Công nghệ lên men truyền thống - tương

Tương là một sản phẩm truyền thống có từ lâu đời. Tương là một gia vị rất thông dụng trong mâm cơm của người Việt Nam và một số nước Châu Á khác, nó có nguồn gốc từ Trung Quốc. Từ ngày xưa, người ta đã biết cách làm tương từ hạt đậu nành. Vậy tương chính là sản phẩm thủy phân protein từ đậu nành.Có rất nhiều phương pháp truyền thống làm tương. Các phương pháp này mang đặc trưng riêng của từng vùng. Ở Việt Nam có các loại tương nổi tiếng như sau: tươngTương Cự Đà ( Hà Tây),tương Nam Đàn (Nghệ Tĩnh),tương Bần (Hải Hưng). Ở các nước Châu Á khác: Nhật bản: kikkoman, shoyu, tamari…, Trung Quốc: tương tàu…

CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -1- MỞ ĐẦU Tương là một sản phẩm truyền thống có từ lâu đời. Tương là một gia vị rất thông dụng trong mâm cơm của người Việt Nam và một số nước Châu Á khác, nó có nguồn gốc từ Trung Quốc. Từ ngày xưa, người ta đã biết cách làm tương từ hạt đậu nành. Vậy tương chính là sản phẩm thủy phân protein từ đậu nành.Có rất nhiều phương pháp truyền thống làm tương. Các phương pháp này mang đặc trưng riêng của từng vùng. Ở Việt Nam có các loại tương nổi tiếng như sau: tươngTương Cự Đà ( Hà Tây),tương Nam Đàn (Nghệ Tĩnh),tương Bần (Hải Hưng). Ở các nước Châu Á khác: Nhật bản: kikkoman, shoyu, tamari…, Trung Quốc: tương tàu… Hiện nay, người ta đã chuyển cách làm tương thủ công sang quy mô công nghiệp để sản xuất liên tục, như vậy mới đáp ứng được nhu cầ u của người tiêu dùng. Trong bài tiểu luận này, nhóm em sẽ giới thiệu một cách cơ bản về phương pháp làm tương truyền thống và công nghệ sản xuất hiện đại. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -2- Chương 1 : NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TƯƠNG 1.1. Nguồn protein:[1] Đậu nành, đậu phộng. Trong đó, đậu nành được sử dụng là chủ yếu vì protein trong đậu nành cao hơn và đậu nành chứa đầy đủ các acid amin giống acid amin thịt, trứng. Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merril. Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau. Trong đó đậu nành màu vàng là loại tốt nhất được trồng và sử dụng nhiều. Hình 1: Một số loại hạt đậu nành Hạt đậu nành gồm ba bộ phận: Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt. Phôi chiếm 2%. Tử diệp chiếm 90%. Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt đậu nành. Thành phần Tỷ lệ Protein (%) Dầu(%) Tro(%) Hydratecarbon( %) Hạt đậu nành nguyên 100 40,0 21,0 4,9 34,0 Tử diệp 90,3 43,0 23,0 5,0 29,0 Vỏ hạt 8 8,8 1,0 4,3 86,0 Phôi 2,4 41,1 11,0 4,4 43,0 Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỷ lượng rất lớn. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài methyonine và tryptophane còn có các acid amin khác với số lượng khá cao tương đương lượng acid amin có trong thịt. Trong protein đậu nành, globuline chiếm 85 – 95% ngoài ra còn có một lượng như albumin, một lượng không đáng kể prolamin và glutenlin. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -3- Bảng 2: Thành phần acid amin trong đậu nành. Acid amin Hàm lượng (%) Izoleucine 1,1 Leucine 7,7 Lyzine 5,9 Methionine 1,6 Cysteine 1,3 Phenylalanine 5,0 Treonine 4,3 Tritophan 1,3 Valine 5,4 Histidine 2,6 Bảng 3: Thành phần hydratecarbon trong đậu nành. Hydratecarbon Hàm lượng (%) Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,4 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1 Hydratecarbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydratecarbon có thể chia làm hai loại: loại tan và không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng hydratecarbon. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn và Fe. Hàm lượng các chất khoáng này như trình bày ở bảng 10. Ngoài ra, đậu nành còn chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -4- Bảng 4: Thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành. Chất khoáng Hàm lượng (%) Ca 0,16 – 0,47 P 0,41 – 0,82 Mn 0,22 – 0,24 Zn 37 mg/kg Fe 90 – 150 mg/kg Bảng 5: Thành phần vitamin trong hạt đậu nành. Các vitamin Hàm lượng (mg/kg) Thiamin 11,0 – 17,5 Riboflavin 3,4 – 3,6 Niacine 21,4 – 23,0 Pirydoxin 7,1 – 12,0 Biotin 0,8 Acid tantothenic 13,0 – 21,5 Acid folic 1,9 Inoxiton 2300 Vitamin A 0,18 – 2,43 Vitamin E 1,4 Vitamin K 1,9 Đậu nành là loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, muối khoáng và vitamin. Chính vì thế, đậu nành là một nguồn thực phẩm quan trọng và được trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Mỹ, Brazil. Ở Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc và Nam. 1.2. Nguồn tinh bột:[1] 1.2.1. Gạo nếp: Gạo nếp được dùng trong sản xuất tương không bị mọt, không mốc. Thành phần hóa học của g ạo nếp như sau: Bảng 6: Thành phần hóa học của gạo nếp. Thành phần Hàm lượng (%) Nước 14 Glucid 74,9 Protein 8,2 Lipid 1,5 CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -5- Protein của gạo nếp chủ yếu là glutelin (oryzeine) và glubuline. Ngoài ra còn có ít lân Cozine và prolamin. Glucid của gạo nếp chủ yếu là tinh bột, đường, cellulose, hemicellulose. Trong tinh bột chủ yếu là amylopectin, các chất khoáng có phosphor, kali, magie. Ngoài ra còn chứa một số vitamin như B 1 , B 2 , B 6 , PP, E. 1.2.2. Gạo tẻ: Cũng như gạo nếp, gạo tẻ được dùng trong sản xuất tương không được mốc, không mọt. Thành phần trung bình của gạo tẻ như sau: Bảng 7: Thành phần hóa học của gạo tẻ. Thành phần Hàm lượng (%) Nước 13,84 Glucid 77,55 Protein 7,35 Lipid 0,52 Cellulose 0,18 Muối khoáng 0,54 1.2.3. Bột mì: Bảng 8: Thành phần hóa học của bột mì. Thành phần Hàm lượng (%) Nước 11,6 Glucid 73,80 Protein 12,48 Lipid 1,78 Vitamin B 1 0,48 PP 76 Ca 36 Protein của bột mì có 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin. Trong đó chủ yếu là glutelin và prolamin chiếm khoảng 75% tổng lượng protein. 1.2.4. Bắp: Bảng 9: Thành phần hóa học của bắp Thành phần Bắp hạt Bắp mảnh Nước 12 11,4 Glucid 72 78,9 CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -6- Protein 9 8,5 Lipid 4,8 0,8 Cellulose 1,5 0,4 Muối khoáng 1,2 0,4 1.3. Muối: Muối dùng trong sản xuất tương thường là NaCl, phải có độ tinh khiết 92 – 97%, khi pha vào nước không có vị chat. 1.4. Nước: Nước dùng trong sản xuất tương có độ cứng trung bình 8 – 17 o (1 o tương đương 10 mg CaO/ lít hay 7,19 mg MgO/ lít nước). Các chất khoáng và các chất hữu cơ khác không được quá 500 – 600 mg/l. Lượng vi sinh vật không được quá 20 – 100/cm 3 nước. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -7- Chương 2 : VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT TƯƠNG[2] Trong phương pháp cổ truyền, nhạn dân ta thường dùg vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. Thường là các loài nấm mốc: Mucor mucedo, M.rouxii, Rhizopus nigicans, Aspergillus oryzae, A.flavus, A.niger, P.notatum, P.expansum, Monilia sitofila, Trichoderma lignorum. Chính vì thế trong nguyên liệu nấm mốc thấy có nhiều màu sắc khác nhau. Các nghiên cứu về tương cho thấy nấm mốc có ý nghĩa lớn nhất trong sản xuất tương là nấm mốc Aspergillus oryzae. Trong sản xuất tương công nghiệp ứng dụng chủ yếu nấm mốc A.oryzae thuầ n chủng, khi phát triển trong khối nấm mốc thấy chỉ có màu vàng. Sau đây là một số đặc điểm của nấm mốc: Aspergillus oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Plectascales 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). Hình 2: Aspergillus oryzae. 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 phồng lên CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -8- gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài gọi là những tế bào hình chai. Đầu các 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, chính là màu ta thường thấy ở mốc tương. Trong sản xuất tương ta cần nuôi cấy nấm mốc A.oryzae để thu được nhiều bào tử làm mốc giống, hoặc để thu nhiều men thủy phân. Các điều kiệ n nuôi cấy A.oryzae có thể tóm tắt như sau: 1. Độ ẩm của môi trường: Độ ẩm của môi trường tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấm mốc là 55- 58%. Độ ẩm môi trường thích hợp sự hình thành bào tử là khoảng 45%. Cần giữ cho độ ẩm môi trưởng không bị giảm trong quá trình phát triển. 2. Độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm từ 80% trở lên đến bão hòa đều thích hợp cho nấm m ốc. Trong phòng nuôi cần giữ cho độ ẩm không khí bão hòa để tránh cho môi trường khỏi khô. 3. Ảnh hưởng của không khí: A.oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển bình thường khi đầy đủ oxy. Để đáp ứng điều kiện nuôi này môi trường nuôi phải xốp, rải thành lớp khôg dày quá 2,5 – 3cm, phòng nuôi phải thoáng. Theo thực nghiệm, để thỏa mãn cho sư hô hấp của A.oryzae trong toản bộ chu kỳ phát triển cứ 1 kh môi trường cần khoảng 1,7m 3 không khí. A.oryzae phát triển bình thường khi nồng độ CO 2 trong khí quyển lên tới 8%. 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và hình thành enzyme của A.oryzae là khoảng 28 – 32 o C. Nhiệt độ do nấm mốc tỏa ra môi trường có thể bị nóng lên 40 o C hoặc hơn. Cần giữ cho nhiệt độ môi trường không xuống dưới 27 o C và không cao quá 36 o C. 5. Thời gian nuôi nấm mốc: Hầu hết các chủng A.oryzae có hoạt động cực đại của amylase ở khoảng giờ thứ 30 – 36, rồi sau đó là cực đại của protease ở giờ thứ 36 – 42. Một số chủng cho hai cực đại của enzyme, ví dụ cực đại amylase ở giờ thứ 36 và giờ 60. Thời gian nuôi mốc giống thường hết 60 – 70 giờ. 6. pH: Thích hợp cho A.oryzae là môi trường acid yếu 5,5 – 6,5. Các môi trường tự nhiên từ cám, đậu, ngô thường có sẵn pH ở khoảng này nên không cần điều chỉnh. Đôi khi khả năng sinh bào tử của nấm mốc bị yếu hoặc mất hẳn. Để khôi phục khả năng này có thể nuôi nấm mốc trong ánh sáng khuếch tán trong một vài thế hệ. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -9- Khác với mốc tương, trong quá trình ngâm nước đậu hoạt động của các nấm mốc không thể hiện. Vi khuẩn thường gặp trong nước đẫu là thuộc nhóm Bacillus subtilis-mensentericus có khả năng phân giải protein. Nấm men thường gặp trên bề mặt của nước đậu thuộc các giống Oidium và Geotrichum. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -10- Chương 3 : HÓA SINH TRONG SẢN XUẤT TƯƠNG Bản chất hóa sinh chủ yếu nhất trong quá trình sản xuất tương là sự thủy phân tinh bột (chủ yếu là của gạo) và thủy phân protein (chủ yếu là của đậu) bởi các enzyme amylase và protease do vi sinh vật tạo ra. Ngoài ra do hoạt động của một số vi sinh vật tạo hương và những phản ứng hóa học thứ cấp, một số chất có hương vị đặc biệt đã được hình thành và làm cho tương có hươ ng vị riêng của nó. Mặt khác cũng cần nhận thấy rằng trong sản xuất đã sử dụng một hệ vi sinh vật tự nhiên có nhiều loài vi khuẩn, nấm mốc khác nhau mà quá trình trao đồi chất của chúng đã được hình thành những sản phẩm có hương vị không tốt, hoặc một số chất kháng sinh, độc tố có hại cho cơ thể. Điều này giải thích tại sao một số người không thích tương. Quá trình sản xuất tương cổ truyền có thể chia ra làm ba giai đoạn: làm mốc tương, làm nước đậu và ngả tương (tức trộn hai bán thành phẩm trên). Sau đây trình bày các biến đổi chủ yếu trong các giai đoạn này: 3.1. Biến đổi hoạt động enzyme amylase, protease và hàm lượng đường khử trong quá trình ủ mốc tương:[2] Trong quá trình ủ mốc tương thủ công, hoạt động amylase của mốc tương thường đạt tới cực đại sau 5 ngày, ti ếp đó giảm dần. Hoạt động protease của mốc đạt tới cực đại sau sáu ngày, rồi giảm tương đối nhanh. Hàm lượng đường khử cùng đạt tới cực đại ở ngày thứ năm (26,2%). Như vậy trong phương pháp ủ thủ công tự nhiên, nấm mốc phát triển chậm, và mốc thích hợp để đem muối hoặc ngả tương chỉ vào khoảng 5 – 6 ngày sau khi ủ. Các thí nghiệm ủ mốc xôi theo phương pháp gieo cấy mốc giống A.oryzae thuần khiết và ủ trong điều kiện thích hợp (nhiệt độ 30 – 32 o C, độ ẩm xôi 55%, độ ẩm không khí 85 – 100%) cho thấy hoạt động của amylase đạt tới cực đại chỉ sau 30 – 36 giờ. Lượng đường khử có thể lên tới 20% sau 36 giờ nuôi cấy và lên tới 34% sau 65 giờ. Như vậy ta thấy việc sử dụng vi sinh vật thuần chủng và nuôi cấy thích hợp làm quá trình sản xuất mốc đều tăng nhiều. Đây chính là phương hướng để cải tiến việc sản xu ất mốc tương. 3.2. Biến đổi hoạt động amylase, protease và hàm lượng các dạng đạm trong quá trình làm nước đậu:[2] Phần cái và phần lỏng của nước đậu tuy khác nhau, nhưng các biến đổi trong hai phần này có nhiều điểm tương tự nhau. Các nghiên cứu cho thấy hoạt động amylase của nước đậu đạt tới cực đại ở khoảng 9 – 10 ngày sau khi ngâm. Hoạt động protease đạt tới cực đại ở ngày th ứ 9. . phương pháp làm tương truyền thống và công nghệ sản xuất hiện đại. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -2 - Chương 1 : NGUYÊN. CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG http://www.ebook.edu.vn -1 - MỞ ĐẦU Tương là một sản phẩm truyền thống có từ lâu đời. Tương là một gia