đề tàivi sinh vật trong sản xuất nước tương

Lời Mở ĐầuTrong văn hóa ẩm thực của các nước phương Đông,nước tương là một loại nước chấm phổ biến,thường được sử dụng trong các bữa ăn hàng ngày và được xem như là thành phần bổ sung di

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

Lời Mở Đầu

Trong văn hóa ẩm thực của các nước phương Đông,nước tương là một loại nước chấm phổ biến,thường được sử dụng trong các bữa ăn hàng ngày và được xem như là thành phần bổ sung dinh dưỡng trong khẩu phần ăn.

Hiện nay để sản xuất nước tương có 3 phương pháp công nghệ là công nghệ hóa học,công ghệ lên men và công nghệ enzyme.

Ngày nay do nhu cầu ngày càng nhiều của người tiêu dùng,người ta đã chuyển cách làm nước tương bằng phương pháp thủ công sang phương pháp quy mô công nghiệp bằng cách dùng HCl đậm đặc để thủy phân các chất đạm để rút ngắn thời gian sản xuất.Đây chính là nguyên nhân tạo ra chất 3-MCPD trong sản phẩm nước tương,một chất gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của con người.

Trong khi đó,so với phương pháp sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học thì phương pháp lên men lại không sinh ra chất độc trên,mà các acid amin lại gần như được bảo toàn từ quá trình sản xuất đến sản phẩm cuối cùng đến tay người tiêu dùng.Còn nếu so với phương pháp sử dụng enzyme thì phương pháp lên men lại có chi phí thấp hơn nhiều.Sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men chỉ có nhược điểm là thời gian sản xuất kéo dài và yêu cầu diện tích nhà xưởng phải lớn.

Đời sống con người ngày càng được cải thiện nên ý thức về bảo vệ sức khỏe ngày càng cao hơn.Do đó người tiêu dùng cũng ngày càng có xu hướng sử dụng những thực phẩm gần gũi với tự nhiên hơn.Đó cũng là lý do một thời gian không xa nữa,nước tương được sản xuất lên men sẽ ngày càng được ưa chuộng hơn.

Đề tài của nhóm chung em là vi sinh vật trong sản xuất nước tương.Dù đã cố gắng hết sức nhung không thể nào tránh khỏi những sai xót,rất mong cô và các bạn đọc và đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thiện hơn và trở thành tài liệu tham khảo có ích cho những ai nghiên cứu về”Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men”

Nội dung 3

1 Nguyên liệu cần sử dụng trong sản xuất 3

2 Sơ đồ và quy trình trong sản xuất 3

2.1 Quy trình sản xuất nước tương 3

2.2 Sơ đồ sản xuất 4

3 Mô tả chi tiết sơ đồ sản xuất và những lưu ý trong quá trình sản xuất 5

3.1 Mô tả chi tiết 5

3.2 Những lưu ý trong quá trình sản xuất 7

4 Tính chất và vai trò của vi sinh vật được sử dụng trong quy trình làm nước tương .7 4.1 Tính chất của vi sinh vật 7

4.2 Vai trò của vi sinh vật 8

5 Các yêu cầu kĩ thuật của thiết bị sử dụng trong giai đoạn lên men 9

Tài Liệu Tham khảo: 10

Danh sách thành viên nhóm 10

Nội dung

1 Nguyên liệu cần sử dụng trong sản xuất

Các thành phần được sử dụng để làm nước tương là lúa mì ,đầu nành , nấm mốc và muối

Đậu nành : Đậu nành có lượng tinh bột thấp, có nhiều khoáng chất canxi và vitamin cần thiết cho cơ thể Trong quá trình làm nước tương, đậu nành cần được nghiền nhỏ trước khi cùng trộn với với những nguyên liệu khác.

