiêu thụ

Quá trình chế biến nước tương giữa các quốc gia tuy có vài điểm khác nhau nhưng tựu trung đều giống nhau là phải trải qua những giai đoạn lên men cần thiết Công nghệ sản xuất nước tương trải qua hàng nghìn năm với nhiều kinh nghiệm sản xuất nên đã được cải tiến rất nhiều Từ năm 1950 trở lại đây có một cái nhìn mới của các nhà khoa học về công nghệ sản xuất nước tương do đó công nghệ và thiết bị sản xuất nước tương đã được thay đổi hoàn toàn Ngày nay nước tương được sản xuất một cách hiện đại và tinh xảo nhất cả về công nghệ lẫn thiết bị

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương ở một số nước trên thế giới

Tại Trung Quốc, quê hương của nước tương, nước tương được sản xuất chủ yếu ở quy mô công nghiệp và dùng phương pháp lên men Tuy nhiên, quá trình sản xuất nước tương khác nhau tại mỗi vùng miền tạo ra các dạng nước tương khác

nhau Nhiều cải tiến công nghệ đã được ứng dụng như giảm thời gian nuôi mốc koji cũng như thời gian lên men bằng cách thay đổi thông số công nghệ hoặc thay đổi chủng giống Sản lượng nước tương hàng năm của Trung Quốc chưa được thống kê

rõ ràng nhưng vào năm 1986 khoảng 1.7 triệu tấn nước tương đã được sản xuất bởi

4000 nhà máy Theo ước tính những năm gần đây khoảng 5 triệu kilolit nước tương được sản xuất hàng năm ở Trung Quốc

Tại Nhật Bản, công nghệ sản xuất nước tương đã hoàn toàn được công nghiệp hóa, tự động hóa Công nghệ sản xuất nước tương sử dụng phương pháp lên men với các công nghệ, tỷ lệ nguyên liệu khác nhau cho các dạng sản phẩm khác nhau như nước tương nâu, đen, vị ngọt đậm, vị nhạt Thị trường nước tương nội địa của Nhật có năm nhà sản xuất lớn là Kikkoman, Yamasa, Higashimaru, Higeta và Marukin chiếm một nửa sản lượng toàn nước Nhật Các hãng này đã chiếm tới 49.4% thị trường Nhật (năm 2001) Tổng sản lượng nước tương của Nhật đạt khoảng 1 triệu kL/năm vào năm 2001

Tại các nước Đông Nam Á như Indonesia, Malaysia, Philippines, Singapore, Thái Lan thì công nghệ sản xuất nước tương trước đây ở các nước này là công nghệ lạc hậu Hầu hết sản phẩm nước tương được sản xuất tại các nhà máy có quy mô nhỏ theo công nghệ cổ truyền của Trung Quốc bằng phương pháp thủ công sử dụng nấm mốc giống cho sản xuất chế phẩm mốc koji hoàn toàn từ tự nhiên hoặc từ các mẻ lên men trước nhiễm sang Tuy nhiên, hiện nay việc sản xuất sản phẩm nước tương đã được triển khai ở quy

mô công nghiệp Các quá trình lên men, hệ thống thiết bị cho sản xuất đã được nghiên cứu sâu hơn

Tại Thái Lan doanh thu tiêu thụ mỗi năm khoảng 80-100 triệu USD với tốc

độ tăng trưởng khoảng 15-20% mỗi năm trong đó chủ yếu sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp lên men Khoảng 50% sản phẩm cung cấp trên thị trường là của hai công ty lớn của Thái Lan Nguan Chieng và Yun Wor Yun, thị phần còn lại chia cho 75 công ty sản xuất khác

Tại Indonexia nước tương là dạng gia vị được sử dụng rất phổ thông với công nghệ sản xuất chủ yếu là công nghệ lên men Từ thập niên 80 đã bắt đầu hình thành một số nhà máy lớn sản xuất theo công nghệ của Nhật Các nhà máy này sử dụng nguồn nguyên liệu là khô đậu, lúa mỳ thay thế cho công nghệ chỉ sử dụng đậu tương hạt

1.1.3 Quy trình cồng nghệ sản xuất nước tương tại một số nước trên thế giới 1.1.3.1 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Thái Lan

Nguyên liệu: Đậu tương, bột ngô, bột gạo, nước, muối, chế phẩm mốc koji (enzim proteaza kiềm và trung tính)

Quy trình:

Đậu tương

È Rửa

È Ngâm qua đêm

È Nấu chín bằng hơi

È

Để ráo

È Phối trộn với bột ngô, bột gạo theo tỷ lệ (đậu tương: bột ngô: bột gạo = 2:1:1)

È Nuôi cấy với giống từ mẻ trước (106 bào tử/g)

È Nuôi ở nhiệt độ phòng (25-37oC) trong 3-7 ngày

È Phơi trong nắng

È Đưa vào các bình và thêm nước muối nồng độ 20-22%

È

Để trong ánh nắng trong 90 ngày

È Lắng gạn

È Lọc

È Đóng chai Cảm quan: dạng lỏng, màu nâu đỏ, hương nhẹ, vị mặn

Thành phần hóa học: pH 4,65-4,8, axit 1,23-1,36%, muối 22,5-26,5%, N 1,5%

Giá trị dinh dưỡng: Protein 5,5%, chất béo 0,4%, glutamic axit 11-12,5%, đường khử 5,99%, lysine 100g

Chủng vi sinh vật: Pediococus halophilus, Staphilococcus sp., Bacillus sp., Aspergillus oryzae, A flavus var columnaris

Quy mô: gia đình

1.1.3.2 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Indonesia

Nguyên liệu: Đậu tương, bột lúa mỳ, muối, nước và một số gia vị

Nguyên liệu: đậu tương, bột lúa mỳ, nước muối, một số gia vị khác

Quy trình:

Đậu tương

↓ Rửa sạch

↓ Đun cho đến khi mềm (khoảng 4 giờ)

↓ Làm nguội trên khay

↓ Trộn với bột mỳ

↓ Nuôi cấy nhiệt độ phòng trong 3-4 ngày

↓ Phơi dưới ánh nắng mặt trời trong 3-4 ngày

↓ Ngâm trong nước muối trong 30 ngày, có tiếp xúc với ánh nắng mặt trời

↓ Lọc thô tách bã

↓ Thêm gia vị

↓ Đun sôi

↓ Lọc

↓ Sản phẩm Quy mô: gia đình hoặc quy mô công nghiệp

1.1.3.3 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Malaysia

Nguyên liệu: đậu tương, lúa mỳ, muối, đường, màu caramen

Quy trình:

