Vai trò của vi sinh vật trong lên men đậu nành truyền thống

MỤC LỤC

Hình thái và cấu tạo tế bào vi sinh vật:[10, 14]

Vi khuẩn

Thành tế bào (cell wall) giúp duy trì hình thấi của tế bào, hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao (flagellum) , giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào , cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên , tính gây bệnh, tính mẫn cảm với Thực khuẩn thể (bacteriophage). Chúng có tác dụng giúp vi khuẩn bám vào giá thể ( nhiều vi khuẩn gây bệnh dùng khuẩn mao để bám chặt vào màng nhầy của đường hô hấp, đường tiêu hoá, đường tiết niệu của người và động vật).

Nấm men

Hai tế bào khác dấu ở gần nhau sẽ tiếp hợp với nhau và sau quá trình phân cắt ba lần, lần đầu giảm nhiễm sẽ tạo ta tám bào tử túi. Khi túi vỡ các bào tử túi sẽ thoát ra ngoài và khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển trở lại thành các tế bào dinh dưỡng.

Nấm mốc

- Sinh sản vô tính bằng vào tử: các bào tử kín hoặc bào tử trần khi chín sẽ rơi vãi ra ngoài gặp điều kiện thuận lợi sẽ nẩy mầm tạo khuẩn ty mới. Đây là hình thức sinh sản quan trọng nhất trong sự phát triển nòi giống do sản xuất ra một lượng cá thể lớn và xảy ra nhiều lần trong mùa sinh sản.

Vai trò của vi sinh vật:[10]

- Sinh sản dinh dưỡng: khi gặp điều kiện thuận lợi từ một khuẩn ty riêng lẽ hoặc bào tử áo sẽ nẩy mầm và phát triển thành khuẩn ty mới. Hiện nay vi sinh vật được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều sản phẩm lên men như bia, rượu, tương, chao, thủy sản lên men, rau quả lên men.

GIỚI THIỆU MỘT SỐ SẢN PHẨM LÊN MEN TRUYỀN THỐNG

  • Thực phẩm lên men bởi nấm mốc:[1, 3, 16]
    • Thực phẩm lên men bởi vi khuẩn:[1, 3, 16]
      • Thực phẩm lên men bởi nấm men:[16]
        • Thực phẩm lên men bởi vi khuẩn và nấm men:[3,16]
          • Các sản phẩm lên men từ đậu nành và các hạt ngũ cốc

            Mốc chức năng chính yếu là Rhizopus oligosporus và R.oryzae, chúng nảy mầm nhanh ở 37°C và sự phát triển sợi nấm nhanh của chúng đảm bảo sự chiếm ưu thế và lấn át các dòng tạm nhiễm khác như Aspergillus spp. Một trong những chứa năng quan trọng của vi khuẩn là sinh khối và sản sinh sản phẩm lên men nhờ quá trình trao đổi chất - vi khuẩn hấp thu các chất dinh dưỡng có phân tử lượng nhỏ như axit amin, peptit ngắn, axit béo, vitamin..và các đường lên men. Dựa vào sự đa dạng về hình thái, Fukuda(1993) và về sau nhiều nhà khoa học khác cũng đã thống nhất rằng, đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G.

            Bảng 3.2: Thành phần hóa học trong các thành phần của hạt đậu nành  (theo Kitrigin, 1981):
            Bảng 3.2: Thành phần hóa học trong các thành phần của hạt đậu nành (theo Kitrigin, 1981):

            ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT DÙNG TRONG LÊN MEN ĐẬU NÀNH

              Mốc tương thích hợp thì cần các yêu cầu : phát triển nhanh, có hoạt tính amylase và protease cao, màu sắc đẹp, không cho mùi mốc mạnh, không hình thành độc tố và các chất kháng sinh có hại. Vì thế muốn chao có chất lượng tốt, sản phẩm ổn định, trong sản xuất phải có vi sinh vật thuần chủng và tạo các điều kiện tối thích như nhiệt độ, độ ẩm, môi trường, pH, … để phát huy hết tính ưu việt của chúng. Một vấn đề của các nhà sản xuất hiện nay khi sử dụng Actinomucor repens (elegans) là khi thời tiết nóng lên (nhất là vào mùa hè) thì các hoạt động của vi sinh vật này bị ức chế, gây ảnh hưởng đến sản xuất.

