Quy trình công nghệ sản xuất nước tương

Trong quy trình sản xuất nước tương, quá trình thủy phân protein là quá trìnhquan trọng nhất quyết định đến đặc tính về chất lượng của sản phẩm thành phần hóahọc, màu sắc, mùi vị của sản

LỜI MỞ ĐẦU

Ở Việt Nam, bên cạnh nước mắm, nước tương là loại nước chấm không thểthiếu được trong những bữa cơm hằng ngày của mỗi gia đình Tuy Trung Quốc là xứsở đầu tiên của nước tương lên men, nhưng khi nước tương du nhập vào Việt Nam,được nhân dân Việt Nam chế biến thì nước tương đã mang phong cách và khẩu vị đặctrưng của người Việt Nam Ngày nay, không chỉ các nước ở châu Á như : Việt Nam,Trung Quốc, Nhật Bản, Philippine… ưa chuộng nước tương mà ngay cả các nước ởchâu Aâu và châu Mỹ cũng rất thích vị ngọt đặc biệt của loại nước chấm này

Trong quy trình sản xuất nước tương, quá trình thủy phân protein là quá trìnhquan trọng nhất quyết định đến đặc tính về chất lượng của sản phẩm (thành phần hóahọc, màu sắc, mùi vị của sản phẩm) Có 2 phương pháp thủy phân, ta có thể dùng xúctác sinh học (hệ enzym của vi sinh vật) hoặc dùng xúc tác hóa học (acid hay kiềm) đểthủy phân protein Và cũng dựa vào phương pháp thủy phân protein này mà người taphân nước tương thành 2 loại: nước tương sản xuất theo phương pháp lên men và nướctương sản xuất theo phương pháp hóa giải

Trong giới hạn của seminar này, nhóm chúng em xin trình bày quy trình sảnxuất nước tương theo phương pháp hóa giải Đây cũng là phương pháp đang được sửdụng rất phổ biến trong các cơ sở sản xuất nước chấm tại thành phố Hồ Chí Minh

I NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG :

1.1 Nguyên liệu chính :

Nguyên liệu dùng trong sản xuất nước tương thường rất giàu đạm :

- Nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật: đậu nành, bã đậu nành, đậu phộng,bã đậu phộng

- Nguyên liệu có nguồn gốc động vật: xương bò, xương heo, lông móng,sinh khối VSV

1.1.1Đậu nành (soy-bean):

a Tình hình trồng trọt đậu nành ởnước ta :

Nước ta là nước nhiệt đới gió mùanên điều kiện đất đai và khí hậu kháthuận lợi trong việc nâng cao sảnlượng đậu nành nhằm phục vụ đắc lựccho ngành công nghiệp thực phầmđặc biệt là ngành sản xuất nước chấmđang trên đà phát triển

b Giới thiệu chung :

- Đậu nành có tên khoa học là Glycine max Đậu nành còn có tên gọi kháclà đậu tương

- Đậu nành có nhiều hình dáng khác nhau : tròn, bầu dục, thuôn, tròn dẹt

- Màu sắc của hạt đậu nành cũng rất đa dạng : vàng, xanh, xám, đen vàmột số màu trung gian

- Đa số các nhà sản xuất thường chọn đậu nành có màu vàng và hình dángtròn vì chúng là loại có chất lượng tốt nhất

c Cấu tạo hạt đậu nành : gồm 3 bộ phận

 Vỏ hạt : chiếm 8% trọng lượng hạt

 Phôi hạt : chiếm 2% trọng lượng hạt

 Tử điệp : chiếm 90% trọng lượng hạt

• Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một

tỉ lệ rất cao 40%

• Protein đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều các acid amin khôngthay thế cần thiết cho con người như :Leucine, Isoleucine, Phenylalanine, Tryptophan,

Valine, Threonine, Lysine, Methionine

Bảng 1 : Thành phần acid amin trong đậu nành và trứng (%)

Lysine Methionine Tryptophan Phenylalanine Threonine Valine Leucine Izoleucine Arginine Histidine

Đậu nành 5.9 1.6 1.3 5 4.3 5.4 7.7 1.1 2.6

Bảng 2 : Sự cân đối giữa các acid amin trong đậu nành (so với trứng)

Lysine Methionine Tryptophan Phenylalanine Threonine Valine Leucine Izoleucine Arginine Histidine

• Hydratcarbon chiếm 34% trọng lượng hạt đậu nành

• Hydratcarbon trong đậu nành chia làm 2 loại : loại tan trong nước vàloại không tan trong nước trong đó loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng

lượng hydratcarbon

 Khoáng : chiếm 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành, trong đó đáng chú

ý là canxi, photpho, mangan, kẽm, sắt

Ngoài ra trong đậu nành cũng chứa vitamin và một lượng nhỏ các hợp chấttro

Bảng 3 : Thành phần hóa học của hạt đậu nành

(%)

Lipid (%)

Tro (%)

Hydrocarbon (%) Hạt đậu nành nguyên

Tử điệp

Vỏ hạt

Phôi

100 89,6 8,0 2.4

40 43 8,8 41,1

21 23 1,0 11

5 5 4,2 4,9

34 29 86,0 43

Bảng 4 : Thành phần acid amin trong protein đậu nành

Methionine (%)

Cysteine (%)

Phenylalanine (%)

Threonine (%)

Tryptophan (%)

Valine (%)

Histidine (%)

Bảng 5 : Thành phần hydratcarbon trong hạt đậu nành

Cellulose(%) Hemicellulose(%) Stachyose(%) Rafinose(%) Saccharose(%) Đường khác(%)

Bảng 6 : Thành phần khoáng trong đậu nành

1.1.2 Bã đậu nành:

 Đậu nành trước khi đem chế biến thành nước tương phải qua giai đoạn ép

lấy dầu Lượng dầu thu được khoảng 12 – 14% (ép cơ giới) hay 8 – 10% (ép thủ công)

Dầu này được đem đi tinh chế để dùng trong thực phẩm, dược phẩm và các ngành

khác như : sản xuất dầu cứng, glyxerin, xà phòng, … Đậu nành sau khi ép lấy dầu gọi

là bã đậu nành

 Chất béo trong quá trình chế biến sẽ bị thủy phân một phần thành các acid

béo tự do, glicerine và một số sản phẩm thủy phân khác như MG, DG; điều này ảnh

hưởng đến mùi vị và chất lượng nước tương Bã đậu nành do không chứa chất béo nên

vai trò làm nguyên liệu của nó trong công nghệ sản xuất nước tương ưu thế hơn so với

hạt đậu nành

Bảng 8 : Thành phần hóa học khô đậu nành (tính theo % chất khô)

d Thành phần hóa học :

 Protein : chiếm 26.9% trọng lượng khô của hạt Trong protein của đậuphộng thì hàm lượng globulin là cao nhất (chiếm khoảng 97% hàm lượng protein).Hàm lượng các albumin, prolamin, glutelin là không đáng kể Như vậy ta thấy proteintrong đậu phộng đa số là có thể tan được trong nước

 Lipid :

- Trong hạt đậu phộng thì hàm lượng lipid cao nhất khoảng 43.6%

Do đó được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất dầu thực vật, xà phòng, …

- Acid béo trong đậu phộng gồm 2 loại :

 Loại không no : acid oleic (50-70%), acid linoleic (13-26%),acid linolenoic (5-7%)

 Loại no : acid palmetic (6-11%), acid stearic (2-6%), acidarachinoic (5-7%)

Bảng 9 : Thành phần hóa học của đậu phộng (tính theo % chất khô)

Nước

1.1.4 Bã đậu phộng:

Đậu phộng sau khi ép lấy dầu còn lại bã

Bảng 10 : Thành phần hóa học khô đậu phộng (tính theo % chất khô)

1.1.5 Xương (heo, bò, phế liệu từ các lò mổ) :

- Xương cứng: như xương ống

- Xương bả vai: sườn sụm

Nguyên nhân là do những phế liệu này chứa nhiều colagen là protein khônghoàn thiện: khó tiêu hóa và dai

1.2 Nguyên liệu phụ :

Trong công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa giải, ngoàinguyên liệu giàu đạm còn có các nguyên liệu phụ khác như:

 Nước

 Muối ăn

 Chất xúc tác: HCl, H2SO4, Na2CO3, NaOH

 Phụ gia bảo quản: benzoatnatri

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

- Số lượng vi sinh vật không quá 20-100/ 1 cm3 nước, quan trọng nhất làkhông chứa các vi sinh vật gây bệnh Chỉ số E.coli trong 1 lít nước không quá 20 vàchuẩn độ E.coli phải lớn hơn 50 ( chuẩn độ E.coli là lượng nước ít nhất tính bằng mltrong đó có chứa 1 E.coli)

- Độ pH của nước nên đạt 6,5 – 7,5.

- Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay, có độ ẩmkhông quá 4%, hàm lượng NaCl ít nhất là 95%, tạp chất vô cơ không tan không quá0.5%, 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) vượtquá quy định : Fe(<50), As(<2), Cu(<2), Pb(<2), Hg(<0.2)

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

1.2.3 Phụ gia bảo quản: trong sản xuất nước tương, phụ gia bảo quản thường đượcsử dụng là Benzoate natri

1.2.4 Tác nhân xúc tác:

- Yêu cầu là có độ hoạt hóa cao, không có tác dụng oxy hóa quá mạnh.Trong sản xuất thường dùng HCl vì nó có năng lực hoạt hóa cao, cũng có thể dùng

H2SO4, HNO3 cũng có năng lực hoạt hóa cao nhưng tác dụng oxy hóa quá mạnh nên ítdùng đến chúng

- Thường trong sản xuất nước tương, acid sử dụng có nồng độ 10-200Be, tùytheo sử dụng thiết bị để thủy phân

II.CƠ SỞ KHOA HỌC SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP HÓA GIẢI:

Nguyên tắc của phương pháp này là dùng hóa chất (acid, bazơ, …) đểâ thủy phânprotein trong nguyên liệu thành các acid amin Cũng chính vì vậy nên ta cần chọn cácthông số về nhiệt độ và thời gian hợp lí để phản ứng tiến hành triệt để đảm bảo đượchiệu suất thủy phân cũng như chất lượng sản phẩm

III CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA GIẢI :

3.1 Qui trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải

đi từ nguyên liệu thực vật:

3.2 Qui trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải đi từ nguyên liệu xương động vật (Magi):

IV THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHEÄ:

4.1 Thuyết minh qui trình sản xuất nước tương từ đậu nành:

a Nguyên liệu :

- Nguyên liệu chủ yếu thường được sử dụng để sản xuất nước tương hóa giảilà bã đậu nành

- Nguyên liệu trước khi đưa qua giai đoạn nghiền cần phải được làm sạch cáctạp chất như cát, đá, rác lẫn trong nguyên liệu Ưu thế của bã đậu nành so với đậunày trong vai trò nguyên liệu của quy trình đã được trình bày ở phần I

- Trong công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa giải, ngườithường không sử dụng protein động vật vì loại nguyên liệu này thường có mùi tanh vànhiều chất béo làm cho nước tương không ngon

b Nghiền:

- Mục đích :

 Giảm kích thước hạt, tăng diện tích tiếp xúc giữa acid và nguyên liệutrong quá trình thủy phân nhờ đó nguyên liệu được thủy phân dễ dàng và triệt để

 Tăng hiệu suất và giảm thiểu thời gian thủy phân

- Thiết bị : Dùng thiết bị nghiền răng, máy nghiền 2 roto

- Nguyên liệu được nghiền tới kích thước hạt là 0.5 – 1 mm, kích thước hạtsau khi nghiền khá lớn vì nếu nghiền nhỏ quá thì các hạt dễ kết dính lại với nhau,điều này dẫn đến hiện tượng khê cháy

c Thủy phân:

- Mục đích : dùng HCl thủy phân protein thành acid amin

- Phương pháp : ta có thể áp dụng 2 phương pháp

 Phương pháp thuỷ phân trực tiếp : đưa nguyên liệu và acid HCl ở nồngđộ đậm đặc sau đó sục trực tiếp hơi nước vào làm tăng áp lực thủy phân đồng thờilượng nước trong dung dịch tăng lên và độ acid giảm xuống

 Phương pháp thủy phân gián tiếp : gia nhiệt bằng tác nhân nhiệt ở bênngoài thiết bị

- Thiết bị: dạng hình trụ, đáy côn

- Ở đây ta thực hiện phương pháp thủy phân trực tiếp : sau khi dẫn nguyênliệu vào thiết bị, ta bổ sung HCl vào thiết bị Sau đó hơi nước sẽ được sục trực tiếpvào để tăng áp lực thủy phân

- Nhiệt độ thủy phân : 125 – 1300C Lưu ý ở đây ta không nên thủy phân ở ápsuất và nhiệt độ cao quá vì điều này sẽ làm cho protein bị phân hủy mạnh dẫn đếnhiệu suất thu hồi acid amin không cao

- Trong quá trình thủy phân, người ta thường xác định điểm của kết thúc quátrình bằng cách dùng giấy thử anilin acetat Nguyên tắc: sau khi protein bị thủy phânhết, cellulose trong nguyên liệu sẽ bị thủy phân thành pentose và cuối cùng thànhfucfuran; fucfuran bay ra làm giấy thử anilin acetat ngả sang màu đỏ

- Thời gian thủy phân : 12 giờ

- Nồng độ acid dùng trong quá trình thủy phân này theo thực nghiệm là 25%

 Phối Liệu Và Phương Pháp Tính Toán Trong Sản Xuất:

Tính toán lượng acid HCl dùng để thủy phân:

Ta có phương trình:

Muốn có 1 nguyên tử Nitơ (14g) ta cần 1 phân tử HCl (36,5g) để xúc tác.Như vậy, ta dựa vào hàm lượng Nitơ đưa vào từ nguyên liệu ban đầu ta tính đượclượng HCl cần sử dụng Ngoài protid, HCl còn tiêu tốn cho việc thủy phân các chấtkhác và bay hơi trong quá trình thủy phân Nên lượng HCl tổng cộng bằng lượng HClcần để thủy phân protid nhân với hệ số K = 1,5-1,8

Ví dụ cụ thể: muốn thủy phân 100kg khô lạc, biết lượng protid trong khô45% Dung dịch HCl sử dụng có nồng độ 20% Ta tính như sau:

 Lượng protid trong khô lạc: 100 x 45% = 45 kg

 Lượng Nitơ (tính gần đúng bằng lượng protid/6,25) = 45/6,25 = 7,2 kg

 Lượng HCl tính theo lý thuyết: (7,2 x 36,5):14 = 18,8 kg

- Tiến hành: dịch thủy phân được đưa vào bồn trung hòa để nguội khoảng

50-600C thì cho Na2CO3 Khi cho Na2CO3 vào, cần cho từ từ để tránh hiện tượng phản ứngcục bộ, nhiệt độ tăng cao đột ngột gây vị đắng, khét → trào dịch → mất dịch

- Thời gian trung hòa 2-3 giờ

- Khi trung hòa, ta nên đưa dịch về pH hơi acid để sản phẩm có vị hơi chua,dễ chịu Nếu đưa về môi trường kiềm, sản phẩm sẽ bị đắng và nồng

- Trong quá trình, thường dùng Na2CO3 để trung hòa mà không dùng NaOH

vì khi dùng Na2CO3 để trung hòa thì khí CO2 sẽ bay lên và kéo theo một số mùikhông cần thiết cho nước tương

- Dung dịch nước tương sau trung hòa phải có màu cánh gián, hơi chua nhẹ, vịmặn, mùi thơm đặc trưng

e Lọc :

- Mục đích : là quá trình phân tách dịch thủy phân và bã (các chất không tanvà một số hợp chất keo) hay nói cách khác là tách acid amin và muối khoáng ra khỏibã lọc, nhằm bảo vệ giá trị cảm quan cho sản phẩm nước tương.

- Thiết bị : có thể dùng máy lọc khung bản hoặc máy ly tâm lọc

- Nước lọc lần đầu tiên gọi là dịch lọc 1 Phần bã còn lại cho nước nóng vàongâm một đêm rồi lọc lại ra dịch lọc 2

f Pha đấu :

Sau quá trình lọc ta thu được dịch lọc1 và dịch lọc 2 Ta tiến hành trộn 2 dịchlọc lại với nhau ta được dung dịch đồng nhất là nước tương Dịch thủy phân sau phađấu được bổ sung thêm muối, bột ngọt, màu caramen để tạo màu, mùi vị cho sảnphẩm

 Cách Pha Đấu Thành Phẩm :

Giả sử dịch lọc 1 kiểm nghiệm thấy có 25g đạm/lít, và thể tích dịch lọc 1thu được là 800 lít Muốn pha thành nước tương loại 14g đạm/lít thì cần phải pha thêmbao nhiêu lít dịch lọc 2 có hàm lượng đạm 12g/lít ?

Ta có :

Vậy cứ 2 lít loại 25g đạm/lít cần pha thêm 11 lít loại 12g đạm/lít thì sẽ được 13 lítloại 14g đạm/lít Dó đó muốn pha với 800 lít loại 25g đạm/lít thì cần pha :

44002

800

*11

 Tiêu diệt vi sinh vật nhằm tăng thời gian bảo quản

 Tạo thêm hương vị và màu sắc cho sản phẩm

 Kết tủa một số protein còn sót lại, chuẩn bị cho quá trình lắng

- Tiến hành :

 Dịch nước tương được thanh trùng ở 100 - 1050C trong 1 giờ

 Khi nhiệt độ dung dịch hạ xuống 70 – 800C thì cho chất bảo quản (Natribenzoat) vào Hàm lượng Natri benzoat thêm vào khoảng 0.07 - 0.1% so với lượngdịch

- Thiết bị thanh trùng : thiết bị hình trụ dạng vỏ áo, đáy côn

h Lắng:

- Mục đích :

 Giúp ổn định mùi vị của nước tương

 Loại bỏ những cặn nhỏ còn lại trong dịch

- Nguyên tắc : dùng trọng lực loại bỏ những chất keo tụ, cặn mịn ra khỏi nướctương

i Hoàn thiện sản phẩm:

- Chai thủy tinh dùng để chứa sản phẩm được đưa qua dây chuyền rửa chai tựđộng và được thanh trùng nhằm tiêu diệt hết vi sinh vật bám trên chai

- Dịch nước tương được đưa vào bồn lắng sau đó được bơm lên bồn cao vị, rồichiết vào từng chai nhỏ → đóng nắp dán nhãn → hoàn thành sản phẩm

4.2 Thuyết minh quy trình sản xuất Magi :

a Nguyên liệu: các loại xương động vật (trâu, bò, heo, gà…) sau khi giết mổ, ta

đem rửa sạch, bỏ mỡ, sau đó đem bảo quản ở 0oC chuẩn bị cho quá trình chế biến sau

b Cán dập: chủ yếu làm giảm kích thước nguyên liệu, dễ dàng trong việc tách

mỡ và tủy, đồng thời có thể rút ngắn thời gian thủy phân

c Hầm:

- Sau khi tách bỏ mỡ tủy xương được rửa và cho vào thiết bị hầm có áp suất.Aùp suất nồi hầm khoảng 2-3 kg/cm2 và thời gian hầm khoảng 3-5 h (đối với xươngcứng) và 2-3 h (đối với xương mềm)

- Để tăng độ đạm của nước súp thu được người ta thường hầm liên tiếp haigiỏ xương rồi mới tháo nước súp ra

- Nước súp thu được sau quá trình hầm có độ đạm 10-11 g/l Tuy nhiên đểnước súp đạt tiêu chuẩn tốt khi đưa vào thiết bị thủy phân thì ta cần tách bỏ mỡ vì mỡsẽ tạo mùi khét khi thủy phân và dễ gây ôi hỏng sản phẩm

d Thủy phân:

Sau khi tách mỡ, ta dùng NaOH thủy phân dịch súp Có nhiều tác nhân có thểthủy phân dịch súp như HCl, H2SO4, NaOH Trong đó, ta chọn NaOH do những ưuđiểm sau:

 Khả năng thủy phân triệt để protid tạo acid amin của NaOH tương đươngHCl, H2SO4

 Không tạo mùi khó chịu như thủy phân bằng acid trong điều kiện nhiệt độcao

e Trung hòa: