CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN
2.3 Quy trình công nghệ
2.3.1 Quy trình truyền thống của Nhật Bản
2.3.1.3 Các điểm chính yếu trong chế biến nước tương
Các quá trình lên men:
Có 2 quá trình lên men trong sản xuất nước tương. Thứ nhất là quá trình lên men bán rắn xẩy ra trong quá trình lên mốc ở điều kiện hiếu khí. Trong giai đoạn này, nấm mốc phát triển và sản sinh ra rất nhiều loại enzyme khác nhau. Thứ hai là quá trình ủ men sau khi bổ sung nước muối, trong giai đoạn này chia làm hai bước nhỏ,
Hình 2.10: Ép dịch ủ men bằng máy ép thủy lực [38]
ngắn và các amino acid tự do, tinh bột trong lúa mì sẽ biến dổi thành đường đa và đường đơn. Các chất này trở thành cơ chất cho sự phát triển của nhiều chủng vi khuẩn và nấm men chịu muối. Khi hệ vi sinh vật đạt đến số lượng lớn thì sẽ xảy ra quá trình lên men tiếp theo tạo thành nhiều hợp chất phức tạp tạo nên màu, mùi vị đặc trưng cho sản phẩm nước tương [24], [25].
Hoạt động của enzyme:
Trong quá trình ủ men, protein, carbonhydrate, lipid… trong đậu nành và lúa mì được phân giải bởi các enzyme như: protease, peptidase, amylase, lipase, pectinase, phosphatase… từ quá trình lên men bán rắn. Theo Komatsu (1986), khi nước tương được ủ men ở 15oC trong 30 ngày đầu, tiếp theo là 25oC trong 120 ngày tiếp theo, và ở 28oC trong 30 ngày cuối, thì tại thời điểm hoạt tính của enzyme và pH của dịch ủ men giảm thì hàm lượng nitơ tổng sẽ tăng từ 0,98 lên 1,69 g/100ml, hàm lượng nitơ formol sẽ tăng từ 0,36 lên 0,94 g/100ml, hàm lượng nitơ NH3 sẽ tăng từ 0,06 lên 0,2 g/100ml, tỷ số giữa nitơ formol và nitơ tổng tăng từ 37,1% lên 55,7%, hiệu suất sử dụng đạm (tỷ số giữa đạm trong nước tương và đạm trong lượng đậu nành đã sử dụng) tăng từ 44,7%
lên 83,1% [24], [25].
Hình 2.11: Hoạt động phân giải của enzyme trong quá trình ủ men (Fukushima, 1985) [38]
Lên men bởi vi khuẩn lactic và nấm men:
Vi khuẩn lactic và nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình ủ men nước tương. Khi bắt đầu ủ với nước muối nhóm vi khuẩn lactic và nấm men tạp nhiễm trong quá trình lên men bán rắn trước đó sẽ nhanh chống bị tiêu diệt do không có khả năng chịu nồng độ muối cao, khi đó nhóm vi khuẩn và nấm men chịu muối cao như:
Pediococcus halophylus, Tetragenococcus halophilus, Zygosaccharomyces rouxii…sẽ phát triển (Yokotsuka, 1986). Vi khuẩn lactic phát triển sẽ chuyển hóa đường đơn thành lactic acid làm cho pH của hỗn hợp sẽ giảm từ 6,5-7,0 ban đầu xuống còn khoảng 5,5, đồng thời là sự gia tăng tích lũy khí CO2 làm cho nhóm vi khuẩn kỵ khí có
khối ủ men. Tiếp theo nhóm nấm men sẽ phát triển dẫn đến sự tích lũy của cồn và các hợp chất phenolic tạo hương thơm trong sản phẩm nước tương cuối (Yokotsuka, 1960).
Để đẩy nhanh quá trình ủ men và tạo sản phẩm nước tương có hương thơm tốt hơn, người ta có thể bổ sung thêm vi khuẩn lactic chọn lọc ngay khi bắt đầu ủ men và bổ sung thêm nấm men chọn lọc từ 4 đến 6 tuần sau khi ủ men [24], [25].
Hình 2.12: Đồ thị thể hiện sự thay đổi của: mật độ vi khuẩn sinh acid lactic, mật độ nấm men, pH, nồng độ cồn, nồng độ acid lactic theo thời gian lên men và nhiệt độ lên men được kiểm soát từ 15 đến 30oC cho từng giai đọan lên men (Jose và cộng sự,1976)[38]
Sự hình thành hương thơm và màu sắc:
Bên cạnh các phản ứng sinh học và phản ứng enzyme, các phản ứng hóa học và hóa lý tương tác với nhau trong suốt giai đoạn ủ men và giai đoạn tinh chế. Các phản ứng phức tạp trên đã hình thành nên màu sắc và hương vị của nước tương. Ví dụ, trong quá trình lên men nước tương Koikuchi, 50% màu sắc của nó hình thành trong quá trình ủ men và 50% còn lại hình thành trong quá trình thanh trùng, quá trình tạo màu trên là do phản ứng Maillard xẩy ra giữa acid amin tự do và đường.
Có gần 300 loại hợp chất khác nhau tạo thành hương thơm cho nước tương Koikuchi, tất cả các hợp chất này được cho là được tạo thành trong quá trình ủ men, trong số đó có: 37 hydrocacbon, 30 alcohol, 41 ester, 15 aldehyde, 5 pyron, 25 pyrazine, 7 pyridine, 11 hợp chất sulfur, 3 thiazoles, 3 terpenes, 8 loại hợp chất khác.
Hầu hết các hợp chất tạo hương quan trọng trong tước tương tồn tại trong môi trường acid yếu, do đó khi trung hoà nước tương với kiềm sẽ làm mất hết hương thơm của nó [24], [25].