L ỜI MỞ ĐẦU
2.3.2.Phương pháp nuôi cấy bề sâu
2.3.2.1.Môi trường dinh dưỡng
Khác với phương pháp nuôi cấy bề mặt, trong phương pháp nuôi cấy bề sâu người ta sẽ cho si sinh vật phát triển trong môi trường lỏng. Thành phần dinh
dưỡng của môi trường lỏng thích hợp cho mỗi chủng vi sinh vật sẽ khác nhau.
Trong nhiều trường hợp, môi trường để nuôi cấy bề sâu thường chứa tinh
bột, các dạng bột và một số vật liệu khác làm nguồn cacbon. Chỉ một số ít chủng
dùng nguồn cacbon là các đường dễ dàng đồng hóa như glucose. Thực tế, trong một số trường hợp người ta đường hóa sơ bộ tinh bột bằng amylase (trước khi thanh trùng). Khi đó maltose được tạo thành sẽ được đồng hóa tốt hơn và so với tinh bột, maltose là chất cảm ứng tốt hơn của enzyme đường hóa của nấm mốc. Ngoài ra thể loãng của môi trường cuãng tốt hơn do độ nhớt của nó bị giảm xuống một cách sâu sắc.
2.3.2.2.pH của môi trường
Trị số pH ban đầu của môi trường cũng có thể gây ảnh hưởng nào đó đến sự
tạo thành enzyme, nhưng khi đó cũng cần phải tính đến khả năng biến đổi nhanh
chóng chỉ số đó bởi vi sinh vật. Thông thường đối với α – amylase, pH tối ưu cho sinh tổng hợp là khoảng 7÷8, khác với pH tối ưu cho hoạt động của nó là khoảng 4,7÷4,9.
2.3.2.3.Sục khí và khuấy trộn
Sự sinh trưởng của vi sinh vật phụ thuộc vào lượng oxy phân tử hòa tan trong dịch nuôi cấy. Trong quá trình sinh trưởng của mình, vi sinh vật sử dụng oxy phân tử cho hoạt động sống nên lượng oxy hòa tan trong mối trường lỏng phải luôn luôn được bổ sung. Chính vì lẽ đó, việc sục khí và khuấy đảo mối trường có tác dụng tốt tới sự sinh trưởng và tích lũy sinh khối cũng như sinh tổng hợp các enzyme của vi sinh vật.
Nhiều công trình nghiên cứu đã xác nhận rằng muốn nuôi vi sinh vật (gồm
môi trường bằng sục khí hoặc bằng máy khuấy làm việc liên tục trong suốt cả quá trình nuôi. Việc chọn chế độ sục khí thích hợp sẽ có tác dụng khá quyết định không chỉ đối với sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện nuôi chìm mà còn đối với sự sinh tổng hợp enzyme amylase nữa.
Đối với nấm sợi, chế độ sục khí thích hợp là 10÷12 m3 không khí vô trùng
(có nhiệt độ không quá 40oC) trên 1m3 môi trường trong một giờ với thời gian nuôi trong khoảng 68÷72 giờ. Với thời gian nuôi ngắn hơn ở các thùng lên men nhân giống (48 giờ) và trong các thùng lên men sản xuất (48÷52 giờ) thì lượng không khí cần sục vào môi trường để nuôi Aspergillus oryzae 3 – 9 – 15 phải là 30 m3/ m3 môi trường/giờ đối với thùng nhân giống và là 40 m3/ m3 môi trường/giờ đối với thùng sản xuất. Mức độ sục khí tối ưu trường để nuôi Aspergillus oryzae 3 – 9 – 15
tương ứng với 180 micromol O2/lít môi trường (nồng độ oxy hòa tan đo bằng máy
cực phổ với điện cực kiểu clark). Chủng này có vận tốc tiêu thụ oxy hòa tan cực lớn vào cuối pha sinh trưởng logarithm. Vận tốc tiêu thụ O2 giảm dần từ lúc bắt
đầu pha ổn định. Nuôi vi sinh vật ưa nhiệt đòi hỏi nhiều không khí hơn là nuôi vi
sinh vật ưa ẩm. Nguyên nhân là do ở nhiệt độ tương đối cao (50÷65oC), độ hòa tan
của oxy trong môi trường giảm xuống, mặc dù nhu cầu của vi sinh vật ưa nhiệt về
oxy cho các phản ứng oxy hóa lại tăng lên.