Đậu tương

↓ Rửa

↓ Ngâm qua đêm

↓ Nấu ở 100oC cho đến khi mềm

↓ Làm mát

↓ Trộn với bột mỳ và cấy mốc

↓ Lên men trong khay từ 27-30oC trong 3-4 ngày

↓ Cho vào bình chứa

↓ Lên men ở 28-33oC trong 2-24 tháng

↓ Lấy dịch lỏng ra

↓ Phối trộn với đường và màu caramen

↓ Thanh trùng ở 80oC trong 30 phút

↓ Tàng trữ ở nhiệt độ thường trong 2 tuần

↓ Đóng chai Cảm quan: dạng lỏng, màu nâu sẫn cho tới đen, hương thơm

Thành phần hóa học: đường 1,12-1,27 %, pH 4-4,6, axit (tính theo axit lactic) 0,24-4,7%, muối 11,2-23,5%

Giá trị dinh dưỡng: Protein 0,27-11,4%, chất béo 0,02-0,095%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae

Quy mô: 70% sản phẩm là quy mô công nghiệp

1.1.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Nhật Bản

Có một số loại nước chấm khác nhau trên thị trường, mỗi loại cũng có sự khác biệt về công nghệ, có một số loại chính như sau:

Nước chấm Koikuchi

Nguyên liệu: Khô đậu tương 3300 kg, lúa mỳ 3375 kg, nước muối (22,5%)

1200 lít, mốc giống

Quy trình:

Đậu tương Lúa mỳ

↓ Nuôi cấy

↓ Koji

↓ Phối trộn với nước muối

↓ Lên men 30-35oC trong 48-72 giờ

↓ Tàng trữ

↓ Lọc ép

↓ Nước chấm thô

↓ Thanh trùng

↓ Làm trong

↓ Nước chấm Cảm quan: dạng lỏng, màu đỏ vàng, hương thịt mạnh

Thành phần hóa học: pH 4,6-5,6, độ ẩm 69,5%

Giá trị dinh dưỡng: Cal 58, Protein 5,8%, đường 7,1%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus sojae hoặc Aspergillus oryzae, Saccharomyces rouxii, Torulopsis versalitis hoặc T echellsii, Pediococcus halophilus

Quy mô: Công nghiệp

↓ Nuôi cấy

↓ Koji

↓ Nước chấm thô N1,3% → Phối trộn

↓ Lên men trong 6-12 tháng ở 10-30oC

↓ Tàng trữ

↓ Lọc ép

↓ Nược chấm thô

↓ Thanh trùng

↓ Làm trong

↓ Sản phẩm Cảm quan: dạng lỏng, màu đỏ vàng, mặn, hương thịt mạnh

Tính chất hóa học: pH 5,4-4,8, độ ẩm 62,5%

Giá trị dinh dưỡng: Cal 94, protein 9,4%, đường 14,1%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus sojae hoặc Aspergillus oryzae, Saccharomyces rouxii, Torulopsis versalitis hoặc T echellsii, Pediococcus halophilus

Quy mô: công nghiệp

Nước chấm Shiro (màu nhẹ)

Nguyên liệu: đậu tương 1500 kg, lúa mỳ 8500 kg, nước muối 18% 22.200 lít, mốc giống

↓ Koji

↓ Phối trộn ← Nước muối

↓

Lên men trong 2 tháng ở 10oC, sau đó 3 tuần ở 25oC

Tàng trữ

↓ Lọc ép

↓ Nước chấm thô

↓ Thanh trùng

↓ Làm trong

↓ Sản phẩm Cảm quan: Dạng lỏng, màu vàng nhạt, vị ngọt axit amin và hương muối

Thành phần hóa học: pH 5,1-5,6, độ ẩm 64,8%

Giá trị dinh dưỡng: Cal 80, protein 2,5%, đường 17,4%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae, Pediococcus halophilus, Saccharomyces rouxii

Quy mô: Công nghiệp

↓ Hấp dưới áp suất 1,2-1,4 kg/cm2

↓ Phối trộn ← Mốc giống

↓ Koji

↓ Phối trộn ← Nước muối

↓ Lên men ở 20-30oC trong 6- 12 tháng

↓ Lọc ép

↓ Nước chấm Cảm quan: Dạng lỏng, đỏ vàng, mặn với hương thịt mạnh

Thành phần hóa học: pH 5,6, độ ẩm 64,3%

Giá trị dinh dưỡng: Cal 76, protein 10%, đường 9,0%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus sojae hoặc Aspergillus oryzae, Saccharomyces rouxii, Torulopsis versalitis hoặc T echellsii, Pediococcus halophilus

Quy mô: công nghiệp

1.1.3.5 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Singapore

Nguyên liệu: Đậu tương, lúa mỳ, nước muối

Quy trình:

Đậu tương

↓ Ngâm trong nước 10-12 giờ ở 20oC

↓ Hấp trong 1 giờ

↓ Phối trộn với bột mỳ ← Mốc giống

↓ Nuôi cấy ở 30oC trong 4 ngày

↓

Trộn với đậu tương và bột mỳ

↓ Nuôi ở nhiệt độ phòng trong 4 ngày

↓ Cho vào bình và bổ sung nước muối 19%

↓ Lên men trong 6 tháng

↓ Nước chấm Cảm quan: Dạng lỏng, màu nâu, vị muối với hương đặc trưng

Thành phần hóa học: pH 4,5-5,5, nồng độ muối 18-25%, chất rắn tổng số 10%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae, Saccharomyces sp., Lactobacillus sp

Quy mô: Công nghiệp

1.1.3.5 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Philippine

Nguyên liệu: đậu tương 66-90%, bột mỳ 10-34%, dung dịch nước muối 20%, đường nâu, giống khởi động

15-Quy trình:

Đậu tương

↓ Ngâm qua đêm

↓ Hấp cho đến mềm trong khoảng 3 giờ

↓ Làm nguội, rải trên nong bằng tre

↓ Cấy giống nấm men khởi động và nuôi trong 24 giờ

↓ Trộn với bột mỳ

↓ Cấy giống nấm mốc và vi khuẩn khởi động, nuôi tại 25-30oC trong 4-5 ngày

↓ Chuyển vào bình với dung dịch nước muối

↓ Nuôi tại 25-30oC trong 3 tháng

↓ Lọc

↓ Thanh trùng tại 65oC trong 30 phút

↓ Đóng chai Cảm quan: Dung dịch lỏng, màu caramen sẫm nâu, vị muối ngọt hoặc vị muối

Thành phần hóa học: pH 4,4-5, độ ẩm 52-56%, axit tổng số (theo axit lactic) 0,5-1,53%, chất rắn tổng số 43,6-48%., NaCl 18-22,43%

Giá trị dinh dưỡng: protein 4,6-9,3%

Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae, Hasenula anomala, H subpelliculosa, Lactobacillus delbrrueckii

Quy mô: công nghiệp và gia đình

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Ở VIỆT NAM

1.2.1 Thực trạng tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương ở Việt Nam

Ở Việt Nam cũng như các nước khác trong khu vực nước tương là một loại thực phẩm gia vị được chế biến và tiêu dùng rộng rãi từ lâu đời, trở thành một loại gia vị gần như không thể thiếu được ở thị trường tiêu thụ của người Việt Theo cách truyền thống thì nước tương được chế biến bằng phương pháp lên men Nhưng do một số hạn chế về mặt thời gian và hiệu suất thành phẩm mà phương thức chế biến bằng cách dùng axit HCl thuỷ phân đậu tương đã được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam (phương pháp hoá học) Phương pháp này cho phép có sản phẩm nước tương

đạt được chất lượng về mùi vị quen thuộc với thị hiếu người tiêu dùng, cũng như hiệu năng sản xuất cao tạo ra sản phẩm giá thành thấp và trở thành một phương thức chế biến nước tương phổ biến nhất ở nước ta Trong khi đó phần đông các nước trên thế giới hạn chế việc sản xuất nước tương bằng phương pháp hoá học và

đa số sản xuất bằng phương pháp lên men

Sản xuất nước tương tại Việt Nam chủ yếu tập trung tại các tỉnh phía Nam Theo thông báo của Hiệp hội Lương thực Thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh thì trên địa bàn có trên 50 cơ sở sản xuất nước tương với sản lượng khoảng 900 triệu lít/ năm, nguyên liệu chủ yếu dùng để sản xuất là từ khô đậu tương hoặc đậu tương

và phần lớn sản xuất theo phương pháp hóa học Hầu hết các cơ sở sản xuất khi kiểm tra hàm lượng (3-MCPD) - một chất gây ung thư có trong sản phẩm đều vượt quá mức cho phép thậm chí vượt tới hàng trăm lần trong đó có cả các công ty sản xuất lớn có thương hiệu Một vấn đề đáng lo ngại hiện nay là vấn đề quản lý vệ sinh an toàn thực phẩm tại các cơ sở sản xuất nước tương vừa và nhỏ Qua khảo sát năm 2006 của Trung tâm y tế dự phòng TP HCM đã cảnh báo khi khảo sát 33 cơ sở sản xuất nước tương, tàu vị yểu cho thấy, đến 24/33 cơ sở có quy trình chế biến thủ công, còn lại là bán tự động; quy trình sản xuất một chiều (để tránh lây nhiễm trong quá trình sản xuất) cũng chỉ có 16 cơ sở đạt; 12 cơ sở sử dụng nước giếng sản xuất Trong đó số cơ sở không xét nghiệm nước hoặc có xét nghiệm nước, nhưng không đạt đến 18; hơn 40% cơ sở không có kho để chứa nguyên liệu, phụ gia, thực phẩm

Trước tình hình đó việc đổi mới công nghệ sản xuất nước tương thay thế cho công nghệ hóa giải hiện nay để tạo sản phẩm 3-MCPD trong ngưỡng cho phép đang rất được các doanh nghiệp quan tâm Có thể thấy rằng hiện nay trên thị trường nước tương chủ yếu chia thành 2 dòng sản phẩm chính, dòng sản phẩm cao cấp hơn ngày càng có chỗ đứng vững chắc trên thị trường như Chinsu, Maggi là dòng sản phẩm đáp ứng nhu cầu người thu nhập trung bình trở lên, giá thì cao hơn khá nhiều

so với dòng sản phẩm rẻ tiền từ công nghệ hóa giải phục vụ cho tầng lớp người thu nhập thấp Nhìn chung thị trường nước tương theo công nghệ hóa giải có sự cạnh

tranh khá khốc liệt về mặt giá cả nên việc thay đổi công nghệ để tạo được sản phẩm

an toàn hơn là rất khó khăn Việc áp dụng công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp vi sinh mặc dù được quan tâm nhưng vẫn chưa được áp dụng vì công nghệ vi sinh hiện có tại Việt Nam chưa hoàn thiện và giá thành sản phẩm của công nghệ này là cao hơn công nghệ hóa giải

Nhìn chung đến thời điểm hiện nay công nghệ sản xuất nước tương tại Việt Nam vẫn chủ yếu là bằng phương pháp hóa học, để khắc phục sự tạo thành nồng độ 3-MCPD cao vượt ngưỡng cho phép thì các cơ sở sản xuất đã thay thế axit HCl bằng H2SO4 tuy nhiên việc sử dụng nước tương sản xuất bằng phương pháp hóa học vẫn tiềm ẩn những nguy cơ có hại cho sức khỏe con người và đặc biệt là gây ô nhiễm môi trường, nguy hại cho sức khỏe công nhân sản xuất vì điều kiện làm việc với hóa chất vô cùng khắc nghiệt

Hiện nay trên Thế giới hầu như công nghệ sản xuất bằng hóa chất không còn tồn tại, do vậy để đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng và người lao động thì việc nghiên cứu hoàn thiện lại công nghệ sản xuất nước chấm bằng công nghệ vi sinh là

vô cùng cần thiết để tạo cơ sở cho các chính sách của Nhà nước tiến tới buộc các cơ

sở sản xuất phải thay thế sản phẩm theo công nghệ hóa học bằng sản phẩm vi sinh

để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm cho người tiêu dùng

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp vi sinh tại Việt Nam

Trong giai đoạn lịch sử thời kỳ chống Mỹ cứu nước, để đảm bảo có đủ thực phẩm thiết yếu cho nhân dân đã có một số đề tài nghiên cứu về công nghệ sản xuất nước chấm bằng phương pháp vi sinh được thực hiện

1.2.2.1 Đề tài công nghệ sản xuất nước chấm ủ ẩm trích ly

Để đáp ứng nhu cầu nước chấm thời bấy giờ, đề tài cấp Bộ với công nghệ nước chấm ủ ẩm trích ly do KS Quản Văn Thịnh, chủ nhiệm Bộ Môn Công nghệ Lên men, Khoa Hoá Thực Phẩm, Đại học Bách Khoa Hà nội chủ trì được thực hiện

