ĐỒ án CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đồ án công nghệ thuộc chuyên ngành công nghệ thực phẩm và đồ uống nhằm tìm hiểu các quy trình chế biến trong công nghệ thực phẩm cũng những ảnh hưởng của các công đoạn trong quá trình sản xuất để tìm ra phương pháp thích hợp cho quá trình sản xuất

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

TS: NGUYỄN THỊ THU THỦY LÂM NHỰT TÂN

MSSV: CT1208M033 Lớp: CNTP12

Cần Thơ, 2016

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

MSSV:CT1209M033

Lớp: CNTP12

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Ở Việt Nam, bên cạnh nước mắm, nước tương là loại nước chấm không thể thiếuđược trong những bữa cơm hằng ngày của mỗi gia đình Tuy Trung Quốc là xứ sở đầutiên của nước tương lên men, nhưng khi nước tương du nhập vào Việt Nam, được nhândân Việt Nam chế biến thì nước tương đã mang phong cách và khẩu vị đặc trưng củangười Việt Nam Ngày nay, không chỉ các nước ở châu Á như : Việt Nam, Trung Quốc,Nhật Bản, Philippine ưa chuộng nước tương mà ngay cả các nước ở châu Âu và châu

Mỹ cũng rất thích vị ngọt đặc biệt của loại nước chấm này

Trong quy trình sản xuất nước tương, quá trình thủy phân protein là quá trình quantrọng nhất quyết định đến đặc tính về chất lượng của sản phẩm (thành phần hóa học,màu sắc, mùi vị của sản phẩm) Có 2 phương pháp thủy phân, ta có thể dùng xúc tácsinh học (hệ enzym của vi sinh vật) hoặc dùng xúc tác hóa học (acid hay kiềm) để thủyphân protein Và cũng dựa vào phương pháp thủy phân protein này mà người ta phânnước tương thành 2 loại, nước tương sản xuất theo phương pháp lên men và nước tươngsản xuất theo phương pháp hóa giải trong giới hạn của bài đồ án công nghệ này e xintrình bày về quy trình làm nước tương bằng phương pháp lên men

Cần Thơ, ngày 13 tháng 05 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Lâm Nhựt Tân

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, người tiêu dùng đã ngày càng chú ý hơn vào chế độ ănuống của mình một chế độ dinh dưỡng và đảm bảo về sức khỏe Họ luôn lựa chọnnhững thực phẩm mà mang lại dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, bên cạnh nước mắm cácloại gia vị chúng ta sử dụng hằng ngày nước tương là một loại nước chấm không thểthiếu trong mỗi bữa ăn của mỗi gia đình

Bên cạnh đó văn hóa ẩm thực của các nước phương Đông, nước tương là một loạinước chấm phổ biến, thường được sử dụng trong các bữa ăn hằng ngày và được xemnhư là thành phần bổ sung dinh dưỡng cho khẩu phần ăn Hiện nay để sản xuất nướctương có 3 phương pháp công nghệ là công nghệ hóa học, công nghệ lên men và côngnghệ enzyme Ngày nay do nhu cầu ngày càng nhiều của người tiêu dùng, người ta đãchuyển cách làm nước tương bằng phương pháp thủ công sang quy mô công nghiệpbằng 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 chấtgây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của con người Trong khi đó, so với phươngpháp sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học thì phương pháp lên men lạikhông sinh ra chất độc trên, mà các acid amin lại gần như được bảo toàn từ quá trình sảnxuất tới sản phẩm cuối cùng đến tay người tiêu dùng Còn nếu so với phương pháp sửdụng enzyme thì phương pháp lên men lại có chi phí thấp hơn nhiều, thời gian kéo dàicần diện tích lớn hơn nhìn chung thì chế biền nước tương bằng phương pháp lên men antoàn và có lợi cho sức khỏe hơn so với một số phương pháp khác

CHƯƠNG II: SƠ LƯỢC VỀ

NGUYÊN LIỆU

1. GIỚI THIỆU VỀ ĐẬU NÀNH

Đậu nành là một loại cây trồng ngắn

ngày, có nhiều tác dụng như: cung cấp

thực phẩm cho người, nguyên liệu cho công nghiệp, thức ăn cho gia súc, nông sảnxuất khẩu và cây luân, xen canh cải tạo đất tốt Cây đậu nành với tên khoa học làGlycin max(L) Merrill, là một trong số cây trồng có lịch sử lâu đời nhất của loàingười Dựa vào sự đa dạng về hình thái, Fukuda(1993) và về sau nhiều nhà khoa họckhác cũng đã thống nhất rằng, đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (TrungQuốc) xuất phát từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G.soja Sieb & Zucc (t Hymovits, 1970) Trong một số công trình nghiên cứu, các nhàkhoa học dùng tên G.usuriensis để thay cho tên trên Từ Trung Quốc, đậu nành lantruyền dần khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vảo khoảng 200 nămtrước công nguyên, đậu nành đã được

đưa vào Triều Tiên và sau đó được phát

triển sang Nhật Đến giữa thế kỉ XVII,

đậu nành mới được nhà thực vật học

người Đức Engelbert Caempfer đưa về Châu Âu và đến năm 1954 đậu nành mới được

du nhập vào Mỹ Đậu nành là cây lấy hạt, cây có dầu quan trọng bậc nhất của thế giới,đứng hàng thứ tư sau cây lúa mì, lúa nước và ngô Năm1994, sản lượng bột protein vàbột lấy dầu từ đậu nành trên toàn thế giới tương ứng là 80,2 triệu tấn và 78,1 triệu tấn

Do khả năng thích ứng khá rộng nên nó được trồng khắp năm châu lục, nhưng tậptrung nhiều nhất là châu Mỹ 73,03% tiếp đến là châu Á 23,15%… Hằng năm trên thếgiới trồng khoảng 54 – 56 triệu ha đậu nành (1990 – 1992) với sản lượng khoảng 13–

114 triệu tấn Thời kỳ năm 1990 – 1992 so với thời kì từ năm 1979 – 1981, sản lượngđậu nành đă tăng lên 26,1% còn diện tích sử dụng tăng 8,8% (FAO, 1992) Hiện nay88% sản lượng đậu nành thế giới được tập trung ở 4 quốc gia: Mỹ (52%), Brazil(17%), Argentina (10%), Trung Quốc (9%) Phần còn lại phân bố ở các nước sau:Canada, Ấn Độ, Indonesia, Nhật, Bắc & Nam Triều Tiên, Mexico, Paraguay,Rumani và Nga

2. THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA ĐẬU NÀNH

2.1 Protein

Trong đậu nành, hàm lượng protein chiếm trên 40% nên đây là nguồn thựcphẩm có giá trị dinh dưỡng cao so với các loại đậu khác và so với protein có trongđộng vật Protein có trong đậu nành gấp 10 lần so với protein có trong sữa và gấp 2lần so với protein có trong thịt bò Trong thành phần protein của đậu nành thìglobulin chiếm khoảng 85÷95%, ngoài ra còn có một lượng nhỏ albumin và mộtlượng không đáng kể prolamin và glutelin Protein của đậu nành chứa tất cả 8 loạiamino acid không thay thế cùng với hàm lượng cần thiết, tương đương với proteincủa thịt động vật Protein đậu nành chủ yếu thuộc loại tan trong nước Phần lớn

(Nguồn:https://www.google.com/search=tải+ảnh+cây+đậu+nành)

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

Bảng1: Thành amin trong protein của đậu nành.

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 làTriglycerid và Leucithin (chiếm 3% nhóm lipid) Hàm lượng acid béo không no cógiá trị dinh dưỡng cao, chiếm khoảng 85% Trong đó 60÷70% là các acid béokhông thay thế bao gồm: Linolenoic, Linoleic, Oleic Acid Linoleic có tốc độ oxyhóa nhanh nhất và làm cho đậu nành có mùi khó chịu Acid béo no chiếm khoảng15% gồm: Palmitic, Stearic, Arachidonic Trong đậu nành còn có chứa một lượngnhỏ Phosphatic, Phospholipid phức tạp được coi như chất chống oxy hóa, tăng trínhớ, cứng xương, tăng sức đề kháng, đặc biệt không chứa Cholesterol và nhạy cảmvới sự oxy hóa

2.3 HYDRATCARBON

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

Bảng2: Thành phần hydartcacbon trong đậu nành.

Nguồn: (Nguyễn Đức Lượng, công nghệ vi sinh – tập 3 Thực phẩm lên men truyền thống, 2000-2006)

2.4 KHOÁNG

Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành

Trong đó, chiếm nhiều nhất là Canxi, photpho, kẽm, mangan, sắt

Bảng3: Thành phần và hàm lượng khoáng trong đậu nành.

Canxi 0,16-0,47%

Photpho 0,41-0,82%

Mangan 0,22-0,24%

Kẽm 37 mg/kgSắt 90-150g/kg

Nguồn: (Nguyễn Đức Lượng, công nghệ vi sinh – tập 3 Thực phẩm lên men truyền thống, 2000-2006)

Ngoài ra còn các nguyên tố khác : Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo…

Độ cứng trung bình của nước khoảng 8÷170 (1 độ cứng tương đương 10mgCaO/lít nước hay 7,19mg MgO/lít nước) Độ cứng của nước quá lớn sẽ ảnhhưởng đến quá trình thủy phân protein.

Bảng5: Tiêu chuẩn chất lượng của nước.

Vi sinh vật gây bệnh Không có

Chỉ số E.coli <20 khuẩn lạc/lít nước

(Nguồn: 38703)

http://luanvan.net.vn/luan-van/qui-trinh-san-xuat-nuoc-tuong-3.2 Muối ăn

Muối cũng là nguyên liệu trong sản xuất nước tương Ngoài việc đảm bảo độmặn cho nước tương, muối còn có tác dụng hạn chế hoạt động của vi sinh vật gâychua giúp cho nước tương có thể bảo quản trong thời gian dài

Thành phần chính của muối ăn là NaCl, ngoài ra còn có lẫn một số tạp chấtkhác như MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4, bùn, cát,… Muối Ca tạo vị đắng vàmuối Mg tạo vị chát gây bất lợi cho mùi vị của sản phẩm Do đó muối được sửdụng trong công nghệ sản xuất nước tương cần càng ít tạp chất càng tốt.

Muối ăn(Nguồn:

tuong-bang-phuong-phap-len-men-truyen-thong-29258)

http://www.zbook.vn/ebook/tieu-luan-cong-nghe-len-men-san-xuat-nuoc-Bảng6: Tiêu chuẩn chất lượng của muối.

Bột mì

(Nguồn: xuat-nuoc-tuong-bang-phuong-phap-len-men-truyen-thong-29258)

http://www.zbook.vn/ebook/tieu-luan-cong-nghe-len-men-san-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 75% toàn lượng protid của bột mì

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 làmcho bột mì bị ôi chua khi gặp nhiệt độ cao và độ ẩm cao

tuong-bang-phuong-phap-len-men-truyen-thong-29258)

(Nguồn:http://www.zbook.vn/ebook/tieu-luan-cong-nghe-len-men-san-xuat-nuoc-Bảng7: Tiêu chuẩn chất lượng của bột mì (TCVN 4359)

Mùi Không mốc, không có mùi lạ

Vị Không chua đắng, không có vị lạ

(http://www.zbook.vn/ebook/tieu-luan-cong-nghe-len-men-san-xuat-nuoc-3.4 Phụ Gia Bảo Quản

Tên hóa học: Sodium benzoateCông thức phân tử: C7H5NaO2

Công thức cấu tạo:

COOH COONa

Acid benzonic Sodium benzoate

Acid benzoic là chất rắn không màu; không mùi; dễ bay hơi; dễ thăng hoa;khó tan trong nước; dễ tan trong rượu và ete; nhiệt độ nóng chảy là 121,7oC; nhiệt

độ sôi là 249,2oC

Sodium benzoate là chất rắn bền vững, không mùi, hạt màu trắng hay bột kết tinh,

có vị hơi ngọt, dễ tan trong nước (gấp 180 lần acid benzoic và khi tan trong nước

tạo ra acid benzoic) nên có ứng dụng rộng rải hơn acid benzoic

CHƯƠNG III: SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG

Nước chấm là tên gọi chung cho tất cả các loại gia vị có nồng độ muối hơicao, 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 nhấtđịnh cho cơ thể

Nguyên liệu dùng để sản xuất nước tương là các nguồn protein thực vật nhưđậu 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 nhất trong

bữa ăn hằng ngày (Nguồn: http://luanvan.net.vn/luan-van/tieu- luan-cong-nghe-san-xuat-nuoc-tuong-bang-phuong-

phap-len-men-69572/)

1.1 Giá trị dinh dưỡng của nước tương

Khi đánh giá chất lượng nước tương, trước hết người ta chú ý đến hàmlượng 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 đạmamin/ 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 khoảng50÷60% Hàm lượng đạm amin cao sẽ cho giá trị mùi vị của nước tương đượcnâng lên

LÂM NHỰT TÂN

12

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 dotác dụng của enzyme amylase trong nấm mốc lên tinh bột Nước chấm còn chứamột lượng chất béo, một số vitamin, muối ăn và các nguyên tố vi lượng khác Vìvậy các loại nước chấm nếu được sản xuất theo đúng quy trình kỹ thuật và đượcbảo quản tốt sẽ có màu sắc đẹp, hương vị thơm ngon và có vị ngọt của đạm,đường

Bảng8: Thành phần hóa học trung bình của nước tương.

Thành

phần

Hàm lượng (g/l)

1.3 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 dotác dụng của enzyme amylase trong nấm mốc lên tinh bột Nước chấm còn chứamột lượng chất béo, một số vitamin, muối ăn và các nguyên tố vi lượng khác Vìvậy các loại nước chấm nếu được sản xuất theo đúng quy trình kỹ thuật và đượcbảo quản tốt sẽ có màu sắc đẹp, hương vị thơm ngon và có vị ngọt của đạm,đường

Bảng9: Thành phần hóa học trung bình của nước tương.

Trong nước tương có nhiều acid amin như Arginin, Methionin, Tryptophan,Tyrosin, Valin, Serin, Lysin, Histidin, Alanin, acid Glutamic, Asparagin,… Nhữngacid amin này cùng với di, tri, tetra – peptid làm cho nước tương có vị ngọt củađạm Nước tương sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả cácaicd amin có trong đậu nành, còn nước tương sản xuất theo phương pháp hóa giảithì có tỷ lệ đạm amin/ đạm toàn phần cao hơn trong nước tương lên Tuy nhiêntrong nước tương hóa giải thì một số acid amin đã bị phân hủy, trước hết làTryptophan, 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 NH3, H2S,…

1.5. 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

1.6 Acid hữu cơ

Các acid hữu cơ trong nước tương có mối quan hệ mật thiết với nhau tạonên hương vị đặc trưng cho nước tương, trong đó acid lactic chiếm hàm lượngnhiều nhất (khoảng 1,6%) Acid lactic tác dụng với nước tương tạo thành hợp chấtlactate, 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 aicdnày tham gia tạo vị cho nước tương

1.7 Chất màu

Màu của nước tương chủ yếu do đường kết hợp với acid amin tạo nên Màucủa 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, acidamin và nhiệt độ Nếu tăng cường phản ứng giữa acid amin với đường thì không cólợi vì làm như vậy sẽ tạo ra Melanoid Đây là chất mà cơ thể khó hâp thụ và khinồng độ của nó cao sẽ làm giảm hương vị của sản phẩm Mặt khác quá trình hìnhthành 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

1.8 Chất mùi

Mùi của nước tương là do tổng hợp của rất nhiều chất khác nhau tạo thành baogồm 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, dimethylmecaptan, rượu ethylic, acid acetic, acid petanoic, acid propinoic, acid benzoic,benzaldehyde… có hương thơm ngũ cốc rang

2. NGUỒN VI SINH VẬT

Quá trình sinh tổng hợp enzyme là một quá trình rất phức tạp, gắn liền mật thiếtvới cấu trúc tế bào và được tiến hành qua nhiều gia đoạn với sự tham gia của nhiều

hệ enzyme có các acid nuleic khác nhau

Môi trường và điều kiện sinh tổng hợp protase:

Thành phần môi trường: Nguồn carbon, nguồn tinơ, chất cảm ứng, các chất dinhdưỡng khác…Ngoài các thành phần kể trên, các nguyên tố vi lượng, vitamin và một

số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến chất lượng proteáe sinh tổng hợp được Theo kếtquả nghiên cứu của Wain-Wright và các cộng sự, Asp, oryazae và các giống nấmmốc khác vẫn có thể phát triển được trong môi trường nước cất có bổ sung silictrong khi chúng không thể phát triển trên môi trường đối chứng là nước cất Nếu bổsung silic vào môi trường Czapek-Dox thì tốc độ phát triển của loài Asp.oaryae tănglên nhiều lần so với mẫu đối chứng

Nhiệt độ (đa số nấm mốc phát triển ở khoảng nhiệt độ 22-320C) Chỉ số pH củamôi trường, độ ẩm môi trường, độ thoáng khí, thời gian nuôi, cấy (thời gian nuôi cấycủa nấm mốc là yếu tố quan trọng trong việc sinh tổng hợp enzyme) Thời gian nuôicấy (phụ thuộc vào từng chủng nấm mốc và điều kiện nuôi cấy nấm mốc)

LÂM NHỰT TÂN

16