Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất lên men từ đậu nành

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẬU NÀNH VÀ SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH 3 1.1 Khái quát chung về đậu nành 3 1.1.1 Giới thiệu về cây đậu nành 3 1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của cây đậu nành 3 1.2 Các sản phẩm từ đậu nành 4 1.2.1 Đậu phụ 4 1.2.2 Chao 5 1.2.3 Nước chấm 5 1.2.4 Tương 5 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG LÊN MEN ĐẬU NÀNH 6 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng các sản phẩm lên men 6 2.2 Vi sinh vật thường có trong lên men đậu nành 6 2.3 Vi sinh vật trong sản xuất tương 7 2.4 Vi sinh vật trong sản xuất nước chấm 7 2.5 Vi sinh vật trong sản xuất nước chao 8 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH 9 3.1 Sản xuất chao 9 3.1.1 Tổng quan về chao 9 3.1.2 Quy trình làm chao Việt Nam 9 3.1.3 Sản xuất chao theo phương pháp hiện đại 10 3.1.4 Chất lượng và bảo quản chao 11 3.2 Sản xuất nước chấm 15 3.2.1 Quy trình làm nước chấm 15 3.2.2 Giải thích quy trình 17 3.3 Sản xuất tương 20 3.3.1 Kỹ thuật sản xuất tương thủ công 20 3.3.2 Kỹ thuật sản xuất tương công nghiệp 21 3.3.3 Giá trị dinh dưỡng của tương 23 3.3.4 Chất lượng và bảo quản tương 23 3.4 Sản xuất sữa chua từ đậu nành 24 3.4.1 Quy trình chế biến sữa chua đậu nành thủ công 24 3.4.2 Giải thích quy trình 25 3.4.3 Giá trị dinh dưỡng của sữa chua đậu nành 27 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 1 : ĐẬU NÀNH VÀ SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH 1.1. Khái quát chung về đậu nành 1.1.1. Giới thiệu về cây đậu nành Đậu nành là một loại cây trồng ngắn ngày, có nhiều tác dụng như: cung cấp thực phẩm cho người, nguyên liệu cho công nghiệp, thức ăn cho gia súc, nông sản xuất khẩu. Đậu nành là cây lấy hạt, cây có dầu quan trọng của thế giới, đứng thứ tư sau cây lúa mì, lúa nước và ngô. 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng của đậu nành Đậu nành được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người. Hạt đậu nành có ba bộ phận: vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt, phôi chiếm 2%, tử diệp chiếm 90%. Thành phần hóa học của đậu nành thay đổi tùy loại, thời tiết, đất đai, điều kiện trồng trọt. Có loại chứa hàm lượng protein lớn hơn 50%, lipid lớn hơn 22%. * Protein và thành phần acid amin : Hàm lượng protein dao động trong hạt từ 29,6–50,5%, trung bình là 36–40%. Về giá trị protein, đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như lysin, tryptophan. Trừ methionin và cystein hơi thấp còn các acid amin khác của đậu nành có thành phần giống thịt. * Lipid : Chất béo trong đậu nành dao động từ 13,5–24%, trung bình 18%. Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6,4–15,1% acid béo no (acid stearic, acid acid archidonic) và 80–93,6% acid béo không no (acid enoleic, acid linolenic, acid oleic). * Carbohydrates : Glucid trong đậu nành khoảng 22–35,5%, trong đó 1–3% tinh bột. Carbohydrates được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% và loại không tan trong nước. * Chất tro : Chất tro trong đậu nành từ 4,5–6,8%. Ngoài ra còn có các nguyên tố khoáng khác: Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo… * Vitamin : Đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D. * Một số enzyme trong đậu nành : Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua hàng ruột do đó không nên ăn đậu nành sống. Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo. Phospholipase: thủy phân ester của acid acetic. Amylase: thủy phân tinh bột, b-amylase trong đậu nành với số lượng khá lớn. Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo. 1.2. Các sản phẩm chế biến từ đậu nành 1.2.1. Đậu phụ Đậu phụ là một sản phẩm được sản xuất từ đậu nành. Đậu phụ có nhiều dạng khác nhau, chính vì thế mà cũng có tên gọi khác nhau. Tất cả các dạng và tên gọi khác nhau trên đều chia làm ba loại: loại mềm, loại cứng, loại đậu phụ lụa. 1.2.2. Chao Chao là sản phẩm lên men được sản xuất từ đậu nành. Chao có nhiều sản phẩm khác nhau như chao nước, chao đặc, chao bánh và chao bột. Do quá trình lên men, các enzim của vi sinh vật tham gia thủy phân protein thành các axit amin, lipit thành các este thơm nên chao có giá trị dinh dưỡng cao và có mùi vị rất đặc trưng. 1.2.3. Nước chấm Nước chấm là tên chung chỉ các loại gia vị dạng lỏng chứa chủ yếu là axit amin, muối ăn và hương vị đặc trưng. Nước chấm được sản xuất từ các nguyên liệu giàu protein và bằng hai phương pháp: vi sinh vật, hóa học. 1.2.4. Tương Tương là một sản phẩm lên men từ các nguồn nguyên liệu giàu gluxit và giàu đạm. Đây là một dạng thực phẩm cổ truyền của Việt Nam. CHƯƠNG 2 : ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG LÊN MEN ĐẬU NÀNH 2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng các sản phẩm lên đậu nành Chất lượng giống vi sinh vật. Chất lượng nguyên liệu. Điều kiện môi trường lên men như độ ẩm, nhiệt độ, pH... Các thao tác trong quy trình sản xuất, điều kiện sản xuất. 2.2. Vi sinh vật thường có trong lên men đậu nành Trong lên men đậu nành chủ yếu là các quá trình thủy phân protein, gluxit nên trong lên men đậu nành chủ yếu là các quá trình thủy phân protein, gluxit thành các phân tử nhỏ hơn dưới tác dụng của các enzim. Các enzim này chủ yếu do các nấm mốc sinh tổng hợp. Hai enzim chủ yếu là amylaza và proteaza: Amylaza thủy phân tinh bột đường và các dextrin có phân tử lượng nhỏ. Proteaza thủy phân protein thành các axit amin và các peptit có phân tử lượng nhỏ. Các loài nấm mốc: Mucor, Aspergillus, Rhizopus thường có hoạt tính amylaza và proteaza cao, phát triển nhanh nên thường được dùng trong các sản phẩm lên men đậu nành. Ngoài ra, trong quá trình lên men đậu nành còn có các vi sinh vật sản sinh sản phẩm lên men nhờ quá trình trao đổi chất. Điển hình như vi khuẩn lactic chuyển hóa đường thành axit latic, kết quả làm cho thực phẩm có vị chua của axit latic. Một số vi khuẩn khác qua quá trình trao đổi chất tạo hương cho sản phẩm. Tóm lại, trong lên men đậu nành, vi sinh vật chủ yếu là nấm mốc và vi khuẩn. 2.3. Vi sinh vật thường có trong sản xuất tương Để làm mốc tương trước đây người ta vẫn nhờ vào các bào tử nấm mốc có trong không khí, đất, nước hoặc trong các dụng cụ nhiễm vào khối bột và phát triển. Trong hệ nấm mốc 10 loài sau thường gặp với số lượng lớn trên mốc tương : Mucor mucode, M.rouxii, Rhizopus nigricans, Aspergillus oryzae, A.flavus, A.niger, Penicillum prolatum, P.expansum, Monilia sitophila, Trichoderma lignorum ... Trong quá trình ủ mốc thủ công, ta thấy trên xôi bắt đầu mọc mốc trắng, xám nhạt. Qua màu sắc này, bằng mắt thường, ta có thể phân biệt những loài nấm mốc nào đã phát triển. Mốc đen xám với hệ sợi như mạng nhện là do Mucor, Rhizopus, Syneephalastrum. Mốc đen hoặc đen nâu là do Aspergillus niger. Mốc xanh chủ yếu do Penicillum và Trichoderma lignorum. Mốc đỏ gạch là Monilia sitophila. Những loại mốc đen đỏ này đều không thích hợp cho sản xuất tương. Mốc tương thích hợp thì cần các yêu cầu : phát triển nhanh, có hoạt tính amylase và protease cao, màu sắc đẹp, không cho mùi mốc mạnh, không hình thành độc tố và các chất kháng sinh có hại. Thì người ta thấy rằng chủng nấm mốc Aspergillus oryzae đáp ứng được những điều này. Người ta còn gọi loại mốc này là mốc vàng hoa hòe hay hoa cau. Ngoài ra, trong sản xuất tương, còn có sự xuất hiện của vi khuẩn Bacillus subtilic trong giai đoạn ngâm nước đậu. 2.4. Vi sinh vật trong sản xuất nước chấm Trong sản xuất công nghiệp, điều cần thiết phải tạo được giống vi sinh vật thuần chủng. Giống vi sinh vật đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện sau: Có ảnh hưởng tốt đến sự tạo hương. Có hoạt lực proteaza cao. Không được chứa độc tố Aflatoxin. Giống nấm mốc dùng trong sản xuất nước chấm có thể là: A. Oryzae, A. Sojae, A. teriol, A. mellieus, A. niger, A. ochracus ... Hình 2.1 : Apergillus oryzae 2.5. Vi sinh vật trong sản xuất chao Giống tốt nhất trong sản xuất chao là Actinomucor elegans. Việc chọn giống là rất quan trọng. Tiêu chuẩn đối với một chủng vi sinh vật để sản xuất chao như sau: Khuẩn ty thể của nấm phải tròn, bóng, có màu trắng hoặc màu hơi vàng để chao sản xuất ra có màu đặc trưng. Cấu trúc của sợi nấm phải chặt, dày, tạo một lớp màng vững chắc trên mặt bánh đậu để giữ được hình dạng ban đầu. Không tạo ra mùi vị khó chịu do nấm bị nhiễm. Tạo được enzyme có hoạt tính thủy phân đạm cao. Vì thế muốn chao có chất lượng tốt, sản phẩm ổn định phải có VSV thuần chủng và tạo các điều kiện tối thích như nhiệt độ, độ ẩm, môi trường, pH, … Hình 2. 2 : Khuẩn lạc Actinomucor elegans CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH 3.1. Sản xuất chao 3.1.1. Tổng quan về chao Chao là một sản phẩm lên men từ sữa đậu nành đông đặc do vi sinh vật tiết ra enzyme để chuyển biến protein, chất béo, gluxit có trong sữa đậu nành thành những phân tử đơn giản như axit amin, axit béo, các đường đơn. Nhờ vậy chao có mùi thơm, béo đặc biệt. Về mặt dinh dưỡng chao có đầy đủ các chất bổ dưỡng của sữa đậu nành, nhưng dễ tiêu hóa vì các protit, lipid, gluxit đã được các enzyme của vi sinh vật chuyển hóa ra các phân tử đơn giản sẵn sàng được tiêu hóa và hấp thụ. 3.1.2. Qui trình làm chao Việt Nam Chao Việt Nam sản xuất theo phương pháp truyền thống có ba giai đoạn: 3.1.2.1. Làm miếng chao : Đậu nành tốt, đều hạt được ngâm qua đêm (5-6 giờ tuỳ tình trạng của đậu). Đậu được xay dưới dòng nước và thu được một khối lỏng, mịn. Lược qua vải thô để loại bỏ phần bã, còn lại là phần sữa lỏng. Pha thêm nước cho đủ tỷ lệ một phần đậu, mười phần nước và nấu dung dịch sữa lỏng này trong vòng 30 phút cho sôi chín và bốc mùi thơm. Dung dịch sữa lỏng để nguội xuống 500C và dùng nước chua để cô kết. Nước chua là nước ép của miếng chao để cho chua lên men lactic và thêm axit. Khi cô kết hoàn toàn, khối kết đã đứng yên, phần nước ở trên được hút ra, phần đặc được cho khung gỗ có bề dày 2 – 2.5 cm, có vải mịn, dùng vật nặng ép lên để loại bỏ hết nước, có được đậu hủ. 3.1.2.2. Lên mốc chao : Các miếng chao được xếp vào khay có đục lỗ dưới đáy và được xếp cách đều nhau một khoảng cần thiết cho thông thoáng để mốc chao mọc đều khắp trên bề mặt của miếng chao. Đem các khay xếp vào phòng ủ và được xếp cách đều cho thông thoáng. Khi miếng chao đã phủ các khuẩn ty từ trắng, ngả sang vàng xám là được. Không có mốc xanh, mốc đen phát triển, không có mùi khó ngửi là miếng chao tốt – có hàm lượng nước 74%, đạm tan 2,3%, đạm không tan 10,4% và béo 4,3%. 3.1.2.3. Để chao chín : Khi mốc chao đã đủ chín, có mùi đặc trưng của chao, không có mùi úng thúi thì đem sắp vào keo, lọ để đổ dung dịch mặn vào và tiếp tục cho chao chín. Sau đó, hấp keo chao ở lò nóng để thanh trùng trước khi phân phối tiêu dùng. Chao có mùi chua đặc trưng không có mùi thúi hoặc hôi. Vị của chao béo, thơm và hơi chua, dịu, không có vị đắng, tanh hoặc vị khó chịu nào khác. Chao làm từ nước chua lên men lactic ở 410C có hàm lượng đạm toàn phần, tính trên chất khô khoảng 55%, từ axit acetic hàm lượng đạm có thể lên đến 57,1% và so với cô đặc bằng calcium sulfat là 54% tính trên chất khô. 3.1.3. Sản xuất chao theo phương pháp hiện đại 3.1.3.1. Qui trình sản xuất : Hình 3.1.3.1 : Quy trình sản xuất chao nước 3.1.3.2. Giải thích qui trình : á Chuẩn bị đậu phụ chao : Đậu nành qua lựa chọn đem phơi khô, rửa sạch rồi ngâm nước khoảng 5–6 giờ để vỏ đậu mềm, sau đó xả nước và đãi cho tróc bớt vỏ đi. Xay ướt trong cối đá đến khi được dịch sữa đậu nành. Để đảm bảo đậu phụ chao không chứa vi sinh vật tạp và vi sinh vật kị khí, sữa phải được đun sôi ngay và giữ ở nhiệt độ này trong 5 phút, sau đó lọc qua vải màn để tách phần bã còn lại. Kết tủa protein là công đoạn đông tụ sữa đậu thành hoa đậu bằng cách đưa dịch sữa đậu về khoảng pH của protein đậu nành (pH » 4). Dùng CaSO4, MgSO4 hoặc nước chua . Lưu ý : Lượng tác nhân kết tủa để sản xuất đậu phụ chao cao hơn 20% so với sản xuất đậu phụ thường, vì vậy bánh đậu này rắn chắc hơn bánh đậu ăn hàng ngày rất nhiều. Lượng protein kết tủa khoảng 2.5–3.5% khối lượng chất khô ban đầu của đậu nành. Bánh đậu có chất lượng tốt là bánh đậu sau khi ép xong phải rắn chắc, lấy dao cắt để lại vết cắt mịn, không có lỗ rỗng. Thành phần bánh đậu là tốt nhất: hàm lượng nước nhỏ hơn 60% tuy nhiên thông thường hàm ẩm khoảng 63–72%, pH = 6–6.5. á Nuôi mốc Actinomucor elegans : Điều kiện nuôi cấy Actinomucor elegans : Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí tối ưu cho sự phát triển của Actinomucor elegans là 250C và 90 – 97%. Những giờ đầu phải nuôi ở độ ẩm 90%, sau 14 – 16 giờ nuôi trên bề mặt đậu xuất hiện những khuẩn ty màu trắng ta phải đưa hàm ẩm lên 95%. Phòng nuôi mốc phải có thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, giữ được ẩm và nền phòng phải có khả năng thoát nước. Actinomucor elegans là sinh vật hiếu khí, chỉ phát triển bình thường khi có đầy đủ oxi. Để đáp ứng điều kiện này môi trường nuôi phải thoáng, cụ thể là 100kg bánh đậu dùng để nuôi mốc cần có dung tích 6 – 7 m3 khí trên diện tích 2m2. Là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình sản xuất chao. Trước khi cấy mốc, bánh đậu cần được xử lý nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật tạp nhiễm. Có thể chần nước sôi hoặc sấy ở 100oC trong 15 phút. Mốc chao sau khi đã được sản xuất ở dạng bào tử, cấy trực tiếp vào bánh đậu không cần phải thêm chất dinh dưỡng nào khác, ta có thể cấy giống mốc vào bánh chao bằng máy hoặc thủ công. Khống chế hàm ẩm thích hợp với điều kiện sinh trưởng và phát triển của nấm mốc là vấn đề hết sức phức tạp, phải nắm vững 3 yếu tố có liên quan mật thiết với nhau để điều chỉnh cho thích hợp. Hàm ẩm của bánh đậu sau khi ép. Hàm ẩm của phòng nuôi mốc. Hàm ẩm của không khí. Nuôi mốc đúng kỹ thuật sau 36–42 giờ mốc có hoạt lực thủy phân protein cao nhất là 2.8–3.5 đơn vị protease. Khi thấy mốc chuyển từ màu trắng sang màu hung nâu là kết thúc giai đoạn nuôi mốc. Để việc nuôi mốc tốt cần lưu ý phòng nuôi mốc phải có thiết bị điều chỉnh nhiệt độ (10–200C), giữ được ẩm và nền phòng phải có khả năng thoát nước. Một phòng chỉ nên nuôi mốc trong 1000kg đậu. Thông thường đối với các phòng thông gió tự nhiên 100kg bánh đậu dùng để nuôi mốc cần có dung tích 6–7m3 khí trên diện tích 2m2. á Ướp muối : Ngừng sự phát triển của nấm mốc, chuẩn bị chuyển sang lên men. Đậu phụ chao lên mốc được chuyển vào các hũ sành lớn. Xếp vào hũ sành cứ một lớp đậu một lớp muối. Lượng muối thích hợp để ngâm là 130–150g/kg bánh đậu đã mọc mốc. Đến lớp đậu cuối cùng thì phủ một lớp kín bề mặt đậu. Muối để ướp phải sạch. Thời gian ướp muối khoảng 24 giờ sau đó các miếng đậu được lấy ra, rửa nước sạch và xếp vào hũ khác để chế biến. Ngoài phương pháp ướp muối, còn có phương pháp nhúng muối, thực hiện như sau: chuẩn bị dung dịch muối có nồng độ 300–320g/l và nhúng bánh đậu đã lên men trong liên tục 6–7 giờ thì nhấc lên, để khô 24 giờ, sau đó cho vào thiết bị lên men. á Lên men và chế biến : Sau nuôi mốc, lên men là công đoạn rất quan trọng, giai đoạn này quyết định chất lượng của sản phẩm. Trong giai đoạn này các enzyme của nấm mốc sẽ tham gia hàng loạt các phản ứng sinh hóa, mà chủ yếu là protease với sự thủy phân protein thành các acid amin, lipid và các ester thơm, tạo thành các sản phẩm và hương vị đặc trưng cho chao. Hương vị này do 4 nhóm chính tạo nên: các acid amin và NH3, các sản phẩm thủy phân protein, các acid béo, và methylacetone. Đầu tiên phải chuẩn bị hỗn hợp áo ngoài (dressing mixture), các hỗn hợp này rất đa dạng vì có rất nhiều loại chao. Xếp lần lượt từng lớp đậu và hỗn hợp áo ngoài vào hũ đến 80% thể tích hũ, sau đó cho vào dung dịch nước muối nồng độ khoảng 20%. Sau đó cho thêm rượu trắng vào, mục đích chính là để bảo quản: chống vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật gây thối. Các hũ sành được đậy bằng nắp gỗ và ủ kín trong vòng 3 tháng. Trong phương pháp truyền thống, đậu phụ được đem phơi nắng khoảng vài giờ, mục đích là tận dụng UV của ánh sáng mặt trời tiệt trùng bề mặt đậu phụ. Tuy nhiên phương pháp này sẽ dẫn đến tổn thất do sự phân hủy của đậu phụ. Hình 3.1.Actinormucor elegans phát triển trên bánh đậu 3.1.4. Chất lượng và bảo quan chao Hiện nay ở Việt Nam chủ yếu sản xuất chao theo phương pháp thủ công, dân gian nên rất dễ bị nhiễm vi sinh vật nhất là vi khuẩn nên phẩm chất chao thường xảy ra có mùi hôi thúi, vị đắng. Chất lượng sản phẩm không đồng đều. Do đó theo phương pháp truyền thống, các công đoạn diệt khuẩn rất cần thiết và phải lựa chọn, xử lí nguyên liệu thật kĩ. Giải pháp tốt nhất là chuyển sang sản xuất công nghiệp, sản xuất chao theo phương pháp hiện đại để chất lượng sản phẩm tốt và ổn định hơn. 3.2. Sản xuất nước chấm 3.2.1. Quy trình công nghệ Nước 2 Khô đậu Nghiền nhỏ Trộn nước Ủ Hấp Làm nguội Cấy giống Nuôi nấm mốc Đánh tơi Trộn nước Trích ly Nước 1 Bã Ngâm Trích ly Phối chế Thanh trùng Nước chấm thành phẩm Nước muối Bã Nước muối Giống trung gian Hình 3.2.1 : Quy trình sản xuất nước chấm 3.2.2. Giải thích quy trình 3.2.2.1. Xử lý nguyên liệu : Công đoạn xử lý nguyên liệu được thực hiện qua các bước chính như sau: Nghiền nhỏ: nhằm mục đích tăng khả năng xúc tác của enzym thủy phân. Kích thước hạt sau khi xay xong là 1mm là tốt nhất. Hình 3.2.2. Thiết bị nghiền 1: vỏ thiết bị nghiền 4: cửa máy nghiền 2: đĩa quay 5: trục động cơ 3: cánh nghiền 6: má nghiền Mục đích : Nguyên liệu sẽ được làm nhỏ trước khi thực hiện những bước tiếp theo. Cấu tạo : Gồm 1 động cơ gắn liền với trục có các cánh nghiền. Trong khoang nghiền có cánh nghiền và má nghiền , ngoài ra còn có bảng hệ thống điều khiển và đường ống dẫn nước để vệ sinh thiết bị. Nguyên lý hoạt động : Nguyên liệu sau khi rửa sạch,(nguyên liệu có kích thước lớn thì thái trên của thiết bị nghiền. Nhờ động cơ có cánh nghiền, nguyên liệu được băm miếng thích hợp) được đưa đến cửa nghiền ở phía và ép vào má nghiền. Qua các lỗ nhỏ trên má nghiền, nguyên liệu ra ngoài theo cửa ra ở phía dưới của thiết bị. Phối liệu và trộn nước: trộn 90% khô đậu đã được xay nhỏ với 10% bột bắp hoặc bột mì. Hấp chín: nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật đồng thời làm thay đổi đặc tính lý hóa học của bột, giúp cho nấm phát triển tốt hơn. 3.2.2.2. Nuôi nấm mốc Apergillus oryzae : á Các điều kiện nuôi cấy A.oryzae như sau : Độ ẩm môi trường là khoảng 55-58% thích nhất cho sự hình thành enzyme. Độ ẩm cho sự hình thành bào tử là khoảng 45%. Cần giữ cho độ ẩm môi trường không bị giảm . Độ ẩm tương đối của không khí từ 80% trở lên đến bão hoà đều thích hợp cho nấm mốc . Ảnh hưởng không khí: A.oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển bình thường khi có đầy đủ oxi. Để đáp ứng điều kiện này môi trường nuôi phải xốp, rải thành lớp không dày quá 2,5-3 cm, phòng nuôi phải thoáng. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho mốc phát triển và hình thành enzyme là khoảng 28-320C. Nhiệt lượng do nấm mốc toả ra mạnh nhất là từ giờ thứ 14 - 19 . Do nhiệt môi trường toả ra có thể lên tới 400C, cần giữ nhiệt độ từ 28-320C. Thời gian nuôi mốc hầu hết các chủng A.oryzae có hoạt động cực đại của amylase ở khoảng giờ thứ 30-36 rồi sau đó cực đại protease từ giờ thứ 36-40. Thời gian nuôi mốc giống thường hết 60-70h . pH : thích hợp cho A.oryzae là môi trường axít yếu 5.5 -6.5. Các môi trường từ cám gạo ngô thường có sẵn pH ở khoảng này nên không cần điều chỉnh . Trong tế bào của Aspergillus oryzae có chứa ít nhất là 23 enzim: α – Amilaza, β – Amilaza, Maltaza, Lactaza, Proteaza, Peptidaza, Dipeptidaza, Renin, Pectinaza, Pectozanaza, Lipaza, Xellulaza, Pirophosphataza, Phosphomonoesteraza, Phophodiesteraza, Tannaza, Catalaza, Nucleaza, Fitaza, Trehalaza, Amidaza, Xitaza, Sulfataza. á Mục đích : Nuôi nấm mốc nhằm thu nhận được số lượng và chất lượng enzym proteaza cao. Thường nuôi mốc ở 28 – 32oC và độ ẩm không khí 85 – 90%. Quá trình phát triển của nấm mốc có thể chia ra làm ba giai đoạn: Giai đoạn 1: sau khi cấy giống 8 – 10 h, ta thấy nhiệt độ tăng dần Giai đoạn 2: sợi nấm sẽ phát triển mạnh, nhiệt tạo ra nhiều và hệ sợi thường kết thành tảng. Giai đoạn 3: sau 24h bào tử của nấm mốc chuyển sang vàng hoa cam. 3.2.2.3. Lên men hoặc thủy phân : Trong quá trình thủy phân chịu ảnh hưởng ba yếu tố: Lượng muối, Nhiệt độ thủy phân, Lượng nước cần thiết cho quá trình thủy phân. Ở các xí nghiệp sản xuất nước chấm cho thấy lượng nước cho vào tốt nhất thường là 30 – 40% so với nguyên liệu, tương đương với 60 – 70% so với lượng nấm mốc. Sau khi thủy phân xong, căn cứ vào hàm lượng nước trong dịch thủy phân để tính lượng muối và nước muối cần bổ sung sao cho đạt được nồng độ quy định và số lượng nước chấm cần thiết. 3.3. Sản xuất tương 3.3.1. Kỹ thuật sản xuất tương thủ công Vo Rang chín già Nghiền Ngâm nước đậu Chắt Dịch bột đậu – nước đậu Ngâm Hấp chín Nuôi mốc Ủ mốc Ủ tương Để ngấm Mốc trung gian Nước muối Tương lỏng Đậu nành Bắp, bắp mảnh hoặc gạo Hình 3.3.1 : Sơ đồ quy trình sản xuất tương. á Xử lý nguyên liệu: Nguyên liệu trước khi cấy giống nấm mốc phải được xử lý qua hàng loạt công đoạn như: làm sạch, vo, đãi sạch, ngâm phối liệu và hấp chín. á Nuôi nấm mốc Aspergillus oryzae: Mục đích quá trình này là tạo điều kiện tối ưu cho sự hình thành enzym amilaza, proteaza. Nguyên liệu sau khi hấp chín và làm tơi, để nguội đến 35 – 40oC, cấy giống trung gian vào với tỷ lệ 0,5 – 1% so với nguyên liệu ban đầu. Trải lượng nguyên liệu này ra các thiết bị nuôi, chiều dày 1,5 – 2cm và cho vào phòng nuôi. Nhiệt độ phòng nuôi duy trì 28 – 32oC và độ ẩm không khí 85 – 95%. á Ủ nấm mốc: Tùy theo từng loại tương mà có các phương pháp ủ khác nhau. Ủ mốc mật: công đoạn này còn gọi là lên men ẩm. Sự chuyển hóa protein trong giai đoạn này hầu như không đáng kể mà chủ yếu là quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường. Kết thúc giai đoạn ủ cho muối vào với lượng 45%, trộn thêm bột đậu ngâm sau khi đã gạn lấy nước. Trộn đều và để lên men phụ khoảng 5 – 7 ngày ở 30 - 35oC cho ra đánh nhuyễn ta có tương đặc. á Rang đậu và ngâm nước đậu : Đậu được loại tạp chất, cho vào nước đãi kỹ rồi ngâm 10 – 15 phút, vớt ra để ráo. Đem rang ở nhiệt độ từ 170 – 200oC trong thời gian 45 – 60 phút. Sau khi rang, độ ẩm hạt đậu là 1,0 – 1,5%. Đậu rang xong, để nguội, xay tách vỏ, nghiền mịn, để thuận lợi cho sự chuyển hóa sau này. á Ngả tương để ngấu và bảo quản : Công thức phối liệu được thực hiện như sau: Nấm mốc ủ hoặc nguyên liệu đường hóa 10 phần. Bột đậu 2,5 phần. Muối tinh 1 phần. Cần trộn thật đều. Đem đánh nhuyễn rồi cho vào thùng, chum, vại hoặc thiết bị ủ để làm ngấu. Thời gian làm ngấu là 10 ngày thì sản phẩm có mùi thơm rỏ rệt. Nhiệt độ ngả tương thích hợp nhất là 30 – 35oC. Tương có thể bảo quản và sử dụng trong vài năm nếu chế biến tốt. Muốn giữ được lâu, các dụng cụ phải được rửa sạch và bảo quản trong điều kiện vệ sinh. 3.3.2. Kỹ thuật sản xuất tương công nghiệp Phương pháp sản xuất tương công nghiệp giống như phương pháp sản xuất tương thủ công thường cũng trải qua bốn giai đoạn. 3.3.2.1. Giai đoạn làm mốc sản xuất : Quy trình trong giai đoạn này được tiến hành sơ đồ sau: Chuẩn bị nguyên liệu Hấp chín nguyên liệu Trộn giống mốc sản xuất Nuôi mốc Giống sản xuất Ngả tương ngay Hình 3.3.2: Sơ đồ quy trình sản xuất mốc trung gian. á Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu được dùng trong sản xuất mốc tương có thể dùng gạo nếp hoàn toàn cũng có thể dùng ngô thay thế một phần hoặc hoàn toàn dùng bằng ngô. Ngô khi dùng cần được xay nhỏ với kích thước 0,3 – 0,5mm và cứ 100 lít tương cần 30 – 40 kg nguyên liệu chứa tinh bột. á Hấp chín: đầu tiên, ngâm nguyên liệu 8 – 12h, ngâm xong để ráo nước và đem hấp thanh trùng. Thường hấp ở nhiệt độ 100oC hoặc cao hơn. á Trộn giống: hấp xong, đem đánh tơi, và làm nguội, khi nhiệt độ xuống 38 – 40oC thì trộn mốc giống vào. á Nuôi mốc Aspergillus oryaze: nuôi trong phòng nuôi 30 – 32oC, sau 16 – 24 giờ nuôi cấy có thể hạ nhiệt độ xuống 28 – 30oC. Thời gian nuôi mốc nhanh gấp hai lần so với phương pháp thủ công. á Ngả tương ngay: sau khi nuôi mốc được rồi đem thủy phân luôn. Làm như vậy là tận dụng được thời điểm hoạt động của amilaza và proteaza cao nhất. Lưu ý: lấy mốc ra bóp thành từng hạt rời cho vào thùng hoặc chum vại, trộn với nước muối. 3.3.2.2. Giai đoạn làm nước đậu : á Rang đậu: đậu nành qua máy sàng để loại tạp chất (rơm, rác, sạn) và phân loại. Sau đó qua máy rửa hình trống có các lỗ quay xung quanh trục. Sau đó chờ các giỏ ráo nước khoảng 1 giờ, đem sấy 180 – 200oC trong 45 - 60 phút rồi đem xay. á Ngâm đậu: bột đậu rang trộn đều với nước. Đun sôi 45 – 60 phút, đổ vào thùng hoặc chum vại và ngâm. Ta có thể cho 10% nước đậu đã ngâm tốt ở giai đoạn trước và ngâm khoảng 6 – 7 ngày. 3.3.2.3. Giai đoạn ngả tương : Sau khi chuẩn bị xong nước đậu, mốc, đem trộn đều chúng với nhau và xay nhỏ hoặc qua máy nghiền rồi cho vào thùng hoặc chum vại để chín. Thời gian để chín là 5 – 10 ngày ở nhiệt độ 30 – 35oC. Nếu nhiệt độ thấp cần phải kéo dài hơn. 3.3.3. Giá trị dinh dưỡng của tương Nguồn nguyên liệu sản xuất tương chủ yếu là đậu nành và các loại hạt chứa gluxit. Do đó trong quá trình chuyển hóa trong tương, hàm lượngcác chất dinh dưỡng đáng chú ý nhất vẫn là protein (cụ thể là axit amin) và gluxit (cụ thể là đường glucoza). Ngoài ra, quá trình chuyển hóa tạo nên một số axit hữu cơ, cung cấp cho tương mùi vị dễ chịu. Tương còn cung cấp cho cơ thể các chất béo, sinh tố và muối khoáng. 3.3.4. Chất lượng và bảo quan tương Một vấn đề rất quan trọng và liên quan mật thiết với nghề làm tương theo phương pháp cổ truyền ở Việt Nam là không thể tiếp tục làm tương theo phương pháp để lên mốc tự nhiên. Khi đó bào tử mốc là lấy từ thiên nhiên và nơi nào làm mốc ngon thì người ta không rửa nong để mẻ sau tiếp tục có mốc đó phát triển. Vấn đề không phải ở chỗ làm tương ngon hay không ngon , làm nhanh hay chậm mà quan trọng hơn rất nhiều là có đảm an toàn cho sức khỏe con người hay không. Vấn đề được đặt ra là loài không độc Aspergillus oryzae về hình thái , màu sắc, cấu tạo hiển vi rất khó phân biệt loài rất nguy hiểm khác là Aspergillus flavus .A.flavus có thể sinh ra loại độc tố gây ung thư có tên gọi là Aflatoxin.Hiện đã biết 16 loại Aflatoxin khác nhau và độc nhất là các loại Aflatoxin B1,G1, B2, G2. Hình 3.2 : Độc tố Aflatoxin B1 Hình 3.3: Aspergillus flavus 3.4. Sản xuất sữa chua từ đậu nành 3.4.1. Quy trình chế biến sữa chua đậu nành thủ công 3.4.2. Giải thích quy trình á Nguyên liệu: được lựa chọn cùng một loại đậu nành, có kích cỡ hạt tương đối đều nhau, màu vàng, độ ẩm < 12%, mùi đặc trưng. á Lựa chọn: đậu nành được sàng để loại bỏ các tạp chất, loại bỏ những hạt kém phẩm chất (hạt non, hạt không bình thường về màu sắc, hình dạng). á Ngâm đậu: ngâm đậu trong nước giúp cho quá trình táy vỏ và phôi được thực hiện dễ dàng, giúp cho hạt trương nỡ làm cho quá trình tiếp theo xãy ra thuận lợi. á Tách vỏ: dung lực cơ học để tách vỏ ra khỏi hạt, loại bỏ phần tạp chất. á Xay: là quá trình cơ học phá vỡ tế bào, có ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng trích ly protein, đồng thời dùng nước hòa tan các chất để thu hồi dung dịch huyền phù. á Lọc: được tiến hành ngay sau khi xay, hạn chế sự tiếp xúc của oxy không khí, vi sinh vật. Lọc là một quá trình vật lý nhằm tách hỗn hợp không tan, khó lắng, phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, bã được giữ lại trên lớp lọc. Hình 3.4.2. Thiết bị lọc không bã Cấu tạo : Gồm có hệ thống khung bản,vải lọc,bơm, khay hứng,trục vít. Ngoài ra còn có thùng chứa, hệ thống dây dẫn. Nguyên lý hoạt động : Nhờ hệ thống trục vít các khung bản và vải lọc bị ép chặt vào nhau. Nguyên liệu được đưa từ thùng chứa vào hệ thống khung bản nhờ bơm áp lực. Dưới tác dụng của áp lực nguyên liệu đi qua vải lọc,phần bã bị giữ lại ở vải lọc. Dịch đi qua vải lọc theo các rãnh nhỏ vào đường ống dẫn đi đến thùng chứa sản phẩm. á Nấu: nấu ở 100ºC trong 2 phút nhằm tiêu diệt vi sinh vật, phân hủy các chất độc, diệt một số enzim. Mặt khác, làm cho các phân tử của dịch sữa chuyển động, dễ keo tụ hơn và tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan, bảo quản được lâu hơn. Phối chế đường trong giai đoạn nấu, lượng đường vào phải đảm bảo không khống chế quá trình lên men của vi khuẩn lactic. á Để nguội : sau khi nấu dịch sữa được để nguội tự nhiên đến khoảng 40-45ºC, tạo điều kiện cho giai đoạn cấy men sau này. á Cấy men lactic: sau khi để nguội tiến hành cấy men vào dung dịch, khuấy trộn đều nhằm phân tán đều men trong dịch sữa, tạo điều kiện cho quá trình lên men được triệt để hơn. Chúng có khả năng rất khác nhau khi tạo thành acid lactic trong môi trường, như vậy khả năng chịu acid (hay độ bền axit) cũng rất khác nhau. Đa số các trực khuẩn đồng hình tạo acid cao hơn (khoảng 2- 3,5%), liên cầu khuẩn (khoảng 1%). Các trực khuẩn này có thể phát triển ở pH= 3,8-4 (cầu khuẩn không thể phát triển được trong môi trường này). Hoạt lực lên men tốt nhất là trực khuẩn ở vùng pH= 5,5-6. Nhiệt độ sinh trưởng tối thích của loài vi khuẩn lactic ưa ấm là khoảng 25- 35ºC, ưa nhiệt khoảng 40-45ºC và ưa lạnh thì thấp hơn 5ºC. Khi gia nhiệt khoảng 60-80ºC, thì hầu hết vi khuẩn lactic bị chết sau 10-30 phút. á Làm lạnh: được tiến hành trong vài giờ, quá trình lên men lactic sẽ yếu dần, protein sẽ trương nở giảm lượng ẩm tự do và sản phẩm trở nên mịn, nhiệt độ làm lạnh khoảng 4-10ºC. 3.4.3. Giá trị dinh dưỡng của sữa chua đậu nành Sữa chua đậu nành cần được xem là một thành phần không thể thiếu trong thực đơn hằng ngày. Ngoài việc giúp điều hòa lượng đường trong máu và áp suất máu. Trong sữa chua đậu nành còn rất giàu các vi khuẩn sống có ích cho cơ thể và mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho sức khỏe như tăng hệ miễn dịch, giúp ngăn ngừa chứng viêm khớp, giúp cải thiện vệ sinh miệng, chống hơi thở hôi và ổn định tiêu hóa đối với những người có vấn đề rối loạn đường ruột. KẾT LUẬN Đậu nành là một loại lương thực rất phổ biến ở nhiều nước trên thế giới và là nguyên liệu khá lý tưởng cho công nghệ lên men. Từ đậu nành và các chủng vi sinh vật cần thiết, người ta sản xuất được khá nhiều sản phẩm lên men truyền thống. Với các chủng vi sinh vật khác nhau và phương pháp chế biến khác nhau, các dân tộc trên thế giới đã tạo nên những đặc trưng riêng của dân tộc mình. Quá trình lên men trong điều kiện tư nhiên được thực hiện bởi vi sinh vật và vật chất lên men có trong tự nhiên. Cả vi sinh vật và vật chất sử dụng trong quá trình lên men tự nhiên rất phức tạp, không đồng đều về chủng loại và số lượng. Tìm hiểu về vi sinh vật ứng dụng trong lên men truyền thống, ứng dụng vào công nghiệp giúp chúng ta kiểm soát được giống vi sinh vật, cơ chất của phản ứng sinh học. Qua đó nâng cao và ổn định chất lượng sản phẩm. Để đưa ngành công nghệ lên men các sản phẩm truyền thống nói chung và ngành công nghệ lên men sản phẩm từ đậu nành nói riêng phát triển mạnh mẻ, chúng ta cần phải tập trung vào một số nội dung chủ yếu sau: Nghiên cứu và sản xuất đủ lượng giống vi sinh vật thuần chủng có chất lượng cao phù hợp với điều kiện sản xuất hiện nay của nước ta. Hoàn thiện và chuyển giao công nghệ lên men kết hợp giữa truyền thống với hiện đại để rút ngắn thời gian lên men và bảo đảm an toàn, chất lượng sản phẩm. Thường xuyên kiểm tra chất lượng sản phẩm, vệ sinh trong quá trình sản xuất, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và tạo được thương hiệu cho sản phẩm. Tranh thủ sự giúp đỡ của các tổ chức trong và ngoài nước. Mở rộng giao lưu, hợp tác để học tập, trao đổi công nghệ vi sinh vật đưa ngành công nghệ lên men ngày càng phát triển. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ vi sinh – tập 3: Thực phẩm lên men truyền thống, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2000. [2]. Nguyễn Đức Lượng, “Công nghệ vi sinh, Tập 2 – Vi sinh vật học công nghiệp”, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2002. [3]. Nguyễn Hữu Phúc, Các phương pháp lên men thực phẩm truyền thống ở Việt Nam và các nước trong vùng, NXB Nông nghiệp, 1998. [4]. Ngạc Văn Giậu, “Chế biến đậu nành và lạc thành thức ăn giàu protein”, NXB Nông nghiệp, 1983 [5]. Kiều Hữu Anh, “Giáo trình vi sinh vật công nghiệp”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1999. [6]. Nguyễn Cảnh Cửu, Nguyễn Chung, “Cách làm tương, chao, nước chấm”, NXB Tp HCM, 1983. [7]. Trịnh Cương, “Cách chế biến vài loại thức ăn bằng đậu nành trong chế biến đậu nành”, Báo Khoa học, 1963. [8]. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, “Vi sinh vật học”, NXB Giáo Dục, 2002. [9]. Phạm Thị Minh Nguyệt, “Nghiên cứu vai trò vi sinh vật trong sản xuất chao”, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 1963. [10]. Lương Đức Phẩm, Hồ Sưởng, “Vi sinh vật tổng hợp”, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 1978. [11]. Trần Thị Luyến, “Công nghệ chế biến sản phẩm lên men”, NXB Nông nghiệp Tp HCM, 1998.