Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất tương

Phần 1. Mở đầu Phần 2. Nội dung chính I Nguyên liệu sản xuất tương 1 Nguồn protein. 2 Nguồn hydratcacbon (tinh bột) 3 Muối ` 4 Nước II Vi sinh vật trong sản xuất tương 1Giới thiệu chung về nấm mốc 2nấm mốc trong sản xuất tương a Đặc điểm hình thái, kích thước b Đặc điểm cấu tạo c Hình thức sinh sản III Những biến đổi hóa sinh trong sản xuất tương 1 Hoạt động của enzyme amylase, protease và sự thay đổi hàm lượng đường trong quá trình ủ mốc tương. 2 Hoạt động của amylase, protease và sự biến đổi các dạng đạm trong quá trình làm nước đậu. 3 Biến đổi sau khi ngả tương. IV Quy trình sản xuất tương cơ bản 1 Các bước làm tương cơ bản và vai trò của vi sinh vật 2 Quy trình 3 Một số loại tương ở nước ta hiện nay Phần 3. Kết luận

TRONG SẢN XUẤT TƯƠNG

II- Vi sinh vật trong sản xuất tương

1-Giới thiệu chung về nấm mốc

2-nấm mốc trong sản xuất tương

a- Đặc điểm hình thái, kích thước

b- Đặc điểm cấu tạo

c- Hình thức sinh sản

III- Những biến đổi hóa sinh trong sản xuất tương

1- Hoạt động của enzyme amylase, protease và sự thay đổi hàm lượng đường trong quá trình ủ mốc tương 2- Hoạt động của amylase, protease và sự biến đổi các dạng đạm trong quá trình làm nước đậu.

3- Biến đổi sau khi ngả tương

IV- Quy trình sản xuất tương cơ bản

1- Các bước làm tương cơ bản và vai trò của vi sinh vật

2- Quy trình

3- Một số loại tương ở nước ta hiện nay

 Phần 3 Kết luận

Tương là một sản phẩm truyền thống có từ lâu đời, từ xa xưa người ta đã biết làm tương từ hạt đậu nành dùng làm gia vị trong các bữa ăn

Ngày nay tương được sản xuất dưới quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người rất nhiều loại tương đã được đưa ra thị trường tiêu thụ và được người dân chấp nhận bởi giá cả phù hợp và chất lượng đảm bảo: tương CHINSU, VIFON, TRUNG THÀNH , HẢI DƯƠNG….

Bên cạnh đó thì các sản phẩm tương làm theo phương pháp thủ công truyền thống ( tương Bần – Hưng Yên) vẫn được thị trường ưa chuộng và có chỗ đứng trên thj trường

Ở bài tiểu luận này chúng tôi muốn giới thiệu tới các bạn một cách sơ lược về tương ; các giai đoạn trong quá trình làm tương, nhóm

vi sinh vật chính tham gia vào quá trình sản xuất tương cũng như

những tác dụng chuyển hóa tổng hợp của các nhóm vi sinh vật này.

Phần 2 Nội dung chính

 I- Nguyên liệu sản xuất tương

Tương là sản phẩm thủy phân protein từ đậu lành (Glycine Max Merril) ,có dạng dung dịch huyền phù được làm từ những nguyên liệu chính:

1- Nguồn protein

2- Nguồn hydratcacbon (tinh bột) 3- Muối

` 4- Nước

cao,và chứa đầy đủ các

acid amin giống như acid

amin thịt trứng

 a- Cấu tạo hạt đậu nành: gồm 3 bộ phận:

Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt

Phôi chiếm 2%

Nội nhũ 8%

 b- Thành phần hóa học của hạt đậu nành

Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt đậu nành

Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài methyonine và triptophane còn có các acid amin khác với lượng khá cao gần giống như

trong thịt.

Trong đậu nành globuline chiếm 85% - 90%, ngoái ra còn có một lượng như albumin, một lượng không đáng kể prolamin và glutenlin

Thành phần acid amin trong đậu nành được thể hiện ở bảng sau:

Acid amin Hàm lượng

Protein trong tương còn được cung cấp từ : gạo, bột mì

và bột bắp (ngô)

Hàm lượng protein trong gạo nếp chiếm 8.2% khối lượng, chủ yếu là glutelin (oryzeine) và glubuline Ngoài ra còn có ít lượng Cozine và prolamine.

Hàm lượng protein trong gạo tẻ chiếm 7,35% khối lượng, với thành phần acid amin gần giống như trong gạo nếp.

Protein của bột mì có 4 loại: albumin, globulin, glutelin Trong đó chủ yếu là glutelin và prlamin chiếm khoảng 75% tổng khối lượng protein.

Protein của bắp hạt chiếm 9% khối lượng hạt, trong bắp mảnh chiếm 8,5 % khối lượng.

•Thành phần hydratcacbon trong đậu nành

I- Nguyên liệu sản xuất tương

 2- Nguồn hydratcacbon (tinh

(chia làm 2 loại, loại tan và loại

không tan trong nước)

Lượng hydratcacbon trong gạo nếp chiếm khoảng

74,9 % khối lượng chủ yếu là

tinh bột, đường, cellulose và

hemicellulose Trong tinh bột

chủ yếu là amylopectin.

Thành phần Hàm lượng

(%)

Nước 14Glucid 74.9Protein 8.2Lipit 1.5

Thành phần hóa học của gạo nếp

Thành phần Hàm lượng

(%)Nước 13.84Glucid 77.55Protein 7.35Lipit 0.52Cellulose 0.18Muối khoáng 0.54

•Thành phần của gạo tẻ như sau

I- Nguyên liệu sản xuất tương

Thành phần Bắp hạt Bắp mảnhNước 12 11.4Glucid 72 78.9Protein 9 8.5Lipit 4.8 0.8Cellulose 1.5 0.4Muối khoáng 1.2 0.4

Thành phần hóa học của bắp

Thành phần hóa học của bột mì:

Thành phần Hàm lượng

(%)Nước 11.6Glucid 73.8Protein 12.48Lipit 1.78Vitamin B1 0.48

Nước dùng trong sản xuất tương có độ cứng trung

8 – 170 ( 10 tương đương 10 mg CaO/ lit hay 7,8 mg MgO/ lit nước )

Các chất khoáng và các chất hữu cơ khác không được quá 500 – 600 mg/ lit

Lượng vi sinh vật không được quá 20 – 100 con / cm3.

 1-Giới thiệu chung về nấm mốc

Trong phương pháp cổ truyền, thường dùng vi sinh vật

có sẵn trong tự nhiên : các loại nấm mốc: Mucor mucedo, M.rouxii (màu trắng xám), Rhizopus nigicans (màu trắng xám), Aspergillus oryzae (màu vàng hoa cau), A.flavus,

A.niger (màu đen)…

Nấm có thể chia làm 2 nhóm:

+macrophyte (nấm lớn) + microphyte (nấm hiển vi hoặc vi nấm).thường phát triển trên bề mặt cơ chất thành các dạng lông tơ, mạng nhện hoặc sợi lông, một số tạo thành màng hoặc lớp mỏng

Nhiều nấm mốc làm hỏng thực phẩm và hàng công nghiệp Một số gây bệnh cho người và thực vật.

Mucor mucedo

 Zygosporengross

Aspergillus-flavus-od

afla-3

 aspni3

 A-niger-1

II- Vi sinh vật trong sản xuất tương

Nấm mốc là loài thực vật không có chất diệp lục do đó chúng

chỉ sống được nhờ có hệ sợi bám vào

cơ chất hữu cơ

Phần lớn các loài nấm mốc là

hệ sợi có vách ngăn Vì vậy chúng là

loại vi sinh vật có cấu tạo đa bào,

ở một số loài nấm bậc thấp hệ sợi không có vách ngăn, toàn bộ hệ

sợi là một tế bào phân nhánh

cơ chất còn mang mùi mốc rất khó chịu và đôi khi sản phẩm trao

Đặc tính của nấm mốc có thể mọc ở cơ chất có độ ẩm thấp

(khoảng 15%),ở các mặt hàng thực phẩm có môi trường acid như (hoa quả, dưa muối chua, pho mat ) làm giảm độ bền của sản phẩm

Nấm mốc có khả năng sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính

Trong sinh sản vô tính : bằng mẩu sợi, sinh sản bằng bào

II- Vi sinh vật trong sản xuất tương

2-nấm mốc trong sản xuất tương

Các ngiên cứu về tương cho thấy nấm mốc có ý nghĩa lớn nhất trong sản xuất tương là nấm mốc Aspergillus Giống Aspergillus phân

bố rất rộng rãi.

Trong sản xuất tương công nghiệp ứng dụng chủ yếu là nấm mốc A.oryzae thuần chủng, khi phát triển thấy khối nấm mốc chỉ có màu vàng.

Sau đây là một số đặc điểm hình thái của nấm mốc A.oryzae:

1- Đặc điểm hình thái, kích thước

A.oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Plectascales lớp Ascomysetes (nang khuẩn) Cơ thể sinh trưởng của chúng là một hệ sợi bao gồm những sợi rất mảnh,

chiều ngang 5 -7 µm, phân nhánh rất nhiều và có vách ngăn ngang chia sợi nấm thành nhiều tế bào (nấm đa bào).

2- Đặc điểm cấu tạo

A.oryzae không có diệp lục, có màu vàng hoa cau, thường sống hoại sinh Nhân được bao bọc bởi màng nhân, thường tập hợp ở phần ngọn Là loại vi sinh vật hiếu khí.

 aspergilus

3- Hình thức sinh sản

A.oryzae sinh sản theo hình thức sinh sản sinh dưỡng và sinh sản

vô tính Từ những sợi nấm nằm ngang hình thành những sợi thẳng

đứng gọi là cuống đính bào tử, ở đầu có cơ quan sinh sản vô tính.

Cuống đính bào tử của A.oryzae thường dài 1 – 2 mm Phía đầu cuống thường phồng lên gọi là bọng Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài gọi là tế bào hình chai

Đầu các tế bào hình chai phân chia thành các tế bào nhỏ dính vào nhau nên gọi là đính bào tử Đính bào tử của A.oryzae có màu vàng lục, chính là màu thường thấy ở mốc tương.

Các điều kiện nuôi cấy nấm mốc A.oryzae có thể tóm tắt như sau:

II- Vi sinh vật trong sản xuất tương

c- Ảnh hưởng của không khí

A.oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí

môi trường phải xốp dải thành lớp không dày quá 2.5 – 3 cm, phòng nuôi

là khoảng 28 – 320C.

Nhiệt độ do mốc tỏa ra môi trường có thể lên tới 400C hoặc hơn Cần giữ cho nhiệt độ môi trường xuống dưới 27oC và không quá 36oC.

hoạt động cực đại của amylase ở khoảng giờ thứ 30 đến 36,cực đại của protease ở giờ thứ 36 – 42

Thời gian nuôi cấy nấm mốc thường khoảng 60 – 70 giờ.

g- pH môi trường

pH = 5,5 – 6,5.

Bản chất hóa sinh trong sản xuất tương chủ yếu là : quá trình thủy phân tinh bột (chủ yếu là của gạo).thủy phân protein (chủ yếu là của đậu tương) bởi các enzyme amylase và protease

do vi sinh vật tạo ra

Ngoài ra do hoạt động của một số vi sinh vật tạo hương và các phản ứng hóa học thứ cấp khác, một số chất có mùi vị đặc biệt dược

hình thành làm cho tương có hương vị riêng của nó.

Tuy nhiên, cũng cần nhận thấy rằng trong quá trình sản xuất tương đã sử dụng một hệ vi sinh vật tự nhiên có nhiều loài vi khuẩn, nấm mốc khác nhau mà quá trình trao đổi chất của chúng đã tạo ra

những sản phẩm có hương vị không tốt, hoặc môt6j số chất kháng sinh, độc tố có hại Điều giải thích tại sao một số người gặp vấn đề về tiêu hóa khi ăn tương.

Quá trình sản xuất tương chia làm 3 giai đoạn: ủ mốc, làm nước đậu và ngả tương (quá trình trộn 2 bán thành phẩm trên).

III- Những biến đổi hóa sinh trong sản xuất tương

Quá trình biến đổi và chuyển hóa

các chất trong từng giai đoạn:

1- Hoạt động của enzyme amylase,

protease và sự thay đổi hàm lượng

đường trong quá trình ủ mốc tương.

+Trong quá trình ủ mốc thủ công:

hoạt động amylase của mốc tương

thường đạt cực đại sau 5 ngày:

(C6H10O5)n +nH2O → nC6H12O6

Hoạt động cực đại của protease

thường đạt được sau 6 ngày rồi giảm

rất nhanh.Hàm lượng đường khử

cũng đạt cực đại ở ngày thứ 5

(26,2%).

vay thời gian thích hợp để đem muối

hoặc ngả tương là 5 – 6 ngày sau khi

ủ.

+Trong quá trình ủ mốc công nghiệp

sử dụng vi sinh vật và nuôi cấy thích hợp làm quá trình biến đổi các chất trong quá trình ủ

mốc giống A.oryzae thuần khiết

và ủ trong điều kiện thích hợp (32 – 32 0 C,độ ẩm xôi 55%,độ ẩm không khí 85 – 100%) cho thấy hoạt động của amylase đạt được cực đại sau 36 giờ Lượng

đường khử có thể đạt 20% sau

36 giờ nuôi cấy và lên tới 34% sau 65 giờ

2- Hoạt động của amylase, protease và sự biến đổi các dạng đạm trong quá trình

Phần cái và phần lỏng của nước đậu tuy có thành phần khác nhau nhưng các biến đổi trong hai thành phần này có nhiều điẻm tương tự nhau Các nghiên cứu cho thấy hoạt động amylase của nước đậu đạt đến cực đại khoảng 9 – 10 ngày sau khi ngâm Ở thời gian này hoạt động chuyển hóa tinh bột thành đường đạt mức cao nhất, lượng đường trong tương được tạo ra chủ yếu trong giai đoạn này.

Hoạt động của protease đạt cực đại ở ngày thứ 9 Lúc này lượng protein được chuyển hóa là nhiều nhất.

Phương trình biểu diễn sự chuyển hóa protein thành acid amin:

Protid → pepton → polypeptid → acid amin

Độ hoạt động của protease trong nước đậu thấp, còn độ hoạt động của amylase thì rất thấp, gần như không đáng kể.

Lượng đạm toàn phần của nước đậu chủ yếu nằm trong phần cái Trong quá trình ngâm, sự hòa tan các dạng đạm khác nhau và phần chất lỏng tiến hành rất chậm Do hoạt động của enzyme protease thấp nên mức độ thủy protein của đậu không đáng kể Lượng đạm amin đều nhỏ trong phần cái cũng như trong phần lỏng

Sau 9 ngày ngâm, tỉ lệ đạm amin đối với đạm toàn phần trong cái đậu chỉ có 4,2% Hàm lượng đạm amin trong phần lỏng chỉ đạt tới 0,830 g/lit.

III- Những biến đổi hóa sinh trong sản xuất tương

các quá trình sinh hóa có lợi xảy ra dưới tác dụng của vi sinh vật trong quá trình ngâm nước đậu rất yếu Để cải biến khâu này ta nghĩ đến khả năng sử dụng mốc tương là một chế phẩm có chứa nhiều enzyme amylase và protease

Các thí nghiệm cho thấy, nếu sau khi ngâm nước đậu 7 ngày, trước lúc ngả tương, ta sử dụng 15 – 20% mốc làm thủy phân phần cái ở nhiệt độ 50-55 0 C trong thời gian từ 14 – 20 giờ thì lượng đạm amin trong nước đậu sẽ lên tới 1.8 –

2 g/l, đạt mức như trong tương thành phẩm.

Đậu là một sản phẩm giàu prôtêin, ngâm lâu trong nước không có muối nên trong quá trình ngâm đã xảy ra sự thối rữa prôtêin Quá trình này đã hình thành một số chất có hại cho cơ thể và cũng đưa lại cho nước đậu ngoài mùi vị tương còn có một số mùi vị khó chịu.

Để làm tương có giá trị cao hơn, kể cả giá trị hương vị và hàm lượng đạm amin cũng như đảm bảo yêu cầu vệ sinh ta có thể bỏ khâu ngâm đậu trong sản xuất tương mà tiến hành thủy phân đâu rang bằng mốc tương

3- Biến đổi sau khi ngả tương.

Tương sau khi ngả được để chín khoảng 5 – 15 ngày thì ăn được

Trong dân gian, quá trình ngả tương tiến hành bằng cách phơi tương dưới ánh nắng mặt trời, dưới tác dụng của ánh nắng làm nhiệt độ tăng lên làm tăng hoạt tính của các enzyme giúp cho quá trình chuyển hóa các chất diễn ra thuận lợi hơn Trong quá trình phơi nắng có che đậy tránh ruồi nhặng bám vào đẻ trứng làm mất vệ sinh thực phẩm.

Trong công nghiệp, quá trình ngả tương được giữ nhiệt độ bằng hệ thống điều hòa nâng nhiệt độ giữ nhiệt độ ổn định cho tương.

sau khi ủ lượng đường khử chỉ chiếm 30 – 40 % tổng số các sản phẩm thủy phân tinh bột, còn trong tương đã để chín thì lượng này chiếm 70 – 80 %, tức là tăng lên gấp đôi.

Tỉ lệ đạm amin trên đạm toàn phần của nước đậu đã ủ 7 ngày đêm chỉ còn 42%, còn của nước tương đã chín là khoảng 20 – 25 %, như vậy là tăng lên 6 lần.

Trong quá trình chín thì một lượng không nhiều các hợp chất metanoid cũng được hình thành do sự kết hợp của các aminoacid với các đường Do đó tương có màu xẫm hơn lúc mới ngả, lúc đó tương có màu vàng xẫm hơn

IV- Quy trình sản xuất tương cơ bản

1- Các bước làm tương cơ bản và vai trò của vi sinh vật

Bước 1: Làm mốc Bước 2: Làm nước đậu Bước 3: Ngả tương Trong đó thì bước 1 (quan trọng nhất): các vi sinh vật (ở đây là nấm mốc) được nuôi cấy và phát triển trên môi trường ngũ cốc Chúng tiết ra enzyme amylase và protease, amylase thủy phân tinh bột thành đường còn protease thủy phân

protein thành acid amin (đạm).

bước 2 cũng khá quan trọng vì trong giai đoạn này hệ vi khuẩn amôn hóa ure (vi khuẩn urease) tiết ra enzyme urease thủy phân protein đậu tương thành acid amin.

Ngũ cốc (gạo, bắp)

↓Ngâm

↓Hấp chín

↓Nuôi mốc

↓Muối tinh → Ngả tương

↓Ngả tương (ủ tương)

↓Tương thành phẩm

Đậu nành

↓Làm chín

↓Nghiền (tách nhỏ)

↓

← Ngâm nước đậu (ủ)

3- Một số loại tương ở nước ta hiện nay

Đóng chai, bịt vải, phơi nắng trong 10 ngày

 Thời gian ngả tương lâu hơn: 20 ngày trở nên

Tương là một gia vị thông dụng trong mâm cơm của người Việt Nam Một loại thực phẩm thu được khi thủy phân protein, tinh bột từ đậu nành, gạo,

bắp với giá trị dinh dưỡng cao, thơm ngon, mùi vị đặc trưng hấp dẫn.

Nhóm vi sinh vật tham gia thuộc loại nấm mốc (molds, moulds) mà chủ yếu là họ nấm Aspergillus: A.oryzae, A.niger, A.flavus, A.awamori, A.usami Với hoạt tính sản sinh ra enzyme amylase và protease thủy phân tinh bột và protein thành đường và acid amin cùng với một số loại sản phẩm sinh ra khác tạo

hương vị đặc trưng của tương.

Qua đây chúng tôi cũng muốn giới thiệu một cách cơ bản các công đoạn trong quá trình làm tương nhằm giúp các bạn hình dung được quy trình sản xuất tương cơ bản.

Do trong quá trình thực hiện, với khả năng kinh nghiệm và chuyên môn

có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi rất mong được sự quan tâm góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài của chúng tôi hoàn thiện hơn.