3.2.1.1. Phân loại
Hình 3.1 Máy phân loại có sàng lắc dạng mặt phẳng C-120
Mục đích: [34], [35], [36], [24], [37], [38], [39]
Lựa chọn những hạt đậu nành tốt và đạt yêu cầu để sản xuất natto.
Tách các hạt đậu không đạt yêu cầu về kích thước. Hạt đậu nành được chọn để sản xuất natto thường là các hạt có kích thướng rất nhỏ hoặc nhỏ.
Loại bỏ những tạp chất như cành cây, lá cây, đất cát bị nhiễm trong quá trình thu hoạch. Tuy nhiên cần lưu ý có thể có hiện tượng tổn thương bề mặt nguyên liệu trong
9- Đế máy
10-Giá lắc phía sau 11-Hộp 12-Sàng trên 13-Puli lớn 14-Sàng dưới 15-Thanh truyền 16-Cửa khoang 1- Giá lắc phía trước
2- Máng 3- Puli nhỏ 4- Động cơ điện 5- Cửa khoang 6- Trục dẫn điện 7- Cam
quá trình phân loại do xuất hiện các tác động cơ học.
Chỉ tiêu cảm quan: Chọn những hạt đậu nành có bề mặt màu vàng nhẹ và rốn hạt màu vàng nâu, vỏ không bong tróc, không bị hư hỏng.
3.2.1.2. Làm sạch nguyên liệu
Mục đích:
Tách tạp chất ra khỏi nguyên liệu, làm các hạt đậu nành nguyên liệu đáp ứng được yêu cầu về chất lượng, về vệ sinh trong suốt quy trình sản xuất và sản phẩm thu được có chất lượng đạt yêu cầu.
Tạp chất xuất hiện trong nguyên liệu có thể từ các nguồn sau: Nguyên liệu khi đưa vào nhà máy đã lẫn sẵn tạp chất và trong quá trình bảo quản nguyên liệu, các tạp chất, bụi bẩn có thể lẫn vào.
Việc cơ giới hóa trong thu hoạch, hay sử dụng các loại thuốc trừ sâu, phân bón trong quá trình canh tác nông nghiệp mang lại nguy cơ nhiễm bẩn nhiều hơn cho thực phẩm. Ở đây tạp chất thường gặp trong hạt đậu nành thường là các tạp chất vô cơ (đất, cát, đá, thủy tinh, kim loại…), động vật (côn trùng, sâu bọ..), hóa chất (dư lượng thuốc trừ sâu), và các vi sinh vật.
Cách tiến hành:
Đầu tiên nguyên liệu sẽ được đi qua thiết bị phân lý từ tính để loại bỏ các kim loại có mặt trong nguyên liệu. [34]
Hình 3.2 Máy phân ly điện từ. a- Dạng tang quay b- Dạng băng tải 6- Tang điện từ 7- Đoạn ống 8- Phễu nhận 9- Trục nạp liệu 1- Băng tải vận chuyển
2- Thùng thu nhận 3- Rãnh thoát 4- Chổi 5- Động cơ
Sau đó nguyên liệu được vận chuyển vào thiết bị rửa nguyên liệu để rửa đi cát, đất bám trên nguyên liệu. [40]
Hình 3.3 Máy rửa băng chuyền.
3.2.1.3. Ngâm đậu nành
Hình 3.4 Một số dạng thùng ngâm [34]
Mục đích: Làm hạt đậu mềm, dễ trương nở, chuẩn bị cho quá trình hấp, bằng cách này làm cho các hạt đậu nành mềm đều hơn để quá trình nấu chín diễn ra nhanh hơn.
Cách tiến hành:
Tỉ lệ đậu và nước thường là 1 : 3.
Thời gian ngâm từ 17 - 18 tiếng, Thời gian ngâm có ảnh hưởng lớn đến giá trị dinh dưỡng của đậu nành. Nếu ngâm quá lâu sẽ làm thất thoát các chất tan trong nước như các chất khoáng, vitamin, glucid, và protein tan trong nước là các albumin….Ngược lại, thời gian ngâm ngắn, hạt đậu chưa đạt độ trương nở tối đa, kích thước hạt không lớn và không đồng đều. Nhìn chung, sau khi ngâm, hạt đậu đạt hàm ẩm khoảng 45 ÷ 50 % là tốt. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
Thời gian ngâm rất khác nhau, tùy thuộc vào nhiệt độ nước. Vào mùa đông khi nhiệt độ nước xuống thấp khoảng 15oC,thì chúng ta sẽ ngâm khoảng 24 giờ. Khi nhiệt độ trở nên cao hơn vào khoảng 25 độ C vào mùa hè, khoảng 12 giờ. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
1- Máng dẫn nguyên liệu vào 2- Băng tải
3- ống thổi khí
Các biến đổi xảy ra:
Vật lí: đậu trương, mềm, tăng khối lượng và thể tích.
Hoá học: tinh bột, protein hút nước trương nở.
Cách tiến hành: Đậu tương được ngâm nước qua đêm cho trương nở. Dừng ngâm nước khi quan sát thấy có hiện tượng sủi bong bóng trên bề mặt nước ngâm.
3.2.1.4. Hấp đậu nành
Mục đích:
Hấp diệt các loại vi khuẩn bám trên bề mặt đậu nành. Hơn nữa, hạt đậu nành trở nên mềm và căng mọng, nó sẽ phá vỡ cấu trúc, phá vỡ thành tế bào để nấm natto có thể xâm nhập vào tận lõi hạt là điều kiện để nấm men dễ dàng lấy dinh dưỡng và phát triển. Ngoài ra, hấp giúp đậu nành dễ dàng cho các loại enzym khác nhau được tạo ra bởi nấm men natto xâm nhập và hòa tan các thành phần. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
Các biến đổi xảy ra:
Vật lí: hạt đậu nành trở nên mềm hơn, độ bền cơ học giảm
Hóa học: Protein bị biến tinh, cấu trúc và thành tế bào của đậu tương bị phá vỡ
Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt, giúp vi khuẩn Bacillus natto dễ phát triển hơn, lên men tốt hơn.
Cách tiến hành:
Đậu sau khi ngâm để ráo nước rồi đem đi hấp. Ngày nay, hầu hết các nhà sản xuất dùng hơi áp suất để hấp đậu. Một nồi áp suất có thể hấp 100 kg/mẻ. Đậu được cho vào nồi theo từng mẻ đồng thời bật hơi nước. Khi hơi nước đã thấm đều vào trung tâm của hạt và bắt đầu trương nở, lúc này đóng van hơi lại. Thiết bị hấp làm việc ở áp suất hơi nước 1 – 1,5 kh/cm2 trong vòng 20 ÷ 50 phút ở 121 – 127oC để làm mềm đậu hơn nữa và biến tính protein của đậu nành. Với phương pháp hấp này, một phần axit amin hoặc đường có trong hạt đậu sẽ bị thủy phân, gây hao hụt dinh dưỡng. Màu của đậu chín cũng sẽ đậm hơn, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Yêu cầu nguyên liệu sau khi hấp chín phải đều, hấp cho đến khi chuyển sang màu hơi nâu là được, không quá sẫm màu và có mùi thơm của đậu nành.
Đậu nành sau khi hấp trở nên mềm hơn, độ bền cơ học giảm. Một số vi sinh vật trên bề mặt hạt đậu bị tiêu diệt. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
Độ ẩm của nguyên liệu sau khi hấp phải có độ ẩm là 55 ÷ 65%.
3.2.1.5. Nhân giống Bacillus natto
a. Hoạt hóa giống từ chế phẩm đông khô:
Giống được nhập ở dạng đông khô nên chúng ta sẽ hoạt hóa giống như sau: cân 1g giống + 9ml nước cất vô trùng cho vào các ống nghiệm sau đó đặt các ống trong nồi cách thủy ở nhiệt độ là 80oC trong vòng 10 phút, sau đó sẽ nuôi trên môi trường thạch bình thường, thành phần của nó gồm: [35], [36], [24], [37], [38], [39]
Bảng 3.1 Môi trường thạch bình thường.
Pepton 1g
Cao thịt 0.5g
NaCl 0.5g
Agar 1.8g
Nuôi trong tủ ấm, ủ ở 37oC trong vòng 24 ÷ 48 giờ. Sau khi nuôi trên môi trường thạch thường, chúng ta sẽ chuyển giống vào môi trường thạch nghiêng để bảo quản giống và được sử dụng nhiều lần, thành phần môi trường thạch nghiêng gồm những thành phần sau:
Bảng 3.2 Môi trường thạch nghiêng.
CaCl2 0.5g
Glucose 5g
Cao nấm men 1g
Cao thịt 1g
(NH4)2SO4 0.3g
KH2PO4 0.1g
MgSO4 0.2g
Đêm các giống vào tủ ấm, ủ ở 37oC trong 1-2 ngày, sau đó bảo quản lạnh ở 4-5oC. Nếu muốn sản xuất chúng ta sẽ hoạt hoạt lại giống bằng cách để trong tủ ấm 37OC trong vòng 24-36 giờ nhằm hoạt hóa giống cho giai đoạn lên men. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
b. Nhân giống cấp 1: nhân giống trong môi trường lỏng trong 1000ml nước. Thành phần môi trường gồm: Bảng 3.3 Thành phần môi trường lỏng. NH4H2SO4 1g KCL 0.2g MgSO4.H2O 0.2g Pepton 1-2g Đường 0.5-1%
Dùng NaOH điều chỉnh pH = 7, thanh trùng ở 110OC trong 30 phút. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
c. Nhân giống cấp 2: nuôi trong môi trường NA ( 1000ml H2O) gồm các thành phần sau:
Pepton: 10.36g agar: 15.54g Cao thịt: 5.18g bột đậu nành: 3g
Môi trường và các dụng cụ thí nghiệm được hấp thanh trùng ở 110OC trong thời gian 30 phút, pH = 6.5-6.7. Sau đó thu giống ở dạng huyền phù bào tử.
3.2.1.6. Phun giống và cấy giống
Cấy giống vi khuẩn vào đậu nành nhằm chuẩn bị cho quá trình lên men. Ngay sau khi hấp, khi đậu nành đang nóng, đậu được chuyển từ thùng hấp và được phun Bacillus Natto huyền phù bào tử, cấy giống khoảng 3% so với tổng nguyên liệu, sao cho nồng độ của B. subtilis bào tử trong khối nguyên liệu đậu nành cần được hình thành khoảng 103 bào tử/g đậu nành.
Nhiệt độ cấy thường là 80°C, ở nhiệt độ này có thể tránh sự tạp nhiễm của các vi sinh vật khác. Nếu phân xưởng sạch sẽ thì chỉ cần cấy ở nhiệt độ 45°C. Quá trình này được thực hiện trong thiết bị cấy. Đậu đã được nấu chín và vi khuẩn được đưa vào thiết bị sau đó trộn đều. Hoặc giống cấy được thêm vào thiết bị có chứa đậu đã được nấu chín, sau đó trộn đều. [35], [36], [24], [37], [38], [39]
Mục đích: chuẩn bị cho qua trình lên men.
Cách tiến hành: Men natto được được phun lên đậu nành sau khi hấp - để bám trên bề mặt của chúng. Để không bị nhiễm vi khuẩn, cách tốt nhất là phun sương với nhiệt độ khoảng 70 ÷ 900C.