Quy trình sản xuất nước tương sạch

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

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG Trang 8

1 Lịch sử phát triển 8

1.1 Nguồn gốc của nước tương 8

1.2 Tình hình sản xuất ở một số quốc gia 8

2 Nguyên liệu trong sản xuất nước tương 12

2.1 Nguyên liệu chính: Hạt đậu nành và khô đậu nành 12

2.1.1 Hạt đậu nành 12

2.1.1.1 Giới thiệu về cây đậu nành 12

2.1.1.2 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

2.1.2 Khô đậu nành 15

a Protein và acid amine 16

b Carbohydrate 17

c Chất tro 17

d Enzyme 17

2.2 Vi sinh vật trong sản xuất nước tương 17

2.2.1 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

2.2.2 Giới thiệu về giống Zygosaccharomyces rouxii (Z rouxii) 22

2.3.1 Bột mì 28

2.3.2 Muối 28

2.3.3 Nước 29

2.3.4 Chất xúc tác 31

2.3.5 Phụ gia bảo quản 31

3 Thành phần hoá học của nước tương 32

3.1 Thành phần acid amine 32

3.2 Carbohydrate 32

3.3 Các hợp chất màu và mùi 33

3.4 Chất khoáng 35

3.5 Vitamine 36

4 Giá trị dinh dưỡng của nước tương 37

5 Các phương pháp sản xuất nước tương 38

5.1 Phương pháp lên men 38

5.2 Phương pháp hoá giải 38

6 Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm nước tương 42

6.1 Chỉ tiêu cảm quan 42

6.2 Chỉ tiêu hoá lý 42

6.3 Chỉ tiêu vi sinh 43

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG SẠCH 1 Định nghĩa về nước tương sạch 45

1.1 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

1.2 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

3.1 Nghiền, rang 50

3.2 Phối liệu và trộn nước 53

3.3 Ủ 54

3.4 Hấp 55

3.5 Đánh tơi, làm nguội 60

3.6 Cấy mốc giống 61

3.7 Nuôi mốc 62

3.8 Đánh tơi 66

3.9 Thuỷ phân 67

3.10 Trích ly- lọc 78

3.11 Phối trộn 79

3.12 Thanh trùng 80

3.13 Lắng 82

3.14 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

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

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

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

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

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 cao

Người có thu nhập thấp

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 2001Loại nước

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

U.S; X- Lượng tiêu thụ của các công ty nhập khẩu khác

Hình 3: Thời gian và lượng nước tương nhập khẩu vào Mỹ đến năm 1982

Trục Y: lit (x106)Trục X: năm

2 Nguyên liệu trong sản xuất nước tương

2.1 Nguyên liệu chính : hạt đậu nành hoặc khô đậu nành

2.1.1 Hạt đậu nành:

có nhiều tác dụng như cung cấp thực phẩm cho người, cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp, ngoài ra, đậu nành còn dùng làm thức ăn gia súc, nông sản xuất khẩu…

Tên khoa học làø Glycin max (L) Merrill, là một trong những loại cây có

lịch sử lâu đời nhất của loài người

Đậu nành là cây lấy hạt, lấy dầu có tầm quan trọng, đứng hàng thứ tư sau cây lúa mì, lúa nước và ngô

Hình 4: Cây đậu nành

học xem là chìa khoá giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người Đậu nành còn được dùng để chữa nhiều bệnh: tiểu đường, suy nhược dinh dưỡng…

a Protein và acid amine: protein trong đậu chiếm khoảng 35-45% Có loại đậu nành với hàm lượng protein lớn hơn 50%

Các loại acid amine có trong đậu nành được cho ở bảng 3

bình là 18% Chất béo trong đậu nành chứa khoảng 6.4 – 15.1% axit béo no và

80 – 93.6% axit béo không no Hàm lượng chất béo trong đậu tỷ lệ nghịch với hàm lượng protein Hàm lượng acid béo trong đậu nành được cho ở bảng (4)

Bảng 3: Hàm lượng acid amine trên tổng lượng acid amine

Oleic, C18:1 3.15-8.82

chiếm khoảng 10% (bao gồm các loại đường không khử như sucrose, raffinose và stachylose) và loại không tan trong nước (cellulose, hemicellulose)

Bảng 5 : Thành phần carbohydrate trong đậu nành (%)

Chất tro trong đậu nành chiếm từ 4.5–6.8%

Bảng 6: Thành phần chất tro trong đậu nành (%)

P 0.41-0.82

vitamine C và vitamine D

Bảng 7: Thành phần acid amine trong đậu nànhThành phần vitamine trong đậu nành (mg/kg)

f Enzyme: Trong đậu nành có chứa một số enzyme như:

ـ Urease : enzyme xúc tác cho phản ứng thuỷ phân urea thành carbon dioxide và ammonia

ـ Lipase: thủy phân glyceride tạo thành glycerine và acid béo

ـ Phospholipase: enzyme thủy phân phospholipid thành các acid béo và các hợp chất tan trong chất béo khác

ـ Lipoxygenase: enzyme có chứa sắt, xúc tác cho phản ứng oxy hoá acid béo tạo sản phẩm hydroperoxide

nành chứa lượng chất béo thấp, là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm nên hiện nay được sử dụng làm nguyên liệu chính cho sản xuất nước tương Thành phần hóa học của khô đậu nành tương đối giống với hạt đậu nành Thành phần hóa học của khô đậu nành như sau:

Bảng 8: Thành phần hoá học của khô đậu nành (%)

Thành phần % chất khô

Cellulose 5.8

a Protein và acid amine trong khô đậu nành

Bảng 9: Thành phần các nhóm protein đơn giản (%)

Bảng 10: Hàm lượng acid amine trong khô đậu nành (trên tổng lượng chất khô)

Bảng 11: Thành phần carbohydrate trong khô đậu nành (%)

Stachyose 3.5-4.3

c Chất 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 hoá những protein phức tạp, tinh bột của nguyên liệu thành acid amine, đường đơn rất dễ được cơ thể hấp thu Ngoài 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 tương cũng có một số điểm khác biệt Dưới đây là bảng các loại vi sinh vật dùng trong sản xuất nước tương của một số quốc gia Châu Á (Bảng 12)

Trong phương pháp cổ truyền, người ta thường dùng vi sinh vật có sẵn

trong tự nhiên, các loại nấm mốc thường gặp là Mucor rouxii, Rhizopus

nignicans, A oryzae,… Tuy nhiên, nếu dùng nấm mốc tự nhiên như vậy sẽ rất

khó kiểm soát được chất lượng của sản phẩm và có thể sinh ra độc tố do một số

vi sinh vật không mong muốn Vì vậy, muốn đưa nước chấm vào sản xuất công 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, không bị động gây hư hại cho sản xuất

Bảng 12: Các loại vi sinh vật dùng trong sản xuất nước tương ở các nước

tương

Vi sinh vật sử dụng

Bacillus subtilis Bacillus pumillus Bacillus citreus Sarcina maxima

2 Indonesia Kecap asin

Kecap manis

Rhizopus oligoporus Rhizopus oryzae Aspergillus oryzae

Pediococcus halophilus Pediococcus soyae Bacillus sp

Bacillus licheniformis Pichia sp

Candida sp

Aspergillus sojae Aspergillus terriol

Hasinula anomala Hasinula sugelliculosa Lactobacillus delbrueckii

tương

Vi sinh vật sử dụng

Sacchrosemyces sp Lactobacillus sp

Staphilococcus sp Bacillus sp

Aspergillus oryzae

9 Nhật Bản Koikuchi shoyu

Saichikomi shoyuShiro shoyuTamari shoyuUsukuchi shoyu

Aspergillus oryzae Zygosaccharomyces rouxii Candida versatilis

Candida etchellsii Lactobacillus delbrueckii Saccharomyces halomembransis Pediococcus halophilus

Streptococcus faecalis Bacillus sp

Tương tự Koikuchi shoyuTương tự Koikuchi shoyuTương tự Koikuchi shoyu Tương tự Koikuchi shoyuGiống đưa vào sản xuất phải có các điều kiện sau:

