CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNGBẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ

THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN MÔN:

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Sang

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 4

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG 6 1.1.Giá trị dinh dưỡng của nước tương 7 1.2.Thành phần hóa học của nước tương .8 1.3.Acid amin 8 1.4.Đường 9 1.5.Acid hữu cơ 9 1.6.Chất màu 9 1.7.Chất mùi 10

Chương 2: KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 11 2.1.Cơ

sở khoa học của công nghệ sản xuất nước tương 12 2.1.1.Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học 12 2.1.2.Công nghệ sản xuất

nước tương bằng phương pháp lên men 132.1.3 Công nghệ sản xuất nước tương bằng enzyme 14 2.2.Các phản ứng thủy phân tiêu biểu trong công nghệ sản xuất nước tương .15 2.2.1.Khái quát chung về phản ứng thủy phân 15 2.2.2.Phản ứng thủy phân protein trong công nghệ sản xuất nước tương 17 2.2.3.Phản ứng thủy phân tinh bột trong công nghệ sản xuất nước tương 22 2.3.Các phương pháp nuôi cấy nấm mốc

292.3.1.Phương pháp nuôi cấy bề mặt 29

2.3.2.Phương pháp nuôi cấy bề sâu 31

Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 34 3.1.Giới thiệu

-3.1.3.Thành phần hóa học của hạt đậu nành 37

3.2.Khô đậu nành 42 3.3.Bột mì 43 3.4.Nấm mốc Aspergillus oryzae 45 3.4.1.Độ ẩm của môi trường 46 3.4.2.Độ ẩm tương đối của không khí 46 3.4.3.Ảnh hưởng của không khí .46 3.4.4.Ảnh hưởng của nhiệt độ .47 3.4.5.Thời gian nuôi nấm mốc .47

3.4.6.pH 47 3.5.Nước .48 3.6.Muối ăn .50 3.7.Phụ gia .51 3.7.1.Chất bảo quản Sodium Benzoate (211) 51 3.7.2.Chất điều vị Monosodium Glutamate (621) 53 3.7.3.Caramel (150a) .53 3.7.4.Acesulfame Kali (950) .54 3.7.5.Aspartame (951) .56 3.7.6.Xanthan gum (415) .58 3.7.7.Acid citric (330) 59

Chương 4: GIỚI THIỆU VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 62 4.1.Sơ đồ quy trình công nghệ 63

4.2.Thuyết minh quy trình công nghệ .64

4.2.1.Rang (bột mì) 64

4.2.2.Nghiền .64

4.2.3.Phối liệu và trộn nước 66

4.2.4.Ủ 67

4.2.5.Hấp 67

4.2.6.Đánh tơi, làm nguội 69

4.2.7.Cấy mốc giống 70

4.2.8.Nuôi mốc .71 4.2.9.Đánh tơi 74

4.2.10.Trộn 74

4.2.11.Thủy phân 75

4.2.12.Trích ly – Lọc .79

4.2.13.Phối trộn .80

4.2.14.Thanh trùng .81

4.2.15.Lắng .83

4.2.16.Vô chai, dán nhãn 84

CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM 86

MỘT SỐ SẢN PHẨM NƯỚC TƯƠNG TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

LỜI MỞ ĐẦU

Trong văn hóa ẩm thực của các nước phương Đông, nước tương là một loại nước chấm phổ biến, thường được sử dụng trong các bữa ăn hằng ngày và được xem như là thành phần bổ sung dinh dưỡng cho khẩu phần ăn

Hiện nay để sản xuất nước tương có 3 phương pháp công nghệ là công nghệ

hóa học, công nghệ lên men và công nghệ enzyme

Ngày nay do nhu cầu ngày càng nhiều của người tiêu dùng, người ta đã chuyển cách làm nước tương bằng phương pháp thủ công sang quy mô công nghiệp bằng cách dùng HCl đậm đặc để thủy phân các chất đạm để rút ngắn thời gian sản xuất Đây chính là nguyên nhân tạo ra chất 3 – MCPD trong sản phẩm nước tương, một chất gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của con người

Trong khi đó, so với phương pháp sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học thì phương pháp lên men lại không sinh ra chất độc trên, mà các acid amin lại gần như được bảo toàn từ quá trình sản xuất tới sản phẩm cuối cùng đến tay người tiêu dùng Còn nếu so với phương pháp sử dụng enzyme thì phương pháp lên men lại có chi phí thấp hơn nhiều Sản xuất nước tương bằng hương pháp lên men chỉ có nhược điểm là thời gian sản xuất kéo dài và yêu cầu diện tích nhà xưởng phải lớn

Đời sống con người ngày càng được cải thiện nên ý thức về bảo vệ sức khỏe cũng ngày càng cao hơn Do đó người tiêu dùng cũng ngày càng có xu hướng sử dụng những thực phẩm gần gũi với tự nhiên hơn Đó cũng là lý do mà trong một thời gian không xa nữa, nước tương được sản xuất bằng phương pháp lên men sẽ ngày càng được ưa chuộng hơn Để đáp ứng được thực tế này thì đòi hỏi các nhà sản xuất cũng như những sinh viên quan tâm đến loại gia vị nước chấm này cần phải nắm vững các vấn đề cơ bản liên quan đến quá trình lên men cũng như công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp này, từ đó làm nền tảng cho những nghiên cứu khoa học, áp dụng công nghệ mới nhằm hạn chế những nhược điểm

còn tồn tại của phương pháp này, và đưa nó trở thành phương pháp sản xuất nước tương phổ biến trong tương lai Đây cũng chính là mục đích mà nhóm sinh viên chúng tôi quyết định chọn đề tài “Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men”.

Đề này được chia làm các phần như sau:

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG

Chương 2: KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA

TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

Chương 4: GIỚI THIỆU VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

Dù đã hết sức cố gắng nhưng cũng không thể nào tránh khỏi những sai sót, rất mong cô và các bạn đọc giả đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thiện hơn và trở thành tài liệu tham khảo có ích cho những ai nghiên cứu về “Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men” này

Chương 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG

Nước chấm là tên gọi chung cho tất cả các loại gia vị có nồng độ muối hơi cao, mặc dù có rất nhiều tên goi khác nhau như xì dầu, tàu vị yểu, nước tương,… Ngoài vai trò làm tăng mùi vị thì nước chấm cũng cung cấp một lượng đạm nhất định cho cơ thể.

Nguyên liệu dùng để sản xuất nước tương là các nguồn protein thực vật như đậu nành, đậu phộng, hay bánh khô dầu đậu nành, bánh khô dầu đậu phộng,…

hoặc từ xương động vật như trâu, bò, heo, gà,…

Nước tương là loại gia vị phổ biến trong bữa ăn

hằng ngày

1.1 Giá trị dinh dưỡng của nước tương

Khi đánh giá chất lượng nước tương, trước hết người ta chú ý đến hàm lượng đạm toàn phần, vì đây là chất có giá trị dinh dưỡng nhất của nước tương, tiếp theo là xem xét đến lượng đạm amin Từ hai lượng đạm này suy ra tỷ lệ đạm amin/ đạm toàn phần thì biết được mức độ thủy phân protein trong nước tương, tỷ lệ càng cao càng tốt Trung bình tỷ lệ này trong nước tương lên men khoảng 50÷60% Hàm lượng đạm amin cao sẽ cho giá trị mùi vị của nước tương được nâng lên

1.2 Thành phần hóa học của nước tương

Chất lượng nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, tỷ lệ phối chế, phương pháp chế biến,…Trong nước chấm lên men còn chứa khá nhiều đường do tác dụng của enzyme amylase trong nấm mốc lên tinh bột Nước chấm còn chứa một lượng chất béo, một số vitamin, muối ăn và các nguyên tố vi lượng khác Vì vậy các loại nước chấm nếu được sản xuất theo đúng quy trình kỹ thuật và được bảo quản tốt sẽ có màu sắc đẹp, hương vị thơm ngon và có vị ngọt của đạm, đường

Thành phần hóa học trung bình của nước tương

Thành phần

Đạm toàn

Hàm lượng (g/l)

Thành phần Hàm

lượng (g/l)

phần (tính theo Nitơ)

Trong nước tương có nhiều acid amin như Arginin, Methionin, Tryptophan, Tyrosin, Valin, Serin, Lysin, Histidin, Alanin, acid Glutamic, Asparagin,… Những acid amin này cùng với di, tri, tetra – peptid làm cho nước tương có vị ngọt của đạm Nước tương sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả các aicd amin có trong đậu nành, còn nước tương sản xuất theo phương pháp hóa giải thì có tỷ lệ đạm amin/ đạm toàn phần cao hơn trong nước tương lên Tuy nhiên trong nước tương hóa giải thì một số acid amin đã bị phân hủy, trước hết là Tryptophan, sau đó đến Lysin, Cystein, Arginin,… Nếu thủy phân bằng acid quá độ thì một số acid amin sẽ bị phân hủy thành các chất có mùi hôi như NH

3, H2S,…

1.4.Đường

Trong nước tương có các loại đường như Glucose, Maltose, Pentose,

Dextrin Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc nước tương

1.5 Acid hữu cơ

Các acid hữu cơ trong nước tương có mối quan hệ mật thiết với nhau tạo nên hương vị đặc trưng cho nước tương, trong đó acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (khoảng 1,6%) Acid lactic tác dụng với nước tương tạo thành hợp chất lactate, chẳng hạn như lactate phenol Ngoài ra còn có acid acetic (chiếm 0,2%), acid sucinic (chiếm 0,087÷0,16%), acid formic (chiếm 0,05%) Muối của các aicd này tham gia tạo vị cho nước tương

1.6 Chất màu

Màu của nước tương chủ yếu do đường kết hợp với acid amin tạo nên Màu của nước tương lên men được hình thành dần dần từ màu vàng đến màu nâu nhạt, cuối cùng

là màu nâu đậm

Sự hình thành màu của nước tương phụ thuộc vào nồng độ đường, acid amin

và nhiệt độ Nếu tăng cường phản ứng giữa acid amin với đường thì không có lợi vì làm như vậy sẽ tạo ra Melanoid Đây là chất mà cơ thể khó hâp thụ và khi nồng độ của nó cao

sẽ làm giảm hương vị của sản phẩm Mặt khác quá trình hình thành sản phẩm màu sẽ gây tổn thất lớn cho acid amin Để hạn chế quá trình này, ta nên chọn nguyên liệu có hàm lượng đường thấp và tránh nâng cao nhiệt độ

1.7 Chất mùi

Mùi của nước tương là do tổng hợp của rất nhiều chất khác nhau tạo thành bao gồm acid hữu cơ, rượu, aldehyde, thành phần hương thơm có lưu huỳnh, phenol,… Cụ thể là các hợp chất như acetaldehyde, propandehyde, butaldehyde, valeraldehyde, alkyl mecaptan, methylen mecaptan, isobutan aldehyde, dimethyl mecaptan, rượu ethylic, acid acetic, acid petanoic, acid propinoic, acid benzoic, benzaldehyde… có hương thơm ngũ cốc rang

Chương 2

KỸ THUẬT

SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

2.1 Cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất nước tương

Cơ sở của công nghệ sản xuất nước tương chính là sự thủy phân protein

Bản chất của sự thủy phân protein là sự thủy phân liên kết peptid Do liên kết peptid là một liên kết mạnh nên đòi hỏi sự thủy phân xảy ra trong điều kiện có xúc tác

Tác nhân xúc tác hóa học là acid hoặc kiềm, và tác nhân xúc tác sinh học là enzyme protease thuộc nhóm thủy phân protein

Trong chế biến, sự thủy phân protein được ứng dụng để thu nhận các sản phẩm thủy phân hoàn toàn hoặc thu nhận các sản phẩm thủy phân không hoàn toàn Các sản phẩm thủy phân chưa hoàn toàn hay có vị đắng Vị đắng liên quan đến các peptid chứa các amino acid kị nước Sản phẩm thủy phân bị đắng thì sẽ chứng tỏ hiệu suất thủy phân thấp, chỉ đạt khoảng 4÷40% Tuy nhiên vị đắng chỉ ảnh hưởng đến tính chất cảm quan mà không ảnh hưởng tới giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

2.1.1 Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học

Cơ sở hóa sinh của phương pháp này là thủy phân protein động vật hay thực vật thành các acid amin với tác nhân xúc tác là acid mạnh (HCl, H

2SO4) hay kiềm mạnh (NaOH) Sau quá trình thủy phân, người ta sẽ tiến hành trung hòa dung dịch bằng kiềm (hoặc acid) tùy thuộc vào tác nhân xúc tác là aicd hay kiềm để đưa pH về khoảng 6,5÷7 Sau đó sẽ bổ sung NaCl đến khi nước tương đạt nồng độ 23÷ 25%

+ Thời gian và quytrình sản xuất được rútngắn

+ Hiệu suất thủy phâncao, giàu acid amin,

+ Độc hại với công nhânsản xuất do sử dụng acid mạnh, kiềm mạnh, áp suất cao, nhiệt độ cao

+ Sinh ra chất 3MCPD

hương vị thơm ngon với hàm lượng cao, gây

độc cho người tiêu dùng

+ Phá hủy 1 số aicd amin trong quá trình thủy phân như Lysin, Arginin,

Cystein, Tryptophan

2.1.2 Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men

Đối với phương pháp sản xuất nước tương lên men, cơ sở khoa học của nó là tận dụng hệ enzyme của vi sinh vật bằng cách cho vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm, sau đó sử dụng hệ men này để thủy phân protein có trong nguyên liệu thành nước tương Enzyme này có thể tạo ra bằng cách nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường riêng rồi đưa vi sinh vật vào nguyên liệu

Dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật, thành phần của nước chấm thu được chủ yếu là acid amin, peptone, peptid trọng lượng phân tử nhỏ, giúp cơ thể dễ đồng hóa và hấp thu

+ Thiết bị đơn giản, dễchế tạo, giá thành không cao, phù hợp với điều kiện sản xuất ở địa phương, vốn đầu tư ban đầu không lớn, không cần sử dụng thiết bị chịu nhiệt, chịu kiềm, chịu áp suất và nhiệt

độ cao…

+ Không độc hại với

+ Hiệu suất thủy phânkhông cao

+ Thời gian và quy trình sản xuất kéo dài hơn phương pháp hóa giải, cần thêm công đoạn nuôi mốc giống để thủy phân

+ Không tổn hao acidamin trong quá trình sảnxuất.

2.1.3 Công nghệ sản xuất nước tương bằng enzyme

Khi sản xuất nước tương bằng cách sử dụng enzyme, cần lưu ý đến các điều

kiện sử dụng và đặc tính của chế phẩm enzyme như:

+ pH của môi trường phản ứng phải tương ứng với pH

opt của enzyme.

+ Nhiệt độ liên quan đến hoạt lực của enzyme

+ Nếu thời gian tác dụng của enzyme nhanh, sau khi thực hiện phản ứng phải nhanh chóng vô hoạt hóa enzyme Nếu thời gian tác dụng lâu thì nên sử dụng enzyme có

độ bền hoạt lực cao

+ Lưu ý đến các chất hoạt hóa hoặc kiềm hãm enzyme trong môi trường

Điều kiện để ứng dụng enzyme:

+ Nguồn cung cấp enzyme phải thường xuyên và ổn định nếu việc sử dụng enzyme làm thay đổi lớn tới công nghệ sản xuất

+ Nên lấy tỷ lệ giàu giá trị và chất lượng enzyme làm tiêu chuẩn xem xét

trong việc lựa chọn nhà cung cấp

+ Qúa trình sản xuất đơn + Phải sử dụng nhiều loại

+ Không không cần sử dụng thiết bị chịu nhiệt, chịu kiềm, chịu áp suất

enzyme

+ Chi phí sản xuất cao

2.2 Các phản ứng thủy phân tiêu biểu trong công nghệ sản xuất nước tương

2.2.1 Khái quát chung về phản ứng thủy phân

Phản ứng thủy phân là phản ứng phân giải các chất có sự tham gia của nước Phản ứng thủy phân là phản ứng phổ biến và khá quan trọng trong công nghiệp thực phẩm Người ta đã ứng dụng phản ứng thủy phân để sản xuất ra hàng loạt sản phẩm mới có tính chất khác xa với tính chất của nguyên liệu ban đầu, ví dụ như sản xuất Glucose, mạch nha, tương, chao,… từ protid của động vật và thực vật Những sản phẩm này sẽ giúp chùng ta

ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa hơn Như vậy, sau khi thực hiện phản ứng thủy phân thì tính chất cảm quan, tính chất dinh dưỡng của thực phẩm sẽ tăng lên Trong đa số trường hợp thì phản ứng thủy phân là có lợi, tuy nhiên trong một số trường hợp thì phản ứng thủy phân cũng gây ra sự hư hỏng thực phẩm khi bảo quản như trong bảo quản thịt cá, trứng, dầu mỡ

Phản ứng thủy phân thường là phản ứng mở đầu cho hàng loạt các phản ứng

khác tiếp diễn Ví dụ như protid sau khi thủy phân thành acid amin, sau đó acid

amin sẽ bị phân giải sâu xa hơn như decarboxyl hóa, dezamin hóa… cuối cùng là tạo ra những sản phẩm có hại về mặt cảm quan và dinh dưỡng cho sản phẩm Polysaccharide sau khi thủy phân tạo monosaccharide thì các monosaccharide này sẽ tiếp tục bị oxy hóa sâu xa hơn tạo một loại sản phẩm trung gian, sản phẩm cuối cùng là CO

sử dụng rộng rãi và hiệu quả là enzyme thủy phân từ vi sinh vật Nhóm enzyme thủy phân được gọi tên chung là Hydrolase

Phương trình tổng quát của phản ứng thủy phân

R

1R2 + H2O R1OH + R2H

Hydrolase được chia thành bốn nhóm tùy theo bản chất, cơ chất mà nó tác dụng như Esterase, Glucosidase, Peptidase, Amidase và ứng với bốn phương trình phản ứng như sau: