Chƣơng 2 CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LÊN MEN TỪ NGŨ CỐC
4. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƢỚC CHẤM
4.3. Thuyết minh quy trình
4.3.1. Xử lý nguyên liệu
Sản xuất nƣớc chấm bằng phƣơng pháp lên men, sử dụng nguyên liệu từ thực vật Nguyên liệu Xử lý nguyên liệu Hấp Đánh tơi và làm nguội Cấy giống Nuôi mốc Đánh tơi Mốc giống Trộn Thủy phân Trích ly Lọc Pha đấu Thanh trùng Đóng chai Thành phẩm Nƣớc muối Bã Ngâm rửa Lọc rút Bã thải Nƣớc muối
Hình 2.22. Quy trình cơng nghệ sản xuất nước chấm bằng phương pháp lên men
Nhân giống
Nƣớc muối
73
giàu protein, hàm lƣợng glucid thấp và hàm lƣợng chất béo càng ít càng tốt. Các loại nguyên liệu thƣờng dùng: khô lạc, khô đậu nành, ngô mảnh, lúa mỳ,... các loại hạt có dầu đã đƣợc ép dầu, hàm lƣợng protein trong khơ dầu có thể tới 50÷60%, tinh bột khoảng 30÷40%. Nói chung là các khơ dầu đã qua giai đoạn gia nhiệt, cần phải khô (độ ẩm <10%).
Nguyên liệu đƣa vào sản xuất cần đƣợc xử lý nhƣ sau:
- Xay nhỏ đạt kích thƣớc 1,5÷2 mm, trộn với 10% bột ngô hoặc bột mỳ. Nhờ đƣợc làm nhỏ mà diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu với hơi nƣớc và mốc giống sẽ tăng lên, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thủy phân tiếp theo;
- Có thể trộn ngun liệu với trấu nhỏ (3÷5%) để tăng độ xốp cho nguyên liệu; - Trộn nƣớc: trộn nƣớc đều vào nguyên liệu để nguy ên liệu hút nƣớc , trƣơng nở hấp chóng chín và đạt đợ ẩm thích hợp theo u cầu (ít nƣớc, ngun liệu bị khơ , khó chín, nhiều nƣớc quá gây biến tính ảnh hƣởng đến quá trình phát triển của mốc );
- Sau khi trộn, nguyên liệu thƣờng có đợ ẩm 58÷60% đƣa đi hấp.
4.3.2. Hấp nguyên liệu
Mục đích nhằm phá vỡ cấu tạo hạt tinh bột và các màng bao bọc , chuyển các chất dinh dƣỡng tƣ̀ trạng thái không hòa tan sang trạng thái hòa tan để mốc sƣ̉ dụng . Đồng thời làm yếu một phần các liên kết peptit , liên kết disunphua …tạo điều kiện thủy phân dễ dàng, tiêu diệt các tạp khuẩn nhiễm vào sản phẩm.
Ngun liệu sau khi hấp: chín đều, thơm, có độ ẩm thích hợp theo yêu cầu.
Sau khi hấp chín xong khối nguyên liệu cần đƣợc đánh tơi để tăng độ xốp nhằm làm cho khối nguyên liệu thông thống tốt và làm giảm nhiệt độ của nó đến nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của nấm mốc giống, thông thƣờng nguyên liệu hấp xong đƣợc đƣa qua hệ thống làm nguội đến nhiệt độ 36÷380C.
4.3.3. Ni cấy mốc giống
Chọn mốc giống phải đạt tiêu chuẩn qui định; Thƣờng sử dụng chủng giống
Aspergillus chủ yếu là Asp. Oryzae.
Để giữ giống ngƣời ta thƣờng sử dụng các loại môi trƣờng thạch nghiêng:
- Môi trƣờng nƣớc malt: lấy 100g bột malt trộn với 400g nƣớc rồi đun nóng và đƣờng hóa ở 60÷630C trong thời gian 4÷6giờ. Sau đó lọc và đun sơi dịch lọc trong 10 phút rồi để nguội ta sẽ đƣợc môi trƣờng nƣớc malt.
- Môi trƣờng nƣớc nấm vàng: lấy gạo nếp hay gạo tẻ đem ngâm trong 12÷24 giờ cho đạt độ ẩm 50÷55%, để ráo nƣớc rồi hấp trong thời gian 1÷1,5 giờ cho gạo chín đều, làm nguội xuống 36÷380C, sau đó trộn mốc Asp. oryzae với tỉ lệ 1÷2%. Tiếp theo đem ủ đống trong 4÷5 giờ rồi trải thành lớp dày 3÷4 cm và ni ở 30÷320C, độ ẩm của khơng khí 98÷100% trong thời gian 24÷36 giờ. Khi nào thấy bào tử nấm mốc chớm mọc thì kết thúc q trình ni. Lấy mốc đem ngâm trong nƣớc đun sơi để nguội 650C, tỉ lệ mốc/nƣớc là 1/4 và tiến hành đƣờng hóa trong 4÷5 giờ. Kết thúc q trình đƣờng hóa thì đem lọc, đun sơi, để nguội và điều chỉnh pH.
- Môi trƣờng nƣớc đậu: lấy đậu tƣơng hay đậu xanh đem ngâm 6÷8 giờ, vớt ra để ráo, cho đậu vào nƣớc theo tỉ lệ đậu/nƣớc là 1/4, đun sơi trong 3÷4 giờ, gạn lấy nƣớc (100g đậu lấy 200ml).
- Môi trƣờng nƣớc khoai tây: lấy khoai tây gọt vỏ trộn với cám (300g khoai tây/100g cám) và cho vào nƣớc đun sôi 30 phút và gạn lấy nƣớc trong.
74
Để có mơi trƣờng thạch, ngƣời ta lấy 2% thạch đem ngâm, rửa sạch rồi cho vào các môi trƣờng trên, đun cho tan hết thạch và đổ vào ống nghiệm để làm môi trƣờng thạch nghiêng.
Để nhân giống, ngƣời ta có thể sử dụng các loại mơi trƣờng tổng hợp hoặc tự nhiên. Ví dụ nhƣ đối với nhân giống thạch nghiêng có thể sử dụng mơi trƣờng tổng hợp.
Cịn nhân giống bình tam giác thì sử dụng mơi trƣờng tự nhiên (nƣớc đậu, mỳ hạt, cám và bột mỳ). Các loại nguyên liệu này đƣợc hấp chín rồi mới đƣa vào ni cấy.
Để nuôi cấy trung gian ngƣời ta thƣờng dùng các loại nguyên liệu chính cho sản xuất nƣớc chấm để làm môi trƣờng.
Sau khi trộn đều môi trƣờng đã đƣợc làm nguội với mốc giống theo tỉ lệ 1÷2% thì đem phân phối vào thiết bị ni và đem ni trong phịng đặc biệt điều chỉnh đƣợc độ ẩm khơng khí, nhiệt độ và sự thơng khí. Trong q trình ni có xảy ra các hiện tƣợng sau:
- Hiện tƣợng tỏa nhiệt: trong quá trình phát triển của mình, nấm mốc đã tiến hành hô hấp và tỏa nhiệt. Lƣợng nhiệt sinh ra phụ thuộc vào thành phần dinh dƣỡng của mơi trƣờng và q trình sinh tổng hợp của chúng. Nhiệt lƣợng tỏa ra làm tăng nhiệt độ của môi trƣờng. Nếu nhiệt độ tăng q cao (38÷400C) sẽ kìm hãm sự phát triển và giảm khả năng tích lũy enzyme của nấm mốc. Vì vậy, cần có biện pháp để giữ nhiệt độ của môi trƣờng ni ln ln ở mức thích hợp.
- Sự trao đổi khơng khí: Nấm mốc chỉ phát triển trong điều kiện ni hiếu khí bắt buộc. Do đó, trong q trình ni cần phải thơng khí liên tục nhằm để cung cấp đầy đủ oxy cho nấm mốc phát triển.
