ỨNG DỤNG VI SINH vật TRONG sản XUẤT lên MEN từ đậu NÀNH

LỜI CẢM ƠN Em có kiến thức trưởng thành ngày hôm nhờ công lao lớn thầy Khoa Cơng nghệ Hố học, thầy cô thuộc Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM Do vậy, lời em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy cô – người hết lịng dìu dắt em đường học vấn Đặc biệt, em xin tỏ ghi ơn sâu sắc đến cô Lưu Thị Ngọc Anh, cô tận tình hướng dẫn, quan tâm dạy để em hoàn thành luận văn Con xin cảm ơn ba mẹ gia đình ln chỗ dựa vững cho con, động viên, khuyến khích tạo điều kiện cho học tập tốt i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG MỤC LỤC HÌNH i ii v vi Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT NÓI CHUNG v 1.1 Sơ lược lịch sử phát triển vi sinh vật học 1.2 Vị trí vi sinh vật sinh giới 1.2-Các đặc điểm chung vi sinh vật 1.3 Hình thái cấu tạo tế bào vi sinh vật 12 1.3.1 Vi khuẩn 12 1.3.2 Nấm men 15 1.3.3 Nấm mốc 16 1.4 Vai trò vi sinh vật 18 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN 20 2.1 Khái niêm chung: 20 2.2 Bản chất trình lên men 20 2.3 Cơ chế điều hịa phản ứng hóa học q trình lên men 21 2.4 Các chu trình lên men 25 2.4.1 Sơ đồ Embden – Meyerhof – Parnas 25 2.4.2 Chu trình pentozaphosphate 27 2.4.3 Chu trình tricacboxylic (Krebs): 27 2.5 Điều kiện trình lên men 29 2.5.1 Các cấu tử môi trường lên men 29 2.5.2 Các tác nhân bên 30 2.5.3 Tác nhân gây lên men - vi sinh vật 30 Chương 3: GIỚI THIỆU MỘT SỐ SẢN PHẨM LÊN MEN TRUYỀN THỐNG 31 3.1 Đặc điểm chung thực phẩm lên men truyền thống 31 3.2 Thực phẩm lên men nấm mốc 31 3.2.1 Vai trò nấm mốc lên men thực phẩm 31 3.2.2 Một số thực phẩm lên men nấm mốc 32 3.3 Thực phẩm lên men vi khuẩn 32 3.3.1 Vai trò vi khuẩn lên men thực phẩm 32 ii 3.3.2 Một số thực phẩm lên men vi khuẩn 33 3.4 Thực phẩm lên men nấm men 34 3.4.1 Vai trò nấm men 34 3.4.2 Một số sản phẩm lên men nấm men 34 3.5 Thực phẩm lên men nấm mốc nấm men 34 3.6 Thực phẩm lên men vi khuẩn nấm men 34 3.6.1 Rượu vang 34 3.6.2 Nước chiết thực vật lên men 35 3.7 Thực phẩm lên men nhờ nấm mốc vi khuẩn 35 3.8 Các sản phẩm lên men từ đậu nành hạt ngũ cốc 35 3.8.1 Khái quát chung đậu nành 35 3.8.2 Các sản phẩm chế biến từ đậu nành 40 Chương 4: ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT DÙNG TRONG LÊN MEN ĐẬU NÀNH 42 4.1 Vi sinh vật thường có lên men đậu nành 42 4.2 Vi sinh vật sản xuất tương 42 4.3 Vi sinh vật sản xuất nước chấm 43 4.4 Vi sinh vật sản xuất chao 45 Chương 5: CÔNG NGHỆ TẠO GIỐNG VI SINH VẬT 48 5.1 Vai trò giống 48 5.2 Yêu cầu giống vi sinh vật 48 5.3 Kỹ thuật tạo giống dùng sản xuất công nghiệp 49 5.3.1 Phân lập giống tự nhiên 49 5.3.2 Phân lập giống điều kiện sản xuất 51 5.3.3 Phân lập giống ống giống thối hóa 52 5.4 Sản xuất mốc giống sản xuất tương 53 5.4.1 Phương pháp sản xuất mốc tương thủ công(dân gian) 53 5.4.2 Phương pháp sản xuất mốc tương công nghiệp 56 5.4.3 Phương pháp làm mốc tương nước khác 58 5.5 Sản xuất mốc giống sản xuất chao 60 5.5.1 Theo phương pháp truyền thống: 60 5.5.2 Theo phương pháp công nghiệp: 60 5.6 Sản xuất mốc giống công nghệ sản xuất nước chấm 63 Chương 6: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH 64 iii 6.1 Sản xuất chao 64 6.1.1 Tổng quan chao 64 6.1.2 Qui trình làm chao Việt Nam 65 6.1.3 Sản xuất chao theo phương pháp đại 68 6.2 Sản xuất nước chấm 75 6.2.1 Quy trình công nghệ 75 6.2.2 Giải thích quy trình 76 6.3 Sản xuất tương 79 6.3.1 Kỹ thuật sản xuất tương thủ công 79 6.3.2 Kỹ thuật sản xuất tương công nghiệp: 81 6.3.3 Giá trị dinh dưỡng tương 82 6.4 Miso 83 6.4.1 Rice Miso 86 6.4.2 Barley Miso 989 Chương 7: CHẤT LƯỢNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM 94 7.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm lên men truyền 94 7.2 Tình hình sản xuất nay: 94 7.2.1 Nước tương 94 7.2.2 Tương 95 7.2.3 Chao 96 Chương 8: TIỀM NĂNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG 97 8.1 Tiềm 97 8.2 Phương hướng .97 8.2.1 Qui trình cơng nghệ sản xuất nước tương phương pháp lên men 98 8.2.2 Qui trình cơng nghệ sản xuất nước tương phương pháp lên men cải tiến 99 8.2.3 Qui trình cơng nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp kết hợp: 100 Chương 9: KẾT LUẬN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 iv MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Niên biểu số cống hiến L.Pastuer vi sinh vật học Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng 100g hạt đậu nành 36 Bảng 3.2 Thành phần hóa học thành phần hạt đậu nành 37 Bảng 3.3 Thành phần acid amin protein đậu nành 38 Bảng 3.4 Thành phần carbohydrat đậu nành 39 Bảng 3.5 Thành phần vitamin đậu nành 39 Bảng 6.1 Thành phần hoá học chao 65 Bảng 6.2 Thành phần hoá học tương 83 Bảng 6.3 Thành phần hóa học số loại tương tỉnh phía Bắc 83 Bảng 6.4 Thành phần hoá học Miso 84 Bảng 6.5 Thành phẩn hóa học Kome Ama Miso 88 Bảng 6.6 Thành phẩn hóa học Kome Kara Miso 89 Bảng 6.7 Thành phẩn hóa học Hishiho Miso 90 Bảng 6.8 Thành phẩn hóa học Mugi Miso 92 v MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống phân loại giới sinh vật Hình 1.2 Hệ thống phân loại giới sinh vật Hình 1.3 Hệ thống phân loại giới sinh vật Hình 1.4 Hệ thống lĩnh giới (domain) Hình 1.5 Một số loại virus Hình 1.6 Thước ghi kích thước dạng Hình1.7 Các vết tích xuất vi sinh vật 11 Hình 2.1 Sơ đồ phosphryl hóa – oxy hóa 24 Hình 2.2 Sơ đồ Embden – Meyerhof – Parnas 26 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên tắc làm việc chu trình Krebs 27 Hình 4.1 Khuẩn lạc Aspergillus oryzae 45 Hình 4.2 Apergillus oryzae 45 Hình 4.3 Actinomucor elegans 48 Hình 5.1 Sơ đồ làm mốc thông thường 54 Hình 5.2 Sơ đồ làm mốc kiểu Cự Đà 57 Hình 5.3 Sơ đồ chuẩn bị giống lên men sử dụng trình chế biến đậu Hàn Quốc Nhật Bản 60 Hình 5.4 Qui trình sản xuất giống vi sinh vật 63 Hình 6.1 Quy trình sản xuất chao nước 70 Hình 6.2 Actinormucor elegans phát triển bánh đậu 75 Hình 6.3 Quy trình sản xuất nước chấm 76 Hình 6.4 Sơ đồ quy trình sản xuất tương bắc 70 Hình 6.5 Sơ đồ quy trình sản xuất mốc trung gian 82 vi Hình 6.6 Rice Miso 88 Hình 6.7 Kome Ama 88 Hình 6.8 Quy trình sản xuất Kome ama Miso 89 Hình 6.9 quy trình sản xuất Kome kara Miso 90 Hình 6.10 quy trình sản xuất Hishiho Miso 91 Hình6.11 Mugi Miso 93 Hình 6.12 quy trình sản xuất Mugi Miso 93 Hình 7.1 Độc tố Aflatoxin B1 96 Hình 7.2 Aspergillus flavus 97 Hình 8.2 Quy trình sản xuất nước tương phương pháp lên men 99 Hình 8.2 Quy trình sản xuất nước tương phương pháp lên men cải tiến100 vii Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT NÓI CHUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT NÓI CHUNG 1.1 Sơ lược lịch sử phát triển vi sinh vật học:[10] Từ cổ xưa, chưa nhận thức tồn vi sinh vật, loài người biết nhiều tác dụng vi sinh vật gây nên Trong sản xuất đời sống, người tích lũy nhiều kinh nghiệm biện pháp lợi dụng vi sinh vật có ích phịng tránh vi sinh vật có hại Trên vật giử lại từ thời cổ Hy Lạp, người ta thấy minh họa trình nấu rượu Những tài liệu khảo cổ chu biết cách 6000 năm, người dân Ai Cập dọc sông Nile có tập quán nấu rượu Ở Trung Quốc rượu sản xuất từ thời đại văn hóa Long Sơn (cách 4000 năm ) Việc lên men lactic (muối dưa ) thực từ năm 3500 năm trước công nguyên Muối dưa , làm dấm, làm tương v v biện pháp hữu hiệu để sử dụng khống chế vi sinh vật phục vụ cho việc chế biến bảo quản thực phẩm Việc sáng tạo hình thức ủ phân, ngâm phân, ngâm gai, xếp ải, trồng luân canh với họ đậu biện pháp tài tình mà tổ tiên ta từ lâu biết phát huy tác dụng vi sinh vật nơng nghiệp Người có cơng phát giới vi sinh vật người miêu tả hình thái nhiều loại vi sinh vật người Hà Lan, vốn người học nghề hiệu bn vải Đó Antonie van Leeuwenhoek (1632 – 1723) Ông tự chế 400 kính hiển vi, có phóng đại đến 270 lần Năm 1670 ơng nhìn thấy vi khuẩn động vật nguyên sinh ông gọi “động vật vơ nhỏ bé” Qua ơng miêu tả hình thái dạng chuyển động nhiều loại vi sinh vật Nhiều báo ông cơng bố tạp chí Triết học học hội hồng gia Anh năm 1680 ơng bầu làm thành viên học hội Từ thập kỉ 60 kỉ 19 bắt đầu thời kì nghiên cứu sinh lí học vi sinh vật Người có cơng lớn việc này, người sau coi ông tổ vi sinh vật học nhà khoa học người Pháp Louis Pasteur (1822 – 1895) Khó mà tóm tắt khối lượng phát đồ sộ mà Luis Pasteur cống hiến cho nhân loại Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT NÓI CHUNG Bảng 1.1: Niên biểu số cống hiến L.Pastuer vi sinh vật học: Năm Cống hiến Chứng minh nhiều trinh lên men (etilic, lastic, axetic ) 1854 – 1864 sinh vật gây nên Nhận giải thưởng đặc biệt viện hàng lâm khoa học Pháp việc 1862 phủ định học thuyết Tự sinh (spontaneous-generation hypotheis) Chứng minh vi khuẩn nguồn gốc bệnh than 1863 Phát nguyên nhân bệnh bào tử trùng tằm đề xuất biện pháp phòng tránh 1865 Phát phẩy khuẩn gây bệnh 1877 Phát tụ cầu khuẩn gây bệnh 1880 Phát liên cầu khuẩn gây bệnh 1880 Tìm vacxin chống bệnh dịch tả gà nhờ sử dụng vi khuẩn chuyển sang dạng độc lực Phát não mô cầu khuẩn ( với Chamberland, Roux 1880 Thuillier) 1880 Tìm vacxin chống bệnh than 1881 Phát tụ huyết khuẩn lợn ( với Thuillier) Nghiên cứu vacxin chống bệnh dại Ngày 6-7-1885 em bé tuổi 1883 Joseph Meister người cứu sống nhờ vacxin chống L.Pastuer Trở thành viện trưởng bệnh viện Paster Paris (cho 1880 - 1885 đến qua đời) Phát não mô cầu khuẩn ( với Chamberland, Roux 1888 Thuillier) Tiếp tục phát huy thành tựu L.Pasteur, nhiều nhà bác học khác khám phá hầu hết vi sinh vật gây bệnh tìm phương pháp phân lập khiết vi sinh vật môi trường đặc Năm 1892 nhà sinh lý học thực vật người Nga D.I.Ivanovskii (1864 – 1920) chứng minh có tồn loại vi sinh vật siêu hiển vi gây bệnh khảm thuốc Đến năm 1897 nhà khoa học người Hà Lan M.W Beijerinck (1851 – 1931) gọi loại vi sinh vật virut Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT NÓI CHUNG Năm 1928 bác sĩ người Anh Alexander Fleming (1881 – 1955) tách chủng nấm sinh chất kháng sinh penixilin, mở kỉ nguyên cho khả đẩy lùi nhanh chóng bệnh nhiễm khuẩn Khoa học enzim hình thành phát triển nhờ hàng loạt thành công: năm 1987 B Bertrand phát đặt tên cho nhóm coenzim; A Harden Young đặc nhóm coenzim gọi cozimaza vào năm 1905; Sorensen chứng minh ảnh hưởng pH đến hoạt động enzim vào năm 1912 Tính đến năm 1984 người ta biết đến 2477 loại enzim khác enzim có mặt nhiều hoạt động sản xuất đời sống người Các nhà vi sinh vật tạo bước ngoặt di truyền học Các chủng vi sinh vật tạo nhờ thao tác di truyền có mặt đời sống nhân loại lĩnh vực khác 1.2 Vị trí vi sinh vật sinh giới:[10] Vi sinh vật khơng phải nhóm phân loại sinh giới mà bao gồm tất sinh vật có kích thước hiển vi, khơng thấy rõ mắt thường, phải sử dụng kính hiển vi thường kính hiển vi điện tử Ngoài muốn nghiên cứu vi sinh vật người ta phải sử dụng tới phương pháp nuôi cấy vô khuẩn Từ trước đến có nhiều hệ thống phân loại sinh vật Các đơn vị phân loại sinh vật nói chung vi sinh vật nói riêng từ thấp lên cao Loài (Species), Chi (Genus), Họ (Family), Bộ (Order), Lớp (Class), Ngành (Phylum), Giới (Kingdom) Hiện giới cịn có mức phân loại gọi lĩnh giới (Domain) Đấy chưa kể đến mức phân loại trung gian Loài phụ (Subspecies), Chi phụ (Subgenus), Họ phụ (Subfamily), Bộ phụ (Suborder),Lớp phụ (Subclass), Ngành phụ (Subphylum) Xưa John Ray (1627-1705) Carl Von Linnaeus (1707-1778) chia giới Thực vật Động vật Năm 1866 E H Haeckel (1834-1919) bổ sung thêm giới Nguyên sinh (Protista) Năm 1969 R H Whitaker (1921-1981) đề xuất hệ thống phân loại giới : Khởi sinh (Monera), Nguyên sinh (Protista), Nấm (Fungi), Thực vật (Plantae) Động vật (Animalia) Khởi sinh bao gồm Vi khuẩn (Bacteria) Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) Nguyên sinh bao gồm Động vật nguyên sinh (Protzoa), Tảo (Algae) Nấm sợi sống nước (Water molds) ... chế biến từ đậu nành 40 Chương 4: ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT DÙNG TRONG LÊN MEN ĐẬU NÀNH 42 4.1 Vi sinh vật thường có lên men đậu nành 42 4.2 Vi sinh vật sản xuất tương...Vitamins Vitamin C mg 0.000 Thiamin mg 0.097 Riboflavin mg 0.250 Niacin mg 0.860 84 Chương 6: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH Pantothenic acid Vitamin B-6 Folate Vitamin B-12 Vitamin ...nhiều đậu nành - Các sản phẩm lên men từ đậu nành nhiều người ưa chuộng - Quy trình sản xuất theo phương pháp truyền thống đơn giản, dễ sản xuất - Nhân công rẻ, vi? ??c sản xuất sản phẩm lên men truyền