              Hình 4.3: Actinomucor elegans
              Hình 4.3: Actinomucor elegans

              CÔNG NGHỆ TẠO GIỐNG VI SINH VẬT

              • Kỹ thuật tạo giống dùng trong sản xuất công nghiệp:[2]
                • Sản xuất mốc giống trong sản xuất tương:[1, 5, 7]
                  • Sản xuất mốc giống trong sản xuất chao:[1, 18, 21]

                    - Giống được phân lập trong điều kiện sản xuất có những giống đã qua quá trình sản xuất, đã có khả năng thích ứng với điều kiện sản xuất (trong khi đó giống trong điều kiện tự nhiện chỉ quen với các điều kiện không ổn định của của thiên nhiên). - Trong các điều kiện sản xuất (dịch đang lên men, nước thải, chất thải ) thường tồn tại khá tập trung những giống vi sinh vật mà ta quan tâm. Những giống này đang trong quá trình sản xuất và sẽ theo chất thải, nước thải ra ngoài. Như vậy trong nước thải, chất thải mật độ các vi sinh vật này nhiều nhất trong tất cả các mẫu vật mà ta đã quan tâm. Nhiều nghiên cứu rất thành công trong việc sử dụng nước thải, chất thải này để phân lập lại. Ví dụ, để có giống dùng trong sản xuất bia, ta sẽ lấy mẫu nước thải trong nhà máy bia hoặc bã men sau khi lọc, ép để làm vật phẩm cho quá trình phân lập. Làm như vậy sẽ có khả năng thu nhận kết quả khả quan hơn các mẫu vật phân lập từ nguồn khác. Như vậy trong công việc phân lập giống vi sinh vật từ quá trình sản xuất có những bước sau:. a) Chọn những vị trí và mẫu vật phân lập: Trong quá trình sản xuất, giống vi sinh vật có thể bị thoái hóa. Trong tổng thể, có rất nhiều cá thể bị thoái hóa nhưng không phải tất cả, trong đó, có nhiều cá thể vẫn giữ được những đặc tính mà ta quan tâm. Do đó nhiệm vụ là: từ tập hợp vi sinh vật có trong quá trình sản xuất đó ta phân lập ra những giống còn giữ được những đặc điểm ban đầu. Địa điểm và mẫu vật đem phân lập ở điều kiện sản xuất bao gồm:. - Dịch đang tiến hàng lên men - Nước thải của nhà máy - Chất thải của nhà máy. Trong đó dịch đang lên men cho xác suất thu nhận được kết quả cao hơn. b) Sau khi xác định được vị trí và vật phẩm dùng để phân lập, ta chỉ còn thực hiện những bước sau giống như các bước trong phân lập giống từ điều kiện tự nhiên. Thành phần môi trường cũng như đối với bình tam giác nhưng hàm ẩm phải thấp hơn 60–67% nếu hấp trong điều kiện thủ công, 62–67% trong điều kiện áp lực cao để sau khi hấp xong môi trường có hàm ẩm 70% phù hợp với yêu cầu phát triển của nấm mốc.

                    Hình 5.2: Sơ đồ làm mốc kiểu Cự Đà ( mốc mật )
                    Hình 5.2: Sơ đồ làm mốc kiểu Cự Đà ( mốc mật )

                    ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH

                    Sản xuất chao: [1, 7, 18]

                    • Qui trình làm chao Việt Nam
                      • Sản xuất chao theo phương pháp hiện đại

                        Ở thành phố Hồ Chí Minh, tuỳ theo mùa (mùa khô mát và mùa mưa ẩm) nên tạo điều kiện “tiểu khí hậu” thích hợp cho phòng ủ để mốc chao phát triển tốt, vi sinh vật tạp (nhất là mốc đen, mốc xanh, vi khuẩn gây thối rửa) không phát triển và các côn trùng ruồi, gián, chuột không xâm phạm được vào trong phòng ủ. - Ngoài phương pháp ướp muối, còn có phương pháp nhúng muối, thực hiện như sau: chuẩn bị dung dịch muối có nồng độ 300–320g/l và nhúng bánh đậu đã lên men trong liên tục 6–7 giờ thì nhấc lên, để khô 24 giờ, sau đó cho vào thiết bị lên men. Trong giai đoạn này các enzyme của nấm mốc sẽ tham gia hàng loạt các phản ứng sinh hóa, mà chủ yếu là protease với sự thủy phân protein thành các acid amin, lipid và các ester thơm, tạo thành các sản phẩm và hương vị đặc trưng cho chao.

                        Bảng 6.1: Thành phần hoá học của chao
                        Bảng 6.1: Thành phần hoá học của chao

                        Sản xuất nước chấm: [1, 4, 5]

                        • Quy trình công nghệ

                          + Trong phương pháp truyền thống, đậu phụ được đem phơi nắng khoảng vài giờ, mục đích là tận dụng UV của ánh sáng mặt trời tiệt trùng bề mặt đậu phụ. Sau khi thủy phân xong, căn cứ vào hàm lượng nước trong dịch thủy phân để tính lượng muối và nước muối cần bổ sung sao cho đạt được nồng độ quy định và số lượng nước chấm cần thiết. Hiệu suất sử dụng protein là tỷ suất thành phần protein của nguyên liệu đi vào trong thành phẩm hay tỷ số giữa hàm lượng đạm toàn phần trong thành phẩm nước chấm đã qua lọc và hàm lượng đạm toàn phần của nguyên liệu dùng trong sản xuất nước chấm.

                          Hình 6.3: Quy trình sản xuất nước chấm
                          Hình 6.3: Quy trình sản xuất nước chấm

                          Sản xuất tương:[1, 4, 5]

                            Các yếu tố có ảnh hưởng đến giai đoạn này là chất lượng nấm mốc, nhiệt độ ủ, thời gian ủ, lượng nước đem trộn và pH của nguyên vật liệu ủ. Nguyên liệu được dùng trong sản xuất mốc tương có thể dùng gạo nếp hoàn toàn cũng có thể dùng ngô thay thế một phần hoặc hoàn toàn dùng bằng ngô. Do đó trong quá trình chuyển hóa trong tương, hàm lượng các chất dinh dưỡng đáng chú ý nhất vẫn là protein (cụ thể là axit amin) và gluxit (cụ thể là đường glucoza).

                            Hình 6.5: Sơ đồ quy trình sản xuất mốc trung gian.
                            Hình 6.5: Sơ đồ quy trình sản xuất mốc trung gian.

                            CHẤT LƯỢNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM

                            Tình hình sản xuất hiện nay

                              Một vấn đề rất quan trọng và liên quan mật thiết với nghề làm tương theo phương pháp cổ truyền ở Việt Nam là không thể tiếp tục làm tương theo phương pháp để lên mốc tự nhiên. Vấn đề được đặt ra là loài không độc Aspergillus oryzae về hình thái , màu sắc, cấu tạo hiển vi rất khó phân biệt loài rất nguy hiểm khác là Aspergillus flavus .A.flavus có thể sinh ra loại độc tố gây ung thư có tên gọi là Aflatoxin.Hiện đã biết 16 loại Aflatoxin khác nhau và độc nhất là các loại Aflatoxin B1,G1, B2, G2. Hiện nay ở Việt Nam chủ yếu sản xuất chao theo phương pháp thủ công, dân gian nên rất dễ bị nhiễm vi sinh vật nhất là vi khuẩn nên phẩm chất chao thường xảy ra có mùi hôi thúi, vị đắng.

                              Hình 7.1: Độc tố Aflatoxin B1
                              Hình 7.1: Độc tố Aflatoxin B1

                              TIỀM NĂNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG

                              Phương hướng

                                - Tận dụng bã sau khi lọc để lên men tạo chế phẩm sinh học giàu đạm và enzym dùng trong nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi. - Mặc dầu so với phương pháp lên men bình thường diện tích mặt bàng dùng cho sản xuất vẫn ít hơn nhưng so với phương pháp hóa giải chúng vẫn cần nhiều hơn. - Tận dụng các thiết bị dụng cụ sẵn có của các cơ sở dùng phương pháp hóa giải, chỉ thêm một số dụng cụ đơn giản.

                                Hình 8.1: Quy trình sản xuất nước tương sạch bằng phương pháp lên men
                                Hình 8.1: Quy trình sản xuất nước tương sạch bằng phương pháp lên men