- Sự thay đổi hàm ẩm của môi trƣờng: độ ẩm của môi trƣờng nuôi cấy giảm liên tục trong quá trình nấm mốc phát triển. Độ ẩm ban đầu 58÷60%, sau khi gieo mốc 4÷5 giờ độ ẩm bắt đầu giảm cho đến khi kết thúc q trình ni. Sự giảm độ ẩm biểu thị sự phát triển của vi sinh vật nhƣng cũng làm giảm hoạt tính của enzyme theo quan hệ tuyến tính. Vì vậy, trong q trình ni mốc cần phải khống chế độ ẩm ln ln ở mức thích hợp.
Nuôi nấm mốc nhằm thu nhận đƣợc số lƣợng và chất lƣợng enzyme protease cao. Chính vì vậy các yếu tố trên đóng vai trò rất quan trọng. Thƣờng nuôi nấm mốc ở 28÷320C và độ ẩm khơng khí 85÷90%. Trong q trình ni nấm mốc cần trang bị quạt ly tâm có lƣu lƣợng gió 6000 m3/tấn nguyên liệu giờ với áp lực 100 mmH2O.
4.3.4. Lên men
- Mục đích : tạo điều kiện cho enzyme protease của nấm mốc hoạt động thủy phân protein của nguyên liệu thành các acid amin .
- Nếu quá trình thủy phân sâu sẽ tạo ra NH 3, H2S ... Do vậy quá trình thủy phân phải đƣợc kết thúc ở giai đoạn tạo ra sản phẩm chủ yếu là các acid amin .
- Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân :
+ Nhiệt đợ: nhiệt đợ thích hợp cho hệ enzyme protease hoạt động 45÷50oC. + Nờng đợ enzyme protease : nồng độ enzyme hòa tan khi nấm mốc mọc đạt yêu cầu thì phụ thuộc vào hàm lƣợng nƣớc . Nếu nƣớc ít quá , enzyme chƣa đủ hòa tan để xảy ra các phản ƣ́ng sinh hóa bình thƣờng nên quá trình thủy phân xảy ra chậm , không triệt để. Nƣớc nhiều quá , nồng độ enzyme loãng , hoạt động yếu và chậm , các loại vi khuẩn khác dễ xâm nhập.
75
Kinh nghiệm của các cơ sở sản xuất nƣớc chấm cho thấy lƣợng nƣớc cho vào tốt nhất thƣờng là 30÷40% so với nguyên liệu, tƣơng đƣơng với 60÷70% so với khối lƣợng nấm.
Sau khi thủy phân xong, căn cứ vào hàm lƣợng nƣớc trong dịch thủy phân để tính lƣợng muối và nƣớc muối cần bổ sung sao cho đạt đƣợc nồng độ quy định và số lƣợng nƣớc chấm cần thiết.
+ Nồng độ muối : lƣợng muối cho vào nhiều quá dễ ƣ́c chế enzyme hoạt động , nếu thấp quá và các điều kiện khác không đảm bảo thì vi kh̉n gây thới rƣ̉a hoạt
đợng, vì vậy cho lƣợng muối vừa bả o đảm cho enzyme protease hoạt đợng , vƣ̀a kích thích q trình thủy phân và hạn chế vi khuẩn gây thối rửa hoạt động .
+ Thời gian thủy phân: Tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể có thể ngắn hoặc dài . Quan sát quá trình l ên men thấy sản phẩm có màu thẫm , thơm mùi nƣớc chấm , nhiệt độ bắt đầu giảm có thể kết thúc quá trình lên men .
+ pH: độ pH thích hợp cho enzyme protease hoạt đợng là 4,7÷5,5 - Bản chất của quá trình thủy phân : Gờm 2 q trình: sinh hóa và hóa lý + Q trình sinh hóa là q trình quan trọng nhất do hoạt động chủ yếu của
enzyme protease , là quá trình hình thành các sản phẩm của quá trình thủy phân nhƣ : polypeptide, acid amin , một số đƣờng , vitamin… Nhƣng ở đây , chú ý nhất đến quá trình tác dụng của hệ enzyme protease lên protein của nguyên liệu mà không yêu cầu các sản phẩm khác nhiều đƣờng.