Aflatoxin là độc tố gây bệnh ung thư, được sinh ra bởi A parasiticus NRRL 2999 Độc tố này rất bền trong suốt quá trình lên men nước tương A

oryzae, mặc dù không sinh độc tố này nhưng khó có thể phân biệt được A oryzae với A flavus hay A parasiticus vì chúng đều phân bố rộng rãi, và dễ

phát triển trong canh trường lên men không thuần khiết

Hình 5: Hàm lượng Aflatoxin trong các mẫu chứa các loại vi sinh vật khác nhau trong suốt thời gian lên men

Dựa vào hình 5, chúng ta có thể thấy rằng: Trong mẫu (I), chỉ gồm A

oryzae và L delbrueckii thì không sinh Aflatoxin trong quá trình lên men

Trong mẫu (II): Lượng Aflatoxin là cực đại trong vòng 1 tuần (8500

tố có giảm đi nếu kết hợp A parasticus với A oryzae và L Delbrueckii.

Sự bền vững của Aflatoxin: Sau 6 tuần lên men, lượng độc tố ở mẫu (II) chỉ giảm 8% sau 6 tuần lên men, mẫu (III) giảm 45% và mẫu (IV) giảm 55%

Trong khuôn khổ của đồ án này, chúng tôi chỉ giới thiệu đặc tính của

một số loài vi sinh vật phổ biến trong sản xuất nước tương như: nấm mốc A

oryzae có màu vàng nên ta thường gọi là mốc vàng, nấm men Z rouxii, Candida và vi khuẩn T halophilus

2.2.1 Giới thiệu về giống A oryzae :

A oryzae hay còn gọi là mốc hoa cau, được nghiên cứu sớm nhất bởi ông

bà Jokichi Takamine (1854-1922, người Nhật) Loại nấm mốc này còn được sử

dụng làm tương, chao, miso Đặc điểm của A oryzae là khả năng sinh tổng hợp

nhiều protease và amylase

a Đặc điểm hình thái:

Cơ thể sinh trưởng là một hệ sợi

bao gồm những sợi mảnh, chiều ngang

có vách ngăn chia sợi thành nhiều tế

bào Từ những sợi nằm ngang hình thành

những sợi thẳng đứng gọi là cuống định

bào tử Trong khối nguyên liệu cấy mốc

đã phát triển thấy có màu vàng chính là

màu đỉnh bào tử

Hình 6: A oryzae

b Điều kiện sinh trưởng:

ـ pH môi trường : 5,4-6,5

mạnh Theo thực tế sản xuất, một kg môi trường khi nuôi cấy mốc trung bình

Hệ nấm mốc A oryzae cho ta 2 loại enzyme chủ yếu là amilase và

protease

maltose

protease xúc tác cho quá trình thuỷ phân protein thành thành các peptide và acid amine

2.2.2 Giới thiệu về Zygosaccharomyces rouxii ( Z rouxii) :

Z rouxii là một trong những loại nấm men có thể phát triển được trong

cả môi trường chứa muối và không chứa muối Nó có khả năng thích nghi mạnh với nồng độ muối trong khoảng 24-26% (W/v) hay độ ẩm 0,787- 0,810

Hình 7: Nấm men Z rouxii Bảng 13: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trường mà Z

rouxii có thể phát triển được

Hình 8: Aûnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của Z rouxii và một số

Các điều kiện về pH, nhiệt độ cần thiết cho sự phát triển của Z rouxii Bảng 14: Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z rouxii

w/v)

Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của Z rouxii là biotin,

thiamine, pantothenic acid, inisitol được cho ở bảng 15 Hàm lượng inositol cần tăng cao môi trường nuôi cấy có chứa hàm lượng muối cao

Bảng 15: Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của Z rouxii

Inositol Không cần thiết hoặc kích

Trong môi trường không chứa muối, cả glucose và maltose đều có thể được lên men tạo thành alcohol, còn trong môi trường chứa muối, chỉ có glucose được lên men

2.2.3 Giới thiệu về Candida :

Hai loài thường gặp trong sản xuất nước tương là C versatilis và C

etchellsii Những loài nấm men này chuyển hoá đường glucose hoặc những loại

đường khác thành alcohol Candida cũng là giống nấm men chịu muối và phát triển tốt ở môi trường có hoạt độ nước là 0,975-0,840 Candida có thể phát

triển ở môi trường chứa nồng độ muối tới 26% (Bảng 16)

