2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp lên men
Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị cho quá trình phối liệu, trôn nước, hấp, lên mốc vì:
- Khi trộn nước thì nước thấm đều, khi hấp thì chín đều, tránh được trường hợp chín trong sống.
- Tăng diện tích phát triển nấm mốc và diện tích tác dụng của enzyme trên nguyên liệu.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình, phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật, thiết bị: tương tự phương pháp hóa giải.
Bên cạnh đó nguyên liệu phụ bột mì phải được rang để làm bột mì thật khô, ức chế một phần sự phát triển của vsv.
2.2.2.2. Phối liệu và trộn nước
Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị cho quá trình nuôi mốc và lên men.
- Bột mì được phối trộn sẽ là nguồn tinh bột cho mốc sử dụng làm nguồn thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Sự phát triên mạnh của mốc giống sẽ lấn át được các loại tạp mốc khác xâm nhập và phát triển giúp cho độ thủy phân cao hơn. Ngoài ra bột mì cho vào còn có tác dụng giúp cho nước tương thành phẩm có vị ngọt nhẹ và màu sắc sáng hơn
- Trộn nước có tác dụng làm cho nguyên liệu có độ ẩm thích hợp với sự phát triển của nấm mốc.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý: sự tăng khối lượng, giảm độ cứng, giảm độ xốp... Hóa học: hàm ẩm tăng.
Phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật:
Phối trộn bã đậu nành và bột mì theo tỷ lệ 9:1. Sau đó thêm 60 – 70% nước so với tổng nguyên liệu.
Nếu trộn quá ít bột mì: nước tương giàu acid amine nhưng thiếu hương vị.
Nếu trộn bột mì quá nhiều so với bã đậu nành: nước tương có màu vàng nhạt và có hàm lượng acid amine rất thấp.
Trong sản xuất tỷ lệ bột mì tối thiểu là 10% Thiết bị:
Sử dụng máy trộn ướt.
Cho nguyên liệu vào thiết bị, cho nước vào, sau đó khởi động cánh đảo để đảo trộn nguyên liệu với nước.
Hình 2.10. Máy trộn ướt
2.2.2.3. Ủ
Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị cho quá trình hấp
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý: nguyên liệu mềm hơn, nước thắm đêu vào bên trong toàn bộ thể tích khối nguyên liệu làm tăng khả năng truyền nhiệt, do đó đậu sẽ mau chín và chín đều hơn khi hấp.
Phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật:
Toàn bộ hỗn hợp khối nguyên liệu sau khi phối trộn được cho vào thiệt bị ủ với nhiệt độ ủ là 55, thời gian ủ là 1 ngày.
Thiết bị:
Hình 2.11. Thiết bị ủ
2.2.2.4. Hấp
Mục đích công nghệ:
Khai thác các chất dinh dưỡng cung cấp cho quá trình nuôi mốc. Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý: thay đổi cấu trúc hạt tinh bột và protein, nguyên liệu mềm hơn.
Hóa học: làm chín tinh bột, làm protein bị biến tính sơ bộ thành những chất mà vi sinh vật có thể sử dụng được.
Sinh học: nhiệt độ cao có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu làm cho mốc phát triển thuận lợi.
Phương phap thực hiện và các thông số kỹ thuật:
Trong quá trình hấp, 2 yếu tố cân chú ý nhất là nhiệt độ và thơi gian hấp.
Nguyên liệu là bã đậu nành sau khi qua chưng sấy để ép tách dầu đã hoàn toàn chín, do đó chỉ cần hấp với thời gian như thế nào để có hàm lượng nước thích hợp và nguyên liệu mềm hóa đây đủ là được.
Với phối liệu như trên, hấp ở áp lực 0,7 – 0,9 kg/cm2, trong 1 – 1.5 giờ. Nói chung khi nhìn thấy hạt đậu chuyển sang màu hơi nâu là được không nên quá sậm màu.
Thiết bị:
Sử dụng thiết bị hấp dùng hơi không áp lực, hình trụ có vỉ ngăn cách giữa nguyên liệu và nước.
- Thiết bị hấp gồm 2 phần: phần chứa nguyên liệu và phần chứa nước để cấp hơi, giữa là lớp vỉ để ngăn nguyên liệu với nước. Thường chiều cao từ mặt nước lên vỉ có khoảng 0,20 m.
- Nếu hấp gián đoạn không cơ giới thì nguyên liệu cho vào hấp chỉ được chiếm khoảng ¾ dung tích của thiết bị. Chiều cao của khối nguyên liệu hấp, cao nhât chỉ được bằng đương kính của thiết bị. Cửa lấy nguyên liệu ra có kích thước .