Đề tài đã nghiên cứu và triển khai tại Xí nghiệp Nước Chấm Ba nhất, Minh Khai

Hà nội Cán bộ nghiên cứu trực tiếp là KS Nguyễn Thị Hiền, cán bộ Bộ Môn

CNLM, ĐHBK Hà nội và KS Nguyễn Thị Lễ, cán bộ Sở Công nghiệp Hà nội và triển khai đạt hiệu quả bằng phương pháp ủ ẩm trích ly trong các hệ thống Bể xi măng, tráng epoxi chống muối và chống thấm, được bảo ôn giữ nhiệt bằng nhồi mùn cưa, trấu xung quanh bể hoặc hệ thống ang sành giữ nhiệt bằng hệ thống lò duy trì nhiệt độ cho quá trình thuỷ phân protit của đậu nành và tinh bột của đậu tốt nhất nhưng chủ yếu ở nhiệt độ 50-55 0 C để thuỷ phân protit của đậu nành tốt nhất Quy trình sản xuất cụ thể thời bấy giờ có thể tóm tắt như sau:

Khô đậu

↓ Nghiền nhỏ

↓ Trộn nước

↓

Ủ

↓ Hấp

↓ Làm nguội

↓ Cấy giống ← Nhân giống

↓ Nuôi nấm mốc

↓ Đánh tơi

↓ Phối trộn ← Nước muối

↓ Nước 1 ← Trích ly → Bã

↓ Ngâm với nước muối

↓ Nước 2 ← Trích ly → Bã

↓ → Phối chế

↓ Thanh trùng

↓

Nước chấm thành phẩm Thuyết minh quy trình:

Vi sinh vật trong sản xuất nước chấm

Trong sản xuất công nghiệp, điều quan trọng là phải tạo được vi sinh vật thuần chủng Giống vi sinh vật đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện sau: có ảnh hưởng tốt đến sự tạo hương, có hoạt lực proteaza cao, không chứa độc tố Aflatoxin

Giống nấm mốc dùng trong sản xuất nước chấm có thể là A oryzae Môi

trường giữ giống và nhân giống có thành phần như sau: đường 40g; nước chiết đậu 25g; thạch 25 g; pH = 5,5 ÷ 6,0 Nuôi ở 28 ÷ 300C trong 3 ÷ 4 ngày

Xử lý nguyên liệu

Công đoạn xử lý nguyên liệu được thực hiện qua 3 bước chính sau:

- Xay nhỏ: xay nhỏ nhằm mục đích tăng khả năng xúc tác của enzim thủy phân Kích thích hạt sau khi xay đạt 1mm là tốt nhất

- Phối liệu và trộn nước: Trộn 90% khô đậu đã xay nhỏ với 10% bột bắp hoặc bột mì Cho thêm 60 ÷ 75% nước so với lượng bột trên

- Hấp chín: Mục đích là tiêu diệt vi sinh vật, đồng thời làm thay đổi đặc tính lý hoá của bột giúp nấm phát triển tốt hơn Thường hấp ở 0,7 ÷ 0,9 kg/cm2 trong 1,5 giờ ở nồi hấp thủ công như kiểu đồ xôi ở lò than và thùng phuy to

Nuôi nấm mốc

Trong khi nuôi mốc cần lưu ý các yếu tố kỹ thuật sau: nhiệt độ, độ ẩm, thoáng khí Nuôi nấm mốc nhằm thu nhận được số lượng và chất lượng enzim proteaza cao Chính vì vậy các yếu tố trên đóng vai trò rất quan trọng Thường nuôi nấm mốc ở 28 ÷ 320C và độ ẩm không khí 85 ÷ 90% Quá trình phát triển của nấm mốc

có thể chia làm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: sau khi cấy giống 6 ÷ 8 giờ, nhiệt độ tăng dần

- Giai đoạn 2: sợi nấm sẽ phát triển mạnh, nhiệt tạo ra nhiều và hệ sợi thường kết thành tảng

- Giai đoạn 3: sau 24 giờ bào tử của nấm mốc chuyển sang vàng hoa cau

Trong quá trình nuôi nấm mốc cần trang bị quạt ly tâm có lưu lượng gió 6000

m3/tấn nguyên liệu giờ với áp lực 100 mmH2O Nuôi trong những phòng nuôi cấp 4 bình thường hay phòng kín của nhà 4 tầng, trên các khung khay bằng nhôm hay bằng tre đan ở các cơ sở thủ công Điều chỉnh không khí bằng quạt hay đảo mốc sau một ngày Điều chỉnh độ ẩm và nhiệt độ mùa đông bằng bếp lò than, trên để chảo nước bay hơi lúc cần thiết đạt độ ẩm 99-95 % và nhiệt độ 30-320C

Lên men hoặc thủy phân

Trong quá trình thủy phân xảy ra 2 quá trình chính Quá trình thủy phân protein và quá trình thủy phân tinh bột

Kinh nghiệm của các xí nghiệp sản xuất nước chấm cho thấy lượng nước cho vào tốt nhất thường là 30 ÷ 40% so với nguyên liệu Khi cho nước vào nên cho 5 ÷ 10% NaCl và duy trì nhiệt độ thủy phân 54 ÷ 580C trong 64 ÷ 72 giờ

Sau khi thủy phân xong, căn cứ vào hàm lượng nước trong dịch thủy phân để tính lượng muối và nước muối cần bổ sung sao cho đạt được nồng độ quy định và

số lượng nước chấm cần thiết

Trích ly

Dịch trích ly lần thứ nhất thường được nước chấm đậm, có màu xấu và chiếm khoảng 60 ÷ 80% lượng nguyên liệu đem thủy phân Dịch trích ly lần hai thu được

từ việc ngâm bã trong 12 ÷ 16h với nước muối 15 ÷ 180Be Cứ như vậy có thể tiến hành các lần trích lý tiếp theo nếu chưa hết, thông thường dùng nước muối đun sôi cho vào 3-4 lần để thu được nước 1,2,3,4 Tuỳ yêu cầu chất lượng nước chấm ta có thể pha trộn các lần trích ly với nhau cho nước chấm loại 1,2,3 có hàm lượng đạm 15,10,7 g/l và lượng muối tương ứng 100, 120, 150g/l

