Khóa luận Bước đầu tìm hiểu và nghiên cứu tổng quan về quy trình sản xuất nước tương bằng nấm mốc aspergillus oryzae

1-2 mm). Nấm mốc này có thể sinh ra độc tố Aflatoxin gây ung thư. ¾ Ưu điểm: - Chọn được 1 số chủng Aspergillus oryzae có họat tính Alpha Amylase và protease cao, không sinh aflatoxin, lên men ổn định. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 5 - Nước tương không chứa độc tố 3 – MCPD. - Tạo 3 sản phẩm: nước tương, tương đặc và hắc xì dầu. ¾ Nhược điểm : - Thời gian sản xuất kéo dài (2- 3 tháng). - Chiếm nhiều mặt bằng. 1.3 3- MCPD? 1.3.1 Thực phẩm nào có chứa 3- MCPD? Kết quả khảo sát 300 mẫu thực phẩm, 90 mẫu nước tương và nhiều phụ liệu thực phẩm ở châu Âu và Canada thấy rằng 89/300 sản phẩm thực phẩm được khảo sát có chứa 3-MCPD, gồm các sản phẩm nướng (bánh mì, bánh qui mặn…), sản phẩm rang (cà phê) hàm lượng trung bình 0,012ppm, các phụ liệu là dextrin vàng sản xuất bằng phương pháp axit, malt bia cũng có chất này. Trong số các thực phẩm được khảo sát thì nước tương, dầu hào là những sản phẩm có hàm lượng 3-MCPD cao nhất mà nguyên nhân là phương pháp sản xuất, 22% số mẫu tương EU phân tích có độc tố chloropropanol, hàm lượng cao nhất tìm thấy là 93ppm. Hàm lượng trung bình của 90 mẫu nước tương xét nghiệm ở Canada là 18ppm, trong đó mẫu có hàm lượng cao nhất là 330ppm. Nước tương do làm gia vị, được dùng trong bữa ăn hoặc dùng trong chế biến, nên lượng sử dụng nhỏ, chiếm khoảng từ 0,1 đến 1% hàm lượng thức ăn. 1.3.2 Điều kiện hình thành độc tố: k1 k2 Glycerol + Cl- Æ Chloropropanol Æ phân hủy Phản ứng này tạo ra các sản phẩm: monochloropropanol, dichloropropanol, monochloropropanediol, nhưng nhiều nhất là 1,3- dichloro- 2- propanol (1,3- DCP) và 3- monochloropropanol (3- MCPD). KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 6 Cường độ phản ứng tạo 3-MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Ở điều kiện tối ưu là 2300C thì lượng 3-MCPD tạo thành là 50 mg/kg glycerol tham gia phản ứng. Ở 1000C hàm lượng 3-MCPD sinh ra chỉ là 0,6mg/kg. Hằng số tốc độ phản ứng k1 tạo 3-MCPD từ glycerol nhỏ hơn hằng số tốc độ phản ứng k2 phân hủy 3- MCPD Dùng HCl nồng độ 6-10 N, nhiệt độ 100 – 1800C, thời gian thủy phân 24 đến 72 giờ. Nếu gia tăng áp suất, sẽ giảm được thời gian. Do nhiệt độ cao và nồng độ axit đặc, một số axit amin bị phá huỷ trong quá trình thuỷ phân. Tryptophan bị phá hủy hoàn toàn, các axit amin chứa lưu huỳnh bị mất 10-30%. Các axit amin chứa nhóm -OH bị phân hủy một phần Trong thực tế, phương pháp thuỷ phân bằng axit đã được ứng dụng trong kỹ nghệ sản xuất nước tương hóa giải còn gọi là xì dầu hay tàu vị yểu. Phương pháp thuỷ phân bằng axit có ưu điểm là rẻ và nhanh, hiệu suất thuỷ phân cao từ 85 - 90%, thời gian và quy trình sản xuất được rút ngắn, sản phẩm giàu axit amin và dễ bảo quản. Mùi vị nước tương rất ngọt và thơm. Nhược điểm của thuỷ phân bằng axit là: Chi phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống axit ăn mòn, việc sử dụng HCl đặc độc hại và gây ô nhiễm môi trường, trong quá trình thuỷ phân ở nhiệt độ cao với xúc tác axit HCl đặc, sẽ làm phân hủy hoàn toàn Tryptophan và một phần Thr, Ser, Met, Cys. Ngoài ra khi nồng độ HCl cao và nhiệt độ cao thường xảy ra phản ứng giữa Cl2 hoặc HCl với glycerol có trong chất béo sinh độc tố 3-MCPD. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 7 1.3.3. 3- MCPD là gì? Phát sinh như thế nào? 3- MCPD (3- monochloropropanol 1,2 diol) là hóa chất thuộc nhóm chloropropanol được hình thành và hiện diện trong thực phẩm thông qua quá trình phản ứng giữa một nguồn có chứa clorine ( như muối ăn hoặc kể cả nước) trong thực phẩm hoặc một thành phần nào đó có trong thực phẩm với các chất béo. Sự hình thành 3- MCPD trong nước tương là do quá trình sử dụng acid clohydric ( HCl) thủy phân chất đạm cũng phân hủy luôn chất béo còn sót lại trong bánh dầu ( hay còn gọi là acid HPV) sinh ra monochloropropanol, dichloropropanol, monochloropropanediol. Các chất này sẽ tác dụng với Clo ở nhiệt độ cao, tạo 3- MCPD là tiền chất tạo 1,3 DCP ( 1,3dichloropropanol) thường gây đột biến tế bào dẫn đến ung thư và vô sinh ở người. 1.3.4 Làm giảm 3- MCPD trong chế biến nước tương bằng phương pháp thủy phân. Bao gồm 3 phương thức: - Thứ nhất, giám sát cẩn thận bước thủy phân bằng acid; - Thứ hai, cần phải có bước áp dụng nguyên tắc trung hòa để làm giảm nồng độ 3- MCPD; - Thứ ba, sử dụng acid sulfuric thay thế cho acid clohidric (HCl) trong khâu thủy phân. Giám sát nhiệt độ: nhiệt độ trong suốt quá trình đun nấu ở khâu thủy phân phải được giám sát chặt và chú ý đến các điều kiện phản ứng trong khâu trung hòa tiếp theo. Nhiệt độ duy trì trong quá trình thủy phân tối ưu nên thực hiện ở mức 60- 950C. Nhiệt độ phản ứng sẽ tăng lên ở mức từ 0.010C đến 0,30C trong một phút và nhiệt độ sẽ dần đạt đến 1100C. Khi nhiệt độ đạt đến mức này, phải giữ ổn định suốt trong 2 giờ tiếp và sau đó là quá trình làm nguội, rồi trung hòa và lọc. Nếu khâu thủy phân này được giám sát cẩn thận, thì nồng độ 3- MCPD đã có thể giảm xuống được ở mức 10mg/kg. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 8 Thủy phân kiềm: để loại bỏ 3- MCPD sinh ra trong quá trình thủy phân có thể tiến hành một bước thủy phân kiềm. Xử lý bằng kiềm là một bước mở rộng của quá trình trung hòa sau khi thủy phân nguyên liệu ban đầu, nó giúp làm thoái hóa các hợp chất chloropropanols hiện diện trong sản phẩm được thủy phân. Xử lý bằng kiềm có thể được tiến hành trước giai đoạn lọc. Đạm ( protein) thủy phân được xử lý bằng một hợp chất kiềm mà có trong danh mục cho phép dùng của trong thực phẩm, như: potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammodium hydroxide hay sodium carbonate với mục đích để làm tăng độ pH lên mức 9- 13. Sau đó, hỗn hợp thành phẩm này đem đun, giữ ở nhiệt độ dao động từ 1100C- 1400C trong 5 phút. Sau khi làm lạnh, thì độ pH của sản phẩm thủy phân phải là kiềm lý tưởng là ở pH= 8 trong điều kiện nhiệt độ 250C. Nếu sau khi đã xử lý khâu này mà độ pH thấp hơn, thì có nghĩa quá trình xử lý này chưa đạt và cần phải chỉnh lý lại quy trình. Tái điều chỉnh độ pH, tiếp theo giai đoạn thủy phân kiềm, các protein được thủy phân lại được tái điều chỉnh độ pH ở mức 5.0- 5.5 sử dụng các acid thích hợp (ví dụ như HCl) ở nhiệt độ từ 10 - 500C. Lúc này các sản phẩm thủy phân có thể chuyển sang giai đoạn lọc để loại bỏ các tạp chất không tan. Chỉ riêng giai đoạn thủy phân kiềm trong quá trình thủy phân đạm thực vật cũng đã cho thấy có thể làm giảm được 3- MCPD xuống đến mức dưới 0.01mg/kg. Một điểm cần ghi nhớ là quy trình thủy phân kiềm quá mức có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng hương vị của thành phẩm, vì vậy cần phải thử nghiệm nhiều lần để có thể xác nhận được số lượng chất kiềm cần bao nhiêu, hoặc thủy phân bao lâu, nhiệt độ nào để có thể đạt được chất lượng thành phẩm khá nhất mà cũng có thể giảm được lượng 3- MCPD ở mức cần thiết. Một điểm khác hết sức chú ý trong giai đoạn thủy phân kiềm, vì đây là giai đoạn loại bỏ 3-MCPD nên cần phải đạt độ “tinh khiết” càng cao càng tốt để tránh tình trạng tái nhiễm 3- MCPD do tiếp xúc với các thiết bị và vật liệu ở giai KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 9 đoạn thủy phân acid, thí dụ như các buồng phản ứng thủy phân, bơm, ống dẫn, bộ lọc… Như đã đề cập, cũng có thể có giải pháp là sử dụng acid sulfuric để thủy phân đạm thực vật, chính vì thế nó có thể loại trừ được sự hiện diện của ion Clo là tiền đề để dẫn đến việc hình thành 3- MCPD. Đậu nành trộn với acid sulfuric để trong 8h ở áp suất 10psi. Sau đó đem trung hòa và lọc rửa. Chất lượng hương vị của thành phẩm trong khâu chế biến sử dụng acid sulfuric được cải thiện thông qua việc cho thêm phụ gia, như: bột ngọt, caramel disodium inosinate, disodium guenylate và acid lactic. Bảng 1.1: Giới hạn tối đa 3-MCPD cho phép trong nước chấm Giới hạn tối đa 3- MCPD cho phép trong nước chấm Châu Âu ( CE 466/2001 ngày 8/3/2001) 0,020mg 3- MCPD/kg: tính trên nước tương có độ khô 40% và sản phẩm protein thực vật thủy phân acid. Úc và New Zealand ( 24/10/2001/) 0,2mg 3- MCPD + 0,005mg 1,3- DCP/kg Canada (25/11/1999) Đài Loan 1mg 3- MCPD/kg Anh 0,01mg 3- MCPD /kg Việt Nam ( QD 11/2005/QD-BYT) ngày 25/3/2005 1mg 3- MCPD/kg trong nước tương, xì dầu và dầu hào. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 10 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 2.1 Nguồn protein [7] 2.1.1 Đậu nành Nguyên liệu sản xuất nước tương là các nguồn protein thực vật, có thể từ hạt: lúa mì, ngô hạt, đậu nành hay từ bánh khô dầu đậu nành, đậu phộng hoặc gluten bột mì, gluten bắp. Trong đó, đậu nành được sử dụng là chủ yếu vì protein trong đậu nành cao hơn và đậu nành chứa đầy đủ các acid amin giống acid amin thịt, trứng. Hình 2.1: Các loại đậu nành Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merril. Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau. Trong đó đậu nành màu vàng là loại tốt nhất được trồng và sử dụng nhiều. Hạt đậu nành gồm ba bộ phận: ¾ Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt. ¾ Phôi chiếm 2% trọng lượng hạt. ¾ Tử diệp chiếm 90% trọng lượng hạt. Bảng 2.1: Thành phần hóa học của đậu nành Thành phần Tỷ lệ % Protein % Dầu % Tro % Carbonhydrat e % KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 11 Hạt đậu nành nguyên 100 40.0 21.0 4,9 34.0 Tử diệp 90,3 43.0 23.0 5.0 29.0 Vỏ hạt 8.0 8.8 1.0 4.3 86.0 Phôi 2,4 41.1 11.0 4,4 43.0 Protein trong đậu nành chiếm lượng khá lớn ( globulin 85-95% ngoài ra còn có albumin, một lượng không đáng kể prolamin, glutelin). Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài methyonine và tryptophane còn có các acid amin khác với số lượng khá cao tương đương lượng acid amin có trong thịt. Bảng 2.2: Thành phần acid trong đậu nành Acid amin Hàm lượng % Izoleucine 1,1 Leucine 7,7 Lyzine 5,9 Methionine 1,6 Cysteine 1,3 Phenylalanine 5,0 Treonine 4,3 Tritophan 1,3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 12 Valine Histidine 5,4 2,6 Bảng 2.3: Thành phần hydratecarbon trong đậu nành. Hydratecarbon Hàm lượng % Cellulose 4,0 Hecmicellulose 15,4 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1 Hydratecarbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydratecarbon có thể chia làm hai loại: loại tan và không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng hydratecarbon. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn và Fe. Ngoài ra, đậu nành còn chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D. Bảng 2.4: Thành phần khoáng trong đậu nành Chất khoáng Hàm lượng % Ca 0,16- 0,47 P 0,41- 0,82 Mn 0,22- 0,24 Zn 37 mg/kg KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 13 Fe 90- 150 mg/kg Bảng 2.5: Thành phần vitamin trong đậu nành Vitamin Hàm lượng mg/kg Thiamin 11,0- 17,5 Riboflavin 3,4- 3,6 Niacine 21,4- 23,0 Pirydoxin 7,1- 12,0 Biotin 0,8 Acid tatothenic 13- 21,5 Acid folic 1,9 Inoxiton 2300 Vitamin A 0,18- 2,43 Vitamin E 1,4 Vitamin K 1,9 Đậu nành là loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, muối khoáng và vitamin. Chính vì thế, đậu nành là một nguồn thực phẩm quan trọng và được trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Mỹ, Brazil. Ở Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc và Nam. 2.1.2 Bánh dầu đậu phộng - Bánh dầu phộng là phần bã đậu phộng còn lại sau khi đã ép đậu lấy dầu. - Bánh dầu này tồn tại ở dạng bánh khô và chứa rất ít chất béo. - Là loại bánh có chứa bột mịn, rất dễ nghiền nhuyễn. Đều đặc biệt là bánh dầu đậu phộng là có tính hút nước và nở ra thành bột mịn rất thơm. Có 2 loại bánh dầu phộng: - Bánh dầu phộng có vỏ. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 14 - Bánh dầu phộng không vỏ: bánh dầu phộng không vỏ ép theo công nghiệp chứa protein thô 45,54%, chất béo 6,96%, chất xơ 5,25%. Bên cạnh ảnh hưởng của vỏ chất lượng bánh dầu còn tùy thuộc phương pháp ép dầu. Thành phần chính của bánh dầu phộng: Bánh dầu phộng có 2 thành phần chủ yếu là: - Protein. - Chất béo. Bánh dầu phộng là nguồn nguyên liệu giàu protein và sinh tố nhóm B nhưng protein bánh dầu phộng mất cân đối acid amin thiết yếu ( lizin và trytophan). ¾ Công dụng: - Bánh dầu phộng chủ yếu được dùng làm nước chấm như nước tương, nước mấm chay…Ngoài ra trong thực tế người ta còn tận dụng tối đa nguồn sản phẩm phụ bánh dầu phộng có chứa đạm này để làm: - Phân bón cho các loại cây cảnh, cây kiểng. - Giá thể trồng cây và nuôi nấm. - Trong lĩnh vực chăn nuôi: dùng làm thức ăn cho gia súc và các loại cá… ¾ Cách bảo quản: - Do bánh dầu phộng chứa khá nhiều chất béo và nó dễ bị nhiễm nấm mốc tạo độc tố ( nhất là độc tố afltoxin gây viêm gan, sụt cân, sinh sản kém). Vì thế: - Cần dự trữ bánh dầu nơi cao ráo, khô, thoáng mát. - Chỉ nên dự trữ không quá một tháng vào những lúc nóng ẩm. 2.2 Nguồn tinh bột [7] 2.2.1 Gạo nếp: Gạo nếp được dùng trong sản xuất tương không bị mọt, không mốc. Thành phần hóa học của gạo nếp như sau: Bảng 2.6: Thành phần hóa học của gạo nếp KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 15 Thành phần Hàm lượng % Nước 14 Glucid 74,9 Protein 8,2 Lipid 1,5 Axit hữu cơ 0,6 Tro 0,8 Protein của gạo nếp chủ yếu là glutelin (oryzeine) và glubuline. Ngoài ra còn có ít 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... 2.2.2 Gạo tẻ: Cũng như gạo nếp, gạo tẻ được dùng trong sản xuất nước tương không được mốc, không mọt. Bảng 2.7: Thành phần hóa học trung bình của gạo tẻ như sau: Thành phần Hàm lượng % Nước 13,84 Glucid 77,55 Protein 7,35 Lipid 0,52 Cellulose 0,18 Muối khoáng 0,54 2.2.3 Bột mì: Bảng 2.8: Thành phần hóa học của bột mì: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 16 Thành phần Hàm lượng % Nước 11,6 Glucid 73,80 Protein 12,48 Lipid 1,78 Vitamin B1 0,48 PP 76 Ca 36 Protein của bột mì có 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin. Trong đó chủ yếu là glutelin và prolamin chiếm khoảng 75% tổng lượng protein. 2.2.4. Bắp: Bảng 2.9: Thành phần hóa học của bắp Thành phần Bắp hạt Bắp mảnh Nước 12 11,4 Glucid 72 78,9 Protein 9 8,5 Lipid 4,8 0,8 Cellulose 1,5 0,4 Muối khoáng 1,2 0,4 2.3 Vi sinh vật trong chế biến nước tương [8]. Trong phương pháp cổ truyền, nhân dân ta thường dùng vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. Thường là các loài nấm mốc: Mucor mucedo, M.rouxii, Rhizopus nigicans, Aspergillus oryzae, A.flavus, A.niger, P.notatum, P.expansum, Monilia sitofila, Trichoderma lignorum. Chính vì thế trong nguyên liệu nấm mốc thấy có nhiều màu sắc khác nhau. Các nghiên cứu về tương cho thấy nấm mốc có ý nghĩa lớn nhất trong sản xuất KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 17 tương là nấm mốc Aspergillus oryzae. Trong sản xuất tương công nghiệp ứng dụng chủ yếu nấm mốc Aspergillus oryzae thuần chủng, khi phát triển trong khối nấm mốc thấy chỉ có màu vàng. 2.3.1 Nấm mốc Aspergillus oryzae Nấm mốc Aspergillus oryzae Thuộc chi: Aspergillus. Họ: Trichocomaceae. Bộ: Eurotiales. Lớp: Eurotiomycetes. Ngành: Ascomycota. Và thuộc giới Nấm (Fungi). (theo Kitamoto, 2002). Hình 2.2: Nấm mốc Aspergillus oryzae ¾ Đặc điểm - Nấm vi thể, nấm mọc và phát triển thành lớp mốc màu đen, vàng. - Cơ thể sinh trưởng là hệ sợi. Khi mới phát triển hệ sợi có màu trắng, sau đó chuyển sang màu vàng, khi già chuyển hẳn sang màu lục, phân nhánh có vách KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 18 ngang chia sợi thành nhiều tế bào, sợi mảnh chiều ngang sợi khoảng 5 – 7µm. - Sinh sản bằng bào tử. - Không sinh độc tố Aflatoxin. - Tạo hương tốt. - Giàu enzyme thủy phân nội bào và ngoại bào: amylase, protease, lipase, cellulase... Có khả năng thủy phân liên kết β-glucoside, endo-β-1,4-glucanas. Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính bào tử, ở đầu có cơ quan sinh sản vô tính. Cuống đính bào tử của Aspergillus oryzae thường dài 1,0– 2,0 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Phía đầu cuống đính bào tử phồng lên gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài gọi là những tế bào hình chai. Đầu các tế bào hình chai phân chia thành những bào tử dính vào nhau, nên gọi là đính bào tử. Đính bào tử của Aspergillus oryzae có màu vàng lục, chính là màu ta thường thấy ở mốc tương. 2.3.2 Quá trình làm mốc giống: Ta có thể ủ mốc bằng các cách sau: 2.3.2.1 Nuôi cấy trong bình tam giác: Cách làm trong môi trường tam giác ¾ Nuôi cấy trên nguyên liệu gạo tẻ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 19 ¾ Nuôi cấy trên nguyên liệu ngô mảnh Nấu Bình tam giác nuôi mốc Cơm chín đều Đậy nút bằng giấy hút ẩm Bình tam giác( lớp dày 1cm) Hấp thanh trùng 35- 40 phút Để nguội Cơm nguội Bớp rời Cơm tơi Bình tam giác nuôi mốc sạch Gạo tẻ loại tốt KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 20 2.3.2.2 Nuôi cấy mốc trên khay: Nuôi cấy trên nguyên liệu ngô mảnh Hỗn hợp ngô ngâm nước Trộn đều Khay Để 1- 2 giờ Ngô ngấm nước đều Bóp tơi Ngô tơi Ngô mảnh 0,2- 0,5mm Bình tam giác( lớp dày 1cm) Đậy nút bằng giấy hút ẩm Bình tam giác nuôi mốc sạch Hấp thanh trùng 1200C,60 phút Bình tam giác nuôi mốc KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 21 Các giai đoạn phát triển của nấm mốc: ¾ Giai đoạn 1: - Sợi nấm bắt đầu hình thành có màu trắng hoặc sữa. - Khối môi trường còn rời rạc. Cung cấp Để 60 giờ lấy ra Mốc mọc thành nấm sợi Để 6- 8h, ở 34- 350C Ngô ngấm nước đều Ngâm nước Hỗn hợp ngô ngâm nước Trộn đều Khay nhỏ Ngô chín đều Ủ trong khay thành luống, 30- 320C Cho ra Rải luống thành lớp mỏng 2- 3cm, t <= 360C Trộn với nước mốc giống ở bình tam giác Để 3- 4 giờ Hấp 3- 4 giờ Khay lớn Làm tơi Ngô mảnh 0,2- 0 5mm Sấy khô Dùng sx ngay Cơ sở sx Nuôi 34- 360giờ, ở 34- 350C KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 22 - Enzyme mới bắt đầu hình thành. ¾ Giai đoạn 2: - Kéo dài 14-18 giờ, toàn bộ bào tử đã phát triển thành hệ sợi. - Môi trường kết chặt lại, độ ẩm giảm dần, nhiệt độ môi trường tăng nhanh, quá trình đồng hóa diễn ra mạnh, lượng cơ chất giảm nhiều. - Enzyme protease được tổng hợp mạnh. ¾ Giai đoạn 3: - Kéo dài 10 – 20 giờ. - Quá trình trao đổi chất yếu dần. - Bào tử được hình thành nhiều lượng enzyme tao ra ít. Trong sản xuất tương ta cần nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae để thu được nhiều bào tử làm mốc giống, hoặc để thu nhiều men thủy phân. 2.3.2.3 Các điều kiện nuôi cấy Aspergillus oryzae: ¾ Độ ẩm của môi trường: Độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của nấm mốc, thiếu nước thì các quá trình thủy phân cơ chất của môi trường và sự sinh tổng hợp các hợp chất cần thiết không thể thực hiện. Độ ẩm tốt nhất cho sự hình thành enzyme của Aspergillus oryzae là 55– 60% độ ẩm thích hợp cho sự hình thành bào tử là 45% Cần giữ cho độ ẩm môi trường không bị giảm trong quá trình phát triển. ¾ Độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm từ 85- 95% là thích hợp cho nấm mốc. Trong phòng nuôi cần giữ cho độ ẩm không khí bão hòa để tránh cho môi trường khỏi khô. ¾ Ảnh hưởng của không khí: Aspergillus 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 1,5 – 2,5cm trên khay vô trùng, phòng nuôi phải thoáng khí. Theo thực nghiệm, trong quá trình nuôi cấy Aspergillus oryzae KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 23 cứ cách 1 giờ môi trường cần khoảng 1,7m3 không khí. Aspergillus oryzae phát triển bình thường khi nồng độ CO2 trong khí quyển 8%. ¾ Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ cũng là một yếu tố hết sức quan trọng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của nấm mốc và sinh enzyme của Aspergillus oryzae. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và hình thành enzyme của Aspergillus oryzae là khoảng 28 – 320C. Nhiệt độ do nấm mốc tỏa ra môi trường có thể bị nóng lên 400C hoặc hơn. Cần giữ cho nhiệt độ môi trường không xuống dưới 270C và không cao quá 360C. ¾ Thời gian nuôi nấm mốc: Hầu hết các chủng Aspgillus oryzae có hoạt động cực đại sinh enzyme amylase ở khoảng giờ thứ 30 – 36, rồi sau đó là cực đại của enzyme protease ở giờ thứ 36 – 42. Thời gian nuôi cấy phải phù hợp tránh hiện tượng nấm sinh bào tử vì nó thường làm giảm hoạt lực của enzyme, với Aspergillus oryzae hoạt lực sinh enzyme thường kết thúc khi nấm bắt đầu sinh bào tử. ¾ pH: Thích hợp cho Aspergillus oryzae là môi trường acid yếu 5,5 – 6,0. 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. 2.4 Các thành phần khác + Muối: Muối dùng trong sản xuất tương thường là NaCl, phải có độ tinh khiết 92 – 97%, khi pha vào nước không có vị chát. + Nước: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 24 Nước dùng trong sản xuất tương có độ cứng trung bình 8 – 170 (1o tương đương 10mg CaO/ lít hay 7,19 mg MgO/ lít nước). Các chất khoáng và các chất hữu cơ khác không được quá 500 – 600 mg/l. Lượng vi sinh vật không được quá 20 – 100/cm3 nước. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 25 CHƯƠNG 3: HÓA SINH TRONG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Bản chất hóa sinh chủ yếu nhất trong quá trình sản xuất tương là sự thủy phân tinh bột (chủ yếu là của gạo) và thủy phân protein (chủ yếu là của đậu) 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 những phản ứng hóa học thứ cấp, một số chất có hương vị đặc biệt đã được hình thành và làm cho tương có hương vị riêng của nó. Mặt khác cũng cần nhận thấy rằng trong sản xuất đã sử dụng một hệ vi sinh vật tự nhiên có nhiều loài vi khuẩn, nấm mốc khác nhau mà quá trình trao đồi chất của chúng đã được hình thành những sản phẩm có hương vị không tốt, hoặc một số chất kháng sinh, độc tố có hại cho cơ thể. Điều này giải thích tại sao một số người không thích tương. Quá trình sản xuất tương cổ truyền có thể chia ra làm ba giai đoạn: làm mốc tương, làm nước đậu và ngả tương. Sau đây là các biến đổi chủ yếu trong các giai đoạn này: 3.1. Biến đổi hoạt động enzyme amylase, protease và hàm lượng đường khử trong quá trình ủ mốc tương [8] Trong quá trình ủ mốc tương thủ công, hoạt động amylase của mốc tương thường đạt tới cực đại sau 5 ngày, tiếp đó giảm dần. Hoạt động protease của mốc đạt tới cực đại sau sáu ngày, rồi giảm tương đối nhanh. Hàm lượng đường khử cùng đạt tới cực đại ở ngày thứ năm (26,2%). Như vậy trong phương pháp ủ thủ công tự nhiên, nấm mốc phát triển chậm, và mốc thích hợp để đem muối hoặc ngả tương chỉ vào khoảng 5 – 6 ngày sau khi ủ. Các thí nghiệm ủ mốc xôi theo phương pháp gieo cấy mốc giống Aspergillus oryzae thuần khiết và ủ trong điều kiện thích hợp (nhiệt độ 30 – 320C, độ ẩm xôi 55%, độ ẩm không khí 85 – 100%) cho thấy hoạt động của amylase đạt tới cực đại chỉ sau 30 – 36 giờ. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 26 Lượng đường khử có thể lên tới 20% sau 36 giờ nuôi cấy và lên tới 34% sau 65 giờ. Như vậy ta thấy việc sử dụng vi sinh vật thuần chủng và nuôi cấy thích hợp làm quá trình sản xuất mốc đều tăng nhiều. Đây chính là phương hướng để cải tiến việc sản xuất mốc tương. 3.2. Biến đổi hoạt động amylase, protease và hàm lượng các dạng đạm trong quá trình làm nước đậu [8] Phần cái và phần lỏng của nước đậu tuy khác nhau, nhưng các biến đổi trong hai phần này có nhiều điểm tương tự nhau. Các nghiên cứu cho thấy hoạt động amylase của nước đậu đạt tới cực đại ở khoảng 9 – 10 ngày sau khi ngâm. Hoạt động protease đạt tới cực đại ở ngày thứ 9. Độ hoạt động protease của nước đậu thấp, còn độ hoạt động amylase thì rất thấp, gần như không đáng kể. Lượng đạm toàn phần của nứơc đậu chủ yếu là nằm trong phần cái. Trong quá trình ngâm, sự hòa tan các dạng đạm khác nhau vào phần lỏng tiến hành rất chậm. Do hoạt động của men protease thấp, nên mức độ thủy phân protein của đậu không đáng kể. Lượng đạm amin đều nhỏ trong phần cái cũng như trong phần lỏng. Sau 9 ngày ngâm, tỷ 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/l. Các trị số thấp của hoạt động amylase, protease và hàm lượng đạm amin cho phép ta kết luận rằng 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 enyme 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 – 55oC trong thời gian 14 – 20 giờ, thì lượng đạm amin trong nước đậu sẽ lên tới 1,80 – 2,00 g/l, đạt mức như trong tương thành phẩm. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 27 Cách thủy phân đậu sau khi ngâm bằng mốc làm tăng các quá trình sinh hóa có ích. Nhưng trong khâu ngâm đậu vẫn còn xảy ra những quá trình sinh hóa và vi sinh vật có hại. Đậu là một sản phẩm giàu protein, được ngâm lâu trong nước không có muối, nên trong quá trình ngâm đã xảy ra sự thối rữa protein. 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 có những mùi vị khó chịu. Để làm cho tương có giá trị thực phẩm cao hơn (kể cả giá trị hương vị, hàm lượng đạm amin) và đảm bảo yêu cầu vệ sinh, ta có thể bỏ khâu ngâm đậu trong sản xuất tương mà tiến hành thủy phân đậu rang bằng mốc tương. Các sản xuất thí nghiệm đã cho kết quả tốt. Tương làm ra có mùi vị của tương cổ điển nhưng có mùi vị dịu và thơm hơn. Mùi vị này được gây ra do sản phẩm của sự thủy phân và một số quá trình lên men ( rượu và acid), do hương vị của đậu rang và do phản ứng thứ cấp xảy ra giữa các sản phẩm trên với các thành phần khác có trong nguyên liệu. 3.3. Biến đổi sau khi ngả tương [8] Tương sau khi ngả được để chín khoảng 5 – 15 ngày thì ăn được. Trong quá trình này các enzyme amylase và protease vẫn tiếp tục hoạt động thủy phân. Các phân tích cho thấy trong mốc tương sau khi ủ xong, lượng đường khử chỉ chiếm khoảng 30 – 40% tổng số các sản phẩm thủy phân tinh bột, còn trong tương đã để chín lượng này chiếm 70 –80%, nghĩa là tăng gấp đôi. Tỷ lệ đạm amin trên đạm toàn phần của nước đậu đã ủ 7 ngày đêm chỉ có 4,2%, còn của tương đã chín là khoảng 20 – 25% như vậy là tăng 5 – 6 lần. Trong quá trình chín, một lượng không nhiều các hợp chất melanoid cũng được hình thành do sự kết hợp của các amino acid với đường. Do đó tương trở nên có màu xẫm hơn lúc mới ngả. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 28 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 4.1 Quy trình sản xuất nước tương từ khô đậu nành, khô đậu phộng theo phương pháp hóa giải [2], [11],[12], [13]. Ở nước ta cho đến nay, nước tương công nghiệp được sản xuất từ bánh dầu chủ yếu bằng phương pháp thủy phân hóa giải sử dụng tác nhân xúc tác chủ yếu là HCl. Quy trình công nghệ: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 29 Bánh dầu Thủy phân Trung hòa pH 5- 6 Lọc lần 1 Phối trộn 110- 1200C, 18h Chế biến Đóng chay Thanh trùng Lắng Lọc mịn Nước tương thành phẩm HCl 15- 16% Nước Nước NaCl 25% Màu Nước Bã Lọc lần 2 Bã Bã Chất bảo quản Hương NaCl 25% KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 30 Nguyên liệu ngâm khoảng 4- 5 giờ, đem nấu ở nhiệt độ 110- 1200C, acid Clohydric 15- 16% trong 18- 24 giờ cho sôi để nguội hoàn toàn, lọc dịch thủy phân trung hòa acid bằng Natri Clohydoxit hoặc Natri Cacbonat đến pH 5- 6 (pH thấp hơn 5 có vị chua, pH lớn hơn 6 có vị đắng, mùi nồng). Sau đó, thêm muối vào và tiếp tục cô đặc đến hàm lượng đạm cần thiết ( tiêu chuẩn đạm 10-22g/l) Cuối cùng đem thanh trùng, vô chai, bảo quản và phân phối tiêu thụ Nước tương phải chứa đựng trong bao bì, loại dùng cho thực phẩm, kín, khô, sạch. Trên bao bì chứa sản phẩm, có nhãn hiệu ghi tên cơ cở sản xuất, tên, loại, hạng sản phẩm, ngày sản xuất. Nước tương được vận chuyển trong các phương tiện được che đậy cẩn thận, sạch sẽ hợp vệ sinh, không được vận chuyển chung với các loại sản phẩm khác ảnh hưởng đến chất lượng của nước tương. Nước tương phải được bảo quản trong kho sạch, khô ráo thoáng mát. Thời gian bảo quản của nước tương do bên sản xuất. ¾ Ưu và nhược điểm của phương pháp: Ưu điểm: - Thời gian sản xuất ngắn. - Mùi vị được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng. - Giá thành rẻ. - Tốn ít mặt bằng. Nhược điểm: - Có thể sinh ra độc tố 3- MCPD vượt mức cho phép. - Thiết bị, dụng cụ không đảm bảo an toàn cho người sản xuất. 4.2 Quy trình sản xuất nước tương bằng lên men [1], [2], [3], [4], [5]. Phương pháp lên men là phương pháp sản xuất mà dưới tác dụng của enzyme ( men) thu được từ mốc giống đã chọn lọc và nuôi cấy để thủy phân protit và gluxit của nguyên liệu thực vật. Nhưng để làm ra nước tương ngon thì KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 31 yêu cầu quan trọng chủ yếu là phải lựa chọn mốc giống tốt cho phù hợp ( chủ yếu là nấm mốc Aspergillus oryzae) ¾ Xử lí nguyên liệu - Loại bỏ tạp chất. - Nghiền nhỏ bằng máy nghiền búa đến kích thước 0.5-1mm ( để tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu). Hiệu suất thủy phân cao, thời gian ngắn ( với HCl trong quy trình thủy phân) đi. - Hấp. Đậu nành hạt Hấp 1000C/ 30 phút Ủ mốc trong 30-40h Hãm mốc 2-3 tháng Nước tương Hắc xì dầu Tương đặc Làm sạch, ngâm qua đêm + giống Aspergillus oryzae Nước muối 15-17% Lọc KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 32 - Làm nguội. - Trộn với bột mì để nuôi nấm mốc Aspergillus oryzae. ¾ Thủy phân. - Thủy phân protein đậu nành dưới tác dụng của enzyme sinh ra rừ nấm mốc. - Nguyên liệu đã mọc nấm, trộn đều với nước muối trộn trong môi trường ẩm. - Ủ thành khối ở nhiệt độ 35- 400C trong 3- 4 ngày. - Nếu nhiệt độ cao quá thì phải trải mỏng ra để hạ nhiệt độ xuống 35- 400C. - Lọc. - Khối mốc cho vào thiết bị có van mở ở đáy. - Dùng nước muối cho vào khối mốc, để ngập và ngâm 8-12h. - Rút lấy nước tương có độ đạm cao. - Lại tiếp tục cho muối vào bã , ngâm vài giờ và rút ra nước tương có độ đạm thấp hơn. - Thanh trùng ở nhiệt độ 95- 1000C. - Cho Natri Benzoat để chống nấm mốc. ¾ Ưu và nhược điểm của phương pháp: Ưu điểm: - Ít có khả năng sinh ra độc tố 3=MCPD, Afltoxin. - Chủng mốc Aspergillus oryzae có hoạt tính enzyme amylase và protezae cao làm cho quá tình lên men ổn định. Nhược điểm: - Thời gian sản xuất kéo dài từ 2- 3 tháng. - Mùi vị nước tương chưa quen với người tiêu dùng. - Chiếm nhiều diện tích mặt bằng. - Giá thành cao. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 33 4.3 Quy trình sản xuất nước tương bằng lên men kết hợp hóa giải bằng acid: Phương pháp lên men kết hợp với hóa giải là phương pháp cải tiến nhất dựa trên sự kết hợp hai phương pháp lên men và hóa giải. Phương pháp này sử dụng giống vi sinh vật và enzyme proteaza tự sản xuất trong nước tương nên giá thành không tăng và mang lại cho người tiêu dùng một loại nước tương đảm bảo về nồng độ 3-MCPD thấp hơn mức cho phép, mùi vị được chấp nhận. Nhưng phương pháp này đòi hỏi phải sử dụng thiết bị đắc tiền nên rất ít nên rất ít nhà sản xuất sử dụng phương pháp này. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 34 ¾ Xử lí nguyên liệu - Loại bỏ tạp chất - Nghiền nhỏ bằng máy nghiền búa đến kích thước 0.5- 1mm ( để tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu). Hiệu suất thủy phân cao, thời gian ngắn ( với HCl trong quy trình thủy phân) đi. ¾ Thủy phân: Bánh dầu đậu nành hoặc đậu phộng Thủy phân 1 Thủy phân 2 Dịch lọc Hấp chín, cấy mốc Aspergillus oryzae Acid HCl 15-16% Trung hòa, lọc bằng Na2CO3 Nước tương Bã tương CP sinh học Lên men, sấy khô Điều vị, thanh trùng, đóng chay KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 35 Đây là một quá trình quan trọng trong quy trình sản xuất nước tương dưới tác dụng của HCl và ở nhiệt độ cao trong khoảng một thời gian dài. Các chất trong ngyên liệu sẽ được thủy phân. • protein --> peptone --> polypeptide --> axit amin • Tinh bột --> maltose --> glucoza • Xenlulose --> pentoza --> fulfurol • Chất béo --> axit béo + glixerin - Nhiệt độ cao -->gây cháy, phá hủy axit amin. - Nhiệt độ thấp -->thời gian lâu - Thời gian quá ngắn -->hiệu suất thủy phân thấp. - Thời gian quá dài -->tốn nhiên liệu, phá hủy các a.a Trong quá trình thủy phân cần quan tâm tới 3 yếu tố: nhiệt độ, thời gian thủy phân và nồng độ NaCl ¾ Nhiệt độ thủy phân - Với thiết bị chịu áp lực, nhiệt độ thủy phân từ 125 – 1350C. - Với thiết bị thủ công như chum, vại... nhiệt độ thủy phân là 105-1120C. ¾ Thời gian thủy phân - Nếu thời gian thủy phân quá ngắn, quá trình thủy phân chưa hết --> hiệu suất thủy phân thấp. - Nếu thời gian thủy phân quá dài --> gây cháy khét, phá hủy các a.a, thay đổi mùi vị sản phẩm. - Thiết bị chịu áp lực: 2,5 kg/cm2 thì thời gian 6-12 giờ. - Sử dụng giấy lọc aniline axetat để thử: ta đem giấy lọc đem hơ lên chỗ khí bay ra, nếu giấy lọc chuyển sang màu đỏ thẫm thì lúc đó fulfurol đã sinh ra --> đã thủy phân xong. - Thiết bị thủ công chum, vại --> thời gian 18-24 giờ. - Thời gian thủy phân phụ thuộc vào nguyên liệu, loại lò nấu, nồng độ axit,… KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 36 ¾ Nồng độ HCl - Thường là 36-37%. - Qua thực nghiệm người ta phải hạ nồng độ xuống (16-25%) để tránh gây cháy nguyên liệu. - Tùy thiết bị mà ta sử dụng nồng độ khác nhau. Thiết bị thủ công, sử dụng nồng độ thấp 16% để khi bốc hơi nồng độ sẽ đậm đặc, còn thiết bị công nghiệp sử dụng nồng độ cao hơn. ¾ Trung hòa Dùng Na2CO3 hoặc NaOH để trung hòa lượng axit dư HCl + Na2CO3 --> NaCl + CO2 + H2O Người ta sử dụng Na2CO3 nhiều hơn vì nó là muối không gây độc cho công nhân bằng NaOH, và sản phẩm của nó tạo ra CO2 bay hơi, khi nó bay hơi kéo theo các mùi, vị không mong muốn cũng bay theo. Sau khi thủy phân làm nguội dịch xuống 50-600C rồi dung NaOH hoặc Na2CO3 để trung hòa lượng HCl dư và điều chỉnh pH của nước chấm đến pH thích hợp (pH= 5-5,8). Ở môi trường axit yếu nước chấm sẽ có mùi vị thơm ngon. Nếu dư NaOH nước chấm sẽ nồng, ngược lại trung hòa chưa đến pH thích hợp nước chấm sẽ chua Làm nguội xuống 50-600C mới trung hòa vì: • Nếu ở nhiệt độ cao, khi trung hòa sinh nhiệt làm cho nhiệt độ của dịch lúc đó tăng cao hơn nữa sẽ làm cho các acid amin bị phân hủy. • Nếu ở nhiệt độ thấp thì càng tốt nhưng kéo dài thời gian. Khi trung hòa bật cánh khuấy lên và cho từ từ NaOH vào không để bọt trào ra gây tai nạn cho người công nhân và tránh cháy khét cục bộ. ¾ Lọc KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 37 Sau khi trung hòa sẽ đem dịch đi lọc. Mục đích: Tách dịch thủy phân ra khỏi bã. Bã này gồm các chất không hòa tan và hệ keo. Nếu sản xuất cơ giới thì có thể sử dụng máy lọc khung bản, li tâm. Nếu sử dụng thủ công thì dung chum và vải lọc cùng với rổ, rá. Lọc lần 1, nước lọc được chứa trong thùng như phuy, sô chậu … sau đó bã được đổ vào nước nóng và ngâm rồi lọc tiếp lần 2. Nước lọc 1 và nước lọc 2 có thể phối trộn với nhau hoặc để riêng, tùy thuộc vào nơi sản xuất, muốn sản xuất loại tương có độ đạm nào. Sau đó bổ xung thêm muối đến nồng độ 240g/l ¾ Thanh trùng Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật, cải thiện màu ( cho đậm hơn), cô đặc. - Nhiệt độ thanh trùng: 75-800C. - Thời gian: 20-30 phút. Tiếp theo bổ sung thêm chất chống mốc C6H5COONa: 0,07 – 0,1%. Sau đó nước tương sẽ được chứa trong các thùng inox trong khoảng thời gian 1 tuần. Là giai đoạn để ổn định nước tương (hay lên men phụ). Sau đó sẽ được bơm đi lọc, rồi chiết rót vào chai -->bảo quản ¾ Ưu và nhược điểm của phương pháp: Ưu điểm: - Thời gian sản xuất rút ngắn còn 3 giờ. - Nồng độ 3- MCPD ở nức độ cho phép. - Mùi vị được người tiêu dùng ưa chuộng. - Giá thành ổn định. Nhược điểm: - Cần thiết bị hiện đại và đảm bảo cho người sử dụng. 4.4 Các phương pháp khác [11], [13]. Kết hợp thủy phân bằng axit với thủy phân bằng enzym. Có thể thực hiện thuỷ phân bằng enzym trước rồi sau đó mới thuỷ phân bằng axit hoặc thuỷ phân bằng axit rồi sau đó thuỷ phân bằng enzym. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 38 Xay nhỏ Thanh trùng Lọc thô Thủy phân 2 Phối chế Enzyme Chỉnh pH Thủy phân 1 Để nguội Trung hòa Lọc tinh Nước tương HCl Phụ gia Bã Na2CO3 Nấu, lọc Bánh dầu NaCl KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 39 Việc sử dụng enzym protease kết hợp axit xúc tác quá trình thủy phân có ưu điểm là : - Giảm thiểu sử dụng hóa chất độc hại. - Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, rút ngắn thời gian sản xuất. - Có thể sản xuất trên hệ thống thiết bị sẵn có. - Công nghệ enzyme kết hợp axit. Mỗi phương pháp sản xuất sẽ cho một sản phẩm có tên gọi khác nhau và mùi vị cũng khác nhau. Tùy vào thị trường mà nhà sản xuất sẽ chọn loại sản phẩm thích hợp nhưng cần phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm. Các enzyme sử dụng là sản phẩm enzyme của Novo được JECFA ( Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives và FCC( Food Chemical Codex) công nhận đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm và đã được công bố chất lượng với Bộ Y tế Việt Nam. Ngoài các phương pháp trên người ta còn sử dụng acid Clohidric ở nồng độ cao cho vào xương động vật, lông gà, lông vịt ( là nguyên liệu giàu đạm). Nên trong quá trình tiếp xúc, HCl sẽ phản ứng với chất béo trong nguyên liệu , rồi cho ra amino acid và độc tố 3- MCPD. Sau đó trung hòa bằng Natri hidroxit và dùng mật đường để tạo màu. Tuy nhiên, trong lông gà, lông vịt thường chứa nhiều chất thạch tín (arsenic) và chì là những chất cực độc đối với hệ tiêu hóa, hệ thần kinh chưa kể đến quá trình thủy phân bằng acid Clohidric, sản phẩm có 3-MCPD và 1,3 DCP là điều tất nhiên. Bên cạnh đó, lông khi thu gom về lại rất dơ bẩn và không hợp vệ sinh. Vì thế nước tương làm từ lông gà, vịt có giá thành rất rẻ từ 1000- 1500 đồng/lít. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 40 Bảng 4.1: Bảng so sánh các phương pháp Phương pháp công nghệ Đặc điểm công nghệ Tính chất sản phẩm Ưu điểm Nhược diểm Hóa học Acid Tác chất thủy phân là HCl đặc Không an toàn do chứa 3-MCPD, 1,3- DCP Chi phí hóa chất rẻ Thời gian ngắn Tiêu hao năng lượng, ô nhiễm môi trường Kiềm Tác nhân thủy phân là NaOH đặc Tạo D- aminoacid, Lysinoalamin Chi phí hóa chất rẻ, thời gian ngắn Tiêu hao năng lượng ăn mòn thiết bị Vi sinh Tác nhân thủy phân là vi sinh vật An toàn Ít tiêu hao năng lượng Diện tích nhà xưởng lớn Thời gian kéo dài Enzyme Enzyme Tác nhân thủy phân là enzyme An toàn, mùi vị có thể điều chỉnh Giảm 80% năng lượng, thời gian ngắn Sử dụng nhiều loại enzyme, chi phí cao Hiệu suất tối đa 70% Enzyme kết hợp acid Tác chất thủy phân chủ yếu là enzyme An toàn, mùi vị không khác biệt Giảm 70% năng lượng Thủy phân trên 85% protein Chi phí enzyme cao hơn hóa chất KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 41 Hình 4.1 : Các loại nước tương có trên thị trường Việt Nam KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 42 Hình 4.2 : Các loại nước tương ở các thị trường thế giới 4.5 Tiêu chuẩn về nước tương của bộ y tế Nước chấm lên men phải làm từ những nguyên liệu giàu protein có nguồn gốc thực vật, theo phương pháp vi sinh vật hay phương pháp hóa học… Nước tương phải được chế biến theo đúng quy trình công nghệ. Nước tương sản xuất theo phương pháp vi sinh vật phải dùng chủng Aspergillus oryzae không có độc tố. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 43 Các loại hóa chất, dụng cụ dùng cho sản xuất nước tương không được gây độc và là những loại quy định của bộ y tế cho chế biến thực phẩm. 4.5.1 Tiêu chuẩn về độ đạm [13], [14]. 4.5.1.1 Độ đạm trong nước tương là gì ? Độ đạm trong nước tương là nồng độ Nitơ toàn phần, nói cách khác nó là chỉ số protein tính theo đơn vị g/l. 4.5.1.2 Phân loại hạng nước tương dựa vào độ đạm : Theo tài liệu nước chấm yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN : 1763- 86), việc phân chia hạng nước tương dựa theo phương pháp sản xuất và chất lượng mà nước tương được chia thành 3 hạng I, II, III. Trong đó, các chỉ tiêu hóa học của nước tương : Bảng 4.2 : Tiêu chuẩn về độ đạm trong nước tương của Việt Nam TCVN : 1763- 86 Hàm lượng Nitơ tổng số ( g/l) Phân hạng Nước tương N>= 12 I N>=10 II N<10 III Tuy nhiên, các đơn vị sản xuất lại có cách phân loại nước tương riêng theo nhóm, hoặc chỉ số, địa bàn phân phối…. Bảng 4.3 : Chỉ tiêu độ đạm của các cơ sở sản xuất Cơ sở sx Chỉ số đạm N hoặc g Protein/100ml Phân hạng Phân bố, tiêu thụ Mê Kông 12- 18N I TPHCM, Tây Nam Bộ 10- 14N II Miền Trung, KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 44 Miền Bắc Tượng Thành 18- 22N I Miền Nam 14- 16N II Miền Nam 10- 12N III Miến Nam Nhất Ca, Nhị Ca 4,32N Hay 2,7g protein/100ml I Miền Nam <= 4,32N Hay 1,6g protein/100ml II Miền Nam Chữ Vạn >6,5N I Miền Nam <=6,5N II Miền Nam Theo quy định của Bộ Y tế, sản phẩm nước tương của các cơ sở sản xuất trong nước phải đạt độ đạm toàn phần thấp nhất là 10N và buộc phải ghi trên nhãn. Điều đặc biệt : trong khi đó các đơn vị nước ngoài hoặc liên doanh ( như Magi, Chinsu, Chữ Vạn…lại được phép ghi nhãn là hàm lượng protein. 4.5.1.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước tương dựa vào độ đạm: Đạm càng cao thì mùi thơm đặc trưng của bánh dầu, đậu nành, đậu phộng…thơm, thời gian bảo quản càng lâu. Sản phẩm có độ đạm càng cao thì chưa thể khẳng định là ngon, vì theo nhận xét của các nhà sản xuất : nước tương ngon thường có độ đạm từ 18- 25N, nhưng lại tiêu thụ mạnh nhất là từ 14- 18N. Nước tương có mặt trên thị trường Việt Nam thường có chỉ số từ 10- 22N. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 45 Sản phẩm có độ đạm quá cao từ 27N trở lên thường có mùi hắc, vị mặn làm "át" mùi của thực phẩm, mất đi vị đặc trưng của món ăn. Do vậy, không cần phải bổ sung lượng protein cho loại gia vị này. Một số loại « nước tương » có độ đạm từ 25- 26N, thời gian bảo quản nước tương trung bình sau khi mở nắp 3- 6 tháng trong điều kiện thoáng mát , khô ráo. Với những sản phẩm nước tương có độ đạm thấp, thì chỉ số muối đạm formol cũng thấp không đủ điều kiện bảo quản sản phẩm. Do vậy, sau một thời gian sử dụng dễ sản sinh NH3 làm phân hủy các chất dinh dưỡng, sủi bọt không tan, gây rối loạn tiêu hóa. 4.5.2 Phương pháp cảm quan [6]. Phương pháp cảm quan ( hay trực quan) là quan sát, đánh giá chất lượng sản phẩm, hàng hóa bằng các giác quan : nhìn, sờ, niếm, ngửi, nghe…phương pháp này được ứng dụng rộng rãi với các sản phẩm hàng hóa mà một phần quan trọng chất lượng của nó phụ thuộc vào đặc trưng về thẩm mỹ, về màu sắc, hương vị. Những đặc trưng này, với phương pháp hóa – cơ- lí nhiều khi không giải đáp được. Tuy là, « cảm giác » nhưng hiện nay phương pháp này được đánh giá cao, coi ngang hàng với các phương pháp hiện đại khác vì nó vừa ít tốn kém, vừa không kém chính xác. Thiết bị quan trọng nhất của phương pháp này là người ngửi. Do đó, phương pháp cảm quan trở thành phương pháp chính thức, không thể thiếu trong việc đánh giá chất lượng sản phẩm. Có nhiều phương pháp đánh giá cảm quan khác nhau, tùy theo từng trường hợp cụ thể. Ở nước ta, chất lượng sản phẩm thực phẩm được đánh giá theo phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN : 3215- 79). Khi phân tích cảm quan cho điểm các sản phẩm thực phẩm, tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng hệ 20 được sử dụng trên một thang điểm KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 46 thống nhất có 6 bậc từ 0- 6. Trong đó, điểm 5 là cao nhất cho một chỉ tiêu và giảm dần theo bậc, 6 bậc đánh giá phải tương ứng với từng nội dung mô tả sau : Bảng 4.4 : Phân cấp chất lượng sản phẩm Tên chỉ tiêu Điểm số Yêu cầu chỉ tiêu của từng sản phẩm Màu sắc 5 Sản phẩm màu nâu nhạt đến nâu, không có váng mốc, không có màu khác lạ. 4 Sản phẩm có màu nâu hơi sẫm, không có váng mốc, không có màu khác lạ. 3 Sản phẩm màu nâu đen sẫm, không có váng mốc, có pha màu thực phẩm ít, không có màu khác lạ. 2 Sản phẩm có màu đen, không có váng mốc, có pha màu thực phẩm nhiều. 1 Sản phẩm có màu khác lạ, có váng mốc nổi lên nhiều. 0 Sản phẩm không đạt cca1 yêu cầu trên. Độ trong 5 Dạng lỏng, không có cặn đen ở dưới đáy chai, không có tinh thể muối lạ. 4 Dạng lỏng, có đóng cặn đen dưới đáy chai ít, không có tinh thể muối lạ. 3 Dạng lỏng, có đóng cặn đen ở dưới đáy chai nhiều, không có tinh thể muối lạ. 2 Dạng sền sệt do đóng cặn quá nhiều, không có tinh thể muối lạ. 1 Dạng sệt, có tinh thể muối nhỏ. 0 Không đảm bảo các yêu cầu trên. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 47 Sản phẩm được đánh giá bằng tổng điểm trung bình chung theo phương pháp Duncan không có hệ số quan trọng K. Nếu tổng điểm trung bình chung chưa có hệ số K đạt từ 11,2 - 20 điểm là đạt. 4.5.3 Theo chỉ tiêu vi sinh vật và độc tố : - Không có men mốc khi nhìn thấy bằng mắt thường. - Tổng số vi sinh vật không lớn hơn 20000 tế bào/ml. - Vi khuẩn gây bệnh không được có. - E.coli không được có. Mùi 5 Sản phẩm có mùi đặc trưng, không có mùi khác lạ. 4 Sản phẩm ít có hoặc không có mùi đặc trưng. 3 Sản phẩm có mùi hơi chua, hơi khét. 2 Sản phẩm có mùi chua, khét nhiều. 1 Sản phẩm có mùi lạ. 0 Sản phẩm không đảm bảo các yêu cầu trên. Vị 5 Sản phẩm có vị mặn, có vị chua đặc trưng, không có vị chát, đắng và vị lạ khác. 4 Sản phẩm có vị hơi mặn, có vị chua đặc trưng, không có vị chát, đắng và vị lạ khác. 3 Sản phẩm có vị mặn nhiều, hơi chua, không có vị chát, đắng và vị lạ khác. 2 Sản phẩm không có vị mặn, quá chua, có vị đắng, không có vị chát và không có vị lạ. 1 Sản phẩm không mặn, quá chua, có vị đắng, chát, vị lạ khác. 0 Sản phẩm không đạt các yêu cầu trên. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 48 - Staphylococcus aureus không được có. - Clostridium không được có. - Alftoxin không được có trong nước tương lên men. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 49 PHẦN III: KẾT LUẬN Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp sản xuất gia vị lỏng, trong đó có dầu ăn khiến cho lượng bã đậu phộng phế thải ngày càng nhiều. Lượng bã đậu phộng này chỉ được dùng làm thức ăn gia súc, giá thể trồng nấm, chế biến nước tương nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền và dòi dào này một cách hợp lý để chế biến chúng thành nước tương có hàm lượng dinh dưỡng cao, dùng làm chất điều vị, kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngon miệng đồng thời cung cấp cho cơ thể một lượng đạm dễ hấp thu nhất định. Nước tương được sản xuất bằng phương pháp lên men do không có phản ứng sinh ra Glycerin và không sử dụng HCl nên không tạo thành 3- MCPD. Tuy nhiên chúng ta cũng cần quan tâm đến độc tố Aflatoxin cũng là tác nhân gây bệnh ung thư như 3- MCPD. Aflatoxin được sinh ra từ nấm mốc Aspergillus flavus lẩn trong nấm Aspergillus oryzae lên men tạo thành nước tương. Mặt khác nước tương được sản xuất từ phương pháp lên men thời gian kéo dài và mùi vị khác so với phương pháp hóa giải. Nhưng phần lớn nước tương được sản xuất từ bánh dầu phộng điều áp dụng phương pháp hóa giải. Với phương pháp này, thời gian phân hủy nhanh, giá thành rẻ, mùi vị được người tiêu dùng ưa chuộng nhưng có những nhược điểm khó khắc phục : gây ô nhiễm trực tiếp cho người sản xuất, ô nhiễm môi trường xung quanh. Không may, HCl khi thủy phân protein trong đậu cũng phân hủy luôn chất béo còn sót lại trong bánh dầu sinh ra độc tố 3- MCPD với hàm lượng cao có thể gây ung thư cho người tiêu dùng. Dó đó để có giải pháp về nước tương an toàn hiện đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà khoa học, nhà sản xuất, người tiêu dùng. Chính vì thế, để hạn chế 3-MCPD có trong nước tương ngoài việc lựa chọn nguyên liệu tươi, mới, không có nấm mốc, cũng cần phải lựa chọn phương pháp sản xuất phù hợp, nghiên cứu đưa ra các phương pháp mới nhằm hạn chế việc sinh ra nấm mốc và 3-MCPD đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 50 Tài liệu tham khảo [1]. Nguyễn Xuân Thành, giáo trình vi sinh vật công nhiệp, NXB GD. [2]. Nguyễn Tiến Thắng, giáo trình công nghệ Enzyme. [3]. Nguyễn Đức Lượng ( 2004), Công Nghệ Enzyme, NXB ĐHQG TPHCM. [4]. Nguyễn Đức Lượng, Công Nghệ Vi Sinh Vật - Thực Phẩm Lên Men Truyền Thống( tập 3), NXB ĐH Kĩ Thuật TPHCM. [5]. Nguyễn Đức Lượng, Công Nghệ Sinh Học, NXB ĐH KĨ Thuật TPHCM. [6]. Trung Tâm 3- Tổng Cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng TPHCM ( www.quatest3.com.vn) [7]. Nguyễn Thị Hiền, “ Công Nghệ Sản Xuất Mì Chính Và Các Sản Phẩm Lên Men Cổ Truyền, NXB KH Kĩ Thuật HN. [8]. Lê Văn Nhương, Quản Văn Thịnh, ” Kỹ Thuật Sản Xuất Tương Và Nước Chấm”, NXB khoa học Hà Nội, 1968. [9]. http: // www.dost-bentre.gov.vn [10]. http: // www.hoahocvietnam.vn [11]. http: // www.tiengiang.gov.vn [12]. http: // www.vietsciences.vn [13].http: // www.cesti.gov.vn [14]. http: // www.asimco.com.vn