Chương 3
GIỚI THIỆU CÁC LOẠI
NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ
GIA TRONG CÔNG
NGHỆ SẢN XUẤT
3.1.Giới thiệu chung về đậu nành
Đậu nành có tên khoa học là Glycinemax, thuộc loại cây họ đậu, giàu protein, hạt của nó được làm thức ăn cho người và gia súc.
3.1.1.Nguồn gốc và sự phát triển của đậu nành
Môt số nhà khoa học cho rằng đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quốc). Sau thế chiến thứ II mới thực sự phát triển ở Mỹ, Canada, Brazil và ngày
càng lan rộng.
Ngày nay, đậu nành và sản phẩm chế biến từ đậu nành trở thành mặt hàng quan trọng. Hiện nay 88% sản lượng đậu nành trên thế giới tập trung ở 4 quốc gia
là Mỹ (52%), Brazil (17%), Argentina (10%) và Trung Quốc (9%).
3.1.2.Đặc điểm của đậu nành
Cây đậu nành thuộc loại cây họ đậu, là loại cây ngắn ngày (80÷150 ngày). Thân cây cao 30÷80 cm tùy giống, cây tương đối thẳng và đứng hơn so với các loại cây họ đậu khác, cây ít phân nhánh.
Cây có quả theo từng chùm, mỗi chùm có khoảng từ 2 đến 20 quả và có tới gần 400 quả trên một cây. Một quả có từ 2 đến 7 hạt. Quả đậu tương hơi cong, chiều dài trung bình khoảng từ 4 đến 6 cm.
Giới (Kingdom) Plantae
Ngành (Phylum) Magnoliophyta
Lớp (Class) Magnoliopsida
Bộ (Ordo) Fabales
Họ (Familia) Fabaceae
Phân họ (Subfamilia) Faboideae
Chi (Genus) Glycine
Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau như: tròn, bầu dục, tròn dài, tròn dẹt,…Về màu sắc hạt đậu nành cũng có nhiều màu khác nhau như: vàng,
xanh, xám, đen,…Nhưng nói chung phần lớn là màu vàng và loại đậu nành có màu
vàng là loại tốt.
Hạt đậu nành có 3 bộ phận: vỏ, tử điệp (còn gọi là các lá mầm), phôi (còn gọi là trụ dưới lá mầm). Ngoài cùng là lớp vỏ hạt, dưới lớp vỏ hạt là hai tử điệp gắn với nhau băng mầm. Tử điệp là chỗ dự trữ các chất dinh dưỡng. Trong hạt đậu nành không có lớp alơrông, nội nhũ và phôi đứng tách biệt như ở các hạt cốc, mà toàn bột hạt đậu là một phôi lớn được bao quanh bằng vỏ hạt.
3.1.3.Thành phần hóa học của hạt đậu nành
So với các loại hạt đậu khác thì đậu nành hầu như không có tinh bột, trong khi đó thì hàm lượng protein và lipid lại cao hơn hẳn
Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu nành
Loại hạt Calo Protein (g) Lipid (g) Glucid (g) Xơ (g) Tro (g) Hạt xanh 436 40,8 17,9 35,8 6,6 5,3 Hạt vàng 444 39,0 19,6 35,5 4,7 5,5 Hạt đen 439 38,0 17,1 40,3 4,9 4,6
Thành phần hóa học của hạt đậu nành có thể thay đổi tùy theo giống, điều kiện trồng trọt, đất đai thổ nhưỡng, cách chăm bón,…Bằng phương pháp chọn
giống di truyền người ta thấy nếu hàm lượng protein tăng thêm 1% thì hàm lượng
lipid lại giảm đi 0,5%.
Thành phần hóa học của các phần trong hạt đậu nành
Thành phần (% trọng lượng khô)
Các phần đậu tương
% trọng
lượng hạt Protein Lipid Glucid Tro (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hạt nguyên 100 40 20 35 4,9
Tử điệp 90 43 23 29 5,0
Vỏ hạt 2 8,8 1 86 4,3
Phôi 8 41 11 43 4,4
3.1.3.1.Protein
a)Cấu tạo
Trong đậu nành, hàm lượng protein chiếm trên 40% nên đây là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao so với các loại đậu khác và so với protein có trong động vật. Protein có trong đậu nành gấp 10 lần so với protein có trong sữa và gấp 2 lần so với protein có trong thịt bò.
Trong thành phần protein của đậu nành thì globulin chiếm khoảng 85÷95%, ngoài ra còn có một lượng nhỏ albumin và một lượng không đáng kể prolamin và glutelin.
Protein của đậu nành chứa tất cả 8 loại amino acid không thay thế cùng với hàm lượng cần thiết, tương đương với protein của thịt động vật.
Protein đậu nành chủ yếu thuộc loại tan trong nước. Phần lớn 95% protein
đậu nành tan trong nước ở pH = 11, và tan ít nhất ở pH = 4,2÷4,6 (vì đây là điểm
đẳng điện của protein đậu nành, ở pH này protein sẽ không tích điện và sẽ bị kết tủa). Nếu tiếp tục giảm pH qua pH đẳng điện thì protein sẽ tan.
Hàm lượng các amino acid không thay thế trong hạt đậu nành
Các amino acid không thay thế Hàm lượng (%)
Isoleucine 5,8 Methionine 1,4 Leucine 8,4 Lysine 6,0 Phenylalanine 3,8 Threonine 4,8 Tryptophane 1,1 Valine 5,8
Độ hòa tan là chỉ số rất quan trọng đối với các protein được sử dụng làm thức uống, protein tốt nhất là loại tan được trong nhiều pH khác nhau và có khả
năng bền nhiệt. Khi pH cao hơn hay thấp hơn điểm đẳng điện thì lúc đó protein sẽ
tích điện âm hoặc dương. Sự tương tác giữa phân tử nước với phân tử protein sẽ góp phần làm cho protein tan. Các chuỗi protein mang điện tích cùng dấu sẽ đẩy nhau làm chúng phân ly và tự giãn mạch. Độ hòa tan của protein tăng khi nhiệt độ tăng trong khoảng 0 đến 50oC.
Độ nhớt tăng theo quy luật số mũ với nồng độ protein là do tương tác protein – protein. Khi lực tương tác vừa đủ sẽ làm cho protein có tính nhớt.
c)Sự tạo gel
Gel được tạo ra là do các protein bị biến tính tập hợp lại thành mạng lưới protein theo một trật tự nhất định. Khi protein đậu nành có độ đậm đặc trên 5% và được nung nóng ở pH gần vùng trung tính thì sẽ tạo gel. Việc tạo gel phụ thuộc vào trạng thái cân bằng giữa protein – nước và lien kết protein – protein.
d)Điểm đẳng điện và khả năng đông tụ protein đậu nành
Điểm đẳng điện là điểm ứng với môt giá trị pH mà tại đó điện tích toàn
phần của phân tử protein bằng 0. Ở điểm này độ hydrate của protein cực tiểu gia
tăng sự tương tác giữa các protein với nhau nên sẽ xuất hiện kết tủa. Điểm đẳng điện của protein đậu nành là ở pH = 4,2÷4,6.
3.1.3.2.Lipid
Lipid chiếm khoảng 20%. Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6,4÷15,1% acid béo no và 80÷93,6% acid béo không no. Trong đó có 2 thành phần có giá trị là Triglycerid và Leucithin (chiếm 3% nhóm lipid).
Hàm lượng acid béo không no có giá trị dinh dưỡng cao, chiếm khoảng 85%. Trong đó 60÷70% là các acid béo không thay thế bao gồm: Linolenoic, Linoleic, Oleic. Acid Linoleic có tốc độ oxy hóa nhanh nhất và làm cho đậu nành có mùi khó chịu.
Acid béo no chiếm khoảng 15% gồm: Palmitic, Stearic, Arachidonic. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đậu nành còn có chứa một lượng nhỏ Phosphatic, Phospholipid phức
tạp được coi như chất chống oxy hóa, tăng trí nhớ, cứng xương, tăng sức đề kháng,
đặc biệt không chứa Cholesterol và nhạy cảm với sự oxy hóa.
3.1.3.3.Carbohydrate
Glucid của đậu nành không có giá trị dinh dưỡng cao trong quá trình chế biến và ít khi được quan tâm. Nhóm glucid chiếm khoảng 34%, gồm 2 loại: hòa tan (chiếm 10%) và không hòa tan (Cellulose, Hemicellulose, Pectin, Pentozan,…). Phần hòa tan chủ yếu là các loại đường khử, trong đó Stachyose và Rafinose là nguyên nhân gây sôi bụng khi tiêu hóa.
Hàm lượng carbohydrate trong hạt đậu nành
3.1.3.4.Các chất khác
a)Khoáng chất
Chiếm khoảng 5%, trong đó có các chất đáng quan tâm như: Ca, P, Mn, Zn, Fe.
Thành phần tro tính theo phần trăm chất khô toàn hạt đậu nành
P2O5 CaO MgO K2O SO3 Na2O Cl Khác
0,6÷2,18 0,23÷0,63 0,22÷0,55 1,91÷2,64 0,41÷0,44 0,38 0,025 1,71
b)Vitamin
Chiếm khoảng 1%, trong đó có các loại vitamin thiết yếu gồm A, E, K, B1,
B2.
Thành phần Phần trăm
(so với trọng lượng hạt)
Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,0 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Arabinose 5,1
Thành phần vitamin trong đậu nành
Loại Hàm lượng Đơn vị
Thiamine 11,0÷17,5 mg/g Riboflavin 3,4÷3,6 mg/g Niaxin 21,4÷23,0 mg/g Pyrodoxin 7,1÷12,0 mg/g Biotin 0,8 mg/g Acid tatothenic 13,0÷21,5 mg/g Acid folic 1,9 mg/g Inoxoton 2300 mg/g Vitamin A 0,18÷2,43 mg/g Vitamin E 1,4 mg/g Vitamin K 1,9 mg/g Vitamin B1 0,54 % Vitamin B2 0,29 % Vitamin PP 2,30 %
Các acid amin không thay thế như: Acid Aspartic, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Cystein, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin, Histidin, Acid Glutamic. Đặc biệt đậu nành giàu Tryptophan và Lysin hơn các hạt ngũ cốc thông thường.
3.1.3.5.Các chất bất lợi
Chất ức chế Trysin: làm giảm khả năng tiêu hóa. Hemaglutinin: cản trở sự hoạt động của hồng cầu. Goitrogens: làm phình tuyến giáp trạng.
Urease: phân giải Ure thành NH3, gây mùi khó chịu.
3.1.3.6.Mùi đậu nành
Mùi đậu nành không được ưa chuộng nên trong quá trình chế biến người ta
thường tìm cách khử mùi. Nguyên nhân tạo ra mùi là do Lipoxygenase trong tử điệp oxy hóa chất béo chưa no như acid Linoleic,… Enzyme tác động đặc hiệu lên các acid béo không bão hòa, chứa nối đôi cis–. Do đó, nếu tách vỏ đậu trước khi gia nhiệt, Lipoxygenase sẽ có điều kiện hoạt động do được tiếp xúc trực tiếp với
nước và oxy. Từ đó xúc tác phản ứng oxy hóa chất béo làm cho sản phẩm có mùi đậu nành mạnh hơn. Để vô hoạt Lipoxygenase, có thể dùng nhiệt độ như sấy, chần kết hợp với NaHCO3, NaCl.
3.2.Khô đậu nành (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khô đậu nành (hay còn gọi là bã đậu nành) là nguyên liệu sản xuất nước tương được tạo thành sau khi ép lấy dầu từ đậu nành nguyên hạt. Trong nhiều cơ sở
sản xuất nước tương, khô đậu nành thường không làm nguyên liệu sản xuất chính
mà được dùng làm nguyên liệu thay thế cho khô đậu phộng bởi khô đậu nành khi
dùng để sản xuất nước chấm thường tạo ra sản phẩm không ngon bằng khô đậu phộng.
Thành phần hóa học của khô đậu nành gồm:
+ Chất béo: 0,1÷1,2%
+ Chất đạm: 35÷40%
+ Chất xơ: 5÷6%
+ Độ ẩm: 7÷10%
Các chỉ tiêu chất lượng được khuyến cáo đối với khô dầu đậu nành
Thành phần Yêu cầu chất lượng
Tro Dưới 7,5%
Tro không tan trong acid Dưới 1%
Lysine Trên 2,9%
Độ hòa tan KOH 0,2% 73÷85%
Hoạt lực Urease 0,05÷0,30 đơn vị pH tăng
Tỷ trọng khối 57÷64g/100cc
Kết cấu Đồng nhất, dễ trôi, không
đóng cục, đóng bánh
Màu sắc Các phần tử đồng màu từ nâu
vàng tới nâu nhạt
Mùi và vị Tươi, không mốc, không
chua, không có mùi Amoniac, không có mùi cháy. Vị dịu
Nhiễm bẩn Không có urea, không có
amoniac, không có mycotoxin và mốc.
So sánh giá trị dinh dưỡng của các loại khô dầu đậu nành
US tách vỏ Brazil Argentina Ấn Độ Trung Quốc
Số mẫu kiểm tra 937 120 78 69 46
Protein thô (%) 48,1 46,1 43,5 46,8 45,0 Xơ thô (%) 2,88 5,21 5,54 5,89 5,20 Tro (%) 6,21 5,73 5,89 7,11 4,16 Béo (%) 1,43 1,54 1,70 1,24 1,45 Urease 0,05 0,04 0,04 0,06 0,04 3.3. Bột mì
Protein của bột mì có bốn loại là albumine, prolamine, globuline và gluteline. Trong bốn loại này thì chủ yếu là gluteline và prolamine chiếm khoảng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong bột mì, glucid chiếm tỷ lệ cao nhất và là thành phần chủ yếu cấu tạo nên lớp nội nhũ, vỏ hạt. Trong tinh bột của bột mì có một lượng nhỏ glucose (0,1÷0,37%) và các loại đường khác (1,0÷3,7%), các loại đường này đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men.
Lipid có hai loại no và không no, chính hai loại này là nguyên nhân làm cho bột mì bị ôi chua khi gặp nhiệt độ cao và độ ẩm cao.
Tiêu chuẩn chất lượng của bột mì (TCVN 4359)
STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1 Màu sắc Trắng hoặc trắng ngà
2 Mùi Không mốc, không có mùi lạ
3 Vị Không chua đắng, không có vị lạ
4 Tạp chất vô cơ Không có sạn
5 Sâu mọt Không có
6 Độ ẩm ≤ 13,5%
7 Độ mịn Không vón cục
8 Hàm lượng gluten ướt ≥ 30%
9 Độ acid 0,75% (theo trọng lượng khô)
10 Tạp chất Fe ≤ 3,5%
15 Cellulose 0,3%
Chỉ tiêu vi sinh vật của bột mì
STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí (khuẩn lạc/g) 106
2 Coliforms (khuẩn lạc/g) 103 3 E.coli (khuẩn lạc/g) 102 4 S.aureus (khuẩn lạc/g) 102 5 Cl.perfringens (khuẩn lạc/g) 102 6 B.cereus (khuẩn lạc/g) 102 3.4.Nấm mốc Aspergillus oryzae
Nấm mốc là cơ sở để sản xuất nước tương lên men, chất lượng nấm mốc sẽ
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng nguyên liệu. Chủng vi sinh vật trong sản xuất nước tương lên men là nấm mốc
Aspergillus oryzae , do nấm mốc này có màu vàng nên người ta còn gọi là mốc vàng.
Aspergillus oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Plectascales lớp
Ascomycetes (Nang khuẩn). Cơ thể sinh trưởng của nó là một hệ sợi bao gồm những sợi rất mảnh, chiều ngang 5÷7 μm, phân nhánh rất nhiều và có vách ngang chia sợi thành nhiều bào tếbào (nấm đa bào).
Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính bào tử, ở đầu có cơ quan sinh sản vô tính. Cuống đính bào tử của Aspergillus oryzae thường dài 1,0÷2,0 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Phía đầu cuống đính bào tử phồng lên gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài gọi là những tế bào hình chai. Đầu các tế bào hình chai phân