Sản xuất nước tương sạch

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG 1. Lịch sử phát triển 1.1. Nguồn gốc của nước tương Trong văn hoá ẩm thực của các nước phương Đông, các sản phẩm lên men từ đậu nành đã được sản xuất từ hàng nghìn năm nay, chúng được dùng như những gia vị không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày và được xem như là thành phần bổ sung dinh dưỡng cho khẩu phần ăn. Các sản phẩm lên men cổ truyền này rất phong phú. Mỗi quốc gia có một vài loại sản phẩm đặc trưng riêng biệt như Nhật Bản có “miso” (đậu nành lên men dạng paste), “natto”, Indonesia có “temph”, Thái Lan có “Tao chiew”, Trung Quốc có nước tương, đậu hũ, Việt Nam có tương Bần, tương Cự Đà…Trong số các loại sản phẩm này, nước tương (soy sauce) là loại thực phẩm được phổ biến nhiều nhất, đặc biệt là ở khu vực châu Á. Nước tương đã có từ thời nhà Chu ở Trung Quốc, khoảng năm 1027777 trước công nguyên. Con người trồng đậu nành để làm thức ăn và nuôi gia súc. Vì hạt đậu nành rất dễ bị hỏng nên người ta đã biết cho muối vào thùng chứa để bảo quản. Lâu dần, các hạt đậu bị lên men (tương tự như dưa cải), nhưng khác dưa cải ở chỗ, nó chuyển thành dạng paste, người Trung Quốc gọi nó là “Chiang”, tương tự như “miso” của Nhật Bản hiện nay. Dạng paste này dễ tiêu hoá hơn và con người đã sử dụng nó hàng thế kỉ. Tài liệu đầu tiên nói về “Chiang” là tập sách mang tên “Chouli” của tác giả Choukung, xuất bản khoảng năm 1100 trước công nguyên. Khoảng 500 năm trước, vài người đã phát hiện ra rằng thay vì bỏ đi chất lỏng ở đáy thùng lên men thì họ dùng cho nấu nướng. Và từ đó nước tương được ra đời.

Đồ án chuyên ngành Trang 1 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG Trang 8 1. Lịch sử phát triển 8 Nguồn gốc của nước tương 8 Tình hình sản xuất ở một số quốc gia 8 2. Nguyên liệu trong sản xuất nước tương 12 Nguyên liệu chính: Hạt đậu nành và khô đậu nành 12 Hạt đậu nành 12 Giới thiệu về cây đậu nành 12 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành 12 a. Protein và acid amine 12 b. Lipid 13 c. Carbohydrate 14 d. Chất tro 14 e. Vitamine 15 f. Enzyme 15 Khô đậu nành 15 a. Protein và acid amine 16 b. Carbohydrate 17 c. Chất tro 17 d. Enzyme 17 Vi sinh vật trong sản xuất nước tương 17 Giới thiệu về giống A. oryzae 21 a. Đặc điểm hình thái 21 b. Điều kiện sinh trưởng 21 c. Các hệ enzyme trong nấm mốc 22 Giới thiệu về giống Zygosaccharomyces rouxii (Z. rouxii) 22 Giới thiệu về nấm men Candida 24 Giới thiệu về Tetragenococcus halophilus (T.halophilus) 26 Nguyên liệu phụ và phụ gia 28 Bột mì 28 Muối 28 Nước 29 Chất xúc tác 31 Phụ gia bảo quản 31 Đồ án chuyên ngành Trang 2 3. Thành phần hoá học của nước tương 32 Thành phần acid amine 32 Carbohydrate 32 Các hợp chất màu và mùi 33 Chất khoáng 35 Vitamine 36 4. Giá trị dinh dưỡng của nước tương 37 5. Các phương pháp sản xuất nước tương 38 Phương pháp lên men 38 Phương pháp hoá giải 38 6. Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm nước tương 42 Chỉ tiêu cảm quan 42 Chỉ tiêu hoá lý 42 Chỉ tiêu vi sinh 43 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG SẠCH 1. Định nghĩa về nước tương sạch 45 Giới thiệu về 3-MCPD 46 a. Công thức 46 b. Nguyên nhân, điều kiện hình thành 46 c. Tình hình nhiễm độc 47 d. Giới hạn cho phép 47 Giới thiệu về 1,3- DCP 47 a. Công thức 47 b. Tính chất 48 c. Tình hình nhiễm độc 48 2. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương sạch (nước tương lên men) 49 3. Thuyết minh quy trình công nghệ và một số thành tựu về công nghệ 50 Nghiền, rang 50 Phối liệu và trộn nước 53 Ủ 54 Hấp 55 Đánh tơi, làm nguội 60 Cấy mốc giống 61 Nuôi mốc 62 Đồ án chuyên ngành Trang 3 Đánh tơi 66 Thuỷ phân 67 Trích ly- lọc 78 Phối trộn 79 Thanh trùng80 Lắng 82 Rót chai, dán nhãn 83 4. Kết luận 85 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ SẢN PHẨM NƯỚC TƯƠNG SẠCH TRÊN THỊ TRƯỜNG 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Đồ án chuyên ngành Trang 4 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: Lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 (g/người/ngày) 9 Bảng 2: Sản lượng nước các loại của Nhật năm 1986 và 2001 10 Bảng 3: hàm lượng acid amine trên tổng lượng amino acid 13 Bảng 4: Hàm lượng acid béo trong tổng lượng chất khô 14 Bảng 5: Thành phần carbohydrate trong đậu nành (%) 14 Bảng 6: Thành phần chất tro trong đậu nành (%) 14 Bảng 7: Thành phần acid amine trong đậu nành 15 Bảng 8: Thành phần hoá học của khô đậu nành (%) 16 Bảng 9: Thành phần các nhóm protein đơn giản (%) 16 Bảng 10: Hàm lượng acid amine trong khô đậu nành (trong tổng lượng chất khô) 16 Bảng 11: Thành phần carbohydrate trong khô đậu nành (%) 17 Bảng 12: Các loại vi sinh vật dùng trong sản xuất nước tương ở các nước 18 Bảng 13: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trường mà Z.rouxii có thể phát triển được 23 Bảng 14: Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z.rouxii 24 Bảng 15: Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của Z.rouxii 24 Bảng 16: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trường mà Candida có thể phát triển được 25 Bảng 17: Các loại vatamine cần thiết cho sự phát triển của Candida 26 Bảng 18: Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của T.halophilus 27 Bảng 19: Chỉ tiêu vi sinh vật của bột mì 28 Bảng 20: Yêu cầu cảm quan của muối dùng trong sản xuất nước tương 29 Bảng 21: Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm 30 Bảng 22: Thành phần hoá học của nước tương 32 Bảng 23: Thành phần acid amine trong hạt đậu nành, bột mì và nước tương 33 Bảng 24: Các hợp chất màu và mùi trong nước tương 34 Bảng 25: Thành phần khoáng trong nước tương 36 Bảng 26: Hàm lượng các vitamine trong nước tương 36 Bảng 27: So sánh các thành phần cơ bản của 5 loại nước tương ở Nhật 37 Bảng 28: So sánh ưu nhược điểm của phương pháp lên men và hoá giải 41 Bảng 29: Chỉ tiêu hoá lý của nước tương 42 Bảng 30: Hàm lượng kim loại cho phép trong nước tương (mg/kg hay ppm) 42 Bảng 31: Chỉ tiêu cảm quan của nước tương 43 Đồ án chuyên ngành Trang 5 Bảng 32: Chỉ tiêu vi sinh của nước tương 44 Bảng 33: Hàm lượng 3-MCPD có trong một số thực phẩm 47 Bảng 34: Hàm lượng 1,3-DCP có trong một số thực phẩm 48 Bảng 35: Tỷ lệ phối trộn giữa khô đậu nành và bột mì của các loại nước tương ở Nhật 54 Bảng 36: Mối quan hệ giữa điều kiện hấp và hiệu suất thuỷ phân nước tương 56 Bảng 37: So sánh về hoạt tính của protease và hiệu suất thuỷ phân nước tương giữa phương pháp nuôi mốc bằng khay gỗ và thiết bị tự động 64 Bảng 38: Các hợp chất mùi do các loại vi sinh vật tạo ra 73 Bảng 39: Thành phần hoá học của nước tương sản xuất bằng bình phản ứng sinh học 76 Bảng 40: Thành phần acid hữu cơ của nước tương sản xuất bằng bình phản ứng sinh học 77 Bảng 41: Thành phần các hợp chất tạo mùi vị của nước tương sản xuất bằng bình phản ứng sinh học 77 Đồ án chuyên ngành Trang 6 MỤC LỤC HÌNH Hình 1: Lọ đựng nước tương bằng gốm từ Nhật Bản xuất khẩu đi các nước Đông Nam Á, Ấn Độ và Châu Âu trong suốt thế kỉ 17 và 18 10 Hình 2: Sản lượng nước tương theo các năm tại Mỹ 11 Hình 3: Thời gian và lượng nước tương nhập khẩu vào Mỹ đến năm 1982 11 Hình 4: Cây đậu nành 12 Hình 5: Hàm lượng Aflatoxin trong các mẫu chứa các loại vi sinh vật khác nhau trong suốt thời gian lên men 20 Hình 6: A.oryzae 21 Hình 7: Nấm men Z.rouxii 23 Hình 8: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của Z.rouxii và một số loại sinh vật khác trong nước tương 23 Hình 9: C.versatilis 25 Hình 10: Ảnh hưởng của pH đến sự phát triển của C.versatilis 25 Hình 11: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phat triển của T.halohilus 27 Hình 12: Phổ của các acid hữu cơ trong nước tương lên men và trong nước tương hoá giải 40 Hình 13: Công thức cấu tạo 3-MCPD 46 Hình 14: Sự hình thành 3-MCPD và 1,3-DCP 46 Hình 15: công thức cấu tạo 1,3-DCP 48 Hình 16: Quy trình công nghệ sản xuất nước tương sạch 49 Hình 17: Máy nghiền búa 50 Hình 18: Chảo dùng rang bột mì được sử dụng khoảng đầu thế kỉ 20 51 Hình 19: Thiết bị rang một mì bằng khí nóng thổi liên tục 52 Hình 20: Máy trộn ướt 54 Hình 21: Thiết bị ủ 55 Hình 22: Nồi hấp thủ công 57 Hình 23: Nồi hấp dán đoạn 57 Hình 24: NK-cooker 58 Hình 25: Hệ thống hấp wet-puffing system 59 Hình 26: Hệ thống hấp dry-puffing system 60 Hình 27: Máy đánh tơi 61 Hình 28: Máy trộn bột 61 Hình 29: Đồ thị theo dõi nhiệt độ của phòng nuôi mốc và nguyên liêu theo phương pháp nuôi mốc thủ công 63 Hình 30: Thiết bị nuôi mốc với hệ thống thổi khí cưỡng bức liên tục 63 Đồ án chuyên ngành Trang 7 Hình 31: Phòng nuôi mốc 64 Hình 32: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị nuôi mốc liên tục phát minh năm 1986 65 Hình 33: Băng tải 65 Hình 34: Bộ phận đảo trộn 66 Hình 35: Bề ngoài của thiết bị trong thực tế 66 Hình 36: Tinh thể muối và nước muối 68 Hình 37: Tank lên men bằng gỗ 69 Hình 38: Tank lên men bằng betông và bằng sắt phe epoxy 69 Hình 39: Sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình lên men và ủ tạo hương. .71 Hình 40: Sơ đồ nguyên lý của phương pháp sản xuất nước tương bằng bình phản ứng sinh học 74 Hình 41: Hàm lượng các hợp chất tạo mùi vị sinh ra trong 100 ngày sản xuất liên tục 75 Hình 42: Thiết bị lọc 79 Hình 43: Thiết bị phối trộn 80 Hình 44: Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng 82 Hình 45: Hệ thống siêu lọc và vi lọc 83 Hình 46: Thiết bị rót nước tương và két nhựa 84 Hình 47: Thiết bị rót nước tương vào chai thuỷ tinh 2 lít 84 Hình 48: Sản phẩm nước tương Maggi của Nestle 87 Hình 49: Sản phẩm nước tương lên men của Kikkoman-Nhật Bản 87 Hình 50: Nước tương Yasama (Nhật Bản) 88 Hình 51: Nước tương sạch của Trung Quốc 88 Hình 52: Nước tương nhãn hiệu Golden Boat-Thái Lan 89 Hình 53: Sản phẩm kanjang và kecap của Triều Tiên và Indonesia 89 Đồ án chuyên ngành Trang 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG 1. Lịch sử phát triển 1.1. Nguồn gốc của nước tương Trong văn hoá ẩm thực của các nước phương Đông, các sản phẩm lên men từ đậu nành đã được sản xuất từ hàng nghìn năm nay, chúng được dùng như những gia vị không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày và được xem như là thành phần bổ sung dinh dưỡng cho khẩu phần ăn. Các sản phẩm lên men cổ truyền này rất phong phú. Mỗi quốc gia có một vài loại sản phẩm đặc trưng riêng biệt như Nhật Bản có “miso” (đậu nành lên men dạng paste), “natto”, Indonesia có “temph”, Thái Lan có “Tao chiew”, Trung Quốc có nước tương, đậu hũ, Việt Nam có tương Bần, tương Cự Đà…Trong số các loại sản phẩm này, nước tương (soy sauce) là loại thực phẩm được phổ biến nhiều nhất, đặc biệt là ở khu vực châu Á. Nước tương đã có từ thời nhà Chu ở Trung Quốc, khoảng năm 1027-777 trước công nguyên. Con người trồng đậu nành để làm thức ăn và nuôi gia súc. Vì hạt đậu nành rất dễ bị hỏng nên người ta đã biết cho muối vào thùng chứa để bảo quản. Lâu dần, các hạt đậu bị lên men (tương tự như dưa cải), nhưng khác dưa cải ở chỗ, nó chuyển thành dạng paste, người Trung Quốc gọi nó là “Chiang”, tương tự như “miso” của Nhật Bản hiện nay. Dạng paste này dễ tiêu hoá hơn và con người đã sử dụng nó hàng thế kỉ. Tài liệu đầu tiên nói về “Chiang” là tập sách mang tên “Chou-li” của tác giả Chou-kung, xuất bản khoảng năm 1100 trước công nguyên. Khoảng 500 năm trước, vài người đã phát hiện ra rằng thay vì bỏ đi chất lỏng ở đáy thùng lên men thì họ dùng cho nấu nướng. Và từ đó nước tương được ra đời. 1.2. Tình hình sản xuất nước tương ở một số quốc gia: Nước tương đã nhanh chóng trở thành loại nước chấm phổ biến không chỉ trong hầu hết các món ăn Trung Hoa mà còn trong rất nhiều các món ăn Phương Tây như ragu, hamburger và các món salad. Ở Trung Quốc, nước tương là một loại nước chấm phổ biến và thường được sử dụng nhất. Sản lượng nước tương tiêu thụ và số nhà máy sản xuất nước tương luôn tăng theo từng năm. Năm 1986, sản lượng nước tương tiêu thụ là 1,7 triệu tấn, và con số này tăng lên tới 5 triệu vào năm 2001. Hiện nay, Trung Quốc có hơn 4000 nhà sản xuất nước tương. Bảng dưới đây cho biết lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 Bảng 1: Lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 (g/người/ngày) Người có thu nhập Người có thu nhập Trung bình Đồ án chuyên ngành Trang 9 cao thấp Thành thị 17.7 14.0 15.9 Nông thôn 13.0 8.4 10.6 Cả nước 15.6 9.7 12.6 Ở Việt Nam, theo một số thống kê, cả nước hiện có tổng lượng sản xuất khoảng 100 triệu lít/năm, trong đó riêng thành phố Hồ Chí Minh sản xuất khoảng 65-70 triệu lít và có khoảng 50 nhà sản xuất nước tương. Vào thế kỉ thứ 7, nước tương được du nhập vào Nhật Bản và được gọi là “sho-yu”. Nhưng đến thế kỉ 17 mới được sản xuất rộng rãi với số lượng lớn và vận chuyển đến các nước Châu Á và Châu Âu. Tuy nhiên, cho đến năm 1959, công nghệ sản xuất nước tương mới được nghiên cứu dưới góc độ khoa học. Kết quả là đã có sự thay đổi toàn bộ về công nghệ, máy móc và thiết bị. Nhật có khoảng 1600 nhà sản xuất nước tương (năm 2000) trong đó có 5 nhà sản xuất nước tương lớn và chi phối thị trường nội địa nước này. Lượng nước tương sản xuất năm 2001 là 1000 triệu l/năm. Hình 1: Lọ đựng nước tương bằng gốm từ Nhật Bản xuất khẩu đi các nước Đông nam Á, Ấn Độ và Châu Âu trong suốt thế kỉ 17 và 18. Bảng 2: Sản lượng nước tương các loại của Nhật năm 1986 và 2001 Loại nước tương 1986 2001 Sản lượng (l) % Sản lượng (l) % Đặc biệt a 675 894 000 56.3 533 740 000 52 Cao cấp 285 059 000 23.8 190 835 000 18.6 Loại thường 92 279 000 7.7 46 711 000 4.5 Những loại khác 145 962 000 12.2 256 067 000 24.9 Tổng cộng 1 199 194 000 100 1 027 353 000 100 Đồ án chuyên ngành Trang 10 a Loại đặc biệt chỉ là loại nước tương hoàn toàn sản xuất bằng phương pháp lên men Ở Châu Aâu, năm 1908, nhà máy sản xuất nước tương lên men đầu tiên được xây dựng tại Mỹ, tuy nhiên nó đã bị thất bại, sau đó năm 1917, một nhà máy khác được xây dựng mang tên Oriental ShowYou Company, sản xuất 30.000gal (khoảng 114000 l/năm). Hình 2: Sản lượng nước tương theo các năm tại Mỹ Chú thích: o- Tổng sản lượng tiêu thụ; - Lượng tiêu thụ nước tương sản xuất nội địa ; □-Lượng tiêu thụ nước tương của nhà sản xuất Kikkoman U.S; X- Lượng tiêu thụ của các công ty nhập khẩu khác. Trục Y: lit (x10 6 ) Trục X: năm [...]... tro: tương tự hạt đậu nành d Enzyme: tương tự hạt đậu nành 2.2 Vi sinh vật trong sản xuất nước tương: vi sinh vật trong sản xuất nước tương sẽ chuyển hố những protein phức tạp, tinh bột của ngun liệu thành acid amine, đường đơn rất dễ được cơ thể hấp thu Ngồi ra, vi sinh vật còn tạo ra mùi vị đặc trưng cho từng sản phẩm nước tương khác nhau Đối với từng quốc gia, việc sử dụng vi sinh vật để sản xuất nước. .. muốn đưa nước chấm vào sản xuất cơng nghiệp, điều kiện trước tiên là phải có giống thuần khiết vì nó quyết định hương vị, hiệu suất và chất lượng sản phẩm và là điều kiện cơ bản để ổn định sản xuất, khơng bị động gây hư hại cho sản xuất Đồ án chun ngành Trang 16 Bảng 12: Các loại vi sinh vật dùng trong sản xuất nước tương ở các nước STT Tên quốc gia Tên gọi loại nước Vi sinh vật sử dụng tương 1 Triều... chính của muối ăn là NaCl Ngồi ra có lẫn một số tạp chất như nước, MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4, bùn, cát, … ‫ ـ‬Muối Mg có vị đắng và dễ hút ẩm làm muối bị chảy nước nên khơng có lợi cho sản xuất nước tương Do đó, muối sử dụng trong cơng nghệ sản xuất nước tương cần càng ít tạp chất càng tốt và độ tinh sạch u cầu 92-97% ‫ ـ‬Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay, có độ ẩm khơng q 4%,... pháp sản xuất nước tương 5.1 Phương pháp lên men: Lên men là phương pháp sản xuất nước tương cổ truyền, là phương pháp dùng vi sinh vật để thuỷ phân protein và carbohydrate trong ngun liệu thành các acid amine và đường đơn giản Ưu điểm chính của phương pháp này là sản phẩm nước tương tạo thành có hương vị đặc trưng, khơng độc hại đối với người tiêu dùng Vì khơng sử dụng hố chất trong q trình sản xuất. .. (C7H5NaO2) 3 Thành phần hóa học của nước tương: Nước tương là một dung dịch chứa nước, muối và các chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng ở đây chủ yếu là protein dưới dạng các acid amine Ngồi ra còn có đường, chất béo, một số acid hữu cơ và các chất thơm, chất màu Thành phần hóa học trung bình của nước tương như sau Bảng 22: Thành phần hố học của nước tương Thành phần g/100g nước tương Nước 71.0 Acid amine 5.2 Tổng... q 0.5%, tạp chất tan trong nước khơng q 2.3% và muối khi hòa tan vào nước khơng có vị chát Cả 2 loại muối đều khơng được chứa hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) vượt q quy định: Fe( . Quốc, nước tương là một loại nước chấm phổ biến và thường được sử dụng nhất. Sản lượng nước tương tiêu thụ và số nhà máy sản xuất nước tương luôn tăng theo từng năm. Năm 1986, sản lượng nước tương. nhà sản xuất nước tương lớn và chi phối thị trường nội địa nước này. Lượng nước tương sản xuất năm 2001 là 1000 triệu l/năm. Hình 1: Lọ đựng nước tương bằng gốm từ Nhật Bản xuất khẩu đi các nước. LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG Trang 8 1. Lịch sử phát triển 8 Nguồn gốc của nước tương 8 Tình hình sản xuất ở một số quốc gia 8 2. Nguyên liệu trong sản xuất nước tương 12 Nguyên liệu chính: