Đề tài Sản xuất nước tương Shoyu theo phương pháp mới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO CƠNG NGHỆ LÊN MEN ĐỀ TÀI : THEO PHƯƠNG PHÁP MỚI GVHD :PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn Họ Và Tên SV MSSV Lê Tấn Luận 60701406 Nguyễn Văn Tỵ 60702889 Nguyễn Tấn Phát 60701777 Nguyễn Văn Phụng 60701855 Năm Học: 2009-2010 MỤC LỤC 1. Tổng quan về nguyên liệu ……………………………………………..2 1.1 Đậu nành………………………………………………………………..4 1.2 Lúa mì ………………………………………………………………….6 1.3 Gạo……………………………………………………...……………..10 1.4 Nước…………………………………………………………………...11 1.5 Muối……………………………………………………...…………....12 1.6 Phụ gia bảo quản…………………………………………………...….13 2. Giống vi sinh vật...………………………………………………………13 3. Qui trình cơng nghệ sản xuất SHOYU...………………………...……16 4. Giải thích qui trình cơng nghệ…………………………………………17 4.1 Tách tạp chất……………………..……………...…………………….17 4.2 Ngâm đậu nành………………………………………….……...……..17 4.3 Hấp đậu nành………………………………………..……...………....18 4.4 Rang lúa mì, gạo...……………………………………………..………19 4.5 Xay lúa mì và gạo……………………………………………………...20 4.6Trộn……………………………………………………………………..21 4.7 Nuơi mốc Koji………………………………………………...………..21 4.8 Lên men…………………………………………………...…………...25 4.9Trích ly, lọc……………………………………………………………..28 4.10Thanh trùng…………………………….……………………………..29 4.11 Lắng………………………………………………………………......29 4.12 Rĩt chai………………………………………………………...……..30 5. SHOYU thành phẩm....………………………………………………...30 5.1 Mơ tả sản phẩm………………………………………………...……...30 5.2 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm.......…………………………………….31 6. Thành tựu cơng nghệ...………………………………………………....33 7. Tài liệu tham khảo....…………………………………………………...34 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1.2.1 : Thành phần hĩa học của hạt đậu nành ....................................4 Bảng 1.1.2.2 : Thành phần các acid amin trong protein đậu nành..................5 Bảng 1.2.1.1 : Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng tồn hạt).....................................................7 Bảng 1.2.2.1 : Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%)............................................8 Bảng 1.2.2.2 : Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì ( theo % chất khơ)…………………………….…………....10 Bảng 1.2.3.1 : Tiêu chuẩn chọn lúa mì…………………………………….10 Bảng 1.3.1 : Thành phần hĩa học của hạt gạo ( % chất khơ)…………....11 Bảng 1.4.1 : Tiêu chuẩn của nước…………………………….…….........11 Bảng 1.5.1 : Thành phần tạp chất(mg/kg)trong muối………………........12 Bảng 3.3.1 : Bảng chọn năng suất quạt phụ thuộc vào loại bể…………..24 Bảng 4.2.1 : Các chỉ tiêu hĩa học………………………………………..32 Bảng 4.2.2 : Các chỉ tiêu vi sinh………………………………………....32 MỤC LỤC HÌNH Hình 2.1 : Qui trình cơng nghệ sản xuất shoyu………………….…….16 Hình 3.1.1.1 : Thiết bị tách tạp chất.............................................................17 Hình 3.1.2.1 : Thiết bị tách tạp chất.............................................................18 Hình 3.1.3.1 : Thiết bị hấp………………………………………………....19 Hình 3.1.5.1 : Mặt cắt máy nghiền búa Beater Mill.....................................20 Hình 3.1.5.2 : thiết bị nghiền trục………………………………….………21 Hình 3.2.1 : Máy trộn khơ.........................................................................21 Hình 3.3.1 : Khay nuơi mốc......................................................................23 Hình 3.3.2 : Bể nuơi mốc………………………………………………...24 Hình 3.4.1 : Thùng lên men truyền thống..................................................26 Hình 3.4.2 : Canh trường trước lên men…………………………………26 Hình 3.4.3 : Bể lên men trong cơng nghiệp……………………………...26 Hình 3.5.1 : Thiết bị lọc, ép băng tải………………………….…………27 Hình 3.6.1 : Thiết bị thanh trùng bản mỏng..............................................28 Hình 3.7.1 : Thiết bị lọc ly tâm..................................................................29 Hình 3.8.1 : Thiết bị đĩng rĩt sản phẩm....................................................30 Hình 4.1.1 : Sản phẩm SHOYU................................................................30 GIỚI THIỆU • Shoyu (“Sho” là chữ “tương” nghĩa là nước tương, “yu” nghĩa là “dầu”, “dầu ăn”) là thuật ngữ để chỉ nước tương lên men của Nhật. • Shoyu bắt đầu xuất hiện trong các thực đơn của Nhật vào khoảng giữa thời kỳ Muromachi (1333-1568) và vào cuối thế kỷ 16, shoyu đã trở nên phổ biến đối với người Nhật. • Hàng năm ở Nhật sản xuất l,2 triệu tấn shoyu, chiếm khoảng 20 - 50% thị phần thực phẩm trong các chợ ở Nhật. • Cĩ 5 dạng chính của shoyu ở Nhật là koikuchi, usukuchi, tamari, saishikomi và shiro. Trong đĩ, koikuchi là loại phổ biến nhất, chiếm hơn 80% sản lượng nước tương tại Nhật 1 . NGUYÊN LIỆU : 1.1 Đậu nành : 1.1.1 Cấu tạo : Hạt đậu nành gồm 3 bộ phận : -vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt -phơi chiếm 2% -tử dịp chiếm 90% 1.1.2 Thành phần hĩa học : • Trong protein của đậu nành , glubolin chiếm 85-95% ngồi ra cĩ một lượng nhỏ albumin và một lượng khơng đáng kể prolamin và glutelin. • Carbohydrate trong đậu nành cĩ 2 loại : loại tan trong nước ( chiếm 10%) và loại khơng tan trong nước (chiếm 90%) • Ngồi ra trong đậu nành cịn chứa nhiều loại vitamin khác trừ vitamin C và vitamin D. Bảng 1.1.2.1 : Thành phần hĩa học của hạt đậu nành Các phần của Tỉ lệ % Thành phần % trọng Lượng chất khơ Hạt đậu nành Trọng lượng hạt Protein (%) Lipid (%) Tro (%) Carbohy drat (%) Hạt nguyên 100 40 20 4.9 35 Tử diệp 90 43 23 5 29 Vỏ hạt 8 8.8 1 4.3 86 Trụ dưới lá mầm (phơi) 2 41 11 4.4 43 Bảng 1.1.2.2:Thành phần các axit amin trong protein đậu nành Loại axit amin Phần trăm(%) Alanine 4.2 Arginine* 7.5 Axit aspartic 11.5 Cystine 1.3 Axit glutamic 19 Glycine 4.1 Histidine* 2.6 Isoleucine* 4.8 Leucine* 8.1 Lysine* 6.2 Methionine* 1.3 Phenylalanine* 5.2 Proline 5.1 Serine 5.2 Threonine* 3.8 Tryptophan* 1.3 Tyrosine 3.8 Valine* 5.0 (Dấu * chỉ thành phần các axit amin khơng thay thế)  Protein : Thành phần protein quan trọng trong đậu nành là glycinine và β- conglycinine.Ngồi ra,protein đậu nành cịn chứa các thành phần khơng mong muốn: -Chất ức chế trypsine:ức chế enzyme trypsine trong hệ tiêu hĩa của người -Hemagglutinin là protein cĩ khả năng kết hợp với hemoglobin nên làm giảm hoạt tính của hemoglobin -Đậu nành cũng như tất cả các hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trình nảy mầm.Trong số đĩ,lipoxygenase là enzyme cấn được quan tâm.Enzym này xúc tác cho phản ứng oxy hĩa chất béo,gây mùi ơi cho đậu nành  Lipid : • Trong dầu đậu nành cịn chứa một lượng nhỏ phosphatid , đặc biệt nhiều lecinthin cĩ tác dụng làm cơ thể trẻ lâu, tăng trí nhớ , tái sinh mơ ,tăng sức đề kháng… • Điều cần chú ý khi sử dụng dầu đậu nành là các axít béo thiết yếu rất dễ bị hủy hoại trong quá trình chế biến với nhiệt độ cao, kéo dài vì vậy đối với dầu đậu nành đã tinh luyện nên sử dụng khơng thơng qua nấu nướng (trộn salad, cho thêm vào thức ăn như canh, cháo, súp vào cuối giai đoạn nấu nướng.)  