Công nghệ lên men truyền thống nước tương MISO

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌCChuyên ngành: Thực Phẩm

Trang 2

1 Định nghĩa 3

2 Lịch sử của Miso 3

3 Phân loại Miso 3

II.Nguyên liệu 5

7 Vi khuẩn lactic và nấm men 10

III.Quy trình công nghệ 12

1 Quy trình sản xuất Koji: 12

1.1 Koji đậu nành: 12

Trang 3

TƯƠNG MISOI Giới thiệu về Miso

1 Định nghĩa

Miso là một sản phẩm dạng paste lên men từ đậu nành và là một trong những giavị chủ yếu của người Nhật Nó có vị và mùi giống với nước tương Miso được làmtừ đậu nành hấp trộn vói muối và koji Koji là mốc cấy trên gạo, lúa mạch hoặcđậu nành, nó hoạt động như một chất mồi cho quá trình lên men.

Soup Miso thường được dùng vào buổi sáng ở Nhật Miso cũng có thể được sửdụng như một loại nước xốt,…Có những mùi, vị khác biệt: miso shiro (white) cóvị nhẹ, lượng muối thấp, trong khi miso đỏ có vị rất mặn và mùi mạnh hơn Tổngsố sản phẩm thương mại của Miso đã lên đến 600000 tấn/năm ở Nhật Có hơn1500 công ty sản xuất Miso ở Nhật.

2 Lịch sử của Miso

Miso là một trong những thực phẩm lên men đặc trưng ,truyền thống của ngườiNhật và là một sản phẩm đậu nành quan trọng Đậu nành còn được sử dụng để sảnxuất nước tương, sữa đậu nành, tofu, natto, và giá dậu cũng như dầu đậu nành.Đậu nành có lẽ được đưa vào Nhật Bản từ Bắc Trung Quốc xuyên qua Hàn Quốcgiữa năm 200 B.C và 300 A.D Quyển sách về miso được biết đến là: Taiho-ritsuryo, được biên soạn từ năm 702 A.D, nhưng ngày nay, các loại miso đã biết ởNhật Công nghệ sản xuất miso được giới thiệu từ Hàn Quốc hoặc Trung Quốc.Một học thuyết đươc đưa ra trong việc phát triển miso là từ jan của Trung Quốc,jan cũng được dùng để lên men thực phẩm từ gạo và đậu nành Jan được làm từTrung Quốc như một loại gia vị Khoảng thời gian khi người Nhật biết đến jan(550- 600 A.D), jan là một loại thực phẩm được làm ở đền Buddhist.

3 Phân loại Miso

- Theo thành phần nguyên liệu và men giống:

+ Miso gạo: được làm từ giống Koji phát triển trên gạo, được sản xuất hàng loạt và là loại thường dùng.

+ Miso lúa mạch: được làm nhờ giống Koji phát triển trên hạt đại mạch.+ Miso đậu nành: Được làm từ giống Koji phát triển trên hạt đậu nành.- Theo màu sắc:

+ Miso đỏ : Làm từ gạo trắng, lúa mạch, đậu nành và cũng bằng cách lên mentự nhiên trong khoảng 3 năm Màu sắc của red miso là đỏ hay hơi nâu Red misocó hàm lượng đạm cao nhất trong các loại Miso Khi sử dụng gạo làm nguyên liệuđể làm miso người ta thường sử dụng gạo trắng Nếu sử dụng gạo nâu vì cấu trúccủa nó không thích hợp cho koji phát triển và cũng khó ngăn chặn sự tạp nhiễmcủa vi sinh vật lạ Red miso được dùng cho món xào, soup miso hay làm xốt chomón thịt, thịt gà và rau.

+ Miso trắng: Màu trắng của Miso được tạo thành là do sử dụng nhiều koji(60%) và ít đậu nành Trong các loại Miso, white miso chứa hàm lượngcarbonhidrate cao nhất vì vậy nó cũng là loại ngọt nhất Loại Miso này rất mịn.

Trang 4

Mặc khác, thời hạn sử dụng cũng bị giới hạn:1-2 tuần ở nhiệt độ phòng, 2 thángnếu giữ trong tủ lạnh White miso dùng để làm món soup sáng màu, nước trộnsalad, nước xốt cho món cá.

+ Miso đen- Theo mùi vị: + Miso ngọt + Miso mặn

- Theo tên địa phương của Nhật hay vùng làm Miso:+ Hishiho Miso

+ Kome ama Miso+ Kome kara Miso+ Mame Miso+ Mugi Miso

Miso đậu nành

 Công thức và thành phần của Miso

Trang 5

II Nguyên liệu

- Quả đậu nành là loại quả giáp, mỗi quả có 2 - 3 hạt, hạt đậu hình ô van, khác nhau về màu sắc, có vỏ bao bọc.

 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của đậu nành:

- Đậu nành là loại thực phẩm giàu protein nhưng lại ít calories, ít chất béo bão hòa và hoàn toàn không có cholesterol.

- Thành phần hóa học của hạt đậu nành:

Trang 6

phần methionin và triptophan ra còn các axit amin khác, có số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trong thịt.

+ Trong protein đậu nành: glubolin (85-95%), albumin: chiếm một lượng nhỏ,prolamin và glutelin: chiếm một lượng không đáng kể.

+ Hydratcacbon chiếm 34% hạt đậu nành, chia làm 2 loại: loại tan trong nước(chiếm 10%) và loại không tan trong nước.

+ Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành.Hàm lượng các chất khoáng như bảng sau Ngoài ra, đậu nành cũng chứa nhiềuvitamin khác nhau trừ vitamin C và vitamin D.

- Các thành phần của đậu nành:

Acid amin trong protein của đậu nành(%).

Thành phần khoáng trong đậu nành

 Đậu nành để sản xuất Miso:

- Trong các loại đậu nành thì loại đậu nành vàng giàu protein (40,3%), và lipid(21%) là phù hợp cho quá trình sản xuất Miso Protein trong đậu nành, gạo, và lúamì rất giàu acid glutamic Đậu nành cho sản xuất Miso ở Taiwan có xuất xứ từMỹ.

Nó chứa trên 20% lipid với phần trăm cao các acid béo chưa bão hòa (acid linoleicnhiều hơn acid linolenic) Hầu như không có tinh bột trong hạt đậu nành chín - Đậu nành chứa 34% carbonhidrate ,và các polysaccharide chủ yếu nhưarabinogalactan- được tạo bởi arabinose và galactose, và các oligosaccharide

Trang 7

được tạo nên từ 5,0% sucrose, 3,8% stachyose, 1,0% raffinose, và một vàiverbascose.

- Vỏ hạt: chiếm khoảng 7,3% hạt đậu nành , phần vỏ chứa 12,2% ẩm, 8,8%protein, 1,0% lipid, 85,9% carbonhidrate, 4,3% tro, 8,7% thành phần hòa tan trong

nước lạnh, và 13,5% hòa tan trong nước nóng Comet và Kanrich là hai loại đậu

được sản xuất ở Mỹ và phù hợp để sản xuất Miso.- Tiêu chuẩn chọn đậu nành cho sản xuất Miso như sau:

+ Dễ nấu và làm mềm dưới hơi nước để có màu sáng Nhìn chung việc nấu sẽ làmđậu nành mềm ,tuy nhiên việc nấu cũng sẽ làm tăng màu và biến tính protein quánhiều Đậu nành có hàm lượng carbonhidrate cao sẽ có khả năng hấp thụ nướccao.

+ Màu sắc sáng sau khi hấp Điều này chịu ảnh hưởng bởi điều kiện nấu ,nhiệt độvà thời gian Màu sắc của đậu nành đã nấu sẽ ảnh hưởng đến màu của sản phẩmcuối cùng Do đó, đậu nành có vỏ hạt vàng sáng, màu rốn hạt sáng, vừa mới thuhoạch sẽ được ưa chuộng.

Trang 8

Oryza sativa L

3 Lúa mì

 Thành phần của lúa mì:

- Vỏ: là một bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hóa học từ bên ngoài.Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose, licnhin, không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến càng tách được nhiều vỏ ra càng tốt Vỏ hạt: vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai.Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ do đó trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủẩm.

- Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng nhỏ chất béo, muối khoáng và vitamin.

- Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 35% protein, 25% các gluxit hoà tan, 15% chất béo Phần lớn lượng vitamin và enzim của hạt tập trung ở phôi.

 Lúa mạch đen được chọn làm nguyên liệu để sản xuất Miso wheat hơn là lúa mạch, do tính chất dễ bóc vỏ của nó Tỉ lệ đánh bóng cho lúa mạch đen là 75-85%,cho lúa mạch barley là 60-70% Thành phần của lúa mì và lúa mạch như sau:

- Lúa mì cung cấp nhiều protein và canxi hơn gạo Lúa mì rất giàu acid glutamic,acid này sẽ tạo nên mùi vị umami rất mạnh cho Miso wheat Tinh bột là thành

Trang 9

phần chủ yếu của carbonhidrate trong lúa mì, những thành phần khác chiếmkhoảng 8-10% như araban, xylan, galactoaraban , nó góp phần tạo nên màu sắccho Miso wheat.

4 Muối

Sử dụng các loại có ở chợ với hơn 91% NaCl, khi pha vào nước không có vị chát Yêu cầu:

+ Màu: có màu trắng+ Mùi: không có mùi

Giới: Fungi

Ngành: Ascomycota Lớp: Eurotiomycetes Bộ: Eurotiales

Họ: Trichocomaceae Giống: Aspergillus

Loài: Aspergillus oryzae

 Đặc điểm:

A oryzae hay còn gọi là mốc hoa cao, được nghiên cứu sớm nhất bởi ông Jokichi

Takamine ( 1854- 1922, người Nhật) Nó có đặc điểm là có khả năng sinh tổng hợp amylase và protease Protease là enzyme cần thiết cho quá trình thủy phân protein của đậu nành trong quá trình lên men Miso Đặc điểm sinh trưởng: - Độ ẩm 45-55%,

- pH môi trường 5,5–6,5- Độ ẩm không khí 85-95%

- Nhiệt độ nuôi 27-30°C, thời gian 30 – 36 giờ.

Trang 10

Aspergillus oryzae

 Cơ chế sinh hóa

Gồm 2 quá trình sinh hóa quan trọng:

- Thuỷ phân tinh bột, chất béo thành đường (glucose, maltose, dextrin), các acid béo đơn giản.

- Thuỷ phân protein: phân giải đạm có trong đậu nành thành acid amin và peptid.

- Quá trình tạo rượu và ester, đây là quá trình tạo hương vị đặc trưng cho Miso. Tiêu chuẩn chọn giống

- Bào tử Aspergillus oryzae trưởng thành được sấy khô ,mật độ 5- 10.10^8

tb/g, và nó đã được thương mại hóa Chiều dài hyphae của mốc khởi đầu có thểdài, trung bình hoặc ngắn Mốc khởi đầu có chiều dài hyphae trung bình với kíchthước túi bào tử 1- 3mm được dùng cho sản xuất Miso Mốc khởi đầu có chiều dàihyphae ngắn có thể sản xuất protease nhiều hơn, còn hyphae dài sản xuất nhiềuamylase Kết quả, Miso ngọt sử dụng chủng mốc khởi đầu với hoạt động amylasecao và Miso mặn sử dụng loại có hoạt động protease cao.

- Tùy theo cách thức sản xuất gia đình nên mỗi nhà làm tương lựa chọn mốc gốc theo kinh nghiệm riêng Trong khi đó tại Nhật, mốc để làm tương Miso đã được 'công nghiệp hóa' với khoảng 10 công ty chuyên môn, cung cấp các chủng mốc Aspergillus orizae chuyên biệt theo các tiêu chuẩn khoa học được Bộ Canh nông Nhật chấp nhận và kiểm soát kỹ lưỡng

- Tại Nhật, mốc gốc được bán dưới dạng bột : mỗi gram bột chứa từ 6 đến 10 tỷbào tử Aspergillus Mốc gốc, tùy nhu cầu sản xuất, còn được pha trộn thêm các men như Saccharomyces rouxii hay vi khuẩn như Pedicoccus halophilus, Lactobacillus delbrueckii

7 Vi khuẩn lactic và nấm men

 Nấm menĐặc tính:

- Là nhóm vi sinh vật kỵ khí tùy nghi

+ Trong điều kiện có nhiều O2: hoạt động sinh sản của nấm men là chủ yếu + Trong điều kiện thiếu O2: hoạt động lên men kỵ khí cho ra etanol là chủ yếu

Trang 11

- Nguồn cacbon: glucose, maltose, fructose và đặc biệt nguồn đường glucose là chìa khóa vạn năng cho mọi tế bào nấm men

- Đặc điểm sinh trưởng:

+ Nhiệt độ tối ưu: 25-280C (35-380C ức chế hoạt động) + pH :4-6

+ Bền vững với rượu, axit và chất sát trùng

+ Bị ức chế bởi :acid axetic (>0,05%) , acid lactic (>0,8%), etanol(>15%),áp suất thẩm thấu(đường >25%),sunfit(>100mg/ml)

Riêng sacharomyces rouxii là loài có khả năng chịu muối

Zygosaccharomyces rouxii

 Vi khuẩn Lactic- Đặc điểm sinh trưởng:+ Kỵ khí tùy nghi

+ Nguồn cacbon chủ yếu: glucose, fructose, lactose, maltose, và sucrose+ Nhiệt độ: 30-32oC

+ pH từ 4.6- 6.8 (pH < 4 sẽ bị ức chế)

Pediococcus halophilus Streptococcus faecalis

Các vi sinh vật này tham gia vào quá trình lên men với vai trò chủ đạo là tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm Miso.

III Quy trình công nghệ1 Quy trình sản xuất Koji:

Trang 12

1.1.Koji đậu nành:

(A oryzae)

Tạp chất

Nước

Trang 13

Vật lí: trong quá trình ngâm hạt đậu hút nước, trương nở dẫn đến sự tăng về kích thước và khối lượng Hạt đậu trở nên mềm hơn.

 Hóa lí: hạt đậu nành bị hydrat hoá Trong quá trình này ,một phần các oligosaccharide như raffinose, stachyose (là nguyên nhân gây khó tiêu) được trích ly ra khỏi hạt đậu nành.

+ Thông số công nghệ:

 Tỉ lệ đậu : nước là 1 : 3 (w/w)  Nhiệt độ ngâm đậu: 15oC  Thời gian ngâm đậu: 8h

Trọng lượng của đậu nành ngâm tăng lên 2,2- 2,4 lần so với đậu nànhthô Đậu thấm nước nhiều sẽ dễ nấu hơn Tuy nhiên trong quá trình làm koji, loạiMiso đậu nành sẽ bị đục nếu dùng quá nhiều nước Tương ứng với thời gian ngâmsẽ có các loại miso khác nhau, ngâm 1- 2h cho miso đậu nành, 3- 5h cho miso đỏ,và 16h cho miso màu nhạt Đậu nành dùng sản xuất miso màu nhạt đòi hỏi phải cóthời gian ngâm dài để đạt được độ ẩm cao nhất Nước ngâm cần thay 1-3 lần, tiếptheo phải rút nước ra sau 1h để đảm bảo phân bố lượng ẩm đều, và do đó hơi nướccó thể thấm vào trong từng hạt đậu nành một cách dễ dàng.

- Nấu (hấp chín)+ Mục đích:

Biến tính protein- khử hoạt tính chất ức chế trypsin ( ức chế enzyme tripsin trong hệ tiêu hóa của người) và hemagglutinin( là protein có khả năng kết hợp với hemmoglobin nên làm giảm hoạt tính của hemmoglobin).Đậu nànhcũng như tất cả các loại hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trình nảy mầm trong số đó lipoxygenase là enzyme cần được quan tâm,enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hóa chất béo gây mùi ôi cho đậu nành.

Để các polysaccharide hòa tan được như pectin hoặc arabinogalactan, cấu trúc đậu nành mềm, loại bỏ mùi đậu, và giết một số vi sinh vật trên bề mặt.

+ Phương pháp:có 2 phương pháp “ Dùng hơi nước và Đun sôi”+ Thông số kỹ thuật:

Phương pháp đun sôi Tỉ lệ đậu : nước là 1:4

Ưu điểm: đậu dễ mềm hơn và có màu sáng hơn

Khuyết điểm: hơn 10% chất rắn hòa tan có thể bị mất do sự thủy phân, phương pháp nấu sẽ ảnh hưởng đến màu của sản phẩm Phương pháp nấu trực tiếpđậu nành sẽ tạo những sản phẩm với màu nhạt ,nguyên nhân là do các sắc tố hòa tan trong nước sẽ bị loại bỏ trong suốt quá trình nấu

Phương pháp hấp

Thường mất 4- 8h để hấp đậu nành Tuy nhiên, dưới áp suất 1kg/cm2, 121oC, chỉ cần 20- 30 phút là chín -Dưới áp lực quay, việc nấu chỉ trong 20- 30 phút, ở áp suất 0,5- 0,7 kg/cm2, 112- 115oC Gần đây, việc hấp đã được thay đổi, tiến hànhhấp ở 1,5- 2,0 kg/cm2, 127- 135 oC chỉ trong 2-5 phút.

Trang 14

Hình: NỒI HÁP ĐẬU NÀNH

NỔI NẤU VÀ NỒI NGÂM NỒI NẤU BẰNG THÉP KHÔNG GỈ - Làm nguội

+ Mục đích: tạo nhiệt độ thích hợp cho nấm mốc phát triển

+ Các biến đổn của nguyên liệu: biến đổi quan trong nhất là sự giảm nhiệt độ hỗn hợp.

+ Phương pháp:

Làm nguội trong chân không, không khí lạnh hoặc băng tải lạnh sẽ làmnguội đậu nành một cách nhanh chóng, hơn các phương pháp cũ nhiều, ở phươngpháp cũ đậu nành được trải ra và làm nguội ở bên ngoài phòng nấu Phương phápnấu cần thời gian dài hơn và đậu nành dễ bị nhiễm vi sinh vật không mong muốn Đậu nành nguội sau đó được cắt nhỏ đến đường kính 5-6mm Kích thướccàng nhỏ càng dễ tiêu hóa Tuy nhiên, kích thước đậu quá mịn sẽ làm trì hoãn quátrình lên men.

+ Thông số công nghệ: làm nguội đậu nành đến 30oC

- Phối trộn: tạo điều kiện cho mốc tiếp xúc đều với nguyên liệu.- Ủ mốc:

Trang 15

 Khử các mùi khó chịu từ nguyên liệu.

+Các biến đổi của nguyên liệu:mốc tăng sinh sản xuất ra các loại enzyme đểthủy phân nguyên liệu thô.

+ Thông số công nghệ: Nhiệt độ : 30 -350C Độ ẩm tương đối: 95%

Nếu lệch khỏi khoảng nhiệt này, sẽ cản trở koji nấm mốc phát triển và kết quảtạo ra koji chất lượng kém bởi sự xâm nhập của vi sinh vật không mong muốn.Nấm mốc koji Miso nên sản xuất nhiều amylase dạng thủy phân thay thế choamylase dạng liquip, đặc biệt cho miso trắng hoặc miso koji năng suất cao khác.Amylase dạng liquip hoạt động mạnh trong mốc koji làm miso mềm, sền sệt Nếuthiếu amylase thủy phân sẽ dẫn đến cấu trúc thô, vị ngọt kém Amylase được sinhra bởi koji ở nhiệt độ cao 40oC cao hơn ở nhiệt độ thấp 30oC Vì vậy, mốc koji nênủ ở nhiệt độ 35-38oC để có hoạt động amylase cao

Căn cứ vào pH tối ưu, có 3 loại protease trong mẻ cấy koji: acid (pH= 3),trung tính (pH= 6-7), và kiềm (pH= 8-10) Hoạt động protease tăng lên khi pHgiảm xuống Protease acid và trung tính ảnh hưởng đến sự thủy phân protein tronghầu hết các loại miso Protease trung tính, một loại vai trọng nhất hoạt động ởbước phối trộn quanh pH=6 Nhiệt độ tốt nhất cho việc điều chế koji với hoạt độngprotease mạnh là 30oC thay vì 40oC.

Đậu nành đã được hấp chín đòi hỏi kỹ thuật nhào trộn thành khối ở 60oC.

Với hàm lượng nước 50%, đậu nành được hấp chín dễ bị nhiễm B subtilis, vi

khuẩn lactic kỵ khí tùy ý phát triển sinh acid lactic trong khối đậu nành Điều nàylàm giảm pH xuống ức chế B.subtilis và khối đậu nành trở thành môi trường thíchhợp cho nấm nhân lên một cách an toàn

- Bổ sung muối: ức chế sự phát nhiệt và hạn chế mùi mốc

Để hạn chế sự tăng nhiệt, koji hoàn thành được trộn ngay lập tức với 1/3 tổng sốmuối cần Thông thường các koji muối được sử dụng trong 2 ngày do sự mất hoạtđộng của enzyme.

Tiêu chuẩn của một koji tốt là:

- Có được hoạt động enzyme thích hợp.

- Không nhiễm các vi sinh vật không mong muốn.- Sợi nấm phát triển tốt trên tất cả các hạt gạo.- Màu sáng và không xuất hiện màu nâu.