TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN VỀ NƢỚC TƢƠNG LÊN MEN Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hƣớng dẫn : TS. NGUYỄN HOÀI HƢƠNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐÌNH THẾ PHONG MSSV: 1191111037 Lớp: 11HSH02 TP. Hồ Chí Minh, 2013 2 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC TƢƠNG LÊN MEN .................................. 7 1.1 Lịch sử phát triển của nƣớc tƣơng. ....................................................................... 7 1.1.1 Định nghĩa nƣớc tƣơng: ............................................................................... 7 1.1.2 Phân loại nƣớc tƣơng: .................................................................................. 7 1.1.3 Lịch sử phát triển của nƣớc tƣơng ............................................................... 8 1.2 Thành phần hóa học của nƣớc tƣơng: ................................................................... 9 1.2.1 Thành phần acid amin: ............................................................................... 10 1.2.2 Carbohydrate: ............................................................................................. 11 1.2.3 Các hợp chất màu và mùi: ......................................................................... 11 1.2.4 Chất khoáng: .............................................................................................. 13 1.2.5 Vitamin: ..................................................................................................... 14 1.3 Giá trị dinh dƣỡng của nƣớc tƣơng. .................................................................... 14 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nƣớc tƣơng lên men............................................ 15 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƢỚC TƢƠNG LÊN MEN ................. 19 2.1 Nguyên liệu. ........................................................................................................ 19 2.1.1. Nguyên liệu chính: đậu nành ..................................................................... 19 2.1.2 Nguyên liệu phụ và phụ gia ....................................................................... 22 2.1.2.1 Bột mì: ................................................................................................. 22 2.1.2.2 Muối ăn: .............................................................................................. 23 2.1.2.3 Nƣớc: ................................................................................................... 24 2.1.2.4 Phụ gia bảo quản: ................................................................................ 25 2.2 Giống vi sinh vật: ................................................................................................ 25 2.2.1 Nấm mốc Aspergillus oryzae ..................................................................... 28 3 2.2.2 Nấm men .................................................................................................... 33 2.2.2.1 Saccharomyces rouxii ......................................................................... 33 2.2.2.2 Zygosaccharomyces rouxii (Z. rouxii) : ............................................. 33 2.2.3 Vi khuẩn lactic: Tetragenococcus halophilus (T. halophilus) ................... 35 2.3 Quy trình công nghệ. ........................................................................................... 37 2.3.1 Sơ đồ qui trình: .......................................................................................... 38 2.3.2 Thuyết minh quy trình ............................................................................... 38 2.3.2.1 Xử lý nguyên liệu ................................................................................ 39 2.3.2.2 Lên mốc (Koji) .................................................................................... 40 2.3.2.3 Ủ với nƣớc muối ................................................................................. 41 2.3.2.4 Ép ........................................................................................................ 42 2.3.2.5 Thanh trùng và đóng chai.................................................................... 43 2.4 Các điểm chính yếu trong chế biến nƣớc tƣơng ................................................. 43 2.4.1 Các quá trình lên men ................................................................................ 43 2.4.2 Hoạt động của enzyme:.............................................................................. 44 2.4.3 Lên men bởi vi khuẩn lactic và nấm men: ................................................. 45 2.4.4 Sự hình thành hƣơng thơm và màu sắc: .................................................... 46 CHƢƠNG 3: TIÊU CHUẨN CHẤT LƢỢNG CHO NƢỚC TƢƠNG .................... 46 CHƢƠNG 4: MỘT SỐ SẢN PHẨM NƢỚC TƢƠNG TRÊN THỊ TRƢỜNG ....... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 4 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại nƣớc tƣơng lên men dựa theo thành phần hóa học ở Nhật Bản (Fukushima, 1979a). Bảng 1.2: Thành phần hoá học của nƣớc tƣơng Bảng 1.3: Thành phần acid amine có trong đậu nành, bột mì và nƣớc tƣơng Bảng 1.4: Các hợp chất màu và mùi trong nƣớc tƣơng Bảng 1.5: Thành phần khoáng trong nƣớc tƣơng Bảng 1.6: Hàm lƣợng các vitamin trong nƣớc tƣơng Bảng 1.7: Lƣợng nƣớc tƣơng tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 (gngƣờingày) Bảng 1.8: Sản lƣợng nƣớc tƣơng các loại của Nhật năm 1986 và 2001 Bảng 2.1: Thành phần hoá học hạt đậu nành Bảng 2.2: Thành phần hóa học của khô đậu nành (%) Bảng 2.3: Thành phần các nhóm protein đơn giản trong khô đậu nành (%) Bảng 2.4: Hàm lƣợng acid amine trong khô đậu nành (trên hàm lƣợng chất khô) Bảng2.5: Thành phần carbonhydrate trong khô đậu nành (%) Bảng 2.6: Thành phần chất tro trong khô đậu nành (%) Bảng 2.7: Chỉ tiêu vi sinh của bột mì Bảng 2.8: Yêu cầu cảm quan của muối dùng trong sản xuất nƣớc tƣơng Bảng 2.9: Các loài vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nƣớc tƣơng ở các nƣớc Bảng 2.10: Điều kiện sinh trƣởng của Saccharomyces rouxii Bảng 2.11: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trƣờng mà Z. rouxii có thể phát triển đƣợc Bảng 2.12: Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii Bảng 2.13: Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii Bảng 2.14: Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của T. halophilus Bảng 3.1: Yêu cầu cảm quan của nƣớc tƣơng 5 Bảng 3.2: Yêu cầu hóa học của nƣớc tƣơng Bảng 3.3: Yêu cầu vi sinh của nƣớc tƣơng Bảng 3.4: Yêu cầu về kim loại nặng của nƣớc tƣơng Bảng 3.5: Yêu cầu về các chất nhiễm bẩn của nƣớc tƣơng 6 DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1: Phân biệt nƣớc tƣơng Koikuchi, Usukuchi, Tamari dựa theo màu sắc Hình 1.2: Lọ đựng nƣớc tƣơng bằng gốm từ Nhật Bản xuất khẩu đi các nƣớc Đông nam Á, Ấn Độ và Châu Âu trong suốt thế kỉ 17 và 18. Hình 1.3: Sản lƣợng nƣớc tƣơng theo các năm tại Mỹ Hình 1.4: Thời gian và lƣợng nƣớc tƣơng nhập khẩu vào Mỹ đến năm 1982 Hình 2.1: Đặc điểm của nấm mốc Aspergillus oryzae Hình 2.2: Nấm men Z. rouxii Hình 2.3: Ảnh hƣởng của hoạt độ nƣớc đến sự phát triển của Z. rouxii và một số loại sinh vật khác trong nƣớc tƣơng. Hình 2.4: Ảnh hƣởng của hoạt độ nƣớc đến sự phát triển của T. halophilus. Hình 2.5: Qui trình chế biến nƣớc tƣơng lên men Koikuchi Hình 2.6: Hình mô tả quá trình rang lúa mì. Hình 2.7: Sự phát triển của kỹ thuật lên men bán rắn. Hình 2.8: Các kỹ thuật ủ men. Hình 2.9: Ép dịch ủ men bằng máy ép thủy lực Hình 2.10: Hoạt động phân giải của enzyme trong quá trình ủ men Hình 4.1: Nƣớc tƣơng Phú Sĩ Hình 4.2: Nƣớc tƣơng đậu nành LISA Hình 4.3: Nƣớc tƣơng Maggi Hình 4.4: Nƣớc tƣơng Kikkoman 7 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC TƢƠNG LÊN MEN 1.1 Lịch sử phát triển của nƣớc tƣơng. 1.1.1 Định nghĩa nước tương: Nƣớc tƣơng là một loại nƣớc chấm dùng làm gia vị có hàm lƣợng đạm và nồng độ muối tƣơng đối cao. Mặc dù có nhiều tên gọi khác nhau nhƣ xì dầu, tàu vị yểu, magi… nhƣng chúng đều đƣợc sản xuất chủ yếu bằng 2 phƣơng pháp lên men và hóa giải nguồn nguyên liệu giàu đạm mà chủ yếu là các hạt có dầu. Nƣớc tƣơng là sản phẩm thủy phân protein của nguyên liệu giàu đạm thành hỗn hợp các acid amin và polypeptide hòa tan. Tác nhân xúc tác là enzyme protease do nấm mốc sinh tổng hợp ra. Bên cạnh đó, còn có quá trình thủy phân tinh bột thành đƣờng (glucose, maltose, dextrin…) dƣới tác dụng của enzyme amylase cũng do nấm mốc sinh tổng hợp. Ngoài ra, do hoạt động của một số vi sinh vật tạo hƣơng và những phản ứng hóa học xảy ra dƣới sự tham gia của các chất đƣợc hình thành trong quá trình thủy phân làm cho nƣớc tƣơng có hƣơng vị đặc trƣng. 1.1.2 Phân loại nước tương: Dựa theo sự khác biệt về nguyên liệu và phƣơng pháp chế biến, nƣớc tƣơng đƣợc chia làm nhiều loại khác nhau. Một cách cơ bản, nƣớc tƣơng đƣợc chia làm ba loại sau: Nƣớc tƣơng lên men, Nƣớc tƣơng hóa giải, Nƣớc tƣơng bán hóa giải. Nếu dựa theo địa lý nƣớc tƣơng đƣợc chia làm hai loại: Nƣớc tƣơng kiểu Trung Quốc là loại nƣớc tƣơng chỉ đƣợc làm từ đậu nành vànƣớc tƣơng kiểu Nhật Bản là loại nƣớc tƣơng ngoài nguyên liệu đậu nành còn có thêm thành phần bột mì (Fukushima 1981, 1985; Yokotsuka 1983, 1986; Judoamidjojo 1987; Roling and others 1996; Chou and Ling 1998; Apriyantono and others 2004). Nhật Bản còn phân loại nƣớc tƣơng lên men ra nhiều loại khác nhau căn cứ vào thành phần hóa học và màu sắc của sản phẩm. Bảng 1.1: Phân loại nước tương lên men dựa theo thành phần hóa học ở Nhật Bản (Fukushima, 1979a) 8 Hình 1.1: Phân biệt nước tương Koikuchi, Usukuchi, Tamari dựa theo màu sắc 1.1.3 Lịch sử phát triển của nước tương Trong văn hoá ẩm thực của các nƣớc phƣơng Đông, các sản phẩm lên men từ đậu nành đã đƣợc sản xuất từ hàng nghìn năm nay, chúng đƣợc dùng nhƣ những gia vị không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày và đƣợc xem nhƣ là thành phần bổ sung dinh dƣỡng 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 trƣng riêng biệt nhƣ Nhật Bản có “miso” (đậu nành lên men dạng paste), “natto”, Indonesia có “temph”, Thái Lan có “Tao chiew”, Loại Nƣớc tƣơng Màu pH Be NaCl (g100ml) Đạm tổng (g100ml) Đạm Formol (g100ml) Đƣờng khử (g100ml) Cồn (ml 100ml) Koikuchi Nâu đậm 4,7 22,5 17,6 1,55 0,88 3,8 2,2 Usukuchi Nâu nhạt 4,8 22,8 19,2 1,17 0,70 5,5 0,6 Tamari Nâu 4,8 29,9 19,0 2,55 1,05 5,3 0,1 Saishikomi Nâu 4,8 26,9 18,6 2,39 1,11 7,5 Vết Shiro Vàng sáng 4,6 26,9 19,0 0,50 0,24 20,2 Vết 9 Trung Quốc có nƣớc tƣơng, đậu hũ, Việt Nam có tƣơng Bần, tƣơng Cự Đà…Trong số các loại sản phẩm này, nƣớc tƣơng (soy sauce) là loại thực phẩm đƣợc phổ biến nhiều nhất, đặc biệt là ở khu vực châu Á. Nƣớc tƣơng đã có từ thời nhà Chu ở Trung Quốc, khoảng năm 1027777 trƣớc công nguyên. Con ngƣời trồng đậu nành để làm thức ăn và nuôi gia súc. Vì hạt đậu nành rất dễ bị hỏng nên ngƣời ta đã biết cho muối vào thùng chứa để bảo quản. Lâu dần, các hạt đậu bị lên men (tƣơng tự nhƣ dƣa cải), nhƣng khác dƣa cải ở chỗ, nó chuyển thành dạng paste, ngƣời Trung Quốc gọi nó là “Chiang”, tƣơng tự nhƣ “miso” của Nhật Bản hiện nay. Dạng paste này dễ tiêu hoá hơn và con ngƣời 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 trƣớc công nguyên. Khoảng 500 năm trƣớc, vài ngƣời đã phát hiện ra rằng thay vì bỏ đi chất lỏng ở đáy thùng lên men thì họ dùng cho nấu nƣớng. Và từ đó nƣớc tƣơng đƣợc ra đời. 1.2 Thành phần hóa học của nƣớc tƣơng: Nƣớc tƣơng là một dung dịch chứa nƣớc, muối và các chất dinh dƣỡng. Chất dinh dƣỡng ở đây chủ yếu là protein dƣới dạng các acid amine. Ngoài ra còn có đƣờng, chất béo, một số acid hữu cơ và các chất thơm, chất màu. Thành phần hóa học trung bình của nƣớc tƣơng nhƣ sau Bảng 1.2: Thành phần hoá học của nước tương Thành phần g100g nước tương Nƣớc 71.0 Acid amine 5.2 Tổng chất béo 0.08 Acid béo (no) 0.01 Acid béo (đơn, không no) 0.01 Acid béo (đa, không no) 0.04 10 Carbohydrate 8.5 Chất xơ 0.8 Khóang chất 15.1 (Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference) 1.2.1 Thành phần acid amin: Thành phần acid amin của nƣớc tƣơng rất phong phú. Nƣớc tƣơng lên men giữ lại đƣợc hầu hết các acid amine có trong nguyên liệu là đậu nành hay khô đậu nành. Bảng 1.3: Thành phần acid amine có trong đậu nành, bột mì và nước tương Acid amin Đậu nành (%) Bột mì (%) Nước tương (%) Arginine 8.42 4.71 2.6 Histidine 2.55 2.12 2.5 Lysine 6.86 2.67 6.5 Tyrosine 3.90 3.19 1.0 Tryptophan 1.28 1.13 Phenylalanine 5.01 4.43 4.2 Cystine 1.58 1.80 0.9 Methionine 1.56 1.74 1.4 Serine 5.57 5.22 5.3 Threonine 4.31 2.76 4.2 Leucine 7.72 6.52 7.3 Isoleucine 5.10 3.78 4.8 Valine 5.38 4.69 5.5 Glutamic acid 21.00 29.30 22.5 Aspartic acid 12.01 4.85 10.5 Glycine 4.52 3.94 3.9 Alanine 4.51 3.37 4.4 11 Proline 6.28 9.94 6.5 Ornithine 5.7 Tổng 106.56 96.16 100.1 1.2.2 Carbohydrate: Carbohydrate có trong nƣớc tƣơng bao gồm glucose, fructose, maltose, pentose, dextrin. Đƣờng có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc của nƣớc tƣơng. 1.2.3 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 đƣợc tìm thấy trong nƣớc tƣơng. Tuỳ thuộc vào hàm lƣợng các nguyên liệu ban đầu, nấm mốc, vi khuẩn lactic, nấm men, nƣớc tƣơng sẽ có mùi vị khác nhau. Những hợp chất mùi này đƣợc sinh ra từ quá trình thuỷ phân, bao gồm alcohol, ester, phenol, furanose… Trong các hợp chất trên, thì HEMF (4Hydroxy5methy3(2H)furanone) do Z. rouxii, C. versatilis, C.etchellsii tạo ra là một hợp chất đặc biệt nhất, chỉ tồn tại trong nƣớc tƣơng, “miso” (một lƣợng nhỏ) của Nhật Bản và tạo cho loại nƣớc tƣơng này một hƣơng 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 nƣớc tƣơng khoảng 200ppm. HEMF cũng có hoạt tính chống oxy hoá và chống ung thƣ. Năm 1983, Numomura và Sasaki tiến hành phân tích thành phần các hợp chất mùi, vị có trong các loại nƣớc tƣơng ở thị trƣờng Mỹ. Thí nghiệm đƣợc tiến hành với 6 mẫu nƣớc tƣơng 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 lƣợng lớn (250,0 và 166,2 ppm); một mẫu từ Hàn Quốc và một mẫu từ Mỹ 12 chứa hàm lƣợng ít hơn nhiều (31,6 và 1,6 ppm, theo thứ tự). Từ đó, chúng ta có thể thấy đƣợc rằng, nƣớc tƣơng Nhật Bản đƣợc đặc trƣng bởi hàm lƣợng HEMF lớn. Bảng 1.4: Các hợp chất màu và mùi trong nước tương Các hợp chất màu và mùi Nồng độ (ppm) Ethanol 31 501.00 Lactic acid 14 346.57 Glycerol 10 208.95 Acetic acid 2 107.74 4Hydroxy5methy3(2H)furanone (HMMF) 256.36 2,3 Butanediol 238.59 Isovaleraldehyde 233.10 4Hydroxy2ethyl5methyl3(2H)furanone (HEMF) 232.04 Methanol 62.37 Acetol 24.60 Ethyl lactate 24.29 2,6Dimethoxyphenol 16.21 Ethyl acetate 15.13 Isobutylaldehyde 14.64 Methyl acetate 13.84 Isobutyl acohol 11.95 Furfuryl alcohol 11.93 Isoamyl alcohol 10.01 Acetoin 9.78 n Butyl alcohol 8.69 13 4Hydroxy2,5dimethyl3(2H)furanone (HDMF) 4.83 Acetaldehyde 4.63 2Phenylethanol 4.28 n Propyl alcohol 3.96 Acetone 3.88 Methionol 3.65 2Acetylpyrrole 2.86 4Ethylguaiacol 2.77 Ethyl formate 2.63 4Butanolide 2.02 Methional 1.42 4Ethylphenol 0.34 Dimethyl sulfide 0.04 1.2.4 Chất khoáng: Trong nƣớc tƣơng cũng có tƣơng đối nhiều hợp chất khoáng, đặc biệt là Na, K. Thành phần khoáng cụ thể đƣợc cho ở bảng sau: Bảng 1.5: Thành phần khoáng trong nước tương Thành phần mg 100g nước tương Ca 17.0 Fe 2.0 Mg 34 P 110 K 180 Na 5715 14 Zn 0.37 Cu 0.11 Mn 0.42 Se 0.0008 ( Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference) 1.2.5 Vitamin: Bảng 1.6:Hàm lượng các vitamin trong nước tương Thành phần Khối lượng 100g nước tương Vitamin C (mg) 0.0 Thiamin (B 1 ) (mg) 0.05 Riboflavin (B2 ) (mg) 0.13 Niacin (mg) (B3 ) 3.06 Panthotenic acid (B 5 ) (mg) 0.32 Vitamin B6 (mg) 0.17 Acid folic (g) 16 Vitamin B12 (g) 0.0 Vitamin A (UI) 0 Vitamine E (mg) 0.00 (Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference) 1.3 Giá trị dinh dƣỡng của nƣớc tƣơng. Theo USDA 100g nƣớc tƣơng cung cấp khoảng 53kcal. Ngoài chức năng bổ sung dinh dƣỡng, nƣớc tƣơng còn có một số khả năng sinh học đặc biệt khác đã và đang đƣợc nghiên cứu. Trong quá trình lên men, protein đƣợc 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 nƣớc tƣơng sau khi lên men và đƣợc gọi là 15 “shoyu polysaccharide” SPS. SPS chiếm khoảng 1% (wv) và có một số nghiên cứu cho rằng SPS có khả năng chống dị ứng nhẹ đối với những ngƣời bị dị ứng với bột mì. Các báo cáo khoa học gần đây đã nghiên cứu và phát hiện ra những hoạt tính sinh học của nƣớc tƣơng nhƣ:  Khả năng chống ung thƣ  Chống vi sinh vật  Chống oxy hoá: Theo nghiên cứu của giáo sƣ Barry Halliwell trƣờng Đại học Quốc gia Singapore (NUS), nƣớc tƣơng đặc có khả năng chống oxy hoá gấp 150 lần so với vitamine C và khoảng từ 612 lần hơn rƣợu nho. Nó còn có khả năng chống bệnh đột quỵ. 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nƣớc tƣơng lên men Nƣớc tƣơng đã nhanh chóng trở thành loại nƣớc chấm phổ biến không chỉ trong hầu hết các món ăn Trung Hoa mà còn trong rất nhiều các món ăn Phƣơng Tây nhƣ ragu, hamburger và các món salad. Ở Trung Quốc, nƣớc tƣơng là một loại nƣớc chấm phổ biến và thƣờng đƣợc sử dụng nhất. Sản lƣợng nƣớc tƣơng tiêu thụ và số nhà máy sản xuất nƣớc tƣơng luôn tăng theo từng năm. Năm 1986, sản lƣợng nƣớc tƣơng 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 nƣớc tƣơng. Bảng dƣới đây cho biết lƣợng nƣớc tƣơng tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 Bảng 1.7:Lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 (gngườingày) Ngƣời có thu nhập cao Ngƣời có thu nhập thấp Ngƣời có thu nhập trung bình Thành thị 17.7 14.0 15.9 Nông thôn 13.0 8.4 10.6 Cả nƣớc 15.6 9.7 12.6 16 Ở Việt Nam, theo một số thống kê, cả nƣớc hiện có tổng lƣợng sản xuất khoảng 100 triệu lítnăm, trong đó riêng thành phố Hồ Chí Minh sản xuất khoảng 6570 triệu lít và có khoảng 50 nhà sản xuất nƣớc tƣơng. Vào thế kỉ thứ 7, nƣớc tƣơng đƣợc du nhập vào Nhật Bản và đƣợc gọi là “shoyu”. Nhƣng đến thế kỉ 17 mới đƣợc sản xuất rộng rãi với số lƣợng lớn và vận chuyển đến các nƣớc Châu Á và Châu Âu. Tuy nhiên, cho đến năm 1959, công nghệ sản xuất nƣớc tƣơng mới đƣợc nghiên cứu dƣới 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 nƣớc tƣơng (năm 2000) trong đó có 5 nhà sản xuất nƣớc tƣơng lớn và chi phối thị trƣờng nội địa nƣớc này. Lƣợng nƣớc tƣơng sản xuất năm 2001 là 1000 triệu lnăm. Hình 1.2: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 1.8:Sản lượng nước tương các loại của Nhật năm 1986 và 2001 Loại nƣớc tƣơng 1986 2001 Sản lƣợng (l) % Sản lƣợng (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 17 Loại thƣờng 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 a Loại đặc biệt chỉ là loại nƣớc tƣơng hoàn toàn sản xuất bằng phƣơng pháp lên men Ở Châu Âu, năm 1908, nhà máy sản xuất nƣớc tƣơng lên men đầu tiên đƣợc xây dựng tại Mỹ, tuy nhiên nó đã bị thất bại, sau đó năm 1917, một nhà máy khác đƣợc xây dựng mang tên Oriental ShowYou Company, sản xuất 30.000gal (khoảng 114000 litnăm). Hình 1.3:Sản lượng nước tương theo các năm tại Mỹ Chú thích: o Tổng sản lƣợng tiêu thụ;  Lƣợng tiêu thụ nƣớc tƣơng sản xuất nội địa ; □Lƣợng tiêu thụ nƣớc tƣơng của nhà sản xuất Kikkoman U.S; X Lƣợng tiêu thụ của các công ty nhập khẩu khác. 18 Hình 1.4:Thời gian và lượng nước tương nhập khẩu vào Mỹ đến năm 1982 Chú thích: o, Tổng lƣợng nhập khẩu;  Lƣợng nhập khẩu từ Nhật ; ∆ Nhập khẩu từ HongKong 19 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƢỚC TƢƠNG LÊN MEN 2.1 Nguyên liệu. 2.1.1. Nguyên liệu chính: đậu nành  Đậu nành hạt: Đậu nành có tên khoa học là Glycine max merril. Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau. Trong đó đậu nành có màu vàng là loại tốt nhất nên đƣợc trồng và sử dụng nhiều. Hạt đậu nành có ba bộ phận :  Vỏ hạt chiếm 8% trọng lƣợng hạt  Phôi chiếm 2%  Tử diệp chiếm 90% Hạt đậu nành có thành phần hoá học: Bảng2.1: Thành phần hoá học hạt đậu nành Thành phần Tỷ lệ Protein Lipid Tro Carbonhydrate Hạt đậu nành nguyên Tử diệp Vỏ hạt Phôi 100 90.3 8.0 2.4 40.0 43.0 8.8 41.4 21.0 23.0 1.0 11.0 4.9 5.0 4.3 4.4 34.0 29.0 86.0 43.0 Trong thành phần hoá học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỷ lƣợng rất lớn. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài 2 thành phần Methionin và Trytophan ra còn có các acid amin khác, có số lƣợng khá cao tƣơng đƣơng acid amin có trong thịt. Trong protein đậu nành Globuline chiếm 8595%. Ngoài ra, còn có một lƣợng nhỏ albumine, một lƣợng không đáng kể prolamine và gluteline. 20 Carbonhydrate chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần carbonhydrate có thể chia ra làm 2 loại: loại tan trong nƣớc và loại không tan trong nƣớc. Loại tan trong nƣớc chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ carbonhydrate. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lƣợng khô của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn, Fe. Ngoài ra đậu nành còn có chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D. Đậu nành là một loại hạt giàu chất dinh dƣỡng nhƣ protein, lipid, glucid, muối khoáng, vitamin …chính vì thế, đậu nành là một nguồn thực phẩm quan trọng và đƣợc trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Mỹ, Brazil.Ở Việt Nam, đậu nành đƣợc trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc và phía Nam.Trong công nghiệp thực phẩm, đậu nành đƣợc xem là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất nƣớc tƣơng.  Khô đậu nành: là bã đậu nành đã ép lấy dầu.khô đậu nành chứa lƣợng chất béo thấp, là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm nên hiện nay đƣợc sử dụng làm nguyên liệu chính cho sản xuất nƣớc tƣơng. Thành phần hóa học của khô đậu nành tƣơng đối giống với hạt đậu nành. Thành phần hóa học của khô đậu nành nhƣ sau: Bảng 2.2: Thành phần hóa học của khô đậu nành (%) Thành phần % chất khô Nƣớc 10 Protein 49.6 Lipid 5 Glucid 29.2 Cellulose 5.8 Tro 5.5 21 Bảng 2.3: Thành phần các nhóm protein đơn giản trong khô đậu nành (%) Nhóm protein % so với tổng số protein Albumine 68 Globuline 2534 Glutelin 1314 Prolamine Không đáng kể Bảng 2.4: Hàm lượng acid amine trong khô đậu nành (trên hàm lượng chất khô) Amino acid % so với tổng lƣợng chất khô Arginine 2.45 – 3.1 Cystine 0.45 – 0.67 Histidine 1.0 – 1.22 Isoleucine 1.761.98 Leucine 2.24.0 Lysine 2.52.66 Methionine 0.50.67 Phenylalanine 1.62.08 Tryptophan 0.510.67 Valine 1.52.44 Bảng2.5: Thành phần carbonhydrate trong khô đậu nành (%) Carbonhydrate % so với lƣợng carbonhydrate tổng Cellulose 4.0 Hemicellulose 5.4 Tinh bột 0.19 – 0.91 Rafinose 0.8 – 1.2 22 Saccharose 4.9 – 6.8 Stachyose 3.5 – 4.3 Bảng 2.6: Thành phần chất tro trong khô đậu nành (%) Chất tro %chất khô P 2O5 0.6 – 2.18 K2O 1.92 – 2.64 CaO 0.23 – 0.63 MgO 0.22 – 0.55 SO 3 0.41 – 0.44 Na2O 0.38 Cl 0.025 Ca 0.16 – 0.47 P 0.41 – 0.82 Zn (mgkg) 37 Fe (mgkg) 90 – 150 Trong khô đậu có chứa một số enzyme tƣơng tự trong hạt đậu nành:  Urease: enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân ure thành CO 2 và NH 3.  Lipase: thủy phân glyceride tạo thành glycerine và acid béo.  Phopholipase: enzyme có chứa sắt, xúc tác phản ứng oxy hóa acid béo tạo sản phẩm hydroperoxide. 2.1.2 Nguyên liệu phụ và phụ gia 2.1.2.1 Bột mì: Bột mì dùng trong sản xuất nƣớc tƣơng cần đạt các chỉ tiêu về cảm quan, hoá lý và vi sinh nhƣ sau: 23  Chỉ tiêu cảm quan: Bột mì tốt có màu trắng hoặc trắng ngà, mịn, tơi, mùi đặc trƣng của bột, không có mùi vị lạ nhƣ đắng, chua, ôi, khét, không có mùi mốc, không sâu mọt, không lẫn tạp chất (rác, sắt, đất, đá).  Chỉ tiêu hóa lý: Độ ẩm không quá 14% Độ chua không quá 4oN Hàm lƣợng gluten khô không ít hơn 78% Trạng thái gluten ƣớt : màu trắng đồng nhất, co giãn, đàn hồi nhƣ cao su. Gluten khô vẫn giữ đƣợc màu trắng sáng của gluten ƣớt. Dƣ lƣợng hoá chất trừ sâu: nằm trong giới hạn cho phép  Chỉ tiêu vi sinh: Bảng 2.7: Chỉ tiêu vi sinh của bột mì Toång soá vi khuaån hieáu khí (khuaån laïcg) 10 6 Coliforms (khuaån laïcg) 10 3 E.coli (khuaån laïcg) 10 2 S.aureus (khuaån laïcg) 10 2 Cl.perfringens (khuaån laïcg) 10 2 B. cereus (khuaån laïcg) 10 2 2.1.2.2 Muối ăn: Thành phần chính của muối ăn là NaCl. Ngoài ra có lẫn một số tạp chất nhƣ nƣớc, MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4, bùn, cát, … 24 Muối Mg có vị đắng và dễ hút ẩm làm muối bị chảy nƣớc nên không có lợi cho sản xuất nƣớc tƣơng. Do đó, muối sử dụng trong công nghệ sản xuất nƣớc tƣơng cần càng ít tạp chất càng tốt và độ tinh sạch yêu cầu 9297%. Trong sản xuất nƣớc tƣơng thƣờng dùng muối hột hay muối xay, có độ ẩm không quá 4%, hàm lƣợng NaCl ít nhất là 92%, tạp chất vô cơ không tan không quá 0.5%, tạp chất tan trong nƣớc không quá 2.3% và muối khi hòa tan vào nƣớc không có vị chát. Cả 2 loại muối đều không đƣợc chứa hàm lƣợng kim loại nặng (mgkg) vƣợt quá quy định: Fe(