Carbonhydrates : • Thành phần carbonhydrates trong đậu nành Loại Phần trăm% Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,4 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1  Chất khống : • Chất khống trong đậu nành từ 4,5-6,8% . Nếu tính theo phần trăm chất khơ tồn hạt thì thành phần tro như sau : P2O5 0,6-2,18% SO3 0,41-0,44% K2O 1,91-2,64% Na2O 0,38% CaO 0,23-0,63% Cl 0,025% MgO 0,22-0,55% Chất khác 1,1 • Ngồi ra cịn cĩ các nguyên tố khống khác : Al , Fe , I , Mn , Cu , Mo … 1.1.3 Tiêu chí lựa chọn đậu nành : Loại đậu nành được dùng nhiều nhất là loại cĩ màu vàng sáng, vỏ hạt mỏng và mịn, rốn hạt màu vàng nhạt hoặc trắng, hàm lượng protein cao khoảng 40%, hấp thu nước đồng đều và chín nhanh, đậu cĩ kích thước lớn.  Hạt phải khơ, sạch, khơng sâu, khơng mọt, khơng cĩ mùi hơi thối.  Vỏ hạt nguyên vẹn, nhẵn và cĩ màu vàng sẫm.  Độ ẩm khơng lớn hơn 17%.  Hạt nứt khơng quá 5% khối lượng, hạt hư hỏng khơng quá 2% khối lượng, hạt xanh khơng quá 2%.  Tạp chất khơng quá 3% khối lượng 1.2 Lúa mì : 1.2.1 cấu tạo : • Khác với các hạt hịa thảo khác, lúa mì cĩ phía lưng và phía bụng. Phía lưng là phía phẳng và cĩ phơi cịn phía bụng cĩ rãnh lõm vào dọc theo hạt. • Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hịa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrơng, nội nhũ và phơi. Bảng 1.2.1.1 : Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng tồn hạt) Các thành phần của hạt Cực tiểu Cực đại Trung bình Nội nhủ 78.33 83.69 81.6 Lớp alorong 3.25 9.48 6.54 Vỏ quả và vỏ hạt 8.08 10.80 8.92 Phơi 2.22 4.00 3.24 - Vỏ: Vỏ là một bộ phận bảo vệ cho phơi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hĩa học từ bên ngồi. Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose, licnhin, khơng cĩ giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến càng tách được nhiều vỏ ra càng tốt. + Vỏ quả: Gồm một vài lớp tế bào chiếm 4-6% khối lượng tồn hạt. Lớp vỏ quả của hạt lúa mì mỏng, cấu tạo khơng được chắc như vỏ trấu của thĩc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt. + Vỏ hạt: Chiếm 2¸2,5% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào, lớp ngồi là những tế bào xếp khít với nhau chứa các sắc tố, lớp trong gồm những tế bào khơng màu ít thấm nước. Vỏ hạt cĩ cấu tạo rất bền và dai. Nếu dùng lực xay xát khơ thì khĩ bĩc vỏ do đĩ trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm. - Lớp alơrơng : Lớp alơrơng nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn cĩ thành dày, cĩ chứa protein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các vitamin B1, B2, PP. - Nội nhũ : Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng tồn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì. Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nĩ chứa đầy tinh bột và protein, ngồi ra trong nội nhũ cịn cĩ một lượng nhỏ chất béo, muối khống và vitamin. Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp. Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớp alơrơng thì cĩ màu trắng ngà, cĩ nhiều chất dinh dưỡng nhưng khĩ bảo quản. - Phơi : Phơi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phơi cĩ khá nhiều chất dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng trong phơi chủ yếu gồm cĩ 35% protein, 25% các gluxit hồ tan, 15% chất béo. Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đều tập trung ở phơi. Phơi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt. 1.2.2 Thành phần hĩa học : Thành phần hĩa học của lúa mì cĩ: Nước, Protein, Chất béo, Tinh bột, Đường trước chuyển hĩa, Đường sau chuyển hĩa, Xelluloza, Pentoza, Tro. Ngồi các chất trên, trong lúa mì cịn cĩ một lượng dextrin, muối khống, sinh tố, chất men và một số chất khác. Các chất này phân bố khơng đều trong từng phần của hạt. Protein chủ yếu tập trung ở nội nhũ và lớp alơrơng cịn chất béo chủ yếu lại ở vỏ. Trong vỏ cịn nhiều xelluloza, pentoza, và chất tro. Trong phơi thì nhiều đường và chất béo.  Thành phần hĩa học trung bình của lúa mì theo %chất khơ như sau:  Ngồi các chất trên, trong lúa mì cịn cĩ một lượng dextrin, muối khống, sinh tố, chất men và một số chất khác. Các chất này phân bố khơng đều trong từng phần của hạt. Protein chủ yếu tập trung ở nội nhũ và lớp alơrơng cịn chất béo chủ yếu lại ở vỏ. Trong vỏ cịn nhiều xelluloza, pentoza, và chất tro. Trong phơi thì nhiều đường và chất béo. Bảng 1.2.2.1 : Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%) Các phần của hạt Protein Tinh bột Chất béo Ðường Xenluloza Pentoza Tro Hạt Nội nhũ Vỏ và alơrơng Phơi 100 65 27 8 100 100 - - 100 25 55 20 100 65 15 20 100 5 90 5 100 28 68 4 100 20 70 10 • Protein - Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,6¸25,8%. Ngồi protein cịn cĩ một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,033¸0,061%. - Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đĩ chủ yếu là gliadin và glutenin. Hai protein này chiếm khoảng 75% tồn lượng protein của lúa mì. Hai protein này khơng hịa tan trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten. Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau. Ðối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng 20-25% khối lượng hạt. Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ giãn đứt cao. - Thành phần hĩa học của gluten phụ thuộc loại giống và chất lượng lúa mì. Trung bình trong gluten sấy khơ chứa khoảng 85% protein, 2-3 % chất béo, 2% chất khống, cịn lại khoảng 10-12% các chất gluxit. • Ðể đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau: - Màu sắc: Gluten tốt cĩ màu sáng đơi khi xám hoặc hơi vàng, gluten xấu thì màu xám. - Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là gluten tốt vì vậy sau khi xác định gluten tươi phải xác định lượng gluten khơ. Bình thường gluten tươi chứa 65¸75% nước. - Ðộ đàn hồi: Là tính chất rất quan trọng của gluten. Nĩ thể hiện khả nãng giữ khí của bột. - Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột. - Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở của gluten. - Ðể đánh giá chất lượng protein của lúa mì khơng những chú ý tới hàm lượng và chất lượng gluten mà về mặt dinh dưỡng cần phải chú ý tới thành phần aminoaxit của protein nữa. • Gluxit Trong thành phần của lúa mì cĩ nhiều gluxit, trong đĩ tinh bột chiếm từ 48¸73%, ngồi ra cịn cĩ lượng đường khử từ 0,11¸0,37%, sacaroza 1,93¸3,67% và maltoza 0,93¸2,63%. • Chất tro Trong lúa mì cĩ một lượng nhỏ chất tro. Nĩ phân bố khơng đều trong từng phần của hạt, chủ yếu là P, Ca và Mg. • Chất béo Hạt lúa mì cĩ một lượng nhỏ chất béo. Theo Ivanop thì sự phân bố chất béo trong hạt chủ yếu tập trung ở phơi và cám cịn nội nhũ rất ít. Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm axit béo no và khơng no ( panmitic, xtearic, licnoseric, oleic, linolic, linolenic). Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì được thể hiện qua bảng sau. Bảng 1.2.2.2 : Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì ( theo % chất khơ) Hạt và sản phẩm chế biến Khoảng dao động Trung bình Hạt 1,42 - 3,20 1,92 Bột trắng (lõi bột của nội nhũ) 0,82 - 1,44 1,18 Cám (lớp alơrơng và vỏ) 3,68 - 6,78 5,12 Phơi 7,14 - 15,80 8,76 • Vitamin Trong lúa mì cĩ một lượng vitamin gồm vitamin A, nhĩm B, H, E, K và một vài loại khác. Vitamin A, B1, B2, B3, E… chủ yếu tập trung ở phơi hạt vì vậy thường dùng cám mì để sản xuất các vitamin này. Ngồi những chất trên, trong lúa mì cịn cĩ một lượng chất men như amylaza, men thủy phân protein, men oxy hĩa khử, lipoxydaza, phitaza, lipaza... 1.2.3 Tiêu chuẩn chọn lúa mì • Khối hạt cĩ kích thước đồng đều,màu vàng sáng,hạt khơng bị hư hỏng. Bảng 1.2.3.1 : Tiêu chuẩn chọn lúa mì Độ ẩm =< 14.5 % Kim loại nặng Pb =<0.2 mg/kg Chất hữu cơ =<1.5 % m/m Chất vơ cơ =<0.5% m/m Các loại ngũ cốc khác =<2 % m/m Nấm =<0.05 % m/m Hạt nhân bị hỏng =<6 % m/m Hạt nhân bị hỏng do cơn trùng =<1.5 % m/m Xác động vật và cơn trùng chết =<0.1 % m/m 1.3 Gạo : • Hạt gạo gồm cĩ ba thành phần chính là nội nhủ (chiếm 93% trọng lượng hạt ),mầm (4 % ) và lớp vỏ cám (3%). • Hàm lượng các hợp chất hĩa học trong các thành phần trên được trình bày trong bảng sau : Bảng 1.3.1 :Thành phần hĩa học của hạt gạo ( % chất khơ) Các hợp chất Tinh bột Protêin Chất béo Chất khơ Khống Các chất khác Nội nhủ 90.2 7.8 0.5 0.4 0.6 0.4 Mầm 2.4 20.2 21.6 3.5 7.9 44.4 Lớp vỏ cám 16.0 15.2 20.1 10.7 9.6 28.4 • Tinh bột gạo gồm cĩ : amylose ( 15-35%) và amylopectin ( 65-85% ). Trong nội nhủ ,tinh bột ở dạng hạt với kích thước trung bình 3-8 x10-6m. các hạt tinh bột cĩ cấu trúc rất chặt chẽ. • Thành phần protêin trong hạt gạo gồm cĩ : albumin 5% ,globulin 10% ,prolamin 5% ,glutelin 80% . phần lớn các protêin này khơng hịa tan được vào mơi trường lên men. • Tiêu chuẩn chọn gạo : Gạo cĩ kích thước hạt lớn,trịn , đồng đều, màu trắng, độ bền cao, khĩ bị gãy. 1.4 Nước :  Tiêu chuẩn nước trong sản xuất nước tương : Bảng 1.4.1 Tiêu chuẩn của nước Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Chỉ tiêu vật lý Mùi vị Độ trong (ống Dienert) Màu sắc (thang màu coban) Khơng cĩ 100 mL 5o Chỉ tiêu hĩa học pH CaO MgO Fe2O3 MnO BO4 3- SO4 2- NH4+ NO2 - NO3 - Pb As Cu Zn 6.0 - 7.8 50 - 100 mg/L 50 mg/L 0.3 mg/L 0.2 mg/L 1.2 - 2.5 mg/L 0.5 mg/L 0.1 - 0.3 mg/L khơng khơng 0.1 mg/L 0.05 mg/L 2 mg/L 5 mg/L F 0.3 - 0.5 mg/L Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí Chỉ số Coli (số Coli/1 lít nước) Chuẩn số Coli (số mL nước cĩ 1Coli) Vi sinh vật gây bệnh < 100 cfu/mL < 20 >50 Khơng cĩ 1.5 Muối : Thành phần chính của muối ăn là NaCl. Muối ăn sau khi sản xuất ở đồng muối phải được tinh chế trước khi đưa vào sản xuất. Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay.  Chỉ tiêu hĩa học : - Muối sử dụng trong sản xuất nước tương càng ít tạp chất càng tốt vì ngồi thành phần chính NaCl cịn lẫn tạp chất (MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4...). Muối Mg cĩ vị đắng và dễ hút ẩm làm muối dễ chảy khơng cĩ lợi trong sản xuất nước tương. - Độ ẩm : khơng quá 4%. - Màu sắc : trắng, cĩ thể cĩ ánh hồng hoặc vàng. - Mùi : khơng mùi - Vị : khi pha thành dung dịch 5% cĩ vị mặn, khơng cĩ vị khác. - Tình trạng : đồng nhất, khơng lẫn tạp chất khi nhìn bằng mắt thường, khơng vĩn cục. - Kích thước : gồm những hạt tinh thể nhỏ, khi qua lưới sàng cĩ kích thước 1×1mm thì lọt qua 95%. Bảng 1.5.1 :Thành phần tạp chất(mg/kg)trong muối Hàm lượng tạp chất Số mg/kg Độ tinh khiết 95-99,5% Iod Pb <2 Kali <35 Magie <0,13 Canxi <30 Ion sulfat <70 K4Fe(CN)6 <10 Na4Fe(CN)6 <10 CaCO3 <20 Cu <2 asen <0,5 cát <0,5 coliform khơng 1.6 Phụ gia