Hình 2.12. Thiết bị hấp
2.2.2.5. Đánh tơi, làm nguội
Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị cho quá trình nuôi mốc. Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý:
- Nguyên liệu rời ra, tơi xốp hơn.
- Sự khuếch tán của oxy vào trong khối nguyên liệu giúp cho quá trình nuôi mốc tốt hơn.
Phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật:
Nguyên liệu đã hấp được cho qua máy đánh tơi có quạt thổi nguội đến 33 - 35 (vào mùa hè) và khoảng 40 (vào mùa đông) tạo điều kiện thích hợp cho mốc phát triển. Nếu nhiệt độ cao hơn thi mốc có thể bị tổn thương, cơ năng sinh lý mất đi.
Thiết bị:
Hình 2.13. Máy đánh tơi
2.2.2.6. Cấy mốc giống
Mục đích công nghệ
Chuẩn bị cho quá trình nuôi mốc.
Phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật:
Khi đưa giống vào nên trộn giống trước vợi một số nguyên liệu cho đều, sau đó dùng nguyên liệu này rắc đều lên nguyên liệu cố định cấy giống. Khi rắc nên rắc đều và trộn kỹ để có mốc giống đều khắp trên khối nguyên liệu và mốc phát triền đồng đều cũng làm cho nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng dần.
Thiết bị:
Sử dụng máy trộn khô
Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu và mốc được cho vào từ dưới máy trộn, sau đó khởi động vít tải để trộn đều nguyên liệu với mốc.
Hình 2.14. Máy trộn khô
2.2.2.7. Nuôi mốc
Mục đích công nghệ:
Khai thác: tạo điều kiện cho mốc phát triển đều trên môi trường nuôi cấy để hình thành các hệ enzyme cần thiết (đặc biệt là enzyme protease và amylase) có hoạt lực cao, có khả năng thủy phân protein và tinh bột cao hơn.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý: sự tăng nhiệt độ do quá trình hô hấp của nấm mốc.
Hóa sinh: sự tổng hợp các enzyme đặc hiệu là protease và amylase. Sinh học: sự gia tăng sinh khối.
Phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật:
Các thông số cần lưu ý khi nuôi mốc là: nhiệt độ, độ ẩm và thống gió. Trong đó yếu tố nhiệt độ là quan trọng nhất.
Trong quá trình nuôi mốc nhiệt độ có quan hệ trực tiếp đến sinh sản của mốc. Nhiệt độ của khối nguyên liệu sẽ tăng dần theo sự phát triển của mốc và có thể đạt tới 45 nếu ta để nguyên. Vì vậy ta phải đảo mốc để điều hòa nhiệt độ và độ ẩm trong khối nguyên liệu nuôi mốc nhằm xúc tiến sự sinh trưởng của khuẩn ty. Thực tiễn sản xuất nhiều năm cho thấy nuôi mốc ở nhiệt độ phòng nuôi 28 - 30 và hàm lượng nước trong khối nguyên liệu nuôi mốc 27 – 37% sẽ cho hoạt tính enzyme protease và amylase cao nhất. Hai loại enzyme này đóng vai trò quyết định những thành phần chủ yếu của nước tương nhưu: đạm toàn phần, acid amine và đường...
- Phương pháp nuôi mốc thủ công.
Sau khi tiếp giống xong, đánh đống cho tới khi nhiệt độ đạt 30 - 35 thì tải ra khay, mành hoặc nong thưa thành lớp dày 1 – 2cm và cho vào phòng nuôi mốc. Giữ nhiệt độ phòng 28 - 30 trong thời gian 8 – 9 giờ và hàm ẩm trong phòng là 85 – 90%. Nói chung nhiệt độ này không thích hợp với Mucoz, Pennicillium, và vi khuẩn và thời gian này bào tử mốc phát mầm nhanh át các tạp mốc khác. Sau thời kỳ này nhiệt độ tăng nhanh gọi là thời kỳ sinh trưởng cần đặc biệt chú ý (nhiệt độ có thể đạt 31 - 34). Khoảng 3 – 4 giờ sau thấy khuẩn ty xuất hiện rõ rệt lúc này nguyên liệu hơi kết bánh. Khi nhiệt độ đạt 37thì phải lật mốc, đảo mốc để hạ nhiệt độ vì nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm cho khuẩn ty phát triển không tốt, enzyme của mốc tích tụ không nhiều. Khi nhiệt độ lên cao phải mở cửa thông gióm cấp không khí cho mốc và đẩy khí CO2 trong phòng ra ngoài. Sau đó phải tiếp tục đảo nhiều lần để duy trì nhiệt độ 30 - 31 trong khối mốc.
- Phương pháp nuôi mốc khối.
Nguyên liệu được trải vào trong thùng, hộp hoặc bể. Phương pháp này đã được áp dụng từ lâu ở một số nước, có ưu điểm, năng suất cao hơn nuôi mốc trên khay, mành. 1m2 có thể nuôi được 75 – 80 kg nguyên liệu (trong khi 1m2 phòng nuôi mốc theo phương pháp thủ công chỉ được 24 – 27 kg), giảm nhẹ sức lao động của công nhân và dẽ cơ giới hóa.
Quá trình phát triển của mốc có thể chia làm 3 giai đoạn:
o Giai đoạn 1: sau khi cấy mốc giống 8 – 10 giờ, nhiệt độ tăng dần.
o Giai đoạn 2: tơ mốc phát triển mạnh, khối mốc tỏa nhiệt, tơ trắng lên dày và kết tảng.
o Giai đoạn 3: sau 24 giờ, bào tử chuyển dần sang màu vàng hao cau. Thiết bị
- Quạt để thông khí tốt cần trang bị quạt ly tâm có lưu lương 6000m3/tấn nguyên liệu giờ với áp lực 100mm cột nước. Nói chung tùy theo khối nguyên liệu mà chọn quạt.
Loại bể (kg) 400 800 1000 1200
Năng suất quạt
(m3/h) 2400 4800 6000 7200
- Bể nuôi mốc: có chiều dài khoảng 8m, chiều rộng khoảng 1,2 – 1,5m và mương cấp khí ở đáy bể có độ dốc 3 – 40 và công suất mỗi bể chỉ nên tối đa 1200kg.
- Để đảm bảo nhiệt độ của không khí 28 - 32 và hàm ẩm của nó là 95%, mỗi bể nuôi mốc phải có ống phun hơi nóng và tia nước ở đầu mỗi bể. Nói chung ở thời kỳ 2, nhiệt độ tăng tới 35 - 36 thì cứ 1 giờ chạy quạt 10 phút để hạt nhiệt và cấp ẩm. Về mùa hè có thể sử dụng quạt nhiều hơn mùa đông.
Hình 2.15. Bể nuôi mốc
2.2.2.8. Đánh tơi
Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình thủy phân.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Vật lý: nguyên liệu rời ra, tơi xốp hơn.
Phương pháp thực hiện và các thong số kỹ thuật:
Nguyên liệu từ bể nuôi mốc được đánh tơi để mốc trộn đều hơn với nguyên liệu giúp cho quá trình lên men tốt hơn.
Thiết bị: sử dụng máy đánh tơi
2.2.2.9. Thủy phân
Mục đích công nghệ:
Chế biến: tạo pH thích hợp cho enzyme protease và amylase của nấm mốc hoạt động, làm biến đổi sâu sắc thành phần nguyên liệu theo hướng tạo ra sản phẩm nước tương.
Các biến đổi xảy ra trong quá trình:
Hóa sinh:
- Enzyme protease thủy phân phân tử protein thành những chất trung gian tương đối đơn giản peptide, polypeptide và cuối cùng thành các acid amine đơn giản.
- Tinh bột bị enzyme amylase thủy phân thành đường maltose và cuối cùng thành glucose
Mantose glucose
- Quá trình lên men của vi khuẩn lactic tạo các acid hữu cơ: acid lactic, acid acetic… ethanol, CO2.
- Quá trình lên men của nấm men tạo hỗn hợp các rượu mà hàm lượng nhiều nhất là ethanol.
Hóa học:
- Các phản ứng ester hóa giữa ethanol và các acid hữu cơ làm tăng them hương vị cho sản phẩm nước tương lên men mà sản phẩm thủy phân bằng acid không có hoặc rất ít.
- pH dịch lên men giảm do sự tạo thành các acid hựu cơ góp phần ức chế các vi sinh vật tạp không có lợi cho quá trình lên men.
Cảm quan:
- Dịch sau lên men có màu nâu đỏ đặc trưng cho sản phẩm nước tương lên men. - Hương vị thơm ngon, sản phẩm có vị chua nhẹ, dễ chịu.
Vật lý:
- Thể tích: tăng vì bổ sung them nước muôi.
- Nhiệt độ: trong quá trình thủy phân nhiệt độ dịch thủy phân tăng dần vì phản ứng thủy phân là phản ứng tỏa nhiệt.
- Độ nhớt: protein bị thủy phân dần thành acid amine và peptide cùng với tác dụng của nhiệt độ cao làm cho độ nhớt dịch thủy phân giảm dần.
- Nồng độ chất khô: phản ứng thủy phân tạo ra các hợp chất đơn giản như đường, acid amine… làm cho nồng độ chất khô trong dịch tăng lên.
Phương pháp thực hiện và các thong số kỹ thuật:
Lên men có tầm quan trọng như nuôi mốc nếu xử lý nguyên liệu tốt, nuôi mốc đúng kỹ thuật mà lên men không bảo đảm thì nước chấm vẫn không đạt yêu cầu, hiệu suất thu hồi nguyên liệu thấp, giá thành cao.
Nguyên liệu sau khi đã lên mốc xong, làm tơi, để ủ đống cho tới khi nhiệt độ đạt 46 - 48 thì bắt đầu cho nước vào. Khi cho nước vào nên dùng nước có nhiệt độ 60 để khi cho vào bề lên men, nguyên liệu có nhiệt độ 53. Khi trộn nước phải trộn nhanh rồi chon gay vào thùng hoặc bể lên men. Trên mặt nguyên liệu rải một lớp muối kin đề phòng tạp khuẩn xâm nhập. Đậy nắp để hơi nước không bay đi và nhiệt độ không bị giảm.
Sau khi lên men cần phải căn cứ vào hàm lượng nước trong dịch lên men để tính ra muối và nước cần bổ sung cho đạt được nồng độ quy định và số lượng nước chấm định lấy.
Nước muối được xử lý bằng cách đun sôi với nước để tạo thành một dung dịch nước muối đồng thời còn nhằm mục địch thanh trùng nước muối. Vì nước muối trộn vào với nguyên liệu trong quá trình này được dùng để thủy phân và chiết nguyên liệu sau này nên phải thanh trùng để trành nhiễm thêm vi sinh vật vào sản phẩm. Sauk hi đun sôi được lọc để tách tạp chất. Sau khi lọc, cho nước muối vào nguyên liệu đã nuôi mốc trộn đều lên. Bên cạnh đó, nước muối còn có tác dụng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật có hại, tạo điều kiện thuận lợi cho mốc phát triển.
Các thông số kỹ thuật:
- Lượng nước cho vào khi lên men:
o Mục đích cho nước là để tăng nhiệt và giữ nhiệt của sản phẩm, (mốc thường có hàm ẩm 27 – 30%), thúc đẩy tác dụng phân giải và cải tiến hương vị của nước tương cho phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Vì nếu nước quá ít sẽ làm cho nước tương có màu đậm và có mùi hồ cháy, còn nếu nước quá nhiều thì thời gian lên men sẽ rất lâu.
o Thường lượng nước trộn vào 30 40% so với nguyên liệu tương đương 60 70% so với mốc. Khi trộn nước ta cho thêm 5 10% muối so với nước trộn vào để hạn chế các vi khuẩn gây thối hoạt động. Không dùng nhiều muối vì có thể ức chế quá trình lên men.
- Nhiệt độ khi lên men:
o Nhiệt độ khi lên men hết sức quan trọng vì nó tạo điều kiện cho enzyme xúc tác các quá trình thủy phân tinh bột và protein thành đường và các acid amine.
o Nhiệt độ lên men nên giữ 54 - 58 trong suốt quá trình lên men. Để giữ được nhiệt độ này về mùa đông phải gia nhiệt. Ở các nước có khí hậu lạnh phải gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nước để giữ nhiệt. Ở Việt Nam dùng ủ ẩm để nấm mốc hô hấp tỏa nhiệt làm cho enzyme protease hoạt động.
o Trong quá trình lên men không nên để nhiệt độ cao quá làm cho sản phẩm có mùi khé, cháy, đắng hoặc nếu nhiệt độ thấp quá sẽ kéo dài thời gian lên men, sản phẩm có màu sắc nhạt, không sánh.
Tùy theo loại nguyên liệu, lượng nước trộn vào và điều kiện lên men mà thời gian lên men có thể dài hay ngắn. Thường với điều kiện như đã nêu trên, thời gian lên men là 64 – 72 giờ.
Thiết bị
Sử dụng thiết bị thủy phân.
Hình 2.16. Thiết bị thủy phân
Các quá trình trích ly – lọc, phối trộn, thanh trùng, lắng, vô chai, dán nhãn: tương