+ Hóa lý: q trình thẩm thấu và khuếch tán 2 pha để đến khi đƣợc một hỗ n hợp đờng nhất. Các acid amin sinh ra hịa tan trong nguyên liệu bắt đầu khuếch tán ra dung dịch nƣớc muối lỗng , trích ly ra đƣợc thành phẩm nƣớc chấm . Nhƣ vậy, ngoài việc bảo đảm các điều kiện thích hợp cho enzyme protease hoạt động mạnh , quá trình khuếch tán đạm ra khỏi nguyên liệu vào dung dịch cũng rất quan trọng . Đồng thời với q trình khuếch tán cịn có q trình thẩm thấu, thƣờng dùng nƣớc muối để tăng quá trình hịa tan, thẩm thấu tận bên trong ngun liệu hòa tan các chất chủ yếu là globulin.
- Các phƣơng pháp thủy phân:
* Phương pháp lên men ướt nhiều muối
Đây là phƣơng pháp cổ truyền, dài ngày. Để lên men ngƣời ta sử dụng nƣớc muối có nồng độ 25÷30% đem trộn với ngun liệu đã lên mốc (1,5÷2,5 lít/kg ngun liệu) rồi để lên men. Sau khi thủy phân kết thúc, nƣớc chấm đƣợc tách khỏi bã bằng cách gạn hoặc lọc ép Thời gian lên men của phƣơng pháp này phụ thuộc vào nhiệt độ ngồi trời. Mùa hè có thể kéo dài 3÷4 tháng, cịn mùa đơng 6÷7 tháng.
Cách tiến hành thủ công: sau khi trộn với nƣớc muối thì đem hỗn hợp phơi nắng. Sáng mở nắp phơi và khuấy trộn 1 lần, chiều đậy nắp lại. Cứ tiếp tục nhƣ vậy trong 30 ngày thì tiến hành rút lần 1. Sau khi rút xong lại cho nƣớc muối mới vào và lại phơi rồi rút nƣớc 2 sau 1 tháng. Làm tƣơng tự để rút nƣớc 3. Pha trộn 3 nƣớc lại với nhau và tiếp tục phơi 5÷6 nắng nữa để tạo hƣơng.
Phƣơng pháp này có những nhƣợc điểm sau:
- Lên men nhiều nƣớc nên nồng độ enzyme thấp dẫn tới thời gian thủy phân dài và khó thủy phân triệt để.
- Hàm lƣợng muối cao nên enzyme bị ức chế.
* Phương pháp lên men ướt không muối
76
với khối nguyên liệu đã lên mốc và có tiếp nhiệt. Nhiệt độ lên men 50÷550C, lên men 3 ngày thì ép lọc để thu dung dịch 1 và sau đó cho nƣớc để lên men tiếp rồi thu dung dịch 2. Tổng thời gian lên men của phƣơng pháp này khoảng 7÷8 ngày.
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là do sử dụng nhiều nƣớc nên nồng độ enzyme thấp làm cho hiệu suất thủy phân kém và năng suất thấp.
* Phương pháp lên men ẩm trích ly
Phƣơng pháp này khác với các phƣơng pháp trên ở 2 điểm:
- Lên men với hàm lƣợng nƣớc vừa phải (hàm ẩm của ngun liệu 50÷60%) nên có thể ủ nhiệt sinh lý và bảo đảm nồng độ enzyme cao nên xúc tác thủy phân nhanh.
- Sau khi lên men kết thúc thì cho nƣớc muối vào ngâm để trích ly các chất. - Cách tiến hành: q trình lên men ẩm trích ly gồm 2 cơng đoạn là làm tơi trộn nƣớc và ủ ẩm. Làm tơi nhằm tạo điều kiện cho khối mốc ngấm nƣớc đều, các hệ enzyme thủy phân dễ dàng hoạt động. Có thể làm tơi bằng thủ công hoặc bằng máy. Sau khi làm tơi xong, dùng nƣớc muối 3÷5% trộn với khối mốc cho đạt độ ẩm 50÷60%. Để q trình lên men tiến triển đƣợc tốt, ngƣời ta tiến hành ủ nhiệt sinh lý hoặc tiếp nhiệt để giữ nhiệt độ của khối nguyên liệu trong khoảng 45÷600C. Thời gian ủ ấm khoảng 3÷4 ngày, khi có mùi thơm nƣớc chấm thì q trình lên men kết thúc.
4.3.5. Dội rút, trích ly
- Mục đích của q trình này là nhằm trích ly acid amin và đƣờng bằng nƣớc nóng hay nƣớc muối có nồng độ thích hợp.
- Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình dội rút:
+ Nhiệt độ của nƣớc ngâm rút: nhiệt độ càng cao thì khả năng hịa tan của các chất cũng càng tăng nên hiệu suất thu hồi cũng tăng theo. Nhƣng nếu nhiệt độ cao quá thì acid amin dễ bị phân hủy, dễ xảy ra phản ứng melanoidin, gây tổn thất đƣờng, acid amin và làm giảm mùi vị sản phẩm. Nếu nhiệt độ thấp thì thời gian trích ly bị kéo dài, các chất hịa tan ít. Do đó làm giảm hiệu suất thu hồi. Nhiệt độ nƣớc ngâm rút tốt nhất là 600C.
+ Lƣợng nƣớc ngâm rút: nƣớc nhiều thì các chất hịa tan nhiều nên hiệu suất thu hồi tăng. Nhƣng nƣớc quá nhiều sẽ làm nƣớc chấm bị lỗng. Lƣợng nƣớc thƣờng dùng là 300÷400% so với lƣợng ngun liệu ngâm rút. Ngâm rút có thể 3÷4 lần tùy theo u cầu của sản phẩm.
+ Nồng độ muối: nồng độ muối thấp sẽ làm tăng khả năng hòa tan của các chất vào dung dịch. Nhƣng nếu nồng độ muối quá nhỏ thì vi sinh vật có hại dễ phát triển hơn. Nồng độ muối cao có khả năng gây hiện tƣợng muối liên kết với acid amin biến thành đạm keo sẽ gây đục cho sản phẩm, đồng thời nhiều muối sẽ làm cho sản phẩm bị mặn. Nồng độ nƣớc muối thích hợp nhất là 15÷28%.
+ Thời gian ngâm: phụ thuộc vào lần ngâm mà ta chọn thời gian ngâm thích hợp: nƣớc 1: ngâm 8÷10 giờ; nƣớc 2: ngâm 6÷8 giờ; nƣớc 3: ngâm 4÷6 giờ; nƣớc 4: ngâm 2÷4 giờ.
- Cách tiến hành: Sau khi ủ ấm xong, dùng nƣớc muối có nồng độ 15÷28%, nhiệt độ 60÷700C, tỉ lệ nƣớc/nguyên liệu là 1/1, ngâm trong 8÷10 giờ rồi rút để thu hồi nƣớc 1. Tiếp tục ngâm để rút nƣớc 2, nƣớc 3 và nƣớc 4.
4.3.6. Bảo quản và hoàn thiện sản phẩm
- Bảo quản sản phẩm: nƣớc chấm là sản phẩm dễ bị vi sinh vật gây chua, thối, đóng ván... phát triển. Do đó, sau khi chiết rút xong, nƣớc chấm đƣợc gia nhiệt để
77
thanh trùng ở 800C trong thời gian 0,5÷1 giờ. Đồng thời phải cho thêm các chất bảo quản nhƣ acid sorbic hoặc natribenzoat tỉ lệ 1/1000 khi đóng chai.
- Hồn thiện: tùy theo yêu cầu về chất lƣợng của từng loại sản phẩm mà ngƣời ta tiến hành pha đấu dịch 1, 2, 3 và 4 theo một tỉ lệ thích hợp. Để thuận tiện cho việc sử dụng, ngƣời ta có thể rót nƣớc chấm vào các loại chai có dung tích khác nhau.