Lúa mì:Trong quá trình sản xuất nước tương theo phương pháp lên men truyền thống Lúa mì có thể trộn với đậu nành với tỉ lệ ngang nhau

Muối: Các loại muối natri clorua thường được sử dụng khi sản xuất nước tương Là loại gia vị cần thiết trong quá trình sản xuất nước tương, cũng là nguyên liệu giúp thiết lập môi trường hóa học phù hợp cho vi khuẩn lactic và nấm men Nhờ có nồng độ muối nên việc bảo quản những thành phẩm tránh những ảnh hưởng xấu của môi trường

2 Sơ đồ và quy trình trong sản xuất 2.1.Quy trình sản xuất nước tương

Hình 2.1 Quy trình sản xuất nước tương

2.2.Sơ đồ sản xuất

Hình 2.2 Sơ đồ sản xuất nước tương

3 Mô tả chi tiết sơ đồ sản xuất và những lưu ý trong quá trình sản xuất3.1.Mô tả chi tiết

Bước 1 : xử lí đậu nành và lúa mì

Đầu tiên đầu nành được đem đi ngâm trong nước rồi sao đó đem đi hấp ở nhiệt độ cao Còn đối với lúa mì sẽ được đem đi rang ở nhiệt độ cao ,sao đó thì đem đi nghiền

Hình 3.1 : Máy hấp đậu nành và máy rang lúa mì Bước 2: Làm koji

Sau đó đem đầu nành và lúa mì đã được xử lí trộn lại với nhau rồi thêm vào đó nấm mốc Aspergillus oryzae hoặc Aspergillus sojae Đem hỗn hợp này đi ủ trong một môi trường thuận lợi cho sự phát triển của Aspergillus Sau quá trình ủ hổn hợp này trong vòng ba ngày thì tạo ra được koji Đó cũng là nguyên liệu cơ bản để làm nước tương

Hình 3.2 Máy trộn koji Bước 3: làm moromi

Tiếp theo chúng ta cho nước muối vào koji Nước muối có tác dụng kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn trong quá trình lên men, ngăn ngừa hư hỏng và cũng tạo vị mặn cho nước tương Sau đó đem hỗn hợp này bỏ vào máy để trộn Hỗn hợp này được gọi là moromi rồi được đem vào bể để lên men và ủ

Bước 4 : Quá trình lên men

Moromi được ủ trong nhiều tháng ở các bể Bên trong các bể này diễn ra các hoạt động của vi sinh vật nên xảy ra nhiều thay đổi khác nhau, bao gồm lên men axit lactic và rượu và tạo ra hương vị, mùi thơm và màu sắc phong phú độc đáo cho nước tương Bước 5 : Quá trình lọc

Nước tương được ép từ moromi được ủ lâu Moromi được đổ vào miếng vải gấp 3 lần và gấp lại thành nhiều lớp Sau khi nước tương chảy ra từ moromi dưới tác dụng của trọng lực, moromi sẽ được ép từ từ và đều đặn bằng máy trong khoảng 10 giờ Để sản xuất được nước tương trong đẹp mắt, quy trình này không bao giờ được vội vàng.

Hình 3.5 : lọc nước tương moromi Bước 6 : Xử lí nhiệt và tinh chế

Nước tương ép từ Moromi được gọi là nước tương thô Nước tương thô được để trong bể lắng trong khoảng ba ngày để tách thành các thành phần khác nhau Sau đó loại bỏ phần dầu nổi trên bề mặt và cặn lắng dưới đáy.Tiếp theo, nước tương thô được đưa qua thiết bị gia nhiệt để làm nóng Bằng quá trình này, hoạt động của enzyme sẽ bị dừng lại để ổn định chất lượng của nước tương, đồng thời nó cũng giúp điều chỉnh màu sắc và mùi thơm.

Bước 7 : Kiểm tra chất lượng

Kiểm tra chất lượng được thực hiện cho tất cả các quy trình để xác nhận rằng chất lượng được duy trì theo tiêu chuẩn Một thanh tra viên phân tích các thành phần để kiểm tra hương vị, mùi vị và màu sắc của nước tương

Bước 8 : Đóng gói

Sau khi vược qua các cuộc kiểm tra , nước tương sẽ được đóng gói bằng máy vào các chai thủy tinh hoặc chai nhựa Và được bảo quản trong môi trường sạch sẽ chờ ngày bán ra thị trường

Hình 3.5 Quy trình đóng chai

3.2.Những lưu ý trong quá trình sản xuất

Một số chú ý trong quá trình sản xuất:

Quá trình lên men Koji bắt đầu bằng cách ngâm đậu nành trong nước tạo điều kiện cho việc loại bỏ vỏ đậu nành, tăng độ ẩm của đậu nành và loại bỏ các chất ức chế nấm trong đậu nành, đây là những biện pháp cần thiết để nấm phát triển Hơn nữa, quá trình lên men tự phát xảy ra trong quá trình ngâm làm giảm độ pH của đậu nành khoảng 4,5-5,0 Độ pH thấp như vậy hỗ trợ sự phát triển của nấm trong khi hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật hư hỏng trong quá trình lên men koji.Sau khi ngâm đậu nành qua đêm, chúng sẽ được nấu ở nhiệt độ cao, và điều này cuối cùng sẽ làm giảm số lượng vi khuẩn, nấm men và nấm mốc trong đậu nành

Phải ủ trong hai đến ba ngày ở nhiệt độ là 30 ◦C dưới độ ẩm cao để cho phép khuôn koji phát triển trong toàn bộ hỗn hợp và tạo ra các enzyme thủy phân khác nhau Chất lượng của koji phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của nước tương Do đó, quy trình sản xuất koji, bao gồm cả chế biến nguyên liệu thô, là bước quan trọng nhất trong sản xuất nước tương.

Koji được ngâm trong dung dịch nước muối có nồng độ cao để tạo ra hỗn hợp moromi Nồng độ muối cao trong nước muối ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh vật hư hỏng mầm bệnh và hoạt động như một chất bảo quản, đồng thời ủng hộ sự phát triển của các loài halotolerant đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành hương vị Sự tăng trưởng và hoạt động enzyme của nấm mốc trong koji bị chấm dứt do nồng độ muối cao Do đó, quá trình lên men moromi chủ yếu được điều khiển bởi vi khuẩn axit lactic halotolerant (LAB) và nấm men Muối rất quan trọng trong sản xuất nước tương; Nó không chỉ giúp bảo quản nước tương mà còn cung cấp các khoáng chất như natri và kali cho người tiêu dùng

4 Tính chất và vai trò của vi sinh vật được sử dụng trong quy trình làm nước tương

4.1.Tính chất của vi sinh vật

Nấm mốc được sử dụng trong sản xuất nước tương là một loại nấm dạng sợi thuộc chi Aspergillus và được phân loại thành ba loài: Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae và

Aspergillus tamarii A oryzae được sử dụng rộng rãi trong sản xuất rượu sake, amazake (đồ ngọt Nhật Bản,nước giải khát), mirin (rượu gạo ngọt Nhật Bản), miso và nước tương, trong khi A sojae chỉ được sử dụng trong sản xuất miso và nước tương (chủ yếu trong nước tương) Trong khi đó, A tamarii rất ít được sử dụng Vì vậy , khuôn koji chính được sử dụng để sản xuất nước tương bao gồm A oryzae và A sojae

A oryzae lần đầu tiên được H Ahlburg phân lập từ gạo koji vào năm 1876 Các đặc điểm hình thái của bào tử vô tính rất thô và một số ít có hình răng cưa Sakaguchi và cộng sự, đã phân lập A sojae, có thể phân biệt được với A oryzae trong koji được sử dụng để sản xuất nước tương ở Nhật Bản và phát hiện ra rằng A sojae tạo ra bào tử có lông nổi bật và bào tử có vách nhẵn

A oryzae và A sojae đã được chọn lọc và nhân giống thành các chủng thích hợp để làm nước tương

Nấm Aspergillus còn gọi là mốc tương.Cơ thể sinh trưởng của Aspergillus oryzae 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 tế bào Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính bào tử, ở đó có cơ quan sinh sản vô tính Phía đầu cuống đính bào từ phồng lên gọi là bọng Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài, gọi là những tế bào hình chai (thể bình) Đầu các tế bào hình chai phân chia thành những bảo tử đính vào nhau, nên gọi là đỉnh bào tử Đính bào tử của Aspergillus oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa cau Hai loài không độc làm tương là Aspergillus oryzae và Aspergillus sojae có hình thái và màu sắc rất giống với 2 loài rất nguy hiểm là Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus sản sinh ra độc tố Aflatoxin gây bệnh ung thư.

Tetragenococcus halophilus phát triển tốt trong dung dịch có nồng độ muối cao T halophilus là vi khuẩn ưa muối và phát triển tốt ở môi trường nước có hoạt độ cao khoảng 0.94 - 0.99 Hoạt độ nước thấp nhất mà T halophilus có thể phát triển được là

0,808 T halophilus là một vi khuẩn lactic có đường kính khoảng 0,6-0,9 µm. 

T.halophilus phát triển ở giá trị pH tương đối cao hơn (5,5 – 9,0)

Zygosaccharomyces rouxii là một loại nấm men đáng chú ý vì khả năng chịu mặn tốt Z rouxii cần giá trị pH hơi axit (4,0 – 5,0)

Vai trò của vi sinh vật

Nấm mốc Aspergillus oryzae ứng dụng nhiều nhất trong ngành ẩm thực là được dùng để sản xuất nước tương Nó vai trò quan trọng trong việc sản xuất các enzyme phân giải protein thủy phân protein thành peptide và axit amin, cũng như amylase để chuyển đổi tinh bột thành đường đơn giản Hoạt động enzyme của nấm làm tăng độ pH của koji từ khoảng 6,5 đến 7,3, kèm theo sản xuất nhiệt

T. halophilus chuyển hóa glucose, được sản xuất bởi sự phân hủy tinh bột lúa mì

bởi các enzyme amylolytic có nguồn gốc từ nấm mốc koji, thành axit lactic vàaxit citric trong đậu nành thành axit axetic Trong quá trình ủ men nước tương giai đọan đầu vi khuẩn lactic do tạp nhiễm từ môi phát triển lên men đường tạo ra acid

lactic, acid acetic, ethanol, nước nó sẽ giải phóng axit lactic sau đó làm giảm độ pH và

cung cấp môi trường thuận lợi cho Zygosaccharomyces rouxii  chịu mặn phát triển

Zygosaccharomyces rouxii  chủ yếu ảnh hưởng đến hương vị của nước tương Z.  rouxii tạo ra các hương vị nước tương chính như rượu, este, 4hydroxy-2 (hoặc 5)

-ethyl-5 (hoặc 2) -methyl-3 (2H) furanone và nhiều thành phần hương thơm đặc trưng

khác của nước tương.

Một số điểm biệt chính giữa A oryzae và A sojae là năng suất α-amylase và

endopolygalacturonase của chúng A oryzae có năng suất α-amylase cao hơn, trong khi A sojae thể hiện năng suất endopolygalacturonase cao hơn Do hoạt tính thủy phân tinh bột cao tạo ra nhiều glucose hơn và sau đó thúc đẩy quá trình lên men rượu trong men Trong sản xuất nước tương, hoạt tính α-amylase quá cao là điều không mong muốn vì lượng đường tiêu thụ cao của khuôn koji trong quá trình sản xuất koji làm chậm quá trình lên men axit lactic và men sau đó.

Có một số khác biệt về đặc tính của nước tương được sản xuất bởi A sojae và A oryzae Do sự đồng hóa axit citric của A sojae nên độ pH của nước tương koji mà nó tạo ra cao hơn do hàm lượng axit citric thấp hơn Ngoài ra, A sojae còn thể hiện mức tiêu thụ carbohydrate thấp trong quá trình sản xuất koji, hoạt động enzyme

endopolygalacturonase và glutaminase cao đáng kể và các hoạt động α-amylase, acid protease và acid carboxypeptidase thấp Độ nhớt của hỗn hợp nghiền moromi do A sojae sản xuất cũng thấp, cũng như lượng đông tụ và lắng đọng sau khi xử lý nhiệt của nước tương thô Cuối cùng, nồng độ đường khử, axit lactic và axit glutamic trên tổng thành phần nitơ trong nước tương thô lên men bằng A sojae đều cao Những khác biệt này gần như giống hệt nhau ở nước tương được sản xuất ở quy mô nhà máy và có thể được phân biệt giữa nước tương được làm bằng A.oryzae và nước tương được làm bằng A.sojae Hơn nữa, trong nước tương do A.sojae có nhiều hợp chất dễ bay hơi hơn A oryzae, đặc biệt là ethyl lactate, axit axetic, pyrazine, phenylacetaldehyde, phenol và maltol Những khác biệt về thành phần thơm này có thể ảnh hưởng đến đặc tính cảm quan của sản phẩm cuối cùng.

Lượng methyl maltol trong nước tương làm từ A. sojae lớn hơn so với A. oryzae

Methyl maltol được chuyển đổi từ maltol trong đậu nành bằng khuôn koji trong quá trình sản xuất koji và được chuyển trực tiếp sang nước tương thô Tập trung vào sự khác

biệt về năng suất của methyl maltol bởi cả hai chủng, các loài Aspergillus được sử dụng

được xác định hàm lượng methyl maltol trong nước tương thô Phần lớn các sản phẩm nước tương được sản xuất từ chủng A oryzae.

Nếu axit phytic có trong đậu nành vẫn chưa bị phân hủy trong nước tương thô, nó có thể gây ra độ đục nghiêm trọng trong quá trình đun nóng Vào 30 ngày sau khi ủ , axit phytic không được phát hiện trong nước tương được làm bằng A sojae, trong khi một số vẫn còn trong đó với A oryzae Tuy nhiên, không có sự khác biệt về hoạt động phytase giữa các chủng koji này Mức axit phytic được cho là do khả năng chịu nhiệt của phytase ở A oryzae thấp hơn Để giảm hàm lượng axit phytic trong nước tương, ủ ở nhiệt độ thấp bằng cách sử dụng A oryzae hoặc sử dụng hỗn hợp A sojae và A oryzae đã được đề xuất

5 Các yêu cầu kĩ thuật của thiết bị sử dụng trong giai đoạn lên men

Lên men là một quá trình tương đối phức tạp, cần khống chế khá chặt chẽ Vì thế các yêu cầu cho một thiết bị lên men công nghiệp là tương đối cao Ta có thể kể ra một số yêu cầu chính sau:

 có năng suất phù hợp, tạo được sự phân tán, hòa trộn đồng đều của cách thành phần trong thùng lên men

 luôn đảm bảo được môi trường lên men tối ưu  đảm bảo không bị lây nhiễm từ môi trường ngoài  dễ làm vệ sinh, dễ chăm sóc bảo dưỡng

 bền bỉ, tin cậy, chính xác, linh hoạt, mềm dẻo, cơ động,  thao tác, vận hành thuận tiện, an toàn

 đầu tư và chi phí vận hành thấp.

Trong thực tế, việc thỏa mãn tất cả các yêu cầu trên là không thể được Cho nên ta thường phải chọn giải pháp dung hòa các yêu cầu này Tùy theo điều kiện cụ thể mà ta sẽ có những điểm ưu tiên nhất định hay những yêu cầu tiên quyết Từ đó, chọn lựa thiết bị lên men phù hợp.

Tài Liệu Tham khảo:

Kotaro Ito ,Asahi Matsuyama (2021) Koji Molds for Japanese Soy Sauce Brewing: Characteristics and Key Enzymes Journal of Fungi ,7,658

Kikkoman Corporation Making Soy Sauce Kikkoman Corporation

Trần Đình Trường 22683741 Làm power point+ tìm kiếm

Dương Mạnh Duyệt 22698641 Tìm kiếm tài liệu+ làm word

Hoàn Thành Lâm Anh Thịnh 22693461 Tìm kiếm tài liệu+ làm