CNCB nuoc tuong shoyu

Trong đó, koikuchi là loại phổ biến nhất, chiếm hơn 80% sản lượng nước tương tại Nhật • Carbohydrate trong đậu nành có 2 loại : loại tan trong nước chiếm 10% và loại không tan trong nướ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI :

THEO PHƯƠNG PHÁP MỚI GVHD :PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Họ Và Tên SV MSSV Lê Tấn Luận 60701406

Nguyễn Văn Tỵ 60702889

Nguyễn Tấn Phát 60701777

Nguyễn Văn Phụng 60701855

Năm Học: 2009-2010

MỤC LỤC

1 Tổng quan về nguyên liệu ……… 2

1.1 Đậu nành……… 4

1.2 Lúa mì ……….6

1.3 Gạo……… ……… 10

1.4 Nước……… 11

1.5 Muối……… ………… 12

1.6 Phụ gia bảo quản……… ….13

2 Giống vi sinh vật ………13

3 Qui trình công nghệ sản xuất SHOYU ……… ……16

4 Giải thích qui trình công nghệ………17

4.1 Tách tạp chất……… ……… ……….17

4.2 Ngâm đậu nành……….…… …… 17

4.3 Hấp đậu nành……… …… ……… 18

4.4 Rang lúa mì, gạo ……… ………19

4.5 Xay lúa mì và gạo……… 20

4.6 Trộn……… 21

4.7 Nuôi mốc Koji……… ……… 21

4.8 Lên men……… ………… 25

4.9Trích ly, lọc……… 28

4.10 Thanh trùng……….……… 29

4.11 Lắng……… 29

4.12 Rót chai……… …… 30

5 SHOYU thành phẩm ……… 30

5.1 Mô tả sản phẩm……… …… 30

5.2 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm ……….31

6 Thành tựu công nghệ ……… 33

7 Tài liệu tham khảo ……… 34

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1.2.1 : Thành phần hóa học của hạt đậu nành 4

Bảng 1.1.2.2 : Thành phần các acid amin trong protein đậu nành 5

Bảng 1.2.1.1 : Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt) 7

Bảng 1.2.2.1 : Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%) 8

Bảng 1.2.2.2: Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì ( theo % chất khô)……….………… 10

Bảng 1.2.3.1 : Tiêu chuẩn chọn lúa mì……….10

Bảng 1.3.1 : Thành phần hóa học của hạt gạo ( % chất khô)………… 11

Bảng 1.4.1 : Tiêu chuẩn của nước……….…… 11

Bảng 1.5.1 : Thành phần tạp chất(mg/kg)trong muối……… 12

Bảng 3.3.1 : Bảng chọn năng suất quạt phụ thuộc vào loại bể………… 24

Bảng 4.2.1 : Các chỉ tiêu hóa học……… 32

Bảng 4.2.2 : Các chỉ tiêu vi sinh……… 32

MỤC LỤC HÌNH Hình 2.1 : Qui trình công nghệ sản xuất shoyu……….…….16

Hình 3.1.1.1 : Thiết bị tách tạp chất 17

Hình 3.1.2.1 : Thiết bị tách tạp chất 18

Hình 3.1.3.1 : Thiết bị hấp……… 19

Hình 3.1.5.1 : Mặt cắt máy nghiền búa Beater Mill 20

Hình 3.1.5.2 : thiết bị nghiền trục……….………21

Hình 3.2.1 : Máy trộn khô 21

Hình 3.3.1 : Khay nuôi mốc 23

Hình 3.3.2 : Bể nuôi mốc……… 24

Hình 3.4.1 : Thùng lên men truyền thống 26

Hình 3.4.2 : Canh trường trước lên men………26

Hình 3.4.3 : Bể lên men trong công nghiệp……… 26

Hình 3.5.1 : Thiết bị lọc, ép băng tải……….…………27

Hình 3.6.1 : Thiết bị thanh trùng bản mỏng 28

Hình 3.7.1 : Thiết bị lọc ly tâm 29

Hình 3.8.1 : Thiết bị đóng rót sản phẩm 30

Hình 4.1.1 : Sản phẩm SHOYU 30

GIỚI THIỆU

• Shoyu (“Sho” là chữ “tương” nghĩa là nước tương, “yu” nghĩa là “dầu”,

“dầu ăn”) là thuật ngữ để chỉ nước tương lên men của Nhật

• Shoyu bắt đầu xuất hiện trong các thực đơn của Nhật vào khoảng giữa thời kỳ Muromachi (1333-1568) và vào cuối thế kỷ 16, shoyu đã trở nên phổ biến đối với người Nhật

• Hàng năm ở Nhật sản xuất l,2 triệu tấn shoyu, chiếm khoảng 20 - 50% thị phần thực phẩm trong các chợ ở Nhật

• Có 5 dạng chính của shoyu ở Nhật là koikuchi, usukuchi, tamari, saishikomi và shiro Trong đó, koikuchi là loại phổ biến nhất, chiếm hơn 80% sản lượng nước tương tại Nhật

• Carbohydrate trong đậu nành có 2 loại : loại tan trong nước ( chiếm 10%)

và loại không tan trong nước (chiếm 90%)

• Ngoài ra trong đậu nành còn chứa nhiều loại vitamin khác trừ vitamin C

Bảng 1.1.2.2:Thành phần các axit amin trong protein đậu nành

Thành phần protein quan trọng trong đậu nành là glycinine và

β-conglycinine.Ngoài ra,protein đậu nành còn chứa các thành phần không mong muốn:

-Chất ức chế trypsine:ức chế enzyme trypsine trong hệ tiêu hóa của người

-Hemagglutinin là protein có khả năng kết hợp với hemoglobin nên làm giảm hoạt tính của hemoglobin

-Đậu nành cũng như tất cả các hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trình nảy mầm.Trong số đó,lipoxygenase là enzyme cấn được quan tâm.Enzym này xúc tác cho phản ứng oxy hóa chất béo,gây mùi

ôi cho đậu nành

 Lipid :

• Trong dầu đậu nành còn chứa một lượng nhỏ phosphatid , đặc biệt nhiều lecinthin có tác dụng làm cơ thể trẻ lâu, tăng trí nhớ , tái sinh mô ,tăng sức đề kháng…

• Điều cần chú ý khi sử dụng dầu đậu nành là các axít béo thiết yếu rất

dễ bị hủy hoại trong quá trình chế biến với nhiệt độ cao, kéo dài vì vậy đối với dầu đậu nành đã tinh luyện nên sử dụng không thông qua nấu nướng (trộn salad, cho thêm vào thức ăn như canh, cháo, súp vào cuối giai đoạn nấu nướng.)

 Carbonhydrates :

• Thành phần carbonhydrates trong đậu nành

1.1.3 Tiêu chí lựa chọn đậu nành :

Loại đậu nànhđược dùng nhiều nhất là loại có màu vàng sáng, vỏ hạt mỏng và mịn, rốn hạt màu vàng nhạt hoặc trắng, hàm lượng protein cao

 Hạt phải khô, sạch, không sâu, không mọt, không có mùi hôi thối

• Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hòa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi

+ Vỏ quả: Gồm một vài lớp tế bào chiếm 4-6% khối lượng toàn hạt Lớp vỏ quả của hạt lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt

+ Vỏ hạt: Chiếm 2¸2,5% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào, lớp ngoài là những tế bào xếp khít với nhau chứa các sắc tố, lớp trong gồm những tế bào không màu ít thấm nước Vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ do đó trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm

- Lớp alơrông :

Lớp alơrông nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn

có thành dày, có chứa protein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các

vitamin B1, B2, PP

- Nội nhũ :

Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất

ra bột mì Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng nhỏ chất béo, muối khoáng và vitamin

Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớp alơrông thì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản

- Phôi :

Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có

35% protein, 25% các gluxit hoà tan, 15% chất béo Phần lớn lượng sinh tố

và enzim của hạt đều tập trung ở phôi

Phôi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt

xelluloza, pentoza, và chất tro Trong phôi thì nhiều đường và chất béo

 Thành phần hóa học trung bình của lúa mì theo %chất khô như sau:

 Ngoài các chất trên, trong lúa mì còn có một lượng dextrin, muối

khoáng, sinh tố, chất men và một số chất khác

Các chất này phân bố không đều trong từng phần của hạt Protein chủ yếu tập trung ở nội nhũ và lớp alơrông còn chất béo chủ yếu lại ở vỏ Trong vỏ còn nhiều xelluloza, pentoza, và chất tro Trong phôi thì nhiều đường và chất béo

Bảng 1.2.2.1 : Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%)

khoảng 0,033¸0,061%

- Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu là gliadin và glutenin Hai protein này chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì Hai protein này không hòa tan trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau Ðối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm

khoảng 20-25% khối lượng hạt Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ

giãn đứt cao

- Thành phần hóa học của gluten phụ thuộc loại giống và chất lượng lúa mì Trung bình trong gluten sấy khô chứa khoảng 85% protein, 2-3 % chất béo, 2% chất khoáng, còn lại khoảng 10-12% các chất gluxit

• Ðể đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau:

- Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng đôi khi xám hoặc hơi vàng, gluten

xấu thì màu xám

- Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là gluten tốt vì vậy sau khi xác định gluten tươi phải xác định

lượng gluten khô Bình thường gluten tươi chứa 65¸75% nước

- Ðộ đàn hồi: Là tính chất rất quan trọng của gluten Nó thể hiện khả

nãng giữ khí của bột

- Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột

- Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc

trưng độ nở của gluten

- Ðể đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng và chất lượng gluten mà về mặt dinh dưỡng cần phải chú

ý tới thành phần aminoaxit của protein nữa

• Gluxit

Trong thành phần của lúa mì có nhiều gluxit, trong đó tinh bột chiếm

từ 48¸73%, ngoài ra còn có lượng đường khử từ 0,11¸0,37%,

Bảng 1.2.2.2 : Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì ( theo % chất khô)

Hạt và sản phẩm

Trung bình

Bột trắng (lõi bột của nội nhũ)

Cám (lớp alơrông

thủy phân protein, men oxy hóa khử, lipoxydaza, phitaza, lipaza

1.2.3 Tiêu chuẩn chọn lúa mì

• Khối hạt có kích thước đồng đều,màu vàng sáng,hạt không bị hư hỏng

Bảng 1.2.3.1 : Tiêu chuẩn chọn lúa mì

• Hạt gạo gồm có ba thành phần chính là nội nhủ (chiếm 93% trọng lượng hạt ),mầm (4 % ) và lớp vỏ cám (3%)

• Hàm lượng các hợp chất hóa học trong các thành phần trên được trình

bày trong bảng sau :

Bảng 1.3.1 :Thành phần hóa học của hạt gạo ( % chất khô)

• Tinh bột gạo gồm có : amylose ( 15-35%) và amylopectin ( 65-85% )

Trong nội nhủ ,tinh bột ở dạng hạt với kích thước trung bình 3-8 x10-6m các hạt tinh bột có cấu trúc rất chặt chẽ

• Thành phần protêin trong hạt gạo gồm có : albumin 5% ,globulin 10%

,prolamin 5% ,glutelin 80% phần lớn các protêin này không hòa tan

được vào môi trường lên men

• Tiêu chuẩn chọn gạo :

Gạo có kích thước hạt lớn,tròn , đồng đều, màu trắng, độ bền cao, khó bị gãy

1.4 Nước :

 Tiêu chuẩn nước trong sản xuất nước tương :

Bảng 1.4.1 Tiêu chuẩn của nước

NH4+NO2-NO3-

2 mg/L

5 mg/L

F 0.3 - 0.5 mg/L

Chỉ tiêu vi sinh

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

Chỉ số Coli (số Coli/1 lít nước)

Chuẩn số Coli (số mL nước có

1.5 Muối :

Thành phần chính của muối ăn là NaCl Muối ăn sau khi sản xuất ở đồng muối phải được tinh chế trước khi đưa vào sản xuất Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay

 Chỉ tiêu hóa học :

- Muối sử dụng trong sản xuất nước tương càng ít tạp chất càng tốt vì ngoài thành phần chính NaCl còn lẫn tạp chất (MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4 ) Muối Mg có vị đắng và dễ hút ẩm làm muối dễ chảy không có lợi trong sản xuất nước tương

- Độ ẩm : không quá 4%

- Màu sắc : trắng, có thể có ánh hồng hoặc vàng

- Mùi : không mùi

- Vị : khi pha thành dung dịch 5% có vị mặn, không có vị khác

- Tình trạng : đồng nhất, không lẫn tạp chất khi nhìn bằng mắt thường, không vón cục

- Kích thước : gồm những hạt tinh thể nhỏ, khi qua lưới sàng có kích thước 1×1mm thì lọt qua 95%

Natri benzoate : chất bền vững, không mùi, hạt màu trắng hay bột kết

Tiêu chuẩn lựa chọn phụ gia bảo quản :

- Có tính kháng khuẩn, nấm mốc và nấm men cao hoặc có tính chống oxy hóa xảy ra trong quá trình bảo quản

- Không gây độc cho người

- Không làm biến đổi hoặc rất ít tính chất hóa lý, cảm quan của thực

phẩm

- Không tạo phản ứng phụ hoặc những sản phẩm độc hại cho sản phẩm

B GIỐNG VI SINH VẬT :

• Những loại thường gặp nhất là Mucor mucedo, Rhizopus nigricans,

Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Penicillium protatum, Tricoderma liguorum

• Nấm mốc thường được dùng trong sản xuất shoyu là A oryzae và A

sojae Trong 65 chủng mốc koji dùng trong sản xuất shoyu thì 80% là A

oryzae và

20% là A sojae

Tiêu chuẩn chọn giống:

Trong sản xuất tương công nghiệp, khi lựa chọn một giống nấm mốc điều

cấn nhất là phải tạo được giống vi sinh vật thuần chủng Giống vi sinh

vật đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện sau:

 Hoạt lực protease cao :

- Một số enzyme của A oryzae được tìm thấy cả ở nội bào và ngoại

bào Trong môi trường nuôi cấy rắn A oryzae trong sản xuất shoyu

truyền thống, glutaminase có hoạt tính nội bào, trong khi các enzyme

khác như protease và α-amylase thì hầu như có hoạt tính ngoại bào

Trong môi trường bị nhận chìm, A oryzae tạo ít glutaminase hơn, và

hầu hết đều thải ra ngoài tế bào Sự nuôi cấy A oryzae theo phương

pháp này làm giảm sự tạo glutaminase, nhưng lại tăng tạo protease

- Sự giải phóng enzyme ra ngoài rất quan trọng cho việc thủy giải

protein và tinh bột, vì vậy chủng nào có lượng enzyme ngoại bào cao sẽ

được ưa chuộng hơn Nếu không, phải cần những phương pháp để giải phóng enzyme nội bào ra ngoài

 Khả năng phát triển mạnh và chống tạp khuẩn tốt

 Ảnh hưởng tốt đối với hương thơm

 Không sinh độc tố (Aflatoxin)

 Aspergillus oryzae:

 Đặc điểm hình thái:

Asp Orizae 29B là loài nấm vi thể thuộc bộ Plectascales lớp Ascomycota,

cơ thể sinh trưởng là một hệ sợi, bao gồm những sợi rất mảnh chiều ngang

5 – 7μm phân nhánh và có nhiều vách ngăn chia sợi thành nhiều tế bào.Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi thẳng đứng gọi là cuống đính bào tử, ở đầu cơ quan sinh sản vô tính

Khối mốc tương hay mốc nước chấm thường thấy có màu vàng chính là

màu của bào tử của Asp Oryzae

 Điều kiện sinh trưởng:

• Nguồn dinh dưỡng:

- Nguồn cacbon: lấy từ hợp chất hữu cơ của : tinh bột gạo, lúa mì và đậu nành

- Nguồn Nitơ: lấy từ protein của các nguyên liệu giàu protein như đậu nành

- Nguồn khoáng: đã có đủ trong nguyên liệu như trong pepton( đậu nành ),muối ,và gạo, lúa mì

- Nguồn các chất sinh trưởng : vitamin nhóm B ,acid amin

Nấm mốc A orizae có các loại enzyme sau: amilase, protease, các enzyme

oxi hóa khử như glucooxydase Glucooxydase xúc tác quá trình phản ứng oxy hóa glucose bằng oxy tạo thành acid gluconic, pH tối thích của

nó là 5.5 – 5.8 , nhiệt độ tối thích 30 – 40 0C, trên 500C hoạt lực giảm rất nhanh, khi có cơ chất (glucose), tínhbền về nhiệt tăng, glucooxydase

có tính chất oxy hóa sinh học cao và là chất kháng sinh

Môi trường giữ giống và nhân giống: 40g đường, 25g nước chiết đậu, 25g thạch, pH 5,5 – 6,0 hoặc có thể sử dụng môi trường thạch malt thông thường Từ ống nghiệm nhân giống trung gian ở các bình tam giác với môi trường gạo hoặc bắp mảnh đã hấp chín Nuôi ở 28 – 29oC trong 3 –

Z rouii là loài nấm men có thể phát triển được trong cả môi trường chứa

muối và không chứa muối, có khả năng thích nghi mạnh với nồng độ muối trong khoảng 24 – 26 % hay độ ẩm 0.787 – 0.810

 Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z.rouii :

- Môi trường không chứa muối: pH : 3 – 7, nhiệt độ: 20 – 350C

- Môi trường chứa muối: pH: 4 – 5, nhiệt độ: 400C

 Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z rouii: biotin,

thiamine, pantothenic acid, inisitol Hàm lượng inositol cần tăng cao trong môi trường nuôi cấy có chứa hàm lượng muối cao

Ngâm

Lên men

Kiaga shoyu

Thanh trùng

Lọc ly tâm

Sản phẩm

Lắng trong

Rang

Rang

Nước muối

Dầu shoyu

CẤP LIỆU BỤI

Tạp chất nhẹ

Tạp chất lớn

I

II

Tạp chất lớn

Tạp chất bé Hạt

chính

3 GIẢI THÍCH QUY TRÌNH :

3.1 Xử lý nguyên liệu:

3.1.1 Tách tạp chất ,phân loại : đậu nành, lúa mì, gạo

 mục đích : chuẩn bị cho quá trình tiếp theo được thực hiện dễ dàng hơn Quá trình này bao gồm các cơng đoạn tách những tạp chất kim loại,đồng thời loại bỏ 1 phần vi sinh vật bám trên bề mặt hạt

- Loại bỏ các tạp chất cĩ trong nguyên liệu hay bám trên bề mặt vỏ (đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại)

- Loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ

 Các biến đổi trong quá trình làm sạch :

Chủ yếu là biến đổi về cảm quan, các biến đổi khác hầu như khơng đáng kể :

- Cảm quan : Làm cho hạt sạch hơn, sáng hơn, tăng giá trị cảm quan, đồng thời cũng tăng chất lượng sản phẩm

 phương pháp thực hiện :

- phân loại bằng sàng rung : tách đá ,sỏi…

- phân loại bằng nam châm : tách tạp chất kim loại

- phân loại bằng sức giĩ : phương pháp này được sử dụng khi tạp chất

cĩ kích thước bằng kích thước hạt cần làm sạch, nhưng khối lượng riêng của tạp chất và hạt khác nhau

Đầu tiên, đậu nành được qua thiết bị sàng rung để tách các tạp chất cơ học lớn như đá, sỏi sau đĩ,khối hạt được đưa qua thiết bị nam châm để tách kim loại sau cùng, đậu nành được làm sạch trên rây,cĩ thổi khí để tách bỏ bụi,tạp chất nhẹ và một phần vi sinh vật

 Thiết bị :

Hình 3.1.1.1 : thiết bị tách tạp chất

3.1.2 Ngâm đậu nành :

 mục đích ; chuẩn bị

- làm hạt đậu mềm, giúp dễ tách vỏ hơn

- giúp quá trình hấp chín dễ dàng hơn,nhanh hơn

- cải thiện màu sắc, mùi,vị sản phẩm

- Vơ hoạt một phần các chất ức chế enzyme Trypsin (Trypsic) và enzyme Lipoxygenase