Tìm hiểu quy trình sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

Sự khác biệt về quy trình công nghệ sảnxuất, nguyên phụ liệu dẫn đến sự ra đời của các loại nước tương khác nhau như maggi, xì dầu, nước tương lên men, nước tương hóa giải… Trên thế giới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

CHUYÊN NGHÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÃ NGÀNH: C73

GVHD: T.S NGUYỄN HOÀI HƯƠNG SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN PHƯƠNG MSSV: 207111036

LỚP: 07CSH

TP.HCM – Tháng 7 năm 2010

MỤC LỤC

Lời mở đầu 1

Chương 1: MỞ ĐẦU 2

1.1 Đặt vấn đề 3

1.2 Mục đích khóa luận 3

1.3 Nội dung khóa luận 3

1.4 Ứng dụng khóa luận 3

Chương 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Giới thiệu về nước tương 5

2.1.1 Sơ lược lịch sử nước tương 5

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng trong nước tương 5

2.2 Cơ sở lý thuyết 6

2.2.1 Bản chất của quá trình sản xuất nước tương 6

2.2.2 Nấm mốc Aspergillus oryzae 6

2.2.3 Enzyme mốc tổng hợp 7

2.2.4 Sản phẩm của quá trình thủy phân 9

2.3 Các quy trình sản xuất nước tương ở Việt Nam 11

2.3.1 Nguyên liệu 11

2.3.2 Các quy trình sản xuất 18

2.3.3 Các giai đoạn chính 24

2.3.4 Thuyết minh quy trình sản xuất nước tương hiện đại 26

2.4 Những sự cố và cách khắc phục 36

2.5 Kiểm soát chất lượng 39

2.5.1 Kiểm tra về nguyên liệu 39

2.5.2 Kiểm tra thành phẩm 42

2.6 Tiêu chuẩn Việt Nam 1763:2008 47

Chương 3: THỰC NGHIỆM 51

3.1 Giới thiệu thực nghiệm sản xuất nước tương trong phòng thí nghiệm 52

3.2 Vật liệu – Phương pháp 52

3.3 Kết quả – Biện luận 56

3.4 Kết luận 58

Chương 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 62

Danh mục các bảng

Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của nước tương

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của bánh dầu đậu phộng

Bảng 2.3: Thành phần hóa học của bột mì

Bảng 2.4: Chỉ tiêu của muối

Bảng 2.5: Sự tương quan giữa nồng độ muối và độ Be

Bảng 2.6: Ưu và khuyết điểm phương pháp nuôi mốc trên bề mặt

Bảng 2.7: Yêu cầu cảm quan của nước tương

Bảng 2.8: Các chỉ tiêu hóa học của nước tương

Bảng 3.1: Kết quả thủy phân của hai môi trường sau 7 và 13 ngày

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 2.1: So sánh khuẩn lạc A.flavus và A.oryzae

Hình 2.2: So sánh hình thái cấu trúc A.flavus và A.oryzae

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men truyền thống ở Việt NamHình 2.4: Quy trình sơ đồ công nghệ nước tương hóa giải ở Việt Nam

Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men hiện đại ở Việt Nam

Hình 2.6: Máy xay nguyên liệu

Hình 2.7: Tủ hấp

Hình 2.8: Giàn khay nuôi mốc

Hình 2.9: Thiết bị thủy phân

Hình 3.1: Hai môi trường nuôi mốc sau khi cấy 3 ngày

Hình 3.2: Mốc sau khi ủ 2 ngày

Hình 3.3 – Dịch thủy phân ngày thứ nhất

Hình 3.4 – Dịch thủy phân sau 13 ngày

Hình 3.5: Biểu đồ so sánh lượng Nitơ tổng và Nitơ amin (g/l) của môi trường 100% bánhdầu sau 7 và 13 ngày

Hình 3.6: Biểu đồ so sánh lượng Nitơ tổng và Nitơ amin (g/l) của môi trường 90% bánhdầu và 10% bột mì sau 7 và 13 ngày

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến T.S Nguyễn Hoài Hương, thuộc khoa Môitrường và Công nghệ sinh học Đại học Kỹ thuật công nghệ Tp.Hồ Chí Minh trong thờigian qua đã hết lòng tạo điều kiện tốt nhất, hướng dẫn củng cố kiến thức cho em đểhoàn thành bài khóa luận này Qua thời gian thực hiện luận án này em đã trang bị thêmđược nhiều kiến thức cho mình

Đồng thời em xin cảm ơn anh chị, cô chú cán bộ kỹ thuật thuộc công ty Nosafood

đã nhiệt tình giúp đỡ em tìm hiểu quy trình sản xuất tại công ty, tích lũy kinh nghiệmthực tế

Khóa luận “Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất nước tương bằng phươngpháp lên men” với mục đích trình bày rõ ràng nhất có thể về các giai đoạn trong sảnxuất nước tương và áp dụng trong quy mô phòng thí nghiệm Tuy nhiên, với vốn kiếnthức hẹn hẹp của em, khóa luận tức nhiên còn nhiều thiếu sót Rất mong sự đóng góp ýkiến của quý thầy cô để bài khóa luận có thể hoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, ngày 14 tháng 7 năm 2010 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Tuấn Phương

LỜI MỞ ĐẦU

Đã từ rất lâu, nước tương được thừa nhận có nguồn gốc từ Trung Quốc Qua thờigian dài, nước tương du nhập vào nước ta và được sử dụng như một gia vị chấm rất cầnthiết và quen thuộc trong bữa cơm người Việt Nam nói riêng và người châu Á nóichung Và dần dần nước tương được xem như một nét độc đáo trong văn hóa ẩm thực

Trong nước tương có chứa nhiều chất dinh dưỡng như acid amin có thể bổ sungcho cơ thể con người Trong những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển cùng với

sự hội nhập của đất nước, công nghệ sản xuất nước tương cũng được nâng cao nhằmđáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng

1.1 Đặt vấn đề:

Nước tương truyền thống trước đây phải trải qua quá trình ủ nhiều tháng mới cósản phẩm, tuy nhiên điều kiện vệ sinh không đảm bảo và chất lượng sản phẩm khôngđồng đều Trước đây, nước tương sản xuất công nghiệp ở Việt Nam sử dụng phươngpháp hóa giải dễ sinh độc tố, không tốt cho người sử dụng

Trong những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển cùng với sự hội nhập củađất nước, nhận thức vệ sinh và an toàn thực phẩm cũng được nâng cao nên phươngpháp lên men nước tương bằng vi sinh vật đã được nghiên cứu và ứng dụng Phươngpháp này vừa đảm bảo sự an toàn cho người tiêu dùng, vừa rút ngắn thời gian tạo rasản phẩm

1.2 Mục đích khóa luận:

Tìm hiểu quy trình sản xuất nước tương lên men

Sản xuất thử nước tương quy mô phòng thí nghiệm

1.3 Nội dung khóa luận:

Trình bày tổng quan sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

Thực nghiệm sản xuất thử nước tương theo quy trình ngoài thực tế

1.4 Ứng dụng khóa luận:

Nghiên cứu tiếp theo tăng chất lượng nước tương

2.5 Kiểm soát chất lượng

2.6 Tiêu chuẩn Việt Nam 1763:2008

2.1 Giới thiệu về nước tương:

2.1.1 Sơ lược lịch sử nước tương:

Nước chấm lên men được sản xuất từ đậu nành có một lịch sử rất lâu đời Trướcđây ở Việt Nam, nước tương lên men được sản xuất thủ công từ đậu nành chủ yếu ởnhững nơi người Hoa tập trung sinh sống Dần dần sau này chúng ta sản xuất theophương pháp thủy phân bằng acid ở cả miền Nam và miền Bắc Hiện nay người ta đangnghiên cứu sản xuất bằng phương pháp vi sinh Sự khác biệt về quy trình công nghệ sảnxuất, nguyên phụ liệu dẫn đến sự ra đời của các loại nước tương khác nhau như maggi,

xì dầu, nước tương lên men, nước tương hóa giải…

Trên thế giới, nước tương đã được biết đến không chỉ ở phương Đông mà cả vớiphương Tây Đơn cử là thương hiệu nước tương nổi tiếng Kikkoman của Nhật Bản đãđược phổ biến ở Mỹ, Nga Thị trường Việt Nam, cụ thể là trong hầu hết các siêu thị,nước tương ngoại trước kia khá ít ỏi Nhưng gần đây xuất hiện càng nhiều và chiếm thịphần khá tương đối Nguyên nhân chính của sự thay đổi này có lẽ là do tâm lý ngườitiêu dùng sau sự kiện 3-MCPD muốn dùng thử và dần tin tưởng, chấp nhận sản phẩmnước ngoài, vốn có sự kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm tốt hơn

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng trong nước tương:

Khi nói đến giá trị dinh dưỡng của nước tương, quan trọng nhất là hàm lượngđạm toàn phần và hàm lượng acid amin Tỷ lệ acid amin đối với đạm toàn phần cho biếtmức độ thủy phân triệt để nguồn protein từ nguyên liệu và tỷ lệ này càng cao càng tốt

Thành phần hóa học của nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, khâu phốichế và phương pháp sản xuất Nước tương được xem là ngon khi phải đảm bảo đượcyêu cầu về màu sắc, hương thơm, vị ngọt của đạm và đường

Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của nước tương (g/l)

Cơ sở khoa học của phương pháp sản xuất nước tương lên men là lợi dụng hệmen của vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm để thủy phân protein từnguyên liệu thành những chất dinh dưỡng trong nước tương Do vậy, quá trình nuôimốc tốt cho nhiều men sẽ tạo điều kiện thủy phân protein triệt để hơn, nâng cao năngsuất sử dụng nguyên liệu.

Phương pháp lên men sử dụng phản ứng thủy phân mà xúc tác là enzyme của visinh vật được sử dụng Dưới tác dụng của enzyme, thành phần nước tương thu được cóchứa chủ yếu các chất như acid amin, pepton, peptide có trọng lượng phân tử nhỏ, dễhấp thu vào cơ thể người

2.2.2 Nấm mốc Aspergillus oryzae :

Chủng vi sinh vật thường dùng trong sản xuất nước tương là nấm mốc

Aspergillus oryzae, vì đây là chủng có khả năng biến đổi tinh bột thành đường tạo cho

sản phẩm có vị ngọt Nấm mốc này khi mọc có màu vàng nên dân gian hay gọi là mốchoa cau

Aspergillus oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Pletascales, lớp Ascomycetes

(nang khuẩn) Cơ thể sinh trưởng của nó 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 bào

tế bào (nấm đa bào)

Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính

bào tử, ở đầu có cơ quan sinh sản vô tính Cuống đính bào tử của A.oryzae thường dài

1.0 – 2.0 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường Phía đầu cuống đính bào tử phồnglên gọi là bọng Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn dài gọi là những

tế bào hình chai Đầu của những tế bào hình chai phân chia thành những bào tử dính

vào nhau, nên gọi là đính bào tử Đính bào tử của A.oryzae có màu vàng lục, đây chính

là màu đặc trưng ở mốc

Tuy nhiên, A.oryzae có màu sắc và hình thái khá giống với A.flavus, một loại nấm

mốc tổng hợp độc tố aflatoxin gây bệnh ung thư

Hình 2.1: So sánh khuẩn lạc A.flavus và A.oryzae

Hình 2.2: So sánh hình thái cấu trúc A.flavus và A.oryzae

2.2.3 Enzyme mốc tổng hợp:

Nấm mốc Aspergillus oryzae sinh ra các enzyme như amylase, invertase,

protease, catase có khả năng phân giải tinh bột thành đường và protein thành acidamin

2.2.3.1 Amylase:

_ Amylase là tên gọi một nhóm enzyme thủy phân tinh bột, bao gồm nhiềuenzyme khác nhau về tính đặc hiệu khi tác dụng lên nhiều vị trí khác nhau trên mạchtinh bột như -amylase, -amylase, glucoamylase

_ Chủng A.oryzae tổng hợp nhiều enzyme amylase Đặc điểm -amylase là hoạt

động tối ưu khi pH 4.7 – 4.9 Khi bổ sung Ca2+

vào nguyên liệu sẽ làm tăng hoạt động của-amylase có khả năng phân giải đến 80 – 82% tinh bột đã hồ hóa thành maltose, tạo vịngọt cho sản phẩm Ngoài ra, glucoamylase có thể đường hóa tạo thành glucose

2.2.3.2 Protease:

_ Là nhóm enzyme có khả năng thủy phân đến 80% liên kết peptide của proteinđến sản phẩm cuối cùng là acid amin Protease được phân thành hai loại:Endopeptidase (enzyme nội bào) và Exopeptidase (enzyme ngoại bào).

_ Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, Exopeptidase chia thành hainhóm: Aminopeptidase và Carboxypeptidase

+ Aminopeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do trongchuỗi polypeptide để giải phóng ra một acid amin, một dipeptide hoặc tripeptide

+ Carboxypeptidase xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C trong chuỗipolypeptide để giải phóng ra một acid amin hoặc tripeptide

_ Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, Endopeptidase chia thành bốn nhóm:Serine proteinase, Cysteine proteinase, Aspartic proteinase, Metallo proteinase

+ Serine proteinase: là những proteinase có chứa nhóm –OH của gốcserine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với những hoạtđộng xúc tác của enzyme Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng pHkiềm và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng

+ Cysteine proteinase: là những proteinase có chứa nhóm –SH trong trungtâm hoạt động, thường hoạt động ở vùng có pH trung tính và có tính đặc hiệu cơ chấtrộng

+ Aspartic proteinase: hầu hết những aspartic proteinase đều thuộc nhómpepsin Nhóm pepsin gồm các enzyme tiêu hóa như chymosin, cathepsin, renin Cácaspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong tâm hoạt động và thường hoạt động ởvùng pH trung tính

+ Metallo proteinase: là những proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấmmốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn Các thường hoạt động ở vùng có pH trungtính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA

_ Ngoài ra, protease cũng được phân loại đơn giản thành ba nhóm: protease acid(pH 2 – 4), protease trung tính (pH 7 – 8), protease kiềm (pH 9 – 11)

2.2.3.4 Glucosidase:

_ Là enzyme oxy hóa khử, xúc tác oxy hóa glucose tạo thành acid gluconic

_ Hoạt động tối ưu với pH vào khoảng 5.5 – 5.8, nhiệt độ 30 – 400

C Tuy nhiên,trên 500

C thì hoạt lực enzyme giảm khá nhanh

2.2.4 Sản phẩm của quá trình thủy phân:

Cơ sở khoa học của quá trình thủy phân là sử dụng hệ enzyme amylase, protease

từ vi sinh vật tiết ra để phân giải tinh bột thành các loại đường maltose, glucose… vàphân giải protein thành polypeptide, peptide, các acid amin Ngoài ra còn có sự tạothành rượu, các acid hữu cơ Tất cả những hợp chất này tạo nên hương vị đặc trưng vàgiá trị dinh dưỡng cho nước tương

2.2.4.1 Acid amin:

Trong nước tương có nhiều acid amin như arginine, methionine, tryptophan,tyrosin, valine, serine, glycine, histidine, alanine, glutamic… Những acid amin này cùngvới di, tri, tetra – peptide làm cho nước tương có vị ngọt của đạm và mùi thơm của thịt

Nước tương sản xuất bằng phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả acidamin trong nguyên liệu đậu nành

2.2.4.2 Đường:

Trong nước tương có các loại đường như glucose, fructose, maltose, pentose…Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc nước tương

2.2.4.3 Acid hữu cơ:

Aicd hữu cơ có trong nước tương có liên quan mật thiết đến việc tạo hương vịđặc trưng cho sản phẩm Trong đó, acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (khoảng1.6%), tác dụng với nước tương tạo thành hợp chất lactat phenol Ngoài ra, còn có acidacetic 0.2%, acid sucinic 0.087 – 0.16%, acid formic 0.05% Muối của các acid này thamgia vào quá trình tạo vị cho sản phẩm

2.2.4.4 Chất màu:

Màu của nước tương chủ yếu do đường kết hợp với acid amin tạo nên Màu củanước tương lên men được hình thành dần dần từ màu vàng đến màu nâu nhạt, cuốicùng là màu nâu đậm

Sự hình thành màu của nước tương phụ thuộc vào nồng độ đường, acid amin vànhiệt độ Nếu tăng cường phản ứng giữa acid amin và đường sẽ không có lợi vì tạo ramelanoid Melanoid là chất mà cơ thể khó hấp thu và khi nồng độ của nó quá cao sẽ làmgiảm hương vị của sản phẩm Mặt khác, quá trình hình thành màu này gây ra tổn thấthàm lượng acid amin Để hạn chế điều này, ta chọn nguyên liệu có hàm lượng đườngthấp, tránh nâng cao nhiệt độ và thời gian thủy phân kéo quá dài

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của bánh dầu đậu phộng

Thành phần hóa học % theo chất khô

Glucid: là thành phần chủ yếu trong bánh dầu với chất cơ bản là tinh bột, thànhphần chính là những polysaccharide có khả năng tạo vị cho sản phẩm Vì vậy, glucid cótham gia vào quá trình tạo màu và mùi thơm cho sản phẩm

Lipid: hàm lượng lipid còn sót lại trong bánh dầu không cao khoảng 5 – 7% Nếuhàm lượng chất béo cao sẽ ảnh hưởng không tốt cho quá trình sản xuất, bảo quản nướctương Vì chất béo trong quá trình chế biến sẽ chuyển hóa thành acid béo tự do,glycerin và các sản phẩm phân hủy khác làm biến đổi mùi vị đặc trưng của nước tương

Bánh dầu có vai trò quyết định chất lượng trong quá trình tạo thành sản phẩm.Nếu bánh dầu không đạt được những chỉ tiêu chất lượng thì quá trình sản xuất sẽ gặp ítnhiều khó khăn và sản phẩm không đạt chất lượng như mong muốn

Bảo quản bánh dầu: do có tính hút ẩm, hấp phụ mùi mạnh nên khi bảo quảntrong kho cần phải khô ráo, thoáng khí Nhiệt độ khoảng thấp hơn 280C để đề phòngmối mọt Nếu bánh dầu bảo quản không đúng cách, sau một thời gian sẽ bị hôi mốc, sảnphẩm có mùi lạ, vị chua đắng không đạt chất lượng

2.3.1.2 Bột mì:

Hạt lúa mì sau khi nghiền nhuyễn tạo thành dạng bột gọi là bột mì

Protein của bột mì có 4 loại: albumin, glubolin, prolamin, glutelin Trong đó chủyếu là prolamin và glutelin chiếm 75%.

Trong bột mì, glucid chiếm tỷ lệ cao nhất và là thành phần chủ yếu cấu tạo nên

vỏ, nội nhũ của hạt lúa mì Trong thành phần tinh bột của bột mì có một lượng nhỏglucose (0.1 – 0.37%) và các loại đường khác (1.0 – 3.7%), có tầm quan trọng đặc biệtvới quá trình lên men

Lipid trong bột mì là nguyên nhân chính làm bột mì bị ôi chua khi nhiệt độ và độ

Bảng 2.4: Chỉ tiêu của muối

sẽ mất nước là khô lại Đồng thời quá trình bay hơi này sẽ mang theo một số ion như

Bảng 2.5: Sự tương quan giữa nồng độ muối và độ Be

Be Tùy theo mùi vị của sảnphẩm mà lượng nước muối cho vào sẽ khác nhau

Natri benzoate ở dạng bột màu trắng, không mùi, giá thành rẻ, bảo quản nơi khô,thoáng mát.

Đây là một chất bảo quản sản phẩm khi kiềm hãm sự phát triển và tiêu diệt hầuhết các loại vi khuẩn và nấm Natri benzoate hoạt động hiệu quả trong môi trường acid(pH<3.6) nên được sử dụng rộng rãi trong công nghệ bảo quản thực phẩm Tuy nhiênchất này có mùi kim loại nên dễ bị phát hiện, làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm

Khi natri benzoate tác dụng với acid ascorbic (vitamin C) sẽ tạo thành benzenmột chất gây ung thư, tuy nhiên nồng độ không đủ lớn để ảnh hưởng người việc tiêudùng Trung tâm Y tế dự phòng cho biết theo quy định, hàm lượng chất bảo quản natribenzoate trong thực phẩm không được vượt quá 1g/kg

2.3.1.6 Kali sorbate:

Công thức phân tử: C5H7COOK

Kali sorbate ở dạng tinh thể hoặc dạng bột, màu trắng hoặc hơi ngả sang vàng,

dễ tan trong nước theo tỷ lệ 1:1

Kali sorbate có tác dụng chống lại vi sinh vật khi ngăn cản sự phát triển của tếbào dinh dưỡng và hình thành bào tử

Kali sorbate cũng được công nhận là GRAS Ưu điểm nổi bật của chất này làkhông gây mùi lạ hay mất mùi tự nhiên của sản phẩm

Acid citric tồn tại trong các loại quả thuộc chi Citrus.

Ở nhiệt độ phòng, acid citric kết tinh màu trắng Khi bị đun nóng trên 1750

C, chấtnày bị phân hủy thành CO2 và nước

Hầu hết các quốc gia và tổ chức trên thế giới đều công nhận acid citric an toànkhi sử dụng trong thực phẩm Tuy nhiên trong sản xuất, khi tiếp xúc với liều lượng cao

dễ gây kích ứng da và mắt nên công nhân cần có đồ bảo hộ

2C12H22O10  (C12H18O9)2 + 4 H2O

Isosacchrosal Caramel vàng

3C12H22O10  C36H48O24 .H2O + 5 H2O

Isosacchrosal Caramel nâu

3C12H22O10  Caramelin nêu đen + H2O

Isosacchrosal

Caramel dùng trong sản xuất phải đạt tiêu chuẩn vệ sinh, không bị cặn đục khi đểlâu và hòa tan tốt trong nước.

Công thức cấu tạo: HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COONa

Natri glutamate hay còn gọi là bột ngọt là muối của acid glutamic

Dạng tinh thể màu trắng, có vị ngọt hơi mặn, tan nhiều trong nước, được sửdụng để tăng hương vị cho nước tương Khi ngâm vào nước, natri glutamate nhanhchóng tách thành các ion Na+ và gốc glutamate tự do Chính glutamate tạo nên vị ngọtcho sản phẩm

Khi sử dụng quá nhiều bột ngọt sẽ gây ra một vài triệu chứng dị ứng như nhứcđầu, chóng mặt, giảm trí nhớ… Natri glutamate được xếp vào loại excitotoxins (chấtđộc có tác dụng kích thích) Tổ chức FAO khuyến cáo đây là chất không nên lạm dụngnhiều, liều lượng cho phép là <10g/kg

Để nguộiĐậu nành

Nước cốtPhối chế

Đóng chai

Nước tương

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: T.S Nguyễn Hoài Hương

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men truyền thống ở Việt Nam

Ưu điểm:

Không dùng hóa chất nên không gây độc hại

Thiết bị đơn giản, không đòi hỏi đầu tư tốn kém

Nhược điểm:

Quá trình ủ mốc dễ bị xâm nhiễm bởi mốc lạ khác, do đó không dễ kiểm soát.Chủ yếu dựa vào kinh nghiệm người sản xuất

Chất lượng sản phẩm không ổn định

t0 = 60 – 700C mới trung hòa

Phối chế

LắngThanh trùng

Đóng chaiLọc tinh

Ưu điểm:

Thời gian quy trình sản xuất ngắn

Hiệu suất thủy phân cao

Sản phẩm giàu acid amin và mùi vị thơm ngon

Nhược điểm:

Thiết bị đầu tư tốn kém, đòi hỏi phải chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn

Độc hại với người trực tiếp sản xuất do dùng những tác nhân thủy phân mạnh nhưacid mạnh, kiềm mạnh, nhiệt độ và áp suất cao

Có thể một số acid amin bị phá hủy trong qúa trình thủy phân như lysin, arginin,cyctein, trytophan

Trong quá trình thủy phân ở nhiệt độ cao, acid chlohydric tác dụng các chất béo cònsót lại trong bánh dầu bị phân hủy sinh ra 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) và 3-monochloropropanol (3-MCPD) với hàm lượng cao, gây ung thư cho người tiêu dùng

Sự tạo thành 3-MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ

Đóng chai

Bã

Xay nhuyễn

Thủy phânBánh dầu

Phối chế

Thanh trùng

Lọc thôGia vị CaramelMuối

Hấp chín

Để nguộiCấy mốcNuôi mốc

ỦMốc giống

Lắng

Nước tương lên men hiện đại:

Quy trình:

Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ nước tương lên men hiện đại ở Việt Nam

Giống đưa vào sản xuất phải được phân lập, tuyển chọn kỹ

Hiệu suất thủy phân không cao, chỉ bằng khoảng 70 – 80% so với phương pháp hóagiải

Thời gian hoàn tất cả quá trình có thể kéo dài một đến hai tháng tùy theo yêu cầuchất lượng sản phẩm

2.3.3 Các giai đoạn chính:

2.3.3.1 Giai đoạn nuôi mốc:

Trong sản xuất, người ta cần giai đoạn nuôi cấy nấm mốc A.oryzae để thu nhiều

bào tử làm mốc giống Trước tiên, từ mốc giống được lưu trữ trong môi trường thạchnghiêng, sau đó được nhân giống ra môi trường gạo hoặc bột mì trong bình tam giác,sau đó mới được cấy vào môi trường nuôi mốc trong sản xuất nhằm tăng sinh khối, thuhỗn hợp enzyme thủy phân nguồn protid trong nguyên liệu

Phương pháp nuôi mốc bề mặt thường được sử dụng ở giai đoạn này Môitrường bánh dầu dạng rắn sẽ làm tăng khả năng không khí xâm nhập vào bên trong môitrường, giúp mốc có thể trao đổi chất dễ dàng và phân bố, phát triển đồng đều hơn.Mốc phát triển trên bề mặt hạt môi trường khi nhận được chất dinh dưỡng và sinh tổnghợp enzyme nội bào và ngoại bào Các enzyme ngoại bào thẩm thấu vào hạt môitrường, còn enzyme nội bào nằm trong sinh khối vi sinh vật Môi trường có độ xốp cao,

độ ẩm thích hợp sẽ thúc đẩy vi sinh vật phát triển tốt bên trong lòng môi trường Nếu

độ ẩm quá cao sẽ làm môi trường bết lại, độ ẩm quá thấp không thuận lợi cho mốc pháttriển

Bảng 2.6: Ưu và khuyết điểm phương pháp nuôi mốc trên bề mặt

Phương pháp nuôi mốc trên bề mặt

giản, đầu tư không tốn kém

_ Lượng enzyme tạo ra khá cao

_ Trong trường hợp nhiễm vi sinh vật lạ dễ phát hiện và xử lý Do môitrường nuôi cấy tĩnh, không có sự xáo trộn nên chỉ cần loại bỏ khuvực bị nhiễm

Khuyết điểm _ Tốn diện tích khá lớn khi nuôi mốc

Điều kiện sinh trưởng của nấm mốc Aspergillus oryzae :

_ Độ ẩm của môi trường: độ ẩm tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấmmốc là 55 – 58% Độ ẩm môi trường thích hợp cho sự hình thành bào tử là khoảng 45%.Cần giữ cho độ ẩm này không bị giảm trong quá trình mốc phát triển

_ Độ ẩm tương đối của không khí: từ 80% trở lên đến bão hòa đều thích hợp chonấm mốc Trong phòng nuôi mốc cần giữ độ ẩm không khí để môi trường không bị khô

_ Ảnh hưởng của không khí: A.oryzae là vi sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát

triển bình thường khi đầy đủ oxy Để đáp ứng điều này, nguyên liệu nuôi mốc phải xốp,rải thành lớp mỏng không dày quá 3 cm, phòng nuôi mốc phải thoáng, có sự trao đổikhông khí với bên ngoài

_ Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp để tạo ra enzyme của A.oryzae là

khoảng 28 – 320

C Trong quá trình nuôi mốc, nhiệt độ có quan hệ trực tiếp việc tăngsinh khối và sinh sản của mốc Nhiệt độ trong lòng khối nguyên liệu sẽ tăng dần theo sựphát triển của mốc và có thể đạt đến 450

C Điều này làm giảm độ ẩm môi trường, mốcchậm phát triển Chính vì vậy ta cần phải đảo mốc để điều hòa nhiệt độ và độ ẩm trongkhối nguyên liệu nhằm xúc tiến sự tăng trưởng của nấm mốc

_ Thời gian nuôi mốc: hầu hết các chủng A.oryzae có hoạt lực amylase đạt cực

đại vào khoảng thời gian 30 – 36 giờ, sau đó là hoạt lực cực đại của protease vàokhoảng thời gian 36 – 42 giờ

_ pH: môi trường thích hợp cho A.oryzae là môi trường acid yếu 5.5 – 6.5 Các

nguyên liệu nuôi mốc như đậu nành, cám, ngô thường có sẵn pH ở khoảng này nênkhông cần phải điều chỉnh

2.3.3.2 Giai đoạn thủy phân:

Giai đoạn thủy phân có tầm quan trọng không kém giai đoạn nuôi mốc Nếu thủyphân không đúng kỹ thuật thì sản phẩm không đạt yêu cầu, hiệu suất sử dụng nguyênliệu thấp, giá thành sản phẩm cao

Có 3 yếu tố rất quan trọng trong thủy phân đó là lượng nước cho vào, thời gian

_ Thời gian thủy phân: tùy theo nguyên liệu sử dụng, chất lượng mốc mà thờigian thủy phân dài hay ngắn Ta có thể dựa vào sự tăng giảm của N formol để quyếtđịnh thời gian kết thúc giai đoạn

Ngoài ra, để tăng hiệu quả của quá trình thủy phân, người ta thường bổ sungthêm enzyme thương mại Sử dụng thiết bị thủy phân có cánh khuấy nhằm tạo sự tiếpxúc tốt nhất giữa enzyme và cơ chất

2.3.4 Thuyết minh quy trình sản xuất nước tương hiện đại:

2.3.4.1 Xay:

Mục đích:

Xay nhuyễn nhằm tăng diện tích tiếp xúc cho bề mặt nguyên liệu

Tạo thuận lợi cho quá trình hấp thu nước và gia nhiệt

Biến đổi:

Yêu cầu sau khi xay, hạt nguyên liệu nên có kích thước 1 – 2 mm Kích thướckhông nên quá nhỏ vì sẽ làm giảm hiệu suất tận dụng nguyên liệu và tốn năng lượngkhông cần thiết Ngược lại, kích thước hạt không nên quá lớn sẽ gây vón cục khi thủyphân, giảm hiệu suất sử dụng nguyên liệu

Thực tế sau khi xay, một lượng nguyên liệu bị thất thoát vì sót lại trong máy

Hình 2.6: Máy xay nguyên liệu

2.3.4.2 Hấp:

Mục đích:

Tiệt trùng nguyên liệu, khai thác chất dinh dưỡng trong nguyên liệu

Tạo độ ẩm thích hợp cho bánh dầu khi đến giai đoạn cấy mốc

Biến đổi:

Nguyên liệu chín trở thành một môi trường thích hợp cho sự phát triển của mốc.Cấu trúc hạt tinh bột và protein cũng thay đổi, nguyên liệu trở nên mềm hơn.

Protein sau khi hấp, một phần biến đổi thành protein có tính hòa tan hoặc tínhacid, còn tinh bột bị hồ hóa biến thành tinh bột có tính hòa tan và đường

Nhiệt độ 1210C, áp suất 1-2kg/cm2, thời gian 90 phút

Có sự bay hơi nước, làm giảm độ ẩm trên bề mặt khối nguyên liệu

Có thể làm nguội tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng cách rải đều nguyên liệu thànhlớp mỏng, xới lên và dùng quạt thổi Làm nguội cưỡng bức sẽ tăng oxy trong khốinguyên liệu giúp cho quá trình nuôi mốc tốt hơn

2.3.4.4 Cấy mốc:

Mục đích:

Mốc là cơ sở để sản xuất nước tương lên men, vì vậy chất lượng mốc ảnh hưởngtrực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng nguyên liệu, chính vì vậy giaiđoạn cấy mốc khá quan trọng

Thực hiện:

Thao tác bóp, trộn liên tục sao cho lượng mốc cấy vào phải được phân phối đềuvào khối nguyên liệu Cho thêm nước tạo độ ẩm thích hợp như vậy mốc mới phát triểntốt

2.3.4.5 Nuôi mốc:

Mục đích:

Tạo điều kiện tối ưu cho mốc phát triển

Khai thác tối đa hệ enzyme đặc biệt là protease và amylase có hoạt lực cao

Nhiệt độ của khối ủ sẽ tăng lên theo sự phát triển của mốc và có thể đạt 450

C Vìvậy ta phải đảo mốc để điều hòa nhiệt độ và giữ độ ẩm trong khối nguyên liệu

Nhiệt độ phòng 28 – 320

C và lượng nước cho khối nguyên liệu khoảng 27 – 37%

sẽ cho hoạt tính enzyme protease cao nhất

Hình 2.8: Giàn khay nuôi mốc

C khuấy đảo liên tục trong vòng 24h Trong điều kiện này, mốc sẽ sinhtrưởng tối đa, sinh nhiều enzyme để thủy phân protein trong nguyên liệu

Cuối giai đoạn này, hỗn hợp có độ nhớt thấp, màu vàng rơm, cho muối vào hỗnhợp trước khi bơm qua bồn ủ Theo nghiên cứu cho thấy với dung dịch muối 20% trộnvào nguyên liệu theo tỷ lệ từ 25 – 30% rất tốt cho enzyme hoạt động, thúc đẩy quá trìnhthủy phân

Vai trò của nước muối góp phần thúc đẩy quá trình thủy phân nhanh hơn, kiềmhãm vi sinh vật gây hư hỏng, tạo ra mùi vị theo yêu cầu của sản phẩm

Hình 2.9: Thiết bị thủy phân

Nhiệt độ trong lòng dịch ủ tăng dần vì quá trình thủy phân sinh ra nhiệt Thờigian ủ tùy thuộc vào hiệu suất thủy phân tạo thành acid amin, thường kéo dài 30 ngàyvào tháng nắng hoặc dài hơn vào tháng mưa