BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu Sang SVTH: Lý Minh Tuấn 2205112205 Lê Mạnh Hùng 2205112215 Võ Minh Quốc 2205112212 Nguyễn Thị Kim Liên 2205112012 Tạ Thị Vui 2205112214 Nguyễn Thị Thúy Kiều 2205112010 TP.HCM 12/2013 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 4 Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG 6 1.1.Giá trị dinh dưỡng của nước tương 7 1.2.Thành phần hóa học của nước tương 8 1.3.Acid amin 8 1.4.Đường 9 1.5.Acid hữu cơ 9 1.6.Chất màu 9 1.7.Chất mùi 10 Chương 2: KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 11 2.1.Cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất nước tương 12 2.1.1.Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học 12 2.1.2.Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men 13 2.1.3. Công nghệ sản xuất nước tương bằng enzyme 14 2.2.Các phản ứng thủy phân tiêu biểu trong công nghệ sản xuất nước tương 15 2.2.1.Khái quát chung về phản ứng thủy phân 15 2.2.2.Phản ứng thủy phân protein trong công nghệ sản xuất nước tương 17 2.2.3.Phản ứng thủy phân tinh bột trong công nghệ sản xuất nước tương 22 2.3.Các phương pháp nuôi cấy nấm mốc 29 2.3.1. Phương pháp nuôi cấy bề mặt 29 2.3.2. Phương pháp nuôi cấy bề sâu 31 Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 34 3.1.Giới thiệu chung về đậu nành 35 3.1.1.Nguồn gốc và sự phát triển của đậu nành 35 3.1.2.Đặc điểm của đậu nành 35 Công nghệ sản xuất nước GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thu - 2 - 3.1.3.Thành phần hóa học của hạt đậu nành 37 3.2.Khô đậu nành 42 3.3.Bột mì 43 3.4.Nấm mốc Aspergillus oryzae 45 3.4.1.Độ ẩm của môi trường 46 3.4.2.Độ ẩm tương đối của không khí 46 3.4.3.Ảnh hưởng của không khí 46 3.4.4.Ảnh hưởng của nhiệt độ 47 3.4.5.Thời gian nuôi nấm mốc 47 3.4.6.pH 47 3.5.Nước 48 3.6.Muối ăn 50 3.7.Phụ gia 51 3.7.1.Chất bảo quản Sodium Benzoate (211) 51 3.7.2.Chất điều vị Monosodium Glutamate (621) 53 3.7.3.Caramel (150a) 53 3.7.4.Acesulfame Kali (950) 54 3.7.5.Aspartame (951) 56 3.7.6.Xanthan gum (415) 58 3.7.7.Acid citric (330) 59 Chương 4: GIỚI THIỆU VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 62 4.1.Sơ đồ quy trình công nghệ 63 4.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 64 4.2.1.Rang (bột mì) 64 4.2.2.Nghiền 64 4.2.3.Phối liệu và trộn nước 66 4.2.4.Ủ 67 4.2.5.Hấp 67 4.2.6.Đánh tơi, làm nguội 69 4.2.7. Cấy mốc giống 70 4.2.8. Nuôi mốc 71 4.2.9.Đánh tơi 74 4.2.10.Trộn 74 4.2.11.Thủy phân 75 4.2.12.Trích ly – Lọc 79 4.2.13.Phối trộn 80 4.2.14.Thanh trùng 81 4.2.15.Lắng 83 4.2.16.Vô chai, dán nhãn 84 CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM 86 MỘT SỐ SẢN PHẨM NƯỚC TƯƠNG TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 LỜI MỞ ĐẦU Trong văn hóa ẩm thực của các nước phương Đông, nước tương là một loại nước chấm phổ biến, thường được sử dụng trong các bữa ăn hằng ngày và được xem như là thành phần bổ sung dinh dưỡng cho khẩu phần ăn. Hiện nay để sản xuất nước tương có 3 phương pháp công nghệ là công nghệ hóa học, công nghệ lên men và công nghệ enzyme. Ngày nay do nhu cầu ngày càng nhiều của người tiêu dùng, người ta đã chuyển cách làm nước tương bằng phương pháp thủ công sang quy mô công nghiệp bằng cách dùng HCl đậm đặc để thủy phân các chất đạm để rút ngắn thời gian sản xuất. Đây chính là nguyên nhân tạo ra chất 3 – MCPD trong sản phẩm nước tương, một chất gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của con người. Trong khi đó, so với phương pháp sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học thì phương pháp lên men lại không sinh ra chất độc trên, mà các acid amin lại gần như được bảo toàn từ quá trình sản xuất tới sản phẩm cuối cùng đến tay người tiêu dùng. Còn nếu so với phương pháp sử dụng enzyme thì phương pháp lên men lại có chi phí thấp hơn nhiều. Sản xuất nước tương bằng hương pháp lên men chỉ có nhược điểm là thời gian sản xuất kéo dài và yêu cầu diện tích nhà xưởng phải lớn. Đời sống con người ngày càng được cải thiện nên ý thức về bảo vệ sức khỏe cũng ngày càng cao hơn. Do đó người tiêu dùng cũng ngày càng có xu hướng sử dụng những thực phẩm gần gũi với tự nhiên hơn. Đó cũng là lý do mà trong một thời gian không xa nữa, nước tương được sản xuất bằng phương pháp lên men sẽ ngày càng được ưa chuộng hơn. Để đáp ứng được thực tế này thì đòi hỏi các nhà sản xuất cũng như những sinh viên quan tâm đến loại gia vị nước chấm này cần phải nắm vững các vấn đề cơ bản liên quan đến quá trình lên men cũng như công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp này, từ đó làm nền tảng cho những nghiên cứu khoa học, áp dụng công nghệ mới nhằm hạn chế những nhược điểm còn tồn tại của phương pháp này, và đưa nó trở thành phương pháp sản xuất nước tương phổ biến trong tương lai. Đây cũng chính là mục đích mà nhóm sinh viên chúng tôi quyết định chọn đề tài “Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men”. Đề này được chia làm các phần như sau: Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG Chương 2: KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Chương 4: GIỚI THIỆU VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Dù đã hết sức cố gắng nhưng cũng không thể nào tránh khỏi những sai sót, rất mong cô và các bạn đọc giả đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thiện hơn và trở thành tài liệu tham khảo có ích cho những ai nghiên cứu về “Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men” này. Chương 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG Nước chấm là tên gọi chung cho tất cả các loại gia vị có nồng độ muối hơi cao, mặc dù có rất nhiều tên goi khác nhau như xì dầu, tàu vị yểu, nước tương,…. Ngoài vai trò làm tăng mùi vị thì nước chấm cũng cung cấp một lượng đạm nhất định cho cơ thể. Nguyên liệu dùng để sản xuất nước tương là các nguồn protein thực vật như đậu nành, đậu phộng, hay bánh khô dầu đậu nành, bánh khô dầu đậu phộng,… hoặc từ xương động vật như trâu, bò, heo, gà,… Nước tương là loại gia vị phổ biến trong bữa ăn hằng ngày 1.1.Giá trị dinh dưỡng của nước tương Khi đánh giá chất lượng nước tương, trước hết người ta chú ý đến hàm lượng đạm toàn phần, vì đây là chất có giá trị dinh dưỡng nhất của nước tương, tiếp theo là xem xét đến lượng đạm amin. Từ hai lượng đạm này suy ra tỷ lệ đạm amin/ đạm toàn phần thì biết được mức độ thủy phân protein trong nước tương, tỷ lệ càng cao càng tốt. Trung bình tỷ lệ này trong nước tương lên men khoảng 50÷60%. Hàm lượng đạm amin cao sẽ cho giá trị mùi vị của nước tương được nâng lên. 1.2.Thành phần hóa học của nước tương Chất lượng nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, tỷ lệ phối chế, phương pháp chế biến,…Trong nước chấm lên men còn chứa khá nhiều đường do tác dụng của enzyme amylase trong nấm mốc lên tinh bột. Nước chấm còn chứa một lượng chất béo, một số vitamin, muối ăn và các nguyên tố vi lượng khác. Vì vậy các loại nước chấm nếu được sản xuất theo đúng quy trình kỹ thuật và được bảo quản tốt sẽ có màu sắc đẹp, hương vị thơm ngon và có vị ngọt của đạm, đường. Thành phần hóa học trung bình của nước tương Thành phần Đạm toàn Hàm lượng (g/l) Thành phần Hàm lượng (g/l) phần (tính theo Nitơ) 15÷21,6 Phenylalanin 7 Nitơ 8,5÷13 Methionin 3,32 Đường 14,5÷15,3 Lysine 6,5 Lipid 17÷25 Chất khô 325÷387 Muối ăn 200÷250 pH 5,9÷6,2 Acid (theo acid acetic) 2÷8 Khối lượng riêng (g/ml) 1,01÷1,04 NH 3 1÷2 1.3.Acid amin Trong nước tương có nhiều acid amin như Arginin, Methionin, Tryptophan, Tyrosin, Valin, Serin, Lysin, Histidin, Alanin, acid Glutamic, Asparagin,… Những acid amin này cùng với di, tri, tetra – peptid làm cho nước tương có vị ngọt của đạm. Nước tương sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả các aicd amin có trong đậu nành, còn nước tương sản xuất theo phương pháp hóa giải thì có tỷ lệ đạm amin/ đạm toàn phần cao hơn trong nước tương lên. Tuy nhiên trong nước tương hóa giải thì một số acid amin đã bị phân hủy, trước hết là Tryptophan, sau đó đến Lysin, Cystein, Arginin,… Nếu thủy phân bằng acid quá độ thì một số acid amin sẽ bị phân hủy thành các chất có mùi hôi như NH 3 , H 2 S,… 1.4.Đường Trong nước tương có các loại đường như Glucose, Maltose, Pentose, Dextrin. Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc nước tương. 1.5.Acid hữu cơ Các acid hữu cơ trong nước tương có mối quan hệ mật thiết với nhau tạo nên hương vị đặc trưng cho nước tương, trong đó acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (khoảng 1,6%). Acid lactic tác dụng với nước tương tạo thành hợp chất lactate, chẳng hạn như lactate phenol. Ngoài ra còn có acid acetic (chiếm 0,2%), acid sucinic (chiếm 0,087÷0,16%), acid formic (chiếm 0,05%). Muối của các aicd này tham gia tạo vị cho nước tương 1.6.Chất màu Màu của nước tương chủ yếu do đường kết hợp với acid amin tạo nên. Màu của nước tương lên men được hình thành dần dần từ màu vàng đến màu nâu nhạt, cuối cùng là màu nâu đậm. [...]... phân như Lysin, Arginin, Cystein, Tryptophan 2.1.2 .Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men Đối với phương pháp sản xuất nước tương lên men, cơ sở khoa học của nó là tận dụng hệ enzyme của vi sinh vật bằng cách cho vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm, sau đó sử dụng hệ men này để thủy phân protein có trong nguyên liệu thành nước tương Enzyme này có thể tạo ra bằng cách nuôi... dimethyl mecaptan, rượu ethylic, acid acetic, acid petanoic, acid propinoic, acid benzoic, benzaldehyde… có hương thơm ngũ cốc rang Chương 2 KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG 2.1.Cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất nước tương Cơ sở của công nghệ sản xuất nước tương chính là sự thủy phân protein Bản chất của sự thủy phân protein là sự thủy phân liên kết peptid Do liên kết peptid là một liên kết mạnh nên... thiết bị chịu nhiệt, chịu phân kiềm, chịu áp suất và nhiệt độ cao… + Không độc hại với công nhân + Điều kiện sản xuất nhẹ nhàng, ôn hòa như nhiệt độ không quá cao, pH trung tính hoặc aicd yếu, áp suất thường + Không tổn hao acid amin trong quá trình sản xuất 2.1.3 Công nghệ sản xuất nước tương bằng enzyme Khi sản xuất nước tương bằng cách sử dụng enzyme, cần lưu ý đến các điều kiện sử dụng và đặc tính... acid amin trong quá trình sản xuất 2.2.Các phản ứng thủy phân tiêu biểu trong công nghệ sản xuất nước tương 2.2.1.Khái quát chung về phản ứng thủy phân Phản ứng thủy phân là phản ứng phân giải các chất có sự tham gia của nước Phản ứng thủy phân là phản ứng phổ biến và khá quan trọng trong công nghiệp thực phẩm Người ta đã ứng dụng phản ứng thủy phân để sản xuất ra hàng loạt sản phẩm mới có tính chất... làm thay đổi lớn tới công nghệ sản xuất + Nên lấy tỷ lệ giàu giá trị và chất lượng enzyme làm tiêu chuẩn xem xét trong việc lựa chọn nhà cung cấp Ưu điểm + Qúa trình sản xuất đơn Nhược điểm + Phải sử dụng nhiều loại giản enzyme + Không không cần sử + Chi phí sản xuất cao dụng thiết bị chịu nhiệt, chịu kiềm, chịu áp suất và nhiệt độ cao… + Không độc hại với công nhân + Điều kiện sản xuất nhẹ nhàng, ôn... thành phần của nước chấm thu được chủ yếu là acid amin, peptone, peptid trọng lượng phân tử nhỏ, giúp cơ thể dễ đồng hóa và hấp thu Ưu điểm + Thiết bị đơn giản, dễ Nhược điểm + Hiệu suất thủy phân chế tạo, giá thành không không cao cao, phù hợp với điều kiện + Thời gian và quy trình sản sản xuất ở địa phương, vốn xuất kéo dài hơn phương đầu tư ban đầu lớn, không pháp hóa giải, cần thêm công không cần... hiệu suất thủy phân thấp, chỉ đạt khoảng 4÷40% Tuy nhiên vị đắng chỉ ảnh hưởng đến tính chất cảm quan mà không ảnh hưởng tới giá trị dinh dưỡng của sản phẩm 2.1.1 .Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa học Cơ sở hóa sinh của phương pháp này là thủy phân protein động vật hay thực vật thành các acid amin với tác nhân xúc tác là acid mạnh (HCl, H SO ) hay kiềm mạnh 2 4 (NaOH) Sau quá trình thủy... hòa dung dịch bằng kiềm (hoặc acid) tùy thuộc vào tác nhân xúc tác là aicd hay kiềm để đưa pH về khoảng 6,5÷7 Sau đó sẽ bổ sung NaCl đến khi nước tương đạt nồng độ 23÷ 25% Ưu điểm + Thời gian và quy Nhược điểm + Độc hại với công nhân trình sản xuất được rút sản xuất do sử dụng acid ngắn mạnh, kiềm mạnh, áp suất + Hiệu suất thủy phân cao, nhiệt độ cao cao, giàu acid amin, + Sinh ra chất 3MCPD hương vị... nhận các sản phẩm thủy phân hoàn toàn hoặc thu nhận các sản phẩm thủy phân không hoàn toàn Các sản phẩm thủy phân chưa hoàn toàn hay có vị đắng Vị đắng liên quan đến các peptid chứa các amino acid kị nước Sản phẩm thủy phân bị đắng thì sẽ chứng tỏ hiệu suất thủy phân thấp, chỉ đạt khoảng 4÷40% Tuy nhiên vị đắng chỉ ảnh hưởng đến tính chất cảm quan mà không ảnh hưởng tới giá trị dinh dưỡng của sản phẩm... Peptidase, Amidase và ứng với bốn phương trình phản ứng như sau: Esterase R – COO – R + H O 1 2 2 Các ester R – COOH + R OH 1 2 Glucosidase R–O–R + H O 3 2 Glucid, Peptid R – OH + R OH 3 Peptidase R – CO – NH – R + H O 4 5 2 Protid, Peptid R – COOH + R – NH 4 5 2 Amidase R – CO – NH + H O 2 2 Amid R – COO – NH 4 2.2.2.Phản ứng thủy phân protein trong công nghệ sản xuất nước tương 2.2.2.1.Đặc điểm của