Thanh trùng sản phẩm

Thanh trùng có thể tiến hành theo 2 cách: đun trực tiếp hoặc dùng nồi hơi Nhiệt độ thanh trùng nên là 60 ÷ 700C để tránh làm thay đổi chất lượng nước chấm Thời gian thanh trùng khoảng 1,5 ÷ 2 giờ

Ưu nhược điểm phương pháp trên

Tuy phương pháp ủ ẩm trích ly đã đươc triển khai nhiều nơi và nhiều cơ sở quân đội với quy mô nhỏ sản xuất nước chấm dạng lỏng và dạng đặc chỉ có ủ ẩm

để lên men xong, đóng bánh để đến cơ sở quan đội pha bằng nước muối ra thành nước chấm từ đậu nành, tạo ra sản phẩm giàu axit amin, hợp khẩu vị và ăn cùng rau hay các sản phẩm khác, nhưng đây mới chỉ tạo được sản phẩm chất lượng đủ để phục vụ giai đoạn lịch sử của dân tộc, còn không thể đáp ứng được nhu cầu hiện nay

Nhược điểm chính:

- Hiệu suất thuỷ phân chưa cao do quá trình dùng chủng nấm mốc tự phân lập

từ sản xuất tương Việt nam và quá trình nuôi mốc, thuỷ phân chưa tối ưu hoá quá trình, chỉ đạt hiệu suất thuỷ phân khoảng 50%

- Hiệu suất trích ly chưa cao, tỷ lệ đạm axit amin trên đạm toàn phần chỉ đạt khoảng 60% nên sản phẩm dễ bị đục khi thanh trùng và bảo quản

- Màu sắc và hương vị chưa ổn định và chưa có thời gian tàng trữ để tạo hương thơm độc đáo cho sản phẩm như của Nhật… Vì thế sản phẩm hiện nay chưa được người tiêu dùng chấp nhận như sản phẩm thời bấy giờ vì đòi hỏi về chất lượng của người tiêu dùng ngày càng cao Do vậy cần có nghiên cứu hoàn thiện công nghệ để nâng cao được chất lượng sản phẩm nước chấm lên men

1.2.2.1 Đề tài công nghệ sản xuất nước chấm lên men dài ngày

Trong thời gian chống Mỹ từ các kết quả nghiên cứu của Đại học Bách Khoa

Hà Nội và Viện Công nghiệp Thực phẩm đã hình thành ngành sản xuất nước chấm

ở miền Bắc với công nghệ lên men ngắn ngày Phương pháp này có thời gian sản xuất ngắn, hệ thống thiết bị nhỏ gọn phù hợp với sản xuất thủ công, phân tán trong thời chiến Tuy nhiên hương vị sản phẩm kém, hiệu suất thấp Với yêu cầu nâng cao chất lượng nước chấm lên men và nâng cao hiệu suất thu hồi các tác giả thuộc nhóm nghiên cứu do KS Vũ Phạm Hải của Viện Công nghiệp Thực phẩm chủ trì

đã thực hiện đề tài nghiên cứu quy trình sản xuất nước chấm lên men dài ngày trong giai đoạn 1982-1983

Một số kết quả đề tài đã đạt được:

- Thay đổi phối liệu để nuôi mốc: tăng tỷ lệ nguyên liệu tinh bột lên 20% so với phối liệu, chủ yếu dùng bột sắn

- Thay đổi lượng nước muối khi ủ mốc: Đã sử dụng tỷ lệ nước muối 50-80% so với nguyên liệu

- Thay đổi chế độ gia nhiệt: Giai đoạn 1 giữ ở 45oC trong 3 ngày

Giai đoạn 2 giữ ở 40oC trong 14 ngày

Giai đoạn 3 giữ ở 35oC trong 8 ngày

Các kết quả cho thấy cần khống chế hàm ẩm nguyên liệu sau hấp từ 50-55%, thời gian nuôi trên dưới 40 giờ khi mốc xốp nhẹ, vàng đều là tốt Tỷ lệ nước muối 80% cho kết quả phân giải protein cao hơn Trong khâu trích ly tỷ lệ thu hồi protein trong nước 1, nước 2, nước 3, nước 4 lần lượt là 50, 30, 15, 5% Việc đảo trộn khối

ủ không ảnh hưởng đến hiệu suất mà lại cho mùi vị thơm ngon hơn

Đánh giá chất nước chấm cho thấy:

Về mặt cảm quan: sản phẩm có mùi vị thơm ngon hơn, không có mùi ngái, vị ngọt đạm rõ hơn so với quy trình ngắn ngày

Về thành phần hóa học: Nitơ tổng số 16,38 g/l, nitơ amin 9,1 g/l, axit 9 g/l, NaCl 291 g/l

Về khả năng bảo quản: Khi không bổ sung chất bảo quản có thể giữ được 2-3 tháng trước khi bị lên váng

Gần đây trước thực trạng sản xuất nước chấm ở Việt Nam khi sử dụng phương pháp hóa giải tạo hàm lượng 3-MCPD vượt quá giới hạn cho phép đã có nhiều cơ

sở sản xuất, cơ sở nghiên cứu đầu tư cho nghiên cứu tạo ra công nghệ mới hoặc cải tiến công nghệ cũ Saigon Coop Mart kết hợp với các nhà khoa học thuộc một số Viện, Trường, Trung tâm tại TP HCM nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học thay thế HCl Sản phẩm tạo ra được đánh giá không tìm thấy độc tố 3-MCPD

Sở khoa học - Công nghệ TP HCM đã tổ chức một hội thảo trình bày “ Một

số giải pháp công nghệ sản xuất nước tương đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm Việt Nam” Tại đây đã có nhiều quy trình được đưa ra như công trình nghiên

cứu sản xuất nước chấm từ đậu tương lên men bằng chủng nấm sợi Asp.oryzae Phương pháp lên men với chủng A.oryzae sẽ tạo ra nước tương không độc tố 3-

MCPD Tuy nhiên, thời gian sản xuất kéo dài 2-3 tháng, mùi vị nước tương chưa quen được với người tiêu dùng Quy trình này tạo ra 3 sản phẩm: nước tương, tương đặc, và hắc xì dầu trong đó tương đặc tạo ra nhiều hơn nước tương Ví dụ,

100 kg đậu nành cho ra khoảng 160 lít nước tương độ đạm 12oN và 450 kg tương đặc dùng cho chăn nuôi

Một số phương pháp như kết hợp thủy phân bằng axit và enzym thương mại, phối hợp phương pháp axit và lên men vi sinh được công bố Tuy nhiên cho đến nay chưa có công nghệ vi sinh hoàn chỉnh để thay thế cho công nghệ sản xuất hóa học để đưa ra áp dụng đại trà, đồng thời với công nghệ hiện có chưa thể đa dạng hóa sản xuất nhiều loại sản phẩm nước tương hương vị khác nhau, đây là điều cần thiết khi nhu cầu tiêu dùng của xã hội ngoài dòng sản phẩm rẻ tiền thì vẫn cần thêm

những dòng sản phẩm cao cấp

1.3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

1.3.1 Các phương pháp sản xuất nước tương

Các phương pháp chính được sử dụng trong sản xuất nước tương là: phương pháp lên men sử dụng nấm mốc, phương pháp hóa học, phương pháp bán hóa học

và phương pháp sử dụng enzym thay thế

1.3.1.1 Phương pháp lên men

Quá trình sản xuất nước tương được tạo ra chủ yếu bằng sự thủy phân protein, gluxit trong nguyên liệu nhờ hệ enzym proteaza và amylaza tạo ra từ nấm mốc giống Mốc giống dưới dạng bào tử được cấy vào khối nguyên liệu đã hấp chín và ủ tạo chế phẩm nấm mốc Koji (có lượng enzym đạt tối ưu) Khi giai đoạn nuôi mốc kết thúc, làm tơi nguyên liệu đã lên mốc, pha trộn dung dịch nước muối

và lên men ở các giai đoạn nhiệt độ khác nhau trong khoảng 3 đến 6 tháng Trong quá trình lên men có bổ sung các dạng nấm men, vi khuẩn lactic nhằm tạo hương

vị tốt cho sản phẩm Sau quá trình lên men, dịch thủy phân được tách ra nhờ phương pháp lọc ép Dịch sau lọc được thanh trùng, hoàn thiện sản phẩm và đóng

chai

1.3.1.2 Phương pháp hoá học (thủy phân bằng axit)

Ngoài phương pháp lên men, nước tương còn được sản xuất bằng cách thủy phân axit (dùng axit thủy phân protein) Sản phẩm tạo ra được gọi là nước tương hóa học Sản phẩm này hoàn toàn khác so với nước tương được sản xuất bằng phương pháp lên men Đầu tiên nguyên liệu được ngâm, nấu sôi ở nhiệt độ 110-

1200C với HCl 15-16% trong khoảng 18-24 giờ sau khi sôi Để nguội hoàn toàn, lọc rửa dịch thủy phân sau đó trung hoà axit bằng NaOH hoặc Na2CO3 đến pH 5.0-6.0 (thấp hơn pH 5.0 có vị chua; cao hơn pH 6.0 có vị đắng, mùi nồng) Thêm muối, cô đặc đến hàm lượng đạm cần thiết Sau đó qua thanh trùng đóng chai, tiêu thụ

Với phương pháp này thời gian sản xuất nước tương rút ngắn xuống còn vài ngày Tuy nhiên, nếu trong quá trình sản xuất không được kiểm soát chặt chẽ và kiểm tra kỹ lưỡng sẽ phát sinh độc tố 3- MCPD

Trong nguyên liệu sản xuất nước tương có hai thành phần chính là protein và lipit Quá trình thủy phân protein tạo axit amin đồng thời ở nhiệt độ cao với sự có mặt của HCl, lipit tạo ra glyxerin và axit béo kết hợp với gốc Clo tạo thành 3-monoclopropan-1.2-diol (3-MCPD) và 1.3-diclopropan (1.3-DCP) Các chất này có thể gây bệnh ung thư cho người tiêu dùng [22,23]

1.3.1.4 Ưu nhược điểm của các phương pháp sản xuất nước tương

Nước tương được sản xuất bằng phương pháp lên men do không có phản ứng sinh ra glyxerin và không sử dụng axit để thuỷ phân ở nhiệt độ cao nên không tạo thành 3-MCPD rất an toàn cho người sử dụng Hơn nữa nhờ hương thơm chiết tách

từ chế phẩm nấm mốc (Koji) mà sản phẩm nước tương làm theo công nghệ này thường có hương vị hấp dẫn hơn sản phẩm theo công nghệ axit và do không dùng

nhiệt độ cao nên màu sắc sản phẩm cũng tươi sáng hơn Ngoài ra, do lựa chọn chủng mốc giống thuần chủng có hoạt lực thuỷ phân protein và tinh bột cao nên nước tương sản xuất theo phương pháp này cũng sẽ không bị nhiễm độc tố

aflatoxin - cũng là một tác nhân gây bệnh ung thư được sinh ra từ nấm Aspergillus flavus khi sản xuất nước tương theo phương pháp truyền thống sử dụng các chủng

nấm mốc tự nhiên Tuy nhiên, nước tương sản xuất bằng phương pháp này cũng có một số hạn chế như thời gian thuỷ phân kéo dài, hiệu suất thành phẩm thấp, ngoài

ra hương vị sản phẩm có khác biệt so với sản phẩm hóa giải đã quá quen thuộc với

thị hiếu tiêu dùng

Ngược lại, nước tương được sản xuất bằng phương pháp hoá học có giá thành rẻ, thời gian thuỷ phân nhanh, ít chiếm mặt bằng sản xuất Tuy nhiên, phương pháp này lại có những nhược điểm nghiêm trọng rất khó khắc phục như gây hư hỏng, ăn mòn thiết bị sản xuất, gây ô nhiễm cho người trực tiếp sản xuất, môi trường xung quanh và với việc sinh ra 3-monoclopropan-1.2-diol (3-MCPD)

và 1.3-diclopropan (1.3-DCP) hàm lượng cao gây bệnh ung thư cho người tiêu dùng Ngoài ra, trong quá trình thuỷ phân ở nhiệt độ cao với xúc tác axit đậm đặc

sẽ làm phân hủy hoàn toàn triptophan và một phần treonin, methionin, xystin

Khi sử dụng enzym cần phải chú ý đến một số điều kiện và đặc tính của chế phẩm như: pH của môi trường phản ứng, nhiệt độ liên quan đến hoạt lực của enzym, thời gian phản ứng cũng như sự có mặt của các chất hoạt hóa và chất kìm hãm enzym trong môi trường phản ứng Tuy nhiên, khi lựa chọn được nguồn cung cấp enzym cũng như điều khiển được các điều kiện thì đây cũng là một phương pháp sản xuất có thời gian nhanh hơn so với phương pháp lên men và tạo ra sản phẩm có giá thành thấp hơn

Tuy nhiên, xu thế tiêu thụ các sản phẩm thực phẩm của người tiêu dùng hiện nay là chỉ chấp nhận sản phẩm tự nhiên và an toàn cho sức khỏe người sử dụng Chính vì lý do đó, phương pháp lên men là phương pháp có nhiều ưu điểm trong

việc đáp ứng tiêu chí này của người tiêu dùng

1.3.2 Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

1.3.2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong sản xuất nước tương

Nước tương được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chính có đặc tính là giàu

protein và tinh bột

Nguyên liệu giàu protein

a Đậu tương

Đậu tương có tên khoa học là Glycine Max Merril Đậu tương có nhiều màu

sắc khác nhau Trong đó đậu tương màu vàng là loại tốt nhất được trồng và sử dụng

nhiều Đậu tương là loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipit gluxit, muối

khoáng và vitamin Ngoài ra, đậu tương chứa đầy đủ các axit amin giống axit amin

thịt, trứng Chính vì thế, đậu tương là một nguồn thực phẩm quan trọng và được

trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Mỹ, Brazil Ở Việt Nam, đậu tương cũng được trồng

nhiều ở các tỉnh phía Bắc và phía Nam

Bảng 1 Thành phần hóa học của hạt đậu tương

Thành phần Tỷ lệ (%) Protein (%) Dầu (%) (%) Tro Hydratcacbon (%)

Trong thành phần hóa học của đậu tương protein chiếm một tỷ lượng rất lớn

trong đó globulin chiếm 85 - 95% ngoài ra còn có albumin, prolamin và glutenlin

Thành phần axit amin trong protein của đậu tương ngoài methionin và triptophan

còn có các axit amin khác với số lượng khá cao, tương đương lượng axit amin có

trong thịt

Bảng 2 Thành phần axit amin trong đậu tương

Axit amin Hàm lượng (%)

Izolơxin 1.1 Lơxin 7.7 Lyzin 5.9 Methionin 1.6 Xystin 1.3 Phenilalanin 5.0 Treonin 4.3 Triptophan 1.3 Valin 5.4 Histidin 2.6

Ngoài protein, hydratcacbon chiếm khoảng 34% trong hạt đậu tương Hydratcacbon trong hạt đậu tương có thể chia làm hai loại: loại tan và loại không tan trong nước Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng hydratcacbon Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô của hạt đậu tương Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn và Fe Ngoài ra, đậu tương

còn chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D

Bảng 3 Thành phần hydratcacbon trong đậu tương

b Khô đậu tương

Trong quá trình sản xuất nước tương thì khô đậu tương cũng là nguồn nguyên liệu giàu protein được sử dụng thay thế cho đậu tương nguyên hạt Khô đậu tương được sử dụng từ rất sớm trong công nghệ sản xuất nước tương do tính kinh tế của loại nguyên liệu này Thành phần hóa học chủ yếu của khô đậu tương gồm protein (47- 51%), hydratcacbon (19 - 22%), chất béo (0.1 - 1.5 %), chất xơ (3 - 5%), khoáng (4 - 6%) Độ ẩm của khô đậu tương thường là 11 - 13%

Nguyên liệu giàu tinh bột

Lúa mỳ là một nguồn nguyên liệu giàu tinh bột phù hợp nhất trong công nghệ sản xuất nước tương Những nguồn nguyên liệu giàu tinh bột khác cũng có thể được sử dụng như gạo, lúa mạch, ngô Lúa mỳ chỉ chứa một lượng nhỏ protein Thành phần hóa học chủ yếu của lúa mỳ gồm hydratcacbon (68 - 74%), protein (8 - 15%), chất béo (1.8 - 2.0 %), chất xơ (2.5 - 3.5%), khoáng (1.4 - 2.0%) Độ ẩm của lúa mỳ thường là 10 - 14%

Ngoài ra, axit glutamic chiếm 32% trong số axit amin của protein lúa mỳ Trong thành phần hydratcacbon của lúa mỳ thì pentosan chiếm khoảng 10%, còn lại chủ yếu là xylan Chính thành phần này đã tạo phản ứng melanoidin trong quá trình tạo màu cho nước tương

Muối

Muối dùng trong sản xuất nước tương thường là NaCl có độ tinh khiết 92 - 97%, khi pha vào nước không có vị chát Ngoài việc đảm bảo độ mặn cho nước chấm muối còn có tác dụng hạn chế hoạt động của vi sinh vật gây chua và gây thối

giúp cho quá trình bảo quản nước tương

Nước

Nước dùng trong sản xuất nước tương có độ cứng trung bình 8 - 17o (1otương đương 10 mg CaO/ lít hay 7.19 mg MgO/ lít nước) Các chất khoáng và các chất hữu cơ khác không được quá 500 - 600 mg/l Lượng vi sinh vật không được quá 20 - 100 CFU/100ml nước

Đường

Đường cho vào nước tương nhằm tăng độ ngọt cho sản phẩm vì khi hoàn thành sản phẩm có độ mặn nên ta thường cho thêm một ít đường để điều hòa vị của nước tương Đường được sử dụng phải là đường tinh khiết nếu đường bị nhiễm nhiều cặn bẩn sẽ làm cho nước tương bị chua và mốc

Chất tạo sánh

Chất tạo sánh được dùng để làm treo các chất keo trong môi trường lỏng, tạo

độ sánh đồng thời tạo nên cảm giác ngon hơn Chất tạo sánh có kích thước cực mịn, tốc độ hydrate cao nên dễ kết dính vào nhau Vì vậy, khi đưa chất tạo sánh vào môi trường lỏng ta phải đảm bảo độ phân tán tốt

Chất tạo sánh thích hợp cho môi trường có nồng độ muối cao Trong sản xuất nước tương người ta thường dùng chất tạo sánh với tỷ lệ 0.1%

1.3.2.2 Các bước công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

Sản xuất chế phẩm nấm mốc (Koji) tạo hệ enzym thủy phân

Mốc Koji là hệ chế phẩm enzym thuỷ phân được tạo thành khi nuôi nấm mốc trên môi trường nguyên liệu đã hấp chín Tuỳ vào nguồn nguyên liệu nuôi mốc mà chế phẩm nấm mốc sẽ có tên gọi khác nhau Koji gạo, Koji đại mạch, Koji đậu tương…

Trong quy trình công nghệ sản xuất nước tương lên men thì quá trình tạo chế phẩm mốc Koji là một trong những quá trình quan trọng nhất quyết định đến chất lượng thành phần và hương vị của nước tương thành phẩm Koji được sử dụng như

là nguồn enzym cần thiết cho việc phá vỡ các polypeptit của protein thành axit amin cũng như phá vỡ tinh bột thành đường glucoza

Đặc điểm chung của chế phẩm mốc koji là có màu vàng xanh của nấm mốc và

có thể thuỷ phân protein gần như hoàn toàn thành axit amin với hiệu suất cao Trong sản xuất nước chấm 90-92% protein có trong nguyên liệu được thuỷ phân thành axit amin hoàn toàn nhờ vào hệ enzim có trong koji

Để sản xuất chế phẩm koji cần phải có “koji stater” là loại chế phẩm cung cấp bào tử vi sinh vật để tạo thành koji Vi sinh vật có trong “koji stater” luôn là

các loài nấm mốc, thường là Aspergillus oryzae và Aspergillus sojae Công nghệ

sản xuất nước chấm truyền thống thường sử dụng các chủng tự nhiên để làm giống khởi động để sản xuất koji Tuy nhiên công nghệ hiện đại ngày nay thì sử dụng các chủng đã được tuyển chọn bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên hoặc bằng đột biến

để tạo ra các chế phẩm koji có các đặc tính mong đợi cho quá trình lên men Chủng nấm mốc được lựa chọn thường được nuôi cấy tạo thành dạng chế phẩm thương mại để sử dụng làm giống khởi động cho quá trình nuôi mốc koji Hiện nay có rất nhiều các loại giống khởi động thương mại có đặc tính phân giải protein, carbonhydrat, lipit trong nguyên liệu thô khác nhau

Để tiến hành nuôi cấy tạo mốc Koji trước tiên phải trải qua giai đoạn xử lý nguyên liệu Đậu tương được ngâm nước qua đêm, tách vỏ rồi đem hấp chín Lúa

mỳ được rang chín và nghiền nhỏ Sau đó, đậu tương và lúa mỳ được làm nguội

đến nhiệt độ phòng rồi giải đều hỗn hợp lên các khay gỗ Bào tử mốc giống A oryzae hoặc A sojae được cấy vào hỗn hợp nguyên liệu, trộn đều mốc giống lên

khối nguyên liệu đảm bảo mật độ bào tử mốc đồng đều trong toàn khối.Tiếp đó đưa các khay gỗ lên giá và vào phòng nuôi cấy

Trong quá trình nuôi cấy mốc Koji nhiệt độ, độ ẩm cần phải được kiểm soát chặt chẽ Đối với quy trình nuôi cấy mốc Koji truyền thống thì nhiệt độ, độ ẩm được kiểm soát bằng cách đảo trộn thủ công Tuy nhiên, theo quy trình nuôi cấy mốc Koji hiện đại nhiệt độ, độ ẩm được kiểm soát bằng một hệ thống điều chỉnh tự động Vào giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấy (khoảng 24 giờ đầu) nhiệt độ khoảng 33-350C là thích hợp cho sự phát triển, hình thành hệ sợi của nấm mốc và

ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn Bacillus Giai đoạn sau, nhiệt độ được giảm

xuống khoảng 25-280C là nhiệt độ tối thích tạo lượng enzym cực đại Sau khoảng 3 đến 4 ngày (72 giờ) khi hỗn hợp hình thành các bào tử mốc màu xanh-vàng thì quá trình nuôi cấy mốc Koji đã được hoàn thiện Một số nguyên tắc trong quá trình sản xuất Koji là sợ nấm mốc và enzym càng tạo nhiều càng tốt, hạn chế tối đa sự bất hoạt của enzym ngay khi được tạo thành, giảm thiểu sự tiêu hao nguồn tiêu hao nguyên liệu carbonhydrat trong nguyên liệu thô đẻ dành cho quá trình lên men

trong nước muối, tránh sự nhiễm tạp vi sinh vật trong nguyên liệu cũng như quá trình nuôi koji tối đa, rút ngắn thời gian nuôi với giảm thiểu tiêu hao năng lượng Koji nước tương có chất lượng tốt thường có màu xanh lá cây thẫm, hương thơm hài hoà, vị ngọt hơi đắng

Quá trình lên men

Trong sản xuất nước chấm, kết thúc quá trình nuôi mốc (nuôi koji sản xuất), koji sản xuất được phối trộn với nước muối ở tỷ lệ thích hợp, thực hiện quá trình lên men, chuyển hóa tạo ra sản phẩm nước chấm có hương vị đặc trưng Do quá trình phối trộn trước lên men, môi trường hoàn toàn không thanh trùng, vì vậy sẽ có

rất nhiều tạp chất vi sinh vật nhiễm trong khối dịch lên men như: Micrococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus và một vài dạng khác Những vi sinh vật tạp

nhanh chóng bị chết chỉ sau 1-2 ngày lên men do ảnh hưởng hàm lượng muối cao của dịch lên men Theo các nghiên cứu đã chỉ ra, khi đó chỉ tồn tại một số ít

Bacillus dạng bào tử Vi khuẩn này sẽ bị diệt trong quá trình đun nóng và thanh

trùng sản phẩm cuối Trong quá trình lên men khi đó chỉ giới hạn bởi sự có mặt của

vi khuẩn lactic (LAB) chịu muối và nấm men chịu muối sinh cồn, hương LAB có chức năng tạo hương, vị cho sản phẩm lên men Chúng axit hóa thực phẩm, tạo ra

vị đặc trưng của axit lactic, tạo ra hoạt động proteolytic và lypolytic, từ đó tạo ra

thành phần hương đặc trưng Nấm men chịu muối sinh cồn Zygosaccharomyces rouxii là dạng vi sinh vật quan trọng nhất trong lên men nước chấm trong vấn đề

tạo hương, vị Nấm men này phát triển tốt ở điều kiện pH 5,0, chúng phát triển không tốt trong điều kiện pH>6,0 ở nồng độ muối cao>10%, do vậy dạng nấm men này không có mặt trong giai đoạn đầu của quá trình lên men nước chấm Giai đoạn đầu lên men nước chấm, vi khuẩn lactic phát triển, sinh axit hữu cơ, chủ yếu là axit lactic, làm giảm pH môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men sinh rượu

phát triển Nấm men Zygosaccharomyces rouxii phát triển mạnh ở điều kiện pH

thấp, tạo ethanol, các esters, axit hữu cơ, aldehyte, franones và một vài thành phần khác tạo nên hương vị đặc trưng của nước chấm