Đề tài Công nghệ lên men Miso

tính, möùc ñoä hydrat hoaù, khaû naêng tröông nôûõ, tính hoaø tan cuûa protein seõ giaûm. 1.3 Glucid: Glucid goàm nhoùm ñöôøng tan vaø khoâng tan, chæ chöùa moät ít tinh boät. Ñöôøng starchyose, vaø raffinose khoâng ñöôïc tieâu hoaù bôûi enzim tieâu hoaù nhöng laïi bò leân men bôûi vi sinh vaät ôû ruoät vaø taïo khí, neân laø nguyeân nhaân gaây ra hieän töôïng soâi buïng; coù theå haïn cheá söï coù maët cuûa chuùng trong saûn phaåm cuoái baèng caùch ngaâm ñaäu vì chuùng laø nhöõng ñöôøng tan trong nöôùc. Baûng 5: Thaønh phaàn cuûa glucid ñaäu naønh Thaønh phaàn glucid ñaäu naønh % Troïng löôïng haït Cellulose 4.0 Hemicellulose 15.0 Starchyose 3.8 Raffinose 1.1 Saccharose 5.0 Arbinose, glucose, verbacose 5.1 Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 15 1.4. Vitamin: Caùc vitamin chöùa raát ít trong ñaäu naønh vaø haàu nhö bò bieán tính trong khi cheá bieán. Moät soá vitamin coù trong haït ñaäu naønh nhö vitamin E, caroten, vitamin K, … Baûng 6: Thaønh phaàn Vitamin trong ñaäu naønh Thaønh phaàn Vitamin trong ñaäu naønh (mg/kg). Thiamin 11.0-17.5 Biotin 0,8 Riboflavin 3.4-3.6 Axit tantothenic 13,0-21,5 Niaxin 21.4-23.0 Axit folic 1,9 Pyridoxin 7.1-12.0 Inoxiton 2300 Vitamin A 0,18-2,34 Vitamin K 1,9 Vitamin E 1,4 1.5. Chaát khoaùng: Chaát khoaùng chieám tæ leä raát thaáp (4% troïng löôïng haït). Coù caùc nguyeân toá sau : Ca, P, Mn, … Baûng 7: Thaønh phaàn khoaùng trong ñaäu naønh Thaønh phaàn khoaùng trong ñaäu naønh. Ca (%) 0,16-0,47 Zn (mg/kg) 37 P (%) 0,41-0,82 Fe (mg/kg) 90-150 Mn 0,22-0,24 1.6 Enzim: Caùc enzim trong ñaäu naønh chuû yeáu laø urease, lipoxygenase, amilase,… Trong haït ñaäu naønh coøn coù moät soá thaønh phaàn gaây muøi do söï oxi hoaù chaát beùo. Ñaëc bieät laø caùc acid beùo khoâng no döôùi taùc duïng cuûa enzim lipoxigenase. 2. Gạo: Gaïo ñöôïc duøng trong saûn xuaát miso thöôøng laø gaïo neáp hoaëc gaïo teû: Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 16 Gạo tẻ Gạo nếp Hình 2: Gaïo teû vaø gaïo neáp 2.1 Gạo nếp: Gaïo neáp ñöôïc duøng trong saûn xuaát miso ñoøi hoûi phaûi khoâng bò moït, bò moác. Baûng 8: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa gaïo neáp Thaønh phaàn Haøm löôïng(%) Nöôùc 14 Gluxit 74.9 Protein 8.2 Lipid 1.5 Protein của gạo nếp chủ yếu là glutelin (oryzeine) và glubuline. Ngoài ra còn có ít lân cozine và prolamin. Glucid của gạo nếp chủ yếu là tinh bột, đường, cellulose, hemicellulose. Trong tinh bột chủ yếu là amylopectin, các chất khoáng có phospho, kali, magie. Ngoài ra còn chứa một số vitamin như B1, B2, B6, PP, E. 2.2 Gaïo teû: Cuõng nhö gaïo neáp, gaïo teû ñöôïc duøng trong saûn xuaát miso khoâng ñöôïc moác, khoâng moït. Baûng 9: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa gaïo teû Thaønh phaàn Haøm löôïng(%) Nöôùc 13.84 Gluxit 77.55 Protein 7.35 Lipid 0.52 Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 17 Cellulose 0.18 Muoái khoaùng 0.54 3. Luùa mì: Cuøng vôùi ñaäu naønh, gaïo, boät mì laø moät trong nhöõng nguyeân lieäu ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát miso. Boät mì coù theå laø nguyeân lieäu ñeå caáy gioáng tröôùc khi phoái troän vôùi ñaäu naønh hoaëc ñöôïc duøng laøm nguyeân lieäu chính ñeå saûn xuaát moät loaïi miso rieâng ( barley miso). Baûng 10: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa luùa mì Thaønh phaåm Haøm löôïng (%) Nöôùc 11.6 Gluxit 73.8 Protein 12.48 Lipid 1.78 Vitamin B1 0.48 Vitamin PP 76 Ca 36 Protein cuûa boät mì coù 4 loaïi: albumin, globulin, prolamin, glutelin. Trong ñoù chuû yeáu laø glutelin vaø prolamin chieám khoaûng 75% toång löôïng protein. 4. Muoái: Muoái duøng trong saûn xuaát miso thöôøng laø NaCl coù ñoä tinh khieát cao (92,07%), khi pha vaøo nöôùc khoâng coù vò chaùt. Baûng 11: Yeâu caàu caûm quan cuûa muoái thöïc phaåm Chæ tieâu Yeâu caàu Maøu saéc Maøu traéng coù theå coù aùnh hoàng hoaëc vaøng Muøi Khoâng muøi Vò Khi pha thaønh dung dich 5% coù vò maën, khoâng coù vò khaùc Tình traïng Ñoàng nhaát, khoâng laån taïp chaát khi nhìn baèng maét thöôøng, khoâng ñoùng cuïc. Kích thöôùc haït Goàm nhöõng haït tinh theå nhoû, khi qua löôùi saøng coù kích thöôùc 1x1mm thì loït qua 95% Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 18 II. Gioáng: Vi sinh vaät(VSV) coù vai troø chuû yeáu trong quaù trình saûn xuaát miso laø Aspergillus. oryzae. Hieän nay trong saûn xuaát coâng nghieäp söû duïng chuû yeáu gioáng naám moác Asp.oryzae thuaàn chuûng. Moät nguyeân nhaân khieán hieän nay khoâng söû duïng nguoàn gioáng töï nhieân laø vì vaán ñeà an toaøn söùc khoûe cho con ngöôøi. Vaán ñeà ñaët ra laø hai loaøi khoâng ñoäc Asp.oryzae vaø Asp.sojae veà hình thaùi, maøu saéc, caáu taïo raát khoù phaân bieät vôùi hai loaøi nguy hieåm khaùc A.flavus vaø A.parasiticus coù theå nhieãm vaøo nguoàn gioáng töï nhieân. Hai loaøi naøy sinh ra ñoäc toá gaây ung thö coù teân laø Aflatoxin. Asp.oryze hay coøn goïi laø moác hoa cau hay hoa hoøe. Ngoaøi ñöôïc söû duïng trong laøm töông Asp.oryze coøn ñöôïc söû duïng trong laøm chao, röïôu sake, miso… Ngoaøi ra Asp.oryzae coøn ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát nhieàu loaïi enzyme khaùc nhau : amylase, protease, lipase, hemicellulase, cellulose, oxidoreductase…. Ñaëc ñieåm cuûa Asp.oryzae laø coù khaû naêng sinh toång hôïp nhieàu protease vaø amylase. Protease laø ezyme caàn thieát cho quaù trình thuûy phaân protein, amylase laø enzyme caàn thieát cho quaù trình thuûy phaân tinh boät trong quaù trình leân men miso. Ngoaøi ra coøn raát nhieàu gioáng VSV khaùc tham gia vaøo quaù trình leân men vôùi vai troø chuû yeáu laø taïo höông vò ñaëc tröng cho miso. Hieän nay ñeå leân men miso, ngöôøi ta duøng chuûng moác Asp. Oryzae kí hieäu laø 29B, baøo töû coù maøu vaøng hoa cau. Chuûng moác naøy qua kieåm tra xaùc ñònh coù hoaït löïc amilase cao, cho sản phẩm coù maøu saéc ñeïp, khoâng coù muøi moác maïnh, khoâng hình thaønh ñoäc toá vaø caùc chaát khaùng sinh coù haïi. 1. Ñaëc ñieåm veà hình thaùi: Asp. Oryzae 29B laø loaïi naám vi theå thuoäc boä Plectascales lôùp Ascomycota, cô theå sinh tröôûng laø moät heä sôïi, bao goàm nhöõng sôïi raát maûnh chieàu ngang 5-7µm phaân nhaùnh raát nhieàu vaø coù vaùch ngaên, coù loã thoâng chia sôïi thaønh nhieàu teá baøo. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 19 Thaønh teá baøo khoâng coù peptidoglycan, laø vi sinh vaät dò döôõng hoaù naêng, hieáu khí. Töø nhöõng sôïi naèm ngang naøy hình thaønh nhöõng sôïi ñöùng thaúng goïi laø cuoáng ñính baøo töû, ôû ñaàu cô quan sinh saûn voâ tính. Khoái moác töông thöôøng thaáy coù maøu vaøng chính laø maøu cuûa ñính baøo töû cuûa Asp. Oryzae. 2.Ñieàu kieän sinh tröôûng: Ñieàu kieän thích hôïp nhaát cho söï hình thaønh baøo töû ñeå laøm gioáng: - Ñoä aåm 45%ø. - pH moâi tröôøng 5,5-6,5. - Ñoä aåm cuûa khoâng khí 85-95%. - Nhieät ñoä nuoâi caáy töø 27-300C, khoâng neân thaáp quaù vaø cuõng khoâng neân cao quaù. Asp. oryzae laø loaïi hoaøn toaøn hieáu khí, khi coù ñuû oxi thì phaùt trieån raát maïnh. Khi nuoâi moác laøm gioáng ñoøi hoûi thôøi gian töø 60-70h, luùc ñoù baøo töû môùi hình thaønh ñaày ñuû, coøn nuoâi moác ñeå coù enzym amilase cöïc ñaïi laø 30-36h, protease cöïc ñaïi laø 36-42h, coù moät soá chuûng cuûa loaøi naøy cho hai cöïc ñaïi cuûa enzym laø 36 vaø 60h. Nguoàn dinh döôõng: + Nguoàn Cacbon: laáy töø hôïp chaát höõu cô nhö tinh boät (gaïo neáp, gaïo teû, gaïo mì, ñaäu naønh ). +Nguoàn Nitô: laáy töø protein cuûa caùc nguyeân lieäu giaøu protein nhö ñaäu naønh. +Nguoàn Khoaùng: ñaõ coù ñuû trong nguyeân lieäu nhö trong pepton (ñaäu naønh), muoái vaø caùc nguyeân lieäu khaùc. +Nguoàn caùc chaát sinh tröôûng : vitamin nhoùm B ,acid amin . Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 20 3.Caùc enzym cuûa Asp. oryzae: Heä naám moác Asp. oryzae cho ta 3 loaïi enzym: chuû yeáu laø amilase, protease vaø enzym oxi hoùa khöû nhö glucooxydase.  Amilase laø heä enzym phaân giaûi tinh boät vaø coù nhieàu loaïi: - -amilase ( coù soá hieäu quoác teá laø 3.2.1.1) - glucose amilase ( coù soá hieäu quoác teá laø 3.2.1.3) - dextranase ( coù soá hieäu quoác teá laø 3.2.1.11)…  Enzym oxi hoùa khöû: enzym xuùc taùc quaù trình oxi hoùa glucose baèng oxi taïo thaønh acid gluconic, pH toái thích cuûa noù 5,5-5,8, nhieät ñoä toái thích 30-400C, treân 500C thì hoaït löïc giaûm raát nhanh, khi coù maët cô chaát (glucose) tính beàn veà nhieät taêng, glucose oxidase coù tính chaát oxi hoùa sinh hoïc cao vaø laø chaát khaùng sinh.  Protease : thuyû phaân protein trong caùc nguyeân lieäu giaøu protein. 4. Baûn chaát sinh hoùa: -Quaù trình thuûy phaân protein: phaân giaûi ñaïm chuû yeáu coù trong haït ñaäu naønh thaønh caùc acid amin vaø peptide. -Quaù trình thuûy phaân tinh boät, chaát beùo thaønh caùc ñöôøng ñôn vaø caùc acid beùo ñôn giaûn. -Quaù trình taïo röôïu vaø ester, ñaây laø quaù trình taïo höông vò ñaëc tröng cuaû miso. C. QUY TRÌNH SAÛN XUAÁT: Có nhiều loại miso khác nhau, và phương pháp thực hiện cũng khác nhau. Trong nội dung của bài báo cáo này, chúng em xin được trình bày quy trình sản xuất loại miso được sản xuất từ nguyeân lieäu ban ñaàu laø đậu nành và gạo, ñaây là loại miso được sử dụng phổ biến nhất và được sản xuất trong công nghiệp với quy mô lớn, đặc biệt là tiềm năng rất lớn của loại sản phẩm này khi ñöa vaøo sản xuất ở Việt Nam (do đi từ nguyên liệu gạo là nguyên liệu phổ biến, dễ kiếm tại Việt Nam). Ñaây laø quy trình chung thöôøng ñöôïc söû Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 21 duïng trong coâng nghieäp saûn xuaát miso, coøn tuøy vaøo ñieàu kieän saûn xuaát cuûa moãi vuøng, quaù trình saûn xuaát coù theå bieán ñoåi theo yeâu caàu rieâng mang tính ñaëc tröng cho saûn phaåm cuûa moãi ñòa phöông. Đậu nành Gạo Làm sạch Làm sạch Ngâm Lên men Ngâm Nuôi mốc Hấp Hấp Phối trộn Nấm mốc Nước,muối Miso UÛ höông Tạp chất Tạp chất Bao goùi Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 22 CAÁP LIEÄU BUÏI Taïp chaát nheï Taïp chaát lôùn I II Taïp chaát lôùn Taïp chaát beù Haït chính D. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: I. Laøm saïch: 1. Mục đích: Quaù trình naøy coù muïc ñích chuaån bò, loaïi boû caùc taïp chaát coù trong nguyeân lieäu (ñaäu naønh vaø gaïo)hay baùm treân beà maët voû nguyeân lieäu nhö: ñaù, ñaát, buïi, haït coû, kim loaïi vaø ñoàng thôøi loaïi boû ñöôïc moät soá vi sinh vaät baùm treân ñoù. 2. Bieán ñoåi: -Caûm quan: Laøm cho haït saïch hôn, saùng hôn, taêng giaù trò caûm quan, ñoàng thôøi cuõng taêng chaát löôïng saûn phaåm. -Caùc bieán ñoåi khaùc khoâng ñaùng keå. 3. Phöông phaùp thöïc hieän: -Nguyeân lieäu ñöôïc cho qua heä thoáng laøm saïch ñeå loaïi boû taïp chaát. - Thieát bò thöïc hieän: Maùy laøm saïch ñaäu naønh. Hình 3: Sô ñoà maùy laøm sạch đậu nành Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 23 Thieát bò ñöôïc caáu taïo nhö sau: + Cô caáu naïp lieäu. + Quaït huùt : huùt nhöõng taïp chaát nheï nhö raùc, caùt nhuyeãn… + Saøng (3 saøng): loaïi boû nhöõng taïp chaát naëng nhö ñaát, ñaù… Ñaäu ñöôïc thu ôû saøng thöù ba. + Nguyeân lieäu sau khi laøm saïch ñöôïc ñöa qua thieát bò ngaâm, tieán haønh quaù trình ngaâm. II. Ngaâm: 1. Muïc ñích: chuaån bò - Ngaâm trong nöôùc vôùi muïc ñích laøm meàm haït ñaäu naønh. - Caûi thieän maøu saéc, muøi, vò saûn phaåm, giaûm haøm löôïng oligosaccharide (raffinose, stachyose). - Giuùp cho giai ñoaïn haáp ñöôïc nhanh hôn. 2. Caùc bieán ñoåi xaûy ra trong quaù trình: - Vaät lyù: thay ñoåi khoái löôïng cuûa haït, kích thöôùc haït coù theå taêng leân töø 2-3 laàn, theå tích, tyû troïng haït cuõng thay ñoåi trong quaù trình naøy. - Hoaù lyù: moät soá chaát hoaø tan vaøo nöôùc nhö ñöôøng starchyose vaø raffinose (ñaây laø caùc loaïi ñöôøng khoâng coù lôïi cho söï tieâu hoùa cuûa cô theå) vaø ngöôïc laïi, moät soá chaát ôû trong nöôùc cuõng ngaáâm vaøo haït. - Hoùa hoïc: giaûm moät soá thaønh phaàn do hoaø tan trong nöôùc, do bò oxy hoaù nhö vitamin, khoaùng. 