LUẬN VĂN công nghệ thực phẩm TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

NƯỚC TƯƠNG lên men

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương LỜI MỞ ĐẦU Đã từ rất lâu, nước tương được thừa nhận có nguồn gốc từ Trung Quốc. Qua thời gian dài, nước tương du nhập vào nước ta và được sử dụng như một gia vò chấm rất cần thiết và quen thuộc trong bữa cơm người Việt Nam nói riêng và người châu Á nói chung. Và dần dần nước tương được xem như một nét độc đáo trong văn hóa ẩm thực. Trong nước tương có chứa nhiều chất dinh dưỡng như acid amin có thể bổ sung cho cơ thể con người. Trong những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển cùng với sự hội nhập của đất nước, công nghệ sản xuất nước tương cũng được nâng cao nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 1 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 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 SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 2 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 1.1. Đặt vấn đề: Nước tương truyền thống trước đây phải trải qua quá trình ủ nhiều tháng mới có sản phẩm, tuy nhiên điều kiện vệ sinh không đảm bảo và chất lượng sản phẩm không đồng đều. Trước đây, nước tương sản xuất công nghiệp ở Việt Nam sử dụng phương 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 nhập của đất nước, nhận thức vệ sinh và an toàn thực phẩm cũng được nâng cao nên phương 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 gian tạo 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 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 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 SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 4 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 2.1. Giới thiệu về nước tương: 2.1.1. Sơ lược lòch sử nước tương: Nước chấm lên men được sản xuất từ đậu nành có một lòch sử rất lâu đời. Trước đây ở Việt Nam, nước tương lên men được sản xuất thủ công từ đậu nành chủ yếu ở những nơi người Hoa tập trung sinh sống. Dần dần sau này chúng ta sản xuất theo 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 trình công nghệ sản xuất, nguyên phụ liệu dẫn đến sự ra đời của các loại nước tương khác nhau 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 cả với phương Tây. Đơn cử là thương hiệu nước tương nổi tiếng Kikkoman của Nhật Bản đã được phổ biến ở Mỹ, Nga. Thò trường Việt Nam, cụ thể là trong hầu hết các siêu thò, nước tương ngoại trước kia khá ít ỏi. Nhưng gần đây xuất hiện càng nhiều và chiếm thò phần khá tương đối. Nguyên nhân chính của sự thay đổi này có lẽ là do tâm lý người tiêu dùng sau sự kiện 3-MCPD muốn dùng thử và dần tin tưởng, chấp nhận sản phẩm nước ngoài, vốn có sự kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm tốt hơn. 2.1.2. Giá trò dinh dưỡng trong nước tương: Khi nói đến giá trò dinh dưỡng của nước tương, quan trọng nhất là hàm lượng đạm toàn phần và hàm lượng acid amin. Tỷ lệ acid amin đối với đạm toàn phần cho biết mức độ thủy phân triệt để nguồn protein từ nguyên liệu và tỷ lệ này càng cao càng tốt. Thành phần hóa học của nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, khâu phối chế và phương pháp sản xuất. Nước tương được xem là ngon khi phải đảm bảo được yêu cầu về màu sắc, hương thơm, vò 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 Amoniac 1.0 – 2.0 Đường 14.5 – 15.3 Lipid 17.0 – 25.0 NaCl 200 – 250 Acid acetic 2.0 – 8.0 SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 5 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 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 hệ men của vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm để thủy phân protein từ nguyên liệu thành những chất dinh dưỡng trong nước tương. Do vậy, quá trình nuôi mốc tốt cho nhiều men sẽ tạo điều kiện thủy phân protein triệt để hơn, nâng cao năng suất 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 được có 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 vò ngọt. Nấm mốc này khi mọc có màu vàng nên dân gian hay gọi là mốc 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 sợi thành 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 đính bào tử phồng lên gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn dài 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. SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 6 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 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 acid amin. 2.2.3.1. Amylase: _ Amylase là tên gọi một nhóm enzyme thủy phân tinh bột, bao gồm nhiều enzyme khác nhau về tính đặc hiệu khi tác dụng lên nhiều vò trí khác nhau trên mạch tinh 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 Ca 2+ vào nguyên liệu sẽ làm tăng hoạt động của α-amylase có khả năng phân giải đến 80 – 82% tinh bột đã hồ hóa thành maltose, tạo vò ngọt cho sản phẩm. Ngoài ra, glucoamylase có thể đường hóa tạo thành glucose. SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 7 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 2.2.3.2. Protease: _ Là nhóm enzyme có khả năng thủy phân đến 80% liên kết peptide của protein 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 vò trí tác động trên mạch polypeptide, Exopeptidase chia thành hai nhóm: Aminopeptidase và Carboxypeptidase. + Aminopeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do trong chuỗi polypeptide để giải phóng ra một acid amin, một dipeptide hoặc tripeptide. + Carboxypeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C trong chuỗi 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 gốc serine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với những hoạt động xúc tác của enzyme. Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng pH kiềm và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng. + Cysteine proteinase: là những proteinase có chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động, thường hoạt động ở vùng có pH trung tính và có tính đặc hiệu cơ chất rộng. + Aspartic proteinase: hầu hết những aspartic proteinase đều thuộc nhóm 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 hoạt động 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 pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA. _ Ngoài ra, protease cũng được phân loại đơn giản thành ba nhóm: protease acid (pH 2 – 4), protease trung tính (pH 7 – 8), protease kiềm (pH 9 – 11). 2.2.3.3. Invertase: SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 8 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương _ Là một loại enzyme nội bào, xúc tác thủy phân đường saccharose tạo thành α-glucose và β-fructose, làm tăng độ ngọt cho sản phẩm. _ Invertase thường hoạt động mạnh ở pH 4.5 và nhiệt độ 65 – 70 0 C. 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 – 40 0 C. Tuy nhiên, trên 50 0 C 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 ra còn có sự tạo thành rượu, các acid hữu cơ. Tất cả những hợp chất này tạo nên hương vò đặc trưng và giá trò 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 này cùng với di, tri, tetra – peptide làm cho nước tương có vò ngọt của đạm và mùi thơm của thòt. Nước tương sản xuất bằng phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả acid amin trong nguyên liệu đậu nành. 2.2.4.2. Đường: Trong nước tương có các loại đường như glucose, fructose, maltose, pentose… Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc nước tương. SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 9 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 2.2.4.3. Acid hữu cơ: Aicd hữu cơ có trong nước tương có liên quan mật thiết đến việc tạo hương vò đặc trưng cho sản phẩm. Trong đó, acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (khoảng 1.6%), tác dụng với nước tương tạo thành hợp chất lactat phenol. Ngoài ra, còn có acid acetic 0.2%, acid sucinic 0.087 – 0.16%, acid formic 0.05%. Muối của các acid này tham gia vào quá trình tạo vò 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 của nước tương lên men được hình thành dần dần từ màu vàng đến màu nâu nhạt, cuối cùng là màu nâu đậm. Sự hình thành màu của nước tương phụ thuộc vào nồng độ đường, acid amin và nhiệt độ. Nếu tăng cường phản ứng giữa acid amin và đường sẽ không có lợi vì tạo ra melanoid. Melanoid là chất mà cơ thể khó hấp thu và khi nồng độ của nó quá cao sẽ làm giảm hương vò của sản phẩm. Mặt khác, quá trình hình thành màu này gây ra tổn thất hàm lượng acid amin. Để hạn chế điều này, ta chọn nguyên liệu có hàm lượng đường 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 hương thơm có phenol… Cụ thể là các hợp chất như acetaldehyde, propandehyde, isobutan adehyde, methyel macapan, rượu ethylic, acid acetic, acid benzoic, acid propionic… SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 10 MSSV:207111036 [...]... trình sản xuất: Nước tương lên men truyền thốâng: Quy trình: Đậu nành Rửa Ngâm Hấp chín Nước đậu Để nguội Trộn muối Ủ mốc Thanh trùng t0 = 35 – 370C t = 2 – 3 ngày Phối trộn Ủ ngoài trời t = 1 – 2 tháng Trích ly Nước cốt Phối chế Lọc Thanh trùng t = 100 C 0 0 B ã t = 20 phút Đóng chai Nước tương Hình 2.3: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men truyền thống ở Việt Nam SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương. .. t = 20 phút Lắng Phối chế Chất trợ lắng Lắng Lọc tinh Nước tương lên men hiện đại: SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương Cặ n Đóng chai 21 Nước MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương Quy trình: Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men hiện đại ở Việt Nam Ưu điểm: SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 22 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương Thiết bò sử... trọng lượng nước tương thành phẩm Nước thực chất là dung dòch loãng của các muối ở dạng ion Các cation như: Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, H+, Na+… Các anion như: OH-, HCO-3, Cl-, NO-3, SO-4 Trong đó Ca2+, Mg2+, Fe2+ gây ra độ cứng cho nước Thành phần hóa học và chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình sản xuất và đặc biệt là chất lượng nước tương thành phẩm Nước được dùng trong sản xuất không... cầu chất lượng 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 tương nói riêng phải trong suốt, không màu, không mùi vò lạ, không chứa vi sinh vật gây bệnh, đồng thời phải thỏa mãn các chỉ tiêu hóa học về độ cứng, độ oxy hóa, độ mặn… 2.3.1.5 Natri benzoate: Công thức hóa học: C6H5COONa Công thức phân... Hoài Hương Nước tương hóa giải: Quy trình: Bánh dầu Xay nhuyễn HCl 32% t0 = 125 - 1300C Thủy phân Na2CO Trung hòa 3 t = 5 – 8 giờ t0 = 60 – 700C Lọc thô mới trung hòa Gia vò Carame Phối chế lMuối t0 = 1100C Thanh trùng t = 20 phút Lắng Lọc tinh Đóng chai Cặ n B ã Nước tương Hình 2.4: Quy trình sơ đồ công nghệ nước tương hóa giải ở Việt Nam SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 20 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT... 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, bảo quản nước tương Vì chất béo trong quá trình chế biến sẽ chuyển hóa thành acid béo tự do, glycerin và các sản phẩm phân hủy khác làm biến đổi mùi vò đặc trưng của nước tương SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 11... độc hại trong sản xuất nên gần như an toàn cho sản phẩm và môi 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 pháp hóa giải Thời gian hoàn tất cả quá trình có thể kéo dài một đến hai tháng tùy theo yêu cầu chất lượng sản phẩm 2.3.3 Các... hòa tan trong 1 L nước 177 205 220 236 250 266 282 299 %NaCl 15 16 17 18 19 20 21 22 Nước muối sử dụng có nồng độ khoảng 17 – 180Be Tùy theo mùi vò của sản phẩm mà lượng nước muối cho vào sẽ khác nhau SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 13 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 2.3.1.4 Nước: Nước là thành phần cơ bản nhất, không thể thay thế trong sản xuất nước tương Chiếm khoảng... thành CO2 và nước Hầu hết các quốc gia và tổ chức trên thế giới đều công nhận acid citric an toàn khi sử dụng trong thực phẩm Tuy nhiên trong sản xuất, khi tiếp xúc với liều lượng cao dễ gây kích ứng da và mắt nên công nhân cần có đồ bảo hộ 2.3.1.8 Caramel: Để nước tương có màu sắc đẹp và hấp dẫn người tiêu dùng, trong quá trình sản xuất có bổ sung chất tạo màu caramel SVTH: Nguyễn Văn Tuấn Phương 15... quản sản phẩm khi kiềm hãm sự phát triển và tiêu diệt hầu hết các loại vi khuẩn và nấm Natri benzoate hoạt động hiệu quả trong môi trường acid (pH . 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. cứu sản xuất bằng phương pháp vi sinh. Sự khác biệt về quy trình công nghệ sản xuất, nguyên phụ liệu dẫn đến sự ra đời của các loại nước tương khác nhau như maggi, xì dầu, nước tương lên men, nước. Tuấn Phương 17 MSSV:207111036 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương 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