Hình 9: C versatilis

Bảng 16: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trường mà

Candida có thể phát triển được

Hình 10: Aûnh hưởng của pH đến sự phát triển của C versatilis

Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của Candida là biotin,

thiamine, pantothenic acid, inisitol được cho ở bảng 17 Trong môi trường

Bảng 17: Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của Candida

Môi trường chứa muối

Môi trường không chứa muối

Môi trường chứa muối

Môi trường không chứa muối

Pantothenic

acid

Không cần thiết

Kích thích, cần thiết

Không cần thiết,

Cần thiết, kích thíchInositol

Không cần thiết

thiết, kích thích

Kích thích, cần thiết

2.2.4 Giới thiệu về Tetragenococcus halophilus (T.halophilus)

T halophilus là vi khuẩn lactic có một số đặc điểm sau:

ـ 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 (Hình 11)

Hình 11: Aûnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của T halophilus

(o) T halophilus I, ()T halophilus II.

arginine, histidine, tryptophan và phenylalanine, được cho cụ thể ở bảng 18 T

halophilus có thể phát triển ở nhiệt độ 20-420C, tối ưu ở 25-300C

Bảng 18: Các loại vitamine cần thiết cho sự phát triển của T halophilus

2.3 Nguyên liệu phụ và phụ gia:

2.3.1 Bột mì:

Bột mì dùng trong sản xuất nước tương cần đạt các chỉ tiêu về cảm quan, hoá lý và vi sinh như sau:

Bột mì tốt có màu trắng hoặc trắng ngà, mịn, tơi, mùi đặc trưng của bột, không có mùi vị lạ như đắng, chua, ôi, khét, không có mùi mốc, không sâu mọt, không lẫn tạp chất (rác, sắt, đất, đá)

Độ ẩm không quá 14%

Hàm lượng gluten khô không ít hơn 7-8%

Trạng thái gluten ướt : màu trắng đồng nhất, co giãn, đàn hồi như cao su

Gluten khô vẫn giữ được màu trắng sáng của gluten ướt

Dư lượng hoá chất trừ sâu: nằm trong giới hạn cho phép

Bảng 19: Chỉ tiêu vi sinh vật của bột mì

Cl.perfringens (khuẩn lạc/g) 102

2.3.2 Muối ăn:

ـ Thành phần chính của muối ăn là NaCl Ngoài ra có lẫn một số tạp

ـ Muối Mg có vị đắng và dễ hút ẩm làm muối bị chảy nước nên không có lợi cho sản xuất nước tương Do đó, muối sử dụng trong công nghệ sản xuất nước tương cần càng ít tạp chất càng tốt và độ tinh sạch yêu cầu 92-97%

ـ Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay, có độ ẩm không quá 4%, hàm lượng NaCl ít nhất là 92%, tạp chất vô cơ không tan không quá 0.5%, tạp chất tan trong nước không quá 2.3% và muối khi hòa tan vào nước không có vị chát Cả 2 loại muối đều không được chứa hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) vượt quá quy định: Fe(<50), As(<2), Cu(<2), Pb(<2), Hg(<0.2)

ـ Muối ăn sau khi sản xuất ở đồng muối phải được tinh chế trước khi đưa vào sản xuất nước tương

Bảng 20: Yêu cầu cảm quan của muối dùng trong sản xuất nước tương

1x1 mm thì lọt qua 95%

2.3.3 Nước

ـ Nước sử dụng trong sản xuất nước tương cần đạt những chỉ tiêu về hóa học, hóa lý và vi sinh

10 mg CaO/ lít nước hay 7.19 mg MgO/ lít nước) Độ cứng của nước quá lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein

ـ Hàm lượng khoáng và các chất hữu cơ khác không quá 500-600 mg/lít

nhất là không chứa các vi sinh vật gây bệnh Chỉ số E.coli trong 1 lít nước không quá 20 tế bào và chuẩn độ E.coli phải lớn hơn 50 ( chuẩn độ E.coli là lượng nước ít nhất tính bằng ml trong đó có chứa 1 tế bào E.coli).

ـ Độ pH của nước nên đạt 6,5 – 7,5

Bảng 21: Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm

b Chỉ tiêu hóa học

c Chỉ tiêu vi sinh vật

ـ Yêu cầu là có hoạt tính xúc tác cao, không có tác dụng oxy hóa quá mạnh

ـ Không lẫn nhiều tạp chất, đặc biệt là các ion kim loại nặng có hại cho sức khỏe như chì, thủy ngân, asen…

ـ Trong sản xuất nước tương thường dùng acid HCl có nồng độ

2.3.5 Phụ gia bảo quản:

ـ Có tính kháng khuẩn, nấm mốc và nấm men cao hoặc có tính chống

quan của thực phẩm.

ـ Không tạo ra những phản ứng phụ hoặc những sản phẩm độc hại cho thực phẩm

Trong sản xuất nước tương, người ta thường dùng chất bảo quản là benzoate natri - chất bền vững, không mùi, hạt màu trắng hay bột kết tinh, có

vị hơi ngọt, tan ít trong nước, ít độc, có tác dụng bảo quản thực phẩm, chống nấm mốc, có hoạt tính cao nhất ở pH = 2,5 – 4 Trong bảo quản nước tương thường dùng benzoat natri có nồng độ 0,1%

Công thức hóa học :

(C7H5NaO2)

3 Thành phần hĩa 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 Ngoài 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 hoá học của nước tương

COONa

( Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference)

3.1 Thành phần acid amine:

Thành phần acid amine của nước tương rất phong phú Nước tương lên men giữ lại được hầu hết các acid amine có trong nguyên liệu là đậu nành hay khô đậu nành Thành phần các acid amine của nước tương được liệt kê ở bảng 23

3.2 Carbohydrate: carbohydrate có trong nước tương bao gồm glucose,

fructose, maltose, pentose, destrin Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc của nước tương

Bảng 23: Thành phần acid amine trong hạt đậu nành, bột mì và nước tương

Proline 6.28 9.94 6.5

3.3 Các hợp chất màu và mùi: màu và mùi là do tổ hợp các hợp chất tạo

thành Có khoảng 300 loại mùi vị đã được tìm thấy trong nước tương Tuỳ thuộc vào hàm lượng các nguyên liệu ban đầu, nấm mốc, vi khuẩn lactic, nấm men, nước tương sẽ có mùi vị khác nhau Những hợp chất mùi này được sinh ra từ quá trình thuỷ phân, bao gồm alcohol, ester, phenol, furanose…

Trong các hợp chất trên, thì HEMF do Z rouxii, C versatilis, C.etchellsii

tạo ra là một hợp chất đặc biệt nhất, chỉ tồn tại trong nước tương, “miso” (một lượng nhỏ) của Nhật Bản và tạo cho loại nước tương này một hương vị đặc biệt HEMF không có mặt trong các loại thực phẩm khác, hơn nữa HEMF chỉ tạo thành nếu trong quá trình lên men có mặt của nấm men Nồng độ HEMF trong nước tương khoảng 200ppm HEMF cũng có hoạt tính chống oxy hoá và chống ung thư

Năm 1983, Numomura và Sasaki tiến hành phân tích thành phần các hợp chất mùi, vị có trong các loại nước tương ở thị trường Mỹ Thí nghiệm được tiến hành với 6 mẫu nước tương Trung Quốc, 5 mẫu từ Singapore, 6 mẫu từ Hongkong, 4 mẫu từ Hàn Quốc, 4 mẫu từ Đài Loan, 2 mẫu từ Nhật và 12 mẫu của Mỹ Kết quả phân tích cho thấy, trong tất cả 39 mẫu trên, chỉ có 4 mẫu chứa HEMF trong đó có hai mẫu từ Nhật chứa hàm lượng lớn (250,0 và 166,2 ppm); một mẫu từ Hàn Quốc và một mẫu từ Mỹ chứa hàm lượng ít hơn nhiều (31,6 và 1,6 ppm, theo thứ tự) Từ đó, chúng ta có thể thấy được rằng, nước tương Nhật Bản được đặc trưng bởi hàm lượng HEMF lớn

Bảng 24: Các hợp chất màu và mùi trong nước tương

Dimethyl sulfide 0.04

3.4 Chất khoáng : trong nước tương cũng có tương đối nhiều hợp chất khoáng,

đặc biệt là Na, K Thành phần khoáng cụ thể được cho ở bảng sau

Bảng 25: Thành phần khoáng trong nước tương

Bảng 26: Hàm lượng các vitamine trong nước tương

Vitamine E (mg) 0.00( Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference)

Bảng 27: So sánh các thành phần cơ bản của 5 loại nước tương ở Nhật

4 Giá trị dinh dưỡng của nước tương :

Theo USDA 100g nước tương cung cấp khoảng 53kcal Ngoài chức năng bổ sung dinh dưỡng, nước tương còn có một số khả năng sinh học đặc biệt khác đã và đang được nghiên cứu

Trong quá trình lên men, protein được thuỷ phân thành peptide và các amino acid Tuy nhiên, polysaccharide trong tế bào vỏ đậu nành không bị enzyme thuỷ phân Chất polysaccharide này tồn tại trong nước tương sau khi lên men và được gọi là “shoyu polysaccharide”- SPS SPS chiếm khoảng 1% (w/v) và có một số nghiên cứu cho rằng SPS có khả năng chống dị ứng nhẹ đối với những người bị dị ứng với bột mì

Khả năng chống ung thưChống vi sinh vật

Chống oxy hoá: theo nghiên cứu của giáo sư Barry Halliwell trường Đại học Quốc gia Singapore (NUS), nước tương đặc có khả năng chống oxy hoá gấp 150 lần so với vitamine C và khoảng từ 6-12 lần hơn rượu nho Nó còn có khả năng chống bệnh đột quỵ

Ngoài ra, nước tương hoá giải còn chứa một số chất gây ung thư như MCPD; 1,3-DCP và một số hợp chất có hại cho sức khoẻ (sẽ được trình bày rõ hơn ở phần 1 chương 2)

3-5 Các phương 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 nguyên 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, không độc hại đối với người tiêu dùng Vì không sử dụng hoá chất trong quá trình sản xuất nên phương pháp này được xem là thân thiện với môi trường, không độc hại đối với công nhân Hơn nữa, chi phí cho việc đầu tư thiết bị không lớn, phù hợp với điều kiện sản xuất ở địa phương

Tuy nhiên, thời gian sản xuất rất dài (khoảng 5-8 tháng) vì cần thêm công đoạn nuôi mốc giống và quá trình lên men diễn ra chậm Hơn nữa, việc lực chọn và bảo quản nấm mốc phải chặt chẽ vì nếu nhiễm mốc tạp thì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm, có thể gây chua và sinh ra các độc tố hại cho người tiêu dùng

5.2 Phương pháp hoá giải: Để rút ngắn thời gian trong quá trình chế biến,

ngày nay, người ta đã dùng kỹ thuật như cho HCl vào để xúc tác cho phản ứng

thuỷ phân protein, carbohydrate, và một số hương vị Phương pháp chế biến này tuy tiện lợi nhưng đã làm mất hết phẩm chất thiên nhiên so với loại nước tương được chế biến theo phương pháp lên men

Phương pháp hoá giải dùng acid (thường dùng HCl) ở nhiệt độ trên

tương nhanh chóng và rẻ tiền Có thể tận dụng tất cả các nguyên liệu giàu acid amine từ đđộng vật như xương, tuỷ, thịt vụn, huyết, da, đồ lòng… để sản xuất Tuy nhiên, trong quá trình thuỷ phân xảy ra rất nhiều phản ứng phụ và tạo ra những hợp chất không mong muốn như: humin, furfural, dimethyl sulfide, hydrogen sulfide, acid levulinic, acid formic, mà những hợp chất này không xuất hiện trong nước tương lên men Gần đây chúng ta còn phát hiện ra một số hợp chất gây ung thư như 3-dichloropropane-2-ol, 3-monochloropropane-1,2-diol; 2,3-dichloropropane-1-ol sinh ra khi thuỷ phân bằng HCl Hơn nữa, tryptophan, một trong những acid amine quan trọng của đậu nành cũng bị phá

hữu cơ có trong nước tương lên men và nước tương hoá giải

Hình 12: Phổ của các acid hữu cơ trong nước tương lên men (a), và trong nước tương hoá giải (b)