3. Phöông phaùp thöïc hieän vaø thoâng soá kyõ thuaät: -Quaù trình ngaâm ñöôïc tieán haønh qua hai giai ñoaïn: ngaâm vaø röûa xoái. Ñaàu tieân nguyeân lieäu seõ ñöôïc ñöa vaøo boàn ngaâm sau ñoù ñöôïc baêng chuyeàn chuyeån vaøo heä thoáng xoái töôùi cuûa maùy ngaâm röûa xoái töôùi. Ngaâm laøm cho nöôùc thaám öôùt nguyeân lieäu, Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 24 laøm chaát baån meàm, bong ra. Röûa xoái laø duøng taùc duïng chaûy cuûa doøng nöôùc ñeå keùo chaát baån coøn laïi treân maët nguyeân lieäu sau khi ngaâm. Thöôøng duøng tia nöôùc phun (p = 2 – 3at) hay voøi hoa sen ñeå xoái. -Thôøi gian ngaâm laø 12h, nhieät ñoä ngaâm trong khoaûng 25-280C ñoái vôùi ñaäu naønh; ñoái vôùi gaïo thôøi gian ngaâm laø 2.5 h, thôøi gian ngaâm laø 25-280C. III. Haáp: 1. Muïc ñích: - Laøm meàm haït ñaäu naønh, chuaån bò cho quaù trình leân men sau naøy. - Taïo moâi tröôøng coù thaønh phaàn caàn thieát, thuaän lôïi cho söï leân men cuûa vi sinh vaät. 2. Caùc bieán ñoåi cuûa nguyeân lieäu: - Vaät lyù: thay ñoåi caáu truùc haït tinh boät vaø protein, nguyeân lieäu meàm hôn. - Hoaù hoïc: laøm chín tinh boät, laøm protein bò bieán tính sô boä thaønh nhöõng chaát maø vi sinh vaät coù theå söû duïng ñöôïc. - Sinh hoïc: Quaù trình naøy cuõng tieâu dieät vi sinh vaät baùm treân beà maët nguyeân lieäu laøm cho moác phaùt trieån thuaän lôïi. 3. Phöông phaùp thöïc hieän vaø thoâng soá kyõ thuaät: - Trong quaù trình haáp yeáu toá caàn chuù yù nhaát laø nhieät ñoä vaø thôøi gian haáp. - Ñoái vôùi nguyeân lieäu laø ñaäu naønh chæ caàn haáp vôùi thôøi gian ñuû ñeå coù haøm löôïng nöôùc thích hôïp vaø nguyeân lieäu meàm hoùa ñaày ñuû laø ñöôïc. - Ñoái vôùi nguyeân lieäu laø tinh boät thì thôøi gian haáp cuõng phaûi hôïp lyù. - Daáu hieäu ñeå nhaän bieát thôøi ñieåm keát thuùc quaù trình haáp: khi nhìn thaáy haït ñaäu chuyeån sang maøu hôi naâu, khoâng neân ñeå quaù saäm maøu. - Thôøi gian haáp töø 20-30 phuùt ôû nhieät ñoä 1210C ñoái vôùi ñaäu naønh, rieâng ñoái vôùi gaïo thì thôøi gian haáp khoaûng 20 phuùt ôû 1210C. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 25 IV. Nuoâi moác:( nuoâi moác treân moâi tröôøng gaïo sau quaù trình haáp) Nguyeân lieäu gạo sau khi hấp ñöôïc traûi ñeàu treân maët saøn phaúng ñeå nhieät ñoä cuûa khoái nguyeân lieäu giaûm xuoáng. Quaù trình laøm nguoäi ñöôïc hoã trôï bôûi heä thoáng quaït gioù. Sau ñoù tieán haønh caáy gioáng vaø nuoâi moác. 1. Quaù trình caáy gioáng : 1.1. Gioáng: - Chuûng vi sinh vaät trong saûn xuaát miso laø naám moác Asp.oryzae, naám moác naøy coù maøu vaøng neân ngöôøi ta quen goïi laø moác vaøng, coù ñaëc tính cho protease coù hoaït löïc cao, khoâng ñoäc toá, ñöôïc pheùp duøng trong coâng ngheä thöïc phaåm. - Ngoaøi ra trong quaù trình leân men coøn coù duøng moät soá vi khuaån vaø naám men ñeå thuyû phaân taïo höông vò maøu saéc ñaëc tröng cho saûn phaåm. Chaúng haïn nhö vi khuaån Pediococcus soyae vaø caùc naám men Saccharomyces rouxii vaø Torulopsis. 1.2. Phöông phaùp thöïc hieän: Khi ñöa gioáng vaøo neân troän gioáng tröôùc vôùi moät soá gạo cho ñeàu, sau ñoù duøng nguyeân lieäu naøy raéc ñeàu leân toaøn boä nguyeân lieäu ñònh caáy gioáng. Khi raéc neân raéc ñeàu vaø troän kyõ ñeå coù moác gioáng ñeàu khaép treân khoái nguyeân lieäu vaø moác phaùt trieån ñoàng ñeàu cuõng laøm cho nhieät ñoä cuûa khoái nguyeân lieäu taêng ñeàu. 2. Nuoâi moác: 2.1. Muïc ñích:. -Taïo ñieàu kieän cho moác phaùt trieån ñeàu treân moâi tröôøng nuoâi caáy. - Khai thaùc :Hình thaønh caùc heä enzyme caàn thieát (ñaëc bieät laø enzyme protease vaø amylase) coù hoaït löïc cao, coù khaû naêng thuyû phaân protein vaø tinh boät cao hôn. * Trong coâng nghieäp saûn xuaát miso, gaïo sau quaù trình nuoâi moác ñöôïc goïi laø Koji. 2.2. Phöông phaùp thöïc hieän : Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 26 - Gạo được phoái troän seõ laø nguoàn tinh boät maø moác söû duïng ñeå laøm nguoàn thöùc aên ñeå sinh tröôûng vaø phaùt trieån maïnh. Söï phaùt trieån maïnh cuûa moác gioáng seõ laán aùt ñöôïc caùc loaïi taïp moác khaùc xaâm nhaäp vaø phaùt trieån giuùp cho ñoä thuyû phaân cao hôn. - Quaù trình phaùt trieån cuûa moác coù theå chia laøm 3 giai ñoaïn: o Giai ñoaïn 1: sau khi caáy gioáng 8 – 10 giôø, nhieät ñoä taêng daàn. o Giai ñoaïn 2: tô moác phaùt trieån maïnh, khoái moác toaû nhieät, tô traéng leân daøy vaø keát taûng. o Giai ñoaïn 3: sau khoaûng 24 giôø, baøo töû chuyeån daàn sang maøu vaøng hoa cau. - Hiện nay có hai phương pháp nuôi mốc được thực hiện trong thực tế: 2.2.1. Phöông phaùp nuoâi moác thuû coâng: - Sau khi caáy gioáng xong, ñoå ñoáng nguyeân lieäu cho tôùi khi nhieät ñoä ñaït 30 – 350C thì traûi ra khay, maønh hoaëc nong thöa thaønh lôùp daøy 1 – 2cm vaø cho vaøo phoøng nuoâi moác. -Giöõ nhieät ñoä phoøng 28 – 300C trong thôøi gian 8 – 9 giôø vaø haøm aåm trong phoøng laø 85 –90%. Nhieät ñoä naøy khoâng thích hôïp vôùi Mucoz, Penicillium cuõng nhö moät soá loaïi vi khuaån khaùc, vaøo thôøi gian naøy, baøo töû moác phaùt maàm nhanh aùt caùc taïp moác khaùc. Sau thôøi kyø naøy nhieät ñoä taêng nhanh goïi laø thôøi kyø sinh tröôûng neân caàn ñaëc bieät chuù yù nhieät ñoä (nhieät ñoä coù theå ñaït 31 –340C). -Khoaûng 3 – 4 giôø sau khi thaáy khuaån ti xuaát hieän roõ reät, luùc naøy nguyeân lieäu hôi keát baùnh. Khi nhieät ñoä ñaït 370C thì phaûi laät moác, ñaûo moác ñeå haï nhieät ñoä vì neáu nhieät ñoä quaù cao seõ laøm cho khuaån ty phaùt trieån khoâng toát, enzyme cuûa moác tích tuï khoâng nhieàu. Khi nhieät ñoä leân cao phaûi môû cöûa thoâng gioù, caáp khoâng khí cho moác vaø ñaåy khí CO2 trong phoøng ra ngoaøi. Sau ñoù phaûi tieáp tuïc ñaûo nhieàu laàn ñeå duy trì nhieät ñoä 30 – 310C trong khoái moác. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 27 2.2.2. Phöông phaùp nuoâi moác khoái: Nguyeân lieäu ñöôïc traûi vaøo trong thuøng, hoäp hoaëc beå. Phöông phaùp naøy ñaõ ñöôïc aùp duïng töø laâu ôû moät soá nöôùc, coù öu ñieåm laø: naêng suaát cao hôn nuoâi moác treân khay, maønh. 1m2 coù theå nuoâi ñöôïc 75 – 80 kg nguyeân lieäu (trong khi 1m2 phoøng nuoâi moác theo phöông phaùp thuû coâng chæ ñöôïc 24 – 27kg), giaûm nheï söùc lao ñoäng cuûa coâng nhaân vaø deã cô giôùi hoaù, nhöng coù nhöôïc ñieåm laø coù theå laøm maát ñi moät soá tính chaát ñaëc tröng cuûa saûn phaåm truyeàn thoáng. 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi mốc: Các điều kiện nuôi cấy Asp.oryzae có thể tóm tắt như sau:  Độ ẩm của môi trường: Độ ẩm của môi trường tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấm mốc là 55-58%. Độ ẩm môi trường thích hợp sự hình thành bào tử là khoảng 45%. Cần giữ cho độ ẩm môi tröôøng không bị giảm trong quá trình phát triển.  Độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm từ 80% trở lên đến bão hòa đều thích hợp cho nấm mốc. Trong phòng nuôi cần giữ cho độ ẩm không khí bão hòa để tránh cho môi trường khỏi khô.  Ảnh hưởng của không khí: Asp.oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển bình thường khi đầy đủ oxy. Để đáp ứng điều kiện nuôi này môi trường nuôi phải xốp, rải thành lớp không dày quá 2,5 – 3cm, phòng nuôi phải thoáng. Theo thực nghiệm, để thỏa mãn cho söï hô hấp của Asp.oryzae trong toaøn bộ chu kỳ phát triển cứ 1 kg môi trường cần khoảng 1,7m3 không khí. Asp.oryzae phát triển bình thường khi nồng độ CO2 trong khí quyển lên tới 8%.  Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và hình thành enzyme của A.oryzae là khoảng 28 – 32oC. Nhiệt độ do nấm mốc tỏa ra môi trường có thể bị nóng lên 40oC hoặc hơn. Cần giữ cho nhiệt độ môi trường không xuống dưới 27oC và không cao quá 36oC. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 28  Thời gian nuôi nấm mốc: Hầu hết các chủng Asp.oryzae có hoạt động cực đại của amylase ở khoảng giờ thứ 30 – 36, rồi sau đó là cực đại của protease ở giờ thứ 36 – 42. Một số chủng cho hai cực đại của enzyme, ví dụ cực đại amylase ở giờ thứ 36 và giờ 60. Thời gian nuôi mốc giống thường hết 60 – 70 giờ.  pH: Thích hợp cho A.oryzae là môi trường acid yếu 5,5 – 6,5. Các môi trường tự nhiên từ cám, đậu, ngô thường có sẵn pH ở khoảng này nên không cần điều chỉnh. Đôi khi khả năng sinh bào tử của nấm mốc bị yếu hoặc mất hẳn. Để khôi phục khả năng này có thể nuôi nấm mốc trong ánh sáng khuếch tán trong một vài thế hệ. V. Phối trộn 1. Muïc ñích : Chuaån bò cho quaù trình lên men miso. 2. Bieán ñoåi trong quaù trình phoái troän: - Vaät lyù: taêng khoái löôïng, giaûm ñoä cöùng, giaûm ñoä xoáp… - Hoaù hoïc: haøm aåm taêng do quaù trình phoái troän coù theâm nöôùc vaøo. 3. Phöông phaùp thöïc hieän : - Đậu nành sau khi hấp, Koji và muối, nöôùc từ các bồn chứa được cân và trộn trong thiết bị trộn tự động. - Tỉ lệ đậu nành, Koji và muối phụ thuộc vào từng loại miso(Ví dụ: Đối với Kome Kara Miso thì tỉ lệ phối trộn nguyên liệu là: Gaïo : 6-10 phaàn, Ñaäu naønh : 10 phaàn ,Muoái : 4,3 phaàn). - Muoái ñöôïc xöû lyù baèng caùch ñun soâi vôùi nöôùc ñeå taïo thaønh moät dung dòch nöôùc muoái, sau ñoù nöôùc muoái neân ñöôïc ñem thanh truøng baèng caùch ñun soâi ñeå traùnh laøm nhieãm theâm vi sinh vaät vaøo saûn phaåm, saûn sinh ra nhöõng chaát khoâng caàn thieát, hoaëc ñoäc toá aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn phaåm veà sau. Nöôùc muoái sau khi ñun soâi ñöôïc loïc ñeå taùch taïp chaát. Sau khi loïc, cho nöôùc muoái vaøo nguyeân lieäu ñaõ nuoâi moác troän Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 29 ñeàu leân. Nöôùc muoái coù taùc duïng kìm haõm vi sinh vaät coù haïi, laøm aåm moâi tröôøng taïo ñieàu kieän lên men deã daøng. -Cho nöôùc nuoái coøn coù taùc duïng haïn cheáá caùc vi khuaån gaây thoái hoaït ñoäng. Tuy nhieân vieäc duøng nhieàu muoái coù theå gaây öùc cheá quaù trình leân men. - Quaù trình thöïc hieän : Phun nöôùc muoái ñeàu treân beà maët nguyeân lieäu, thöïc hieän taïi thieát bò lên men. VI. Lên men: 1. Muïc ñích : - Tạo pH thích hôïp cho enzyme protease vaø amylase cuûa naám moác hoaït ñoäng. - Cheá bieán:bieán ñoåi saâu saéc nguyeân lieäu theo höôùng taïo ra saûn phaåm. 2. Bieán ñoåi trong quaù trình leân men: -Hoùa sinh: quan troïng nhaát trong quaù trình naøy laø caùc phaûn öùng thuûy phaân nhaèm chuyeån hoùa nguyeân lieäu ban ñaàu thaønh saûn phaåm vôùi muøi vò ñaëc tröng. + Phöông trình toång quaùt phaûn öùng thuûy phaân: R1R2 + H2O --> R1OH + R2H. + Nhoùm enzyme thuûy phaân goïi teân chung laø hydrolase. Hydrolase ñöôïc chia thaønh nhieàu nhoùm tuøy theo baûn chaát cô chaát noù taùc duïng- Esterase, glucosidase, peptidase. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 30 Enzyme protease thuûy phaân phaân töû protein thaønh nhöõng chaát trung gian töông ñoái ñôn giaûn peptid, polypeptid vaø cuoái cuøng thaønh caùc acid amin ñôn giaûn. Phöông trình toång quaùt thuûy phaân protid nhö sau: Tinh boät bò enzyme amylase thuûy phaân thaønh ñöôøng mantose vaø cuoái cuøng thaønh glucose. -Vaät lyù : +Nhieät ñoä: trong quaù trình thuûy phaân, nhieät ñoä dòch thuûy phaân taêng daàn vì quaù trình thuûy phaân laø quaù trình toûa nhieät. +Noàng ñoä chaát khoâ: phaûn öùng thuûy phaân taïo ra caùc hôïp chaát ñôn giaûn nhö: ñöôøng, acid amin … laøm cho noàng ñoä chaát khoâ trong dòch taêng leân. +Ñoä nhôùt: protein bò thuûy phaân daàn thaønh acid amin vaø peptid cuøng vôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä cao laøm cho ñoä nhôùt dòch thuûy phaân giaûm daàn. -Hoùa hoïc: Phản ứng Maillard xảy ra sẽ làm miso có màu nâu. Quá trình này phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ. Vì vậy nhiệt độ là yếu tố quan trọng cần chý ý trong quá trình lên men. - Sinh hoïc: söï taêng veà soá löôïng naám moác do phaùt trieån trong ñieàu kieän nuoâi caáy thuaän lôïi. Döôùi taùc duïng enzyme vi sinh vaät, thaønh phaàn Miso thu ñöôïc chuû yeáu laø acid amin, pepton, peptid troïng löôïng phaân töû nhoû, deã ñoàng hoùa, haáp thu cho ngöôøi. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 31 3. Phöông phaùp thöïc hieän: Hỗn hợp sau khi trộn được chuyển vào thùng lên men. Ñầu tiên Koji sẽ thuỷ phân protein và chất béo tạo ra các peptide, amino acid, acid béo và glycerol. Hỗn hợp trộn chứa trong thùng được gia nhiệt lên đến 300C để tiến hành quá trình lên men sơ bộ(trong quá trình này chủ yếu là sự tham gia của enzym sau thời gian tiến hành đảo trộn), sau ñoù hỗn hợp được chuyển qua các thùng nhỏ và được đảo ngược để chất lượng đều và tăng sự phát triển của men. Trong quy trình sản xuất miso truyền thống của Nhật Bản, trong quá trình lên men, sau khi cho hỗn hợp nguyên liệu phối trộn vaøo trong thuøng, người ta phuû leân maët moät lôùp vaûi moûng vaø 15-20 taám goã moûng, daøi laøm naép. Treân naép goã xeáp nhöõng vieân ñaù laïi thaønh hình choùp. Löôïng muoái trong miso coù theå giaûm do vieäc ñeø eùp. Quy trình ñeøø neùn vaãn chæ thöïc hieän baèng tay. Hình 4: Thuøng Miso vaø naép thuøng Khoái ñaù ñaët leân treân ñeå laøm veû beà ngoaøi cao hôn vaø taïo neân aùp öïc ôû phaàn trung taâm. Nhöõng vieân ñaù thöôøng ñöôïc chuyeån lieân tieáp baèng tay. Theo lyù thuyeát nöôùc coù theå thay theá ñaù nhöng miso raát kî nöôùc, do ñoù khoâng theå söû duïng nöôùc ñöôïc. Thuøng Miso vôùi 150 vieân ñaù treân ñænh Taám goã laøm naép Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 32 Ngaøy nay haàu heát quy trình saûn xuaát ñaàu ñöôïc laøm baèng maùy tuy nhieân thuøng miso söû duïng hieän nay vaãn laø nhöõng caùi thuøng ñaõ 100 tuoåi laøm baèng tay. Coù moät vaøi lyù do nhöõng thuøng 100 tuoåi vaãn ñöôïc söû duïng. Nguyeân nhaân thöù nhaát laø vì vi sinh vaät Aspergillus soáng. Thuøng chöùa khoâng ñöôïc röûa cho laàn söû duïng sau, neáu röûa thuøng vaø ñem phôi khoâ ngay töùc thì seõ laøm thuøng bò hôû, khoâng kín nöõa vaø laøm thaát thoaùt miso.Vì vaäy VSV naøy soáng qua nhieàu theá kyû vaø taïo neân höông vò ñaëc tröng duy nhaát cho saûn phaåm miso. Lyù do khaùc laø moät laàn laøm caàn soá löôïng thuøng khoaûng 50-60 thuøng, thuøng môùi nhaát laø thuøng thôøi Taisho, thuøng miso laø keát quaû lao ñoäng mieät maøi trong khoûang thôøi gian daøi cuûa nhöõng ngöôøi thôï. Nhöõng ngöôøi thôï naøy ñaõ giaø vaø khoâng coøn ñuû söùc khoeû ñeå laøm nhieàu thuøng khoång loà nhö vậy. Goã caây thuyeát tuøng hay caây baùch ñeàu ñöôïc söû duïng ñeå laøm thuøng miso nhöng goã thuyeát tuøng chính thöùc ñöôïc söû duïng khi goã baùch ñaéc hôn vaø cöùng hôn khoù cheá taïo. Ngöôøi ta ñang nghieân cöùu thay theá baèng theùp khoâng ræ hạt FRP, vì noù seõ lieân quan ñeán söï thay ñoåi muøi vò cuûa miso. Moät söï löïa choïn khaùc laø mua laïi nhöõng thuøng laøm sake nhö vaäy giaù seõ thaáp hôn, hay söû duïng goã thuyeát tuøng laøm thuøng, duøng truùc laøm voøng vieàn. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 33 Hình 5: Caùc loaïi thuøng miso thöôøng ñöôïc duøng hieän nay VII. UÛ hương: 1. Mục đích: hoàn thiện, tạo nên hương vị đặt trưng cho saûn phẩm. 2 Biến đổi: -Hóa sinh: Quá trình lên men của vi khuẩn vaø naám men tạo acid lactic, acid acetic, ethanol, nước… Beân trong thuøng Miso naêm 1893 Thuøng Miso laøm naêm 1893 Thuøng thöû nghieäm laøm töø FRP Thuøng Miso thôøi Meji vaø Taisho Veát Miso coøn dính treân thuøng Miso roãng Thuøng thöû nghieäm Miso Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 34 -Hóa học: Xảy ra phản ứng este hóa giữa acid hữu cơ và ethanol làm tăng thêm hương vị cho miso. - Hoá lý: pH giảm do sinh ra các acid hữu cơ, ức chế vi sinh vật tạp không có lợi cho quá trình lên men. Trong giai đoạn đầu của quá trình ủ hương, vi khuẩn lactic phát triển và sản sinh acid lactic làm pH giảm xuoáng. -Vi sinh: các vi sinh vật không ưa muối bị tiêu diệt. -Cảm quan: tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm 3. Thông số công nghệ và biện pháp thực hiện: Sau khi leân men,dịch thủy phân được ủ trong một thời gian để tiến hành quá trình lên men của vi khuẩn và nấm men (ñöôïc boå sung sau giai ñoaïn leân men hoaëc coù theå nhieãm vaøo töø moâi tröôøng ngoaøi ñoái vôùi caùc saûn phaåm miso ñöôïc laøm thuû coâng) Trong quá trình lên men lactic ban đầu, phải ngăn chặn sự giảm pH đột ngột do vi khuẩn T. halophilus phát triển sinh ra acid lactic. Sự giảm pH đột ngột sẽ ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme thủy phân của nấm mốc. Vì vậy ta nên giữ dung dịch ở nhiệt độ thấp trong 2 tháng đầu: 15 – 20 0C, vi khuẩn lactic sẽ phát triển và những tháng tiếp theo khi pH giảm xuống 5.0 thì nấm men Zygosaccharomyces rouxii mới bắt đầu hoạt động (nấm men này không hoạt động được dưới pH giai đoạn đầu của quá trinh lên men). Sự phát triển của Z. rouxii làm nhiệt độ dịch ủ tăng đến 300C. Candida.versatilis phát triển mạnh ở cuối quá trình lên men, tổng hợp nên một số hợp chất phenolic, tạo mùi vị đặt trưng cho sản phẩm. C.versatilis chịu được hàm lượng N tổng, hàm lượng các hợp chất phenol và alcohol cao hơn Z. rouxii nên thay thế Z. rouxii trong gian đoạn cuối quá trình ủ. Trong saûn xuaát thuû coâng, toång thôøi gian daønh cho leân men vaø uû chín toái thieåu laø 6 tháng, thöôøng töø 6-12 thaùng. Trong saûn xuaát coâng nghieäp thôøi gian coù theå ruùt ngaén hôn, khoaûng töø vaøi tuaàn ñeán vaøi thaùng. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 35 VIII. Bao goùi: - Baûo quaûn: traùnh toån thaát muøi vò cuûa saûn phaåm, ngaên caûn söï xaâm nhaäp cuûa caùc loaøi vi sinh vaät coù haïi. - Hoaøn thieän saûn phaåm, taïo cho saûn phaåm coù hình daïng, kích thöôùc ñaëc tröng, thu huùt söï chuù yù cuûa ngöôøi tieâu duøng, thuaän tieän trong vaän chuyeån vaø phaân phoái. Hình 6: Saûn phaåm miso E. SẢN PHẨM VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Caùc saûn phaåm miso ñöôïc goïi theo teân cuûa nôi saûn xuaát vaø mang tính ñaëc tröng cho ñòa phöông ñoù, vì vaäy coù raát nhieàu loaïi miso khaùc nhau vaø yeâu caàu veà chaát löôïng ñoái vôùi töøng saûn phaåm cuõng khaùc nhau. I. Rice Miso: Miso ñöôïc laøm töø gaïo cuõng ñöôïc phaân ra thaønh nhieàu loaïi theo ñòa ñieåm maø saûn xuaát chuùng. Hình 7: Rice Miso Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 36 1. Kome Ama Miso -Ñaëc ñieåm: +Teân loïai :Miso gaïo ngoït (Sweet rice Miso ) +Teân ñòa phöông :Kome Ama. -Nguyeân lieäu –gioáng. +Nguyeân lieäu : Gaïo : 22 phaàn Ñaäu naønh : 10 phaàn Muoái : 2,6 phaàn +Gioáng : VSV baét buoäc : tane koji (baøo töû Aspergillus oryzae), VSV cuøng coù maët Streptococcuss sp, Pediococcus sp, Saccharomyces rouxii. -Chaát löôïng saûn phaåm : Caûm quan : Maøu vaøng saùng ñeán vaøng ñoû, muøi nöôùc thòt, vò ngoït hôi maën. Ñaëc tính vaät lyù : Daïng baùn raén. Ñaëc tính hoùa hoïc : pH : 5,2; Đoä aåm :42,6%; Tro :6,8% Thôøi gian söû duïng vaø baûo quaûn : 1 thaùng ôû 20oC Thaønh phaàn hoùa hoïc: Hình 8: Kome Ama Miso Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 37 Baûng 12: Thaønh phaån hoùa hoïc cuûa Kome Ama Miso Naêng löôïng 213 Cal P 130mg/100gsp Protid 9,7% Fe 3,4mg/100gsp Lipid 3% Na 2400mg/100gsp Carbonhydrat 36,7% Vitamin B1 0,05mg/100gsp Cellulose 1,2% Vitamin B2 0,1mg/100gsp Ca 80mg/100gsp 2 Kome Kara Miso: Kome Kara Miso cuõng laø loaïi miso ñöôïc laøm töø gaïo chæ khaùc laø sau quaù trình leân men vaø uû höông, saûn phaåm phaûi qua giai ñoaïn nghieàn mòn ñeå ñaït chaát löôïng theo yeâu caàu. -Ñaëc ñieåm: +Teân loïai :Miso gaïo maën (Salty rice Miso ) +Teân ñòa phöông :Kome Kara. -Nguyeân lieäu –gioáng. +Nguyeân lieäu : Gaïo : 6-10 phaàn Ñaäu naønh : 10 phaàn Muoái : 4,3 phaàn +Gioáng : VSV baét buoäc : Aspergillus oryzae, Saccharomyces rouxii, Pediococcus halophilus. VSV cuøng coù maët : Streptococcuss faecalis, Torulopis versatilis,Torulopis echellsii, Bacillus sp. -Chaát löôïng saûn phaåm : Thaønh phaàn hoùa hoïc: Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 38 Baûng 13: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa Kome Kara Miso Naêng löôïng 180 Cal P 185mg/100gsp Protid 12,8% Fe 4,2mg/100gsp Lipid 5,8% Na 5000mg/100gsp Carbonhydrat 19,3% Vitamin B1 0,03mg/100gsp Cellulose 2,3% Vitamin B2 0,1mg/100gsp Ca 115mg/100gsp niacin 1,5mg/100gsp Caûm quan : Maøu vaøng saùng, muøi thòt, vò maën. Ñaëc tính vaät lyù : Daïng baùn raén. Ñaëc tính hoùa hoïc : pH : 5-5,1; ñoä aåm :45,6%; Tro : 14,4% Thôøi gian söû duïng vaø baûo quaûn : ñöïng trong tuùi plastic 4 thaùng ôû 20oC vôùi etylic 2%. Haøng naêm saûn xuaát : 447000 taán saûn xuaát theo quy moâ coâng nghieäp chieám 75% löôïng Kome Kara Miso haøng naêm vaø 149000 taán saûn xuaát thuû coâng. * Ngoaøi saûn phaåm chính ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu töø ñaäu naønh vaø gaïo, coøn coù loaïi Miso ñöôïc saûn xuaát töø nguyeân lieäu laø ñaäu naønh vaø luùa maïch hoaëc chæ ñöôïc laøm töø ñaäu naønh khoâng söû duïng theâm nguoàn tinh boät khaùc… F. THAØNH TÖÏU COÂNG NGHEÄ: I. Boå sung ethanol trong quaù trình leân men ñeå saûn xuaát saûn phaåm miso khoâng maën: Hiện nay trong quá trình lên men miso người ta có bổ sung thêm một lượng ethanol nhất định để sản xuất sản phẩm miso không mặn. Qua quá trình nghiên cứu nhận thấy hàm lượng các chất dễ bay hơi trong sản phẩm miso không mặn được lên men cùng với 5% NaCl và 7.5 % ethanol thì cao hơn sản phẩm miso được lên men trong cùng điều kiện với 5% NaCl và 0% ethanol cũng như 5% NaCl và 15% ethanol. Điều này cho thấy việc bổ sung ethanol với một hàm lượng xác định không những hỗ trợ cho việc tạo sản phẩm miso không mặn mà còn góp phần làm tăng cường thành phần của các chất mùi. Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 39 Quá trình thực hiện nghiên cứu được tiến hành như sau: 1. Chuẩn bị miso - Mẫu chöùa 5% NaCl và 0% ethanol được xem là mẫu thử so sánh. - Mẫu chứa 5% NaCl và 7.5% ethanol là sản phẩm không mặn. - Mẫu chứa 5% NaCl và 15% ethanol là sản phẩm có bổ sung hàm lượng ethanol cao. Tất cả các mẫu nghiên cứu (gồm đậu nành, koji, NaCl, ethanol) sau khi được trộn đều được cho vào những lọ thuỷ tinh riêng biệt. Sau 8 tuần thực hiện quá trình lên men ở nhiệt độ phòng, các lọ được đưa vào trữ ở tủ lạnh ở nhiệt độ 40C để thu nhận và phân tích các chất mùi. 2. Dụng cụ và phương pháp chiết các chất mùi Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 40 Hình 9: Sô ñoà boá trí thieát bò ñeå thu nhaän vaø chieát caùc chaát muøi. Mỗi lần chiết sẽ cho vào 10g miso, 20g NaCl và 100ml nước cất vào bình cầu. Bình cầu được ngâm vào bể nước ở nhiệt độ 40-45 0C, được khuấy bởi 1 đũa khuấy từ. Tiến hành bơm khí N2 vào dung dịch miso với lưu lượng 15ml/phút. Bộ phận ngưng tụ của thiết bị được giữ ở nhiệt độ khoảng -60C. Bộ phận “coil cold trap” được ngâm vào bồn chứa acetone ở dạng băng khô. Ống GLS có chứa một loại hoá chất được sử dụng như là bộ phận hấp thu. Mỗi lần tiến hành quá trình chiết trong 400 phút. Các chất bay hơi sẽ được thu nhận trong “coil cold trap” và ống GLS. Sau đó người ta tiến hành xác định hàm lượng và thành phần của các chất bay hơi đã thu được. Baûng 14: Haøm lượng và tỉ lệ các chất thu được ở “coil cold trap” Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Hàm lượng chất bay hơi (mg/g miso) 12.15 15.01 25.07 Tỉ lệ phần trăm của ethanol so với tổng các chất thu được 99.3 98.5 99.8 Baûng 15: Haøm lượng các chất bay hơi thu được ở ống GLS Hàm lượng chất (ng/g miso) Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Hợp chất alcohol Ethanol 96.9 262.0 294.1 Butanol 5.2 5.2 Isoamyl alcohol 16.2 1-hexanol 53.9 121.9 68.6 3-hexen-1-ol 7.4 12.4 2.7 3-octanol 10.9 56.8 20.2 1-octen-3-ol 188.4 746.8 160.5 1-heptanol 17.7 2-ethyl-1-hexanol 26.2 38.5 7.5 2-octen-1-ol 7.8 Nonanol 25.7 3.1 Furfuryl alcohol 6.1 Diethylene glycol 6.9 1.9 Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 41 Subtotal 395.8 1319.0 560.5 Hợp chất phenol 2-methoxyphenol (guatacol) 11.5 Phenol 6.9 4.1 2,4-di-tert-butylphenol 35.2 Subtotal 6.9 50.8 Hợp chất ester Ethyl acetate 132.2 63.8 Ethyl propanoate 20.4 Ethyl isobutyrate 13.1 28.6 Ethyl butyrate 40.8 Ethyl 2-methylbutyrate 19.3 Ethyl 3-methylbutyrate 15 28.2 4.1 Ethyl pentanoate 8.9 23.6 Ethyl 2-butenoate 9.7 Ethyl hexanoate 72.6 209.5 34.5 Ethyl 3-hexenoate 16.4 Ethyl heptanoate 8.6 20.4 3.7 Ethyl octanoate 30.8 7.6 Ethyl nonanoate 10.2 Ethyl decanoate 7.3 Ethyl dodecanoate 9.2 Ethyl palmitate 4.5 1.7 Ethyl stearate 11.8 Ethyl lactate 7.2 Ethyl benzoate 57.0 147.1 1.7 Ethyl phenylacetate 15.9 Isobutyl acetate 9.5 Subtotal 326.7 714.9 53.3 Hợp chất aldehyde Acetal 73.2 189.2 Cyclic 1,2-dimethylethylene acetal 14.8 12.6 Isobutanal diethyl acetal 74.2 9.2 3-methylbutanal diethyl acetal 99.3 86.7 Subtotal 261.5 297.7 Hợp chất ketone Acetone 55.4 3.6 18.2 4-methyl-2-pentanone 4.0 18.3 3-octanone 25.7 3.6 8.0 2-octanone 3.5 1-octen-3-one 9.5 19.3 Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 42 6-methyl-5-hepten-2-one 8.1 20.4 4-hydroxyl-4-methyl-2- pentanone 3.8 Acetophenone 23.3 Geranyl acetone 11.6 Subtotal 102.7 133.5 29.9 Hợp chất acid Acetic acid 17.3 5.2 Palmitic acid 12.4 Subtotal 17.3 17.6 Hợp chất hydrocacbon Hexane 9.6 15.8 Isooctane + octane 21.8 27.3 1-octene 3.7 4-methyloctane 6.6 3-methyloctane 3.5 Decane 21.1 Undecane 1.8 10.7 Limonene 12.7 21.3 10.8 Tetradecane 11.4 Pentadecane 22.9 Heptadecane 6.2 Toluene 27.0 340.7 118.0 Ethylbenzene 5.1 49.2 p-xylene 3.3 31.5 26.3 m-xylene 8.9 73.1 50.8 o-xylene 2.8 52.0 16.1 Propylbenzene 2.9 Ethenylbenzene 31.7 195.9 82.9 1-methyl-4-ethylbenzene 9.8 10.5 1-methyl-3-ethylbenzene 18.2 1-methyl-2-ethylbenzene 7.3 35.7 7.7 1-methyl-2,3-dimethylbenzene 4.9 2-methyl-1,4-dimethylbenzene 5.7 0.7 3-methyl-1,5-dimethylbenzene 2.6 Dichlorobenzen 20.5 14.0 4.3 naphtalene 20.5 14.0 4.3 Subtotal 127.0 1004.2 375.5 Các hợp chất khác 2-pentylfuran 27.7 33.7 4.4 Pyridine 15.4 Benzothiazole 4.4 Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 43 Subtotal 27.7 53.5 4.4 Tổng hàm lượng các chất bay hơi 1861.8 5303.3 1558.0 Trong các phần chiết thu được đều chứa hàm lượng ethanol cao, trên 98.5%. Tổng hàm lượng các chất bay hơi trong mẫu thí nghiệm tăng dần tương ứng với sự tăng hàm lưọng ethanol thêm vào khi thực hiện quá trình lên men. Lượng ethanol thu nhận được nhỏ hơn lượng ethanol thêm vào khi thực hiện quá trình lên men. điều này cho thấy một lượng nhỏ ethanol đã chuyển hoá thành các chất khác , một lượng không bị bay hơi dưới tác dụng của dòng khí N2 ở 400C, một lượng nhỏ đi suốt qua ống xiphông. Các chất bay hơi khác sau khi đi qua “cold coil trap” sẽ được thu nhận tại ống GLS. Ngoài trừ alcohol và acetal là cao nhất trong mẫu có hàm lưọng ethanol cao, các chất bay hơi khác đều có hàm lượng cao nhất trong mẫu miso không mặn Như vậy hàm lượng các chất mùi trong sản phẩm miso lên men cùng 7.5% ethanol là cao nhất, cao hơn bất kì sản phẩm nào được lên men với hàm lượng ethanol thấp hơn hoặc cao hơn. (Nguoàn: K.L.Ku, T.P.Chen, R.Y.Y.Chiou, Apparatus used for small-scale volatile extraction from ethanol-supplemented low-salt miso and GC−MS Characterization of the extracted flavors, J. Agric. Food Chem., 2000, 48 (8), 3507-3511) II. Ứng dụng của chủng vi khuẩn leân men lactic trong quaù trình leân men miso Nhiều loài vi khuẩn lactic có khả năng sản xuất bacteriocin, một thành phần có bản chất là protein, có hoạt tính chống lại nhiều loại vi khuẩn. Nisin, một loại bacteriocin được tạo bởi lactocci, có tác dụng ức chế các loài vi khuẩn gram dương như Bacillus và Clostridium sp. Một trong những vấn đề cần quan tâm nhất trong quá trình sản xuất miso chính là sự phát triển của các loài vi khuẩn gây thối, đặc biệt là các loài có khả năng sinh bào tử như Bacillus subtilis. B.subtilis không chỉ làm ức chế sự sinh trưởng của Asp.oryzae mà còn làm biến mất các chất mùi là giảm chất lượng sản phẩm miso. Hơn nữa B.subtilis sinh bào tử gây ra sự tái nhiễm trong thực phẩm. Điều kiện để sản xuất miso là môi trường thích hợp cho sự phát triển của loài vi khuẩn này như đầy đủ chât dinh dưỡng, môi trường Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 44 hiếu khí, độ ẩm và nhiệt độ tối ưu. Nếu sử dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt Bacillus và bào tử của chúng thì sẽ làm thay đổi những tính chất đặc trưng của sản phẩm miso. Và hiện nay người ta đã tìm ra những chủng vi khuẩn Lactococcus lactics có khả năng sản xuất nisin, góp phần tiêu diệt Bacillus như Lc.lactics IFO 12007 . Những đặc tính của Lc.lactics được ứng dụng để bổ sung vào quá trình sản xuất miso - Sinh trưởng nhanh và sản xuất các thành phần ức chế vi khuẩn như nisin - Không ức chế Asp.oryzae - Chịu được nồng độ muối cao và pH thấp - Không tạo ra các chất làm giảm giá trị cảm quan của thực phẩm - Không gây hại cho sức khoẻ con người - Thành phần nisin do Lc.lactics sản xuất ra sẽ giảm dần trong giai đoạn ủ chín và biến mất sau 29 ngày. Đây là đặc tính vô cùng quan trọng vì ở một số nước như Nhật Bản, nisin không được sử dụng như là một chất bảo quản thực phẩm nên không cho phép được có mặt trong thực phẩm ( Nguoàn: Takeo Kato, Kumiko Maeda, Haruko Kasuya, Tsukasa Matsuda, Complete growth inhibition of Bacillus subtilis by nisin-producing Lactococci in fermentedsoybeans, Biosci, Biotechnol, Biochem., 1999, 63 (4), 642-647 ). III. Theo doõi quaù trình leân men miso baèng thieát bò caûm öùng vò nhieàu cöïc: Mức độ lên men miso được xác định chủ yếu bởi kinh nghiệm của người sản xuất. Quá trình này bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thể chất của người sản xuất cũng như điều kiện môi trường. Quá trình lên men miso được theo dõi dựa vào sự phân tích các thành phần hoá học của mẫu miso, chẳng hạn như chuẩn độ acid. Mối quan hệ giữa sự chuẩn độ acid và diễn biến tiến trình lên men là sự tương quan. Tuy nhiên để phân tích các thành phần hoá học thì rất tốn thời gian và công sức. Hiện nay người ta đã tìm ra một thiết bị cảm biến cho ra một kết quả khách quan hơn về diễn biến của quát trình lên men miso. Cấu tạo thiết bị: gồm một vài điện cực. Bao xung quanh mỗi điện cực là 8 bộ phận cảm biến bao bọc bởi các màng lipid đóng vai trò như bộ phận chuyển đổi các thành phần gây vị, có thể nhận biết mùi vị giống như vị giác của con người. thành phần của màng Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 45 lipid là dioetyl phosphate và oleyl amine. Bộ phận chuyển đổi này sẽ chuyển đổi các thông tin về vị thành các hiệu điện thế thông qua bộ phận cảm biến và bộ phận khuyếch đại. Mẫu miso nghiên cứu sẽ được hoà tan thành dung dịch. Các điện cực sẽ được nhúng vào trong dung dịch khoảng 120s. Kết quả hiệu điện thế thu được sẽ được quét lên máy vi tính. Giá trị hiêu điện thế sẽ tăng lên cùng với thời gian của quá trình lên men Hình 10: Sơ đồ hoạt động của thiết bị cảm biến vị ( Nguoàn: Takaji Imamura, Kiyoshi Toko, Shizuko Yanagisawa, Takáhi Kume, Sensors and Actuators 1996, B 37, 179-185) IV. Gioáng ñaäu naønh môùi ñeå saûn xuaát miso coù haøm löôïng isoflavone cao Isoflavone là hoạt chất có nguồn gốc từ thảo mộc, cơ chế hoạt động và chức năng gần giống như những hormone nữ cơ thể và mang tính lành, không ảnh hưởng xấu lên nam giới. Những hợp chất có thành phần tương tự như isoflavone vẫn được tìm thấy trong một số loại thực vật như: cỏ ba lá, cỏ linh lăng, cây dong... nhưng chúng không ăn được. Cho đến nay, đậu nành là loại thực phẩm duy nhất có chứa chất isoflavone. Rất nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định chất isoflavone trong đậu nành có khả năng phòng chống những bệnh: loãng xương, tăng huyết áp, tim mạch, chứng tăng cholesterol trong máu, một số bệnh ung thư và các triệu chứng thời kỳ mãn kinh như: viêm âm đạo, rong kinh, bốc hỏa, mất ngủ, giảm trí nhớ, nhức đầu, lo âu, cáu gắt... Và cho đến nay, họ vẫn còn đang tiếp tục nghiên cứu những tác dụng thần kỳ của hoạt chất này. Về tỉ lệ Isoflavone trong đậu nành, các nhà khoa học đã kết luận cứ 1 gr đậu nành khô thì thu được hơn 3 mg isoflavone (chiếm từ 0,3% đến 0,4% khối lượng đậu nành). Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 46 Đây là một tỉ lệ rất cao. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất ra miso qua các giai đoạn như ngâm, hấp đã làm giảm một lượng đáng kể isoflavone. Vì vậy các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra được giống đậu nành có thể sản xuất ra các sản phẩm miso có hàm lượng isoflavone cao. Tiến hành phân tích các sản phẩm rice-koji miso được làm từ các giống đậu nành: Tohoku – 126, Tohoku – 135, Tohoku – 139, Suzuyutaka và đậu nành Trung Quốc. Phương pháp phân tích: phương pháp sắc kí lỏng cao áp Kết quả thu được như sau: Bảng 16: Tỉ lệ thành phần isoflavone trong đậu nành nguyên liệu Thành phần isoflavone (mg/100g đậu nành) Giống đậu nành Malonyl daidzin Malonyl genistin Daidzin Genistin Daidzein Genistein Tổng Tohoku - 126 150 ( 33.8%) 161 (36.3%) 56.5 (12.7%) 66 (14.9%) 5.3 (1.2%) 5.3 (1.2%) 444 (100%) Tohoku - 135 134 (36.5%) 128 (35.1%) 45.9 (12.6%) 53.1 (14.5%) 2.9 (0.8%) 2.1 (0.6%) 366 (100%) Suzuyutaka 73.4 ( 28.5%) 96.6 (37.5%) 32.1 (12.5%) 48.3 (18.7%) 3.7 (1.4%) 3.6 (1.4%) 258 (100%) Tohoku - 139 71.4 (32.3%) 88.4 (39.9%) 23.5 (10.6%) 35.6 (16.1%) 1.3 (0.6%) 1.1 (0.5%) 221 (100%) Đậu nành Trung Quốc 78.9 (24.3%) 106.7 (32.9%) 54 (16.7%) 77.6 (23.9%) 3.7 ( 1.1%) 3.5 (1.1%) 324 (100%) ( Tỉ lệ phần trăm trong dấu ngoặc đơn là tỉ lệ khối lượng của từng loại isoflavone so với hàm lượng isoflavone tổng của từng loại đậu nành) Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 47 Bảng 17: Tỉ lệ thành phần isoflavone trong sản phẩm rice – koji miso làm từ giống đậu nành tương ứng Thành phần isoflavone (mg/100g miso) Giống đậu nành Malonyl daidzin Malonyl genistin Daidzin Genistin Daidzein Genistein Tổng Tohoku - 126 10.1 ( 7.4%) 17.1 (12.5%) 26.7 (19.5%) 36.3 (26.5%) 25.9 (18.9%) 20.8 (15.2%) 137 (100%) Tohoku - 135 1.8 (3.4%) 4.2 (7.9%) 8.2 (15.2%) 13.9 (25.8%) 13 (24.1%) 12.8 (23.7%) 54 (100%) Suzuyutaka 1.3 ( 2.4%) 2.7 (5.0%) 8.3 (15.4%) 18.1 (33.2%) 11 (20.3%) 12.9 (23.8%) 54.3 (100%) Tohoku - 139 4.5 (8.1%) 3.3 (6.0%) 8.6 (15.5%) 17.7 (31.8%) 9.9 (17.7%) 11.6 (20.9%) 55.7 (100%) Đậu nành Trung Quốc 4.9 (8.1%) 2.8 (4.7%) 6.3 (10.3%) 14.5 (23.8%) 14.6 ( 23.9%) 17.9 (29.3%) 61(100 %) ( tỉ lệ phần trăm trong dấu ngoặc đơn là tỉ lệ khối lượng của từng loại isoflavone so với hàm lượng isoflavone tổng trong sản phẩm miso) Từ kết quả nhận được, ta nhận thấy hàm lượng isoflavone trong giống đậu nành Tohoku – 126 là cao nhất. Qua quá trình sản xuất, sản phẩm miso được lên men từ Tohoku – 126 là có hàm lượng isoflavone tổng cao nhất, hàm lượng của từng loại isoflavone cũng cao nhất. Như vậy giống đậu nành Nhật Bản Tohoku – 126 là nguồn nguyên liệu tiềm năng đầy triển vọng để sản xuất các sản phẩm miso nói riêng và các sản phẩm chế biến từ đậu nành nói chung có chứa thành phần isoflavone cao cả về chất lượng lẫn hàm lượng ( Nguoàn: Shigeo Yamabe, Kazuo Kobayashi-Hattori, Kentaro Kaneko, Hiroshi Endo and Toshichika Takita, Effect of soybean varieties on the content and composition of isoflavone in rice-koji miso, Food Chemistry Journal , 100(1), 2007, 369-374) Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 48 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Nguyeãn Ñöùc Löôïng, Coâng ngheä vi sinh taäp 3, NXB Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Thaønh phoá Hoà Chí minh, 2000 2. Nguyeãn Höõu Phuùc, Caùc phöông phaùp leân men thöïc phaåm truyeàn thoáng ôû Vieät nam vaø caùc nöôùc trong vuøng, NXB Noâng Nghieäp, 1998 3. Nguyeãn Thò Hieàn, Coâng ngheä saûn xuaát mì chính vaø caùc saûn phaåm leân men coå truyeàn, NXB Khoa Hoïc Kyõ Thuaät, 2004 4. J. C. Cowan, Progress in the technology of soybeans 5 . K.L.Ku, T.P.Chen, R.Y.Y.Chiou, Apparatus used for small-scale volatile extraction from ethanol-supplemented low-salt miso and GC−MS Characterization of the extracted flavors, J. Agric. Food Chem., 2000, 48 (8), 3507-3511 6. Laura Aguirre, Marisa S.Garro, Graciela Savoy de Giori, Enzymatic hydrolysis of soybean protein using lactic acid bacteria, Food Chemistry, 2008, 111, 976–982 7. Masashi Ogasawara, Yuki Yamada, Makoto Egi, Taste enhancer from the long-term ripening of miso (soybean paste), Food Chemistry, 2006, 99, 736–741 8. Robin Y.Y. Chiou, S.L.Cheng, Isoflavone transformation during soybean koji reparation and subsequent miso fermentation supplemented with ethanol and NaCl, J. Agric. Food Chem, 2001, 49 (8), 3656-3660 9. Shigeo Yamabe, Kazuo Kobayashi-Hattori, Kentaro Kaneko, Hiroshi Endo and Toshichika Takita, Effect of soybean varieties on the content and composition of isoflavone in rice-koji miso, Food Chemistry Journal , 100(1), 2007, 369-374 Công nghệ lên men Miso GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 49 10. Takeo Kato, Kumiko Maeda, Haruko Kasuya, Tsukasa Matsuda, Complete growth inhibition of Bacillus subtilis by nisin-producing Lactococci in fermentedsoybeans, Biosci, Biotechnol, Biochem., 1999, 63 (4), 642-647 11. Takaji Imamura, Kiyoshi Toko, Shizuko Yanagisawa, Takáhi Kume, Sensors and Actuators 1996, B 37, 179-185 12. Takumi Onda, Fujitoshi Yanagida, Tai Uchimura, Masao Tsuji, Satoshi Ogino, Takashi Shinohara, Yoki Yokotsuka, Analysis of lactic acid bacterial flora during miso fermentation, Food Sci. Technol. Res.,2003, 9 (1), 17–24 13. 14. 15. 16. www.sciencedirect.com