bảo quản : Natri benzoate : chất bền vững, khơng mùi, hạt màu trắng hay bột kết tinh, cĩ vị hơi ngọt, tan ít trong nước, ít độc, cĩ tác dụng bảo quản thực phẩm, chống nấm mốc, cĩ hoạt tính cao nhất ở pH 2.5 – 4. Trong bảo quản nước tương thường dùng natri benzoate cĩ nồng độ 0.07 – 0.1 %. Tiêu chuẩn lựa chọn phụ gia bảo quản : - Cĩ tính kháng khuẩn, nấm mốc và nấm men cao hoặc cĩ tính chống oxy hĩa xảy ra trong quá trình bảo quản. - Khơng gây độc cho người . - Khơng làm biến đổi hoặc rất ít tính chất hĩa lý, cảm quan của thực phẩm. - Khơng tạo phản ứng phụ hoặc những sản phẩm độc hại cho sản phẩm B. GIỐNG VI SINH VẬT : • Những loại thường gặp nhất là Mucor mucedo, Rhizopus nigricans, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Penicillium protatum, Tricoderma liguorum. • Nấm mốc thường được dùng trong sản xuất shoyu là A. oryzae và A. sojae. Trong 65 chủng mốc koji dùng trong sản xuất shoyu thì 80% là A. oryzae và 20% là A. sojae. Tiêu chuẩn chọn giống: Trong sản xuất tương cơng nghiệp, khi lựa chọn một giống nấm mốc điều cấn nhất là phải tạo được giống vi sinh vật thuần chủng . Giống vi sinh vật đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện sau:  Hoạt lực protease cao : - Một số enzyme của A. oryzae được tìm thấy cả ở nội bào và ngoại bào. Trong mơi trường nuơi cấy rắn A. oryzae trong sản xuất shoyu truyền thống, glutaminase cĩ hoạt tính nội bào, trong khi các enzyme khác như protease và α-amylase thì hầu như cĩ hoạt tính ngoại bào. Trong mơi trường bị nhận chìm, A. oryzae tạo ít glutaminase hơn, và hầu hết đều thải ra ngồi tế bào. Sự nuơi cấy A. oryzae theo phương pháp này làm giảm sự tạo glutaminase, nhưng lại tăng tạo protease. - Sự giải phĩng enzyme ra ngồi rất quan trọng cho việc thủy giải protein và tinh bột, vì vậy chủng nào cĩ lượng enzyme ngoại bào cao sẽ được ưa chuộng hơn. Nếu khơng, phải cần những phương pháp để giải phĩng enzyme nội bào ra ngồi.  Khả năng phát triển mạnh và chống tạp khuẩn tốt  Ảnh hưởng tốt đối với hương thơm  Khơng sinh độc tố (Aflatoxin)  Aspergillus oryzae:  Đặc điểm hình thái: Asp. Orizae 29B là lồi nấm vi thể thuộc bộ Plectascales lớp Ascomycota, cơ thể sinh trưởng là một hệ sợi, bao gồm những sợi rất mảnh chiều ngang 5 – 7μm phân nhánh và cĩ nhiều vách ngăn chia sợi thành nhiều tế bào.Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi thẳng đứng gọi là cuống đính bào tử, ở đầu cơ quan sinh sản vơ tính. Khối mốc tương hay mốc nước chấm thường thấy cĩ màu vàng chính là màu của bào tử của Asp. Oryzae  Điều kiện sinh trưởng: Độ ẩm canh trường 45 – 55% pH mơi trường 5,4 – 6,5 Độ ẩm khơng khí 85 – 95% Nhiệt độ 27 – 30oC Thời gian 30 – 60h • Nguồn dinh dưỡng: - Nguồn cacbon: lấy từ hợp chất hữu cơ của : tinh bột gạo, lúa mì và đậu nành. - Nguồn Nitơ: lấy từ protein của các nguyên liệu giàu protein như đậu nành - Nguồn khống: đã cĩ đủ trong nguyên liệu như trong pepton( đậu nành ),muối ,và gạo, lúa mì. - Nguồn các chất sinh trưởng : vitamin nhĩm B ,acid amin Nấm mốc A. orizae cĩ các loại enzyme sau: amilase, protease, các enzyme oxi hĩa khử như glucooxydase. Glucooxydase xúc tác quá trình phản ứng oxy hĩa glucose bằng oxy tạo thành acid gluconic, pH tối thích của nĩ là 5.5 – 5.8 , nhiệt độ tối thích 30 – 40 0C, trên 500C hoạt lực giảm rất nhanh, khi cĩ cơ chất (glucose), tínhbền về nhiệt tăng, glucooxydase cĩ tính chất oxy hĩa sinh học cao và là chất kháng sinh.. Mơi trường giữ giống và nhân giống: 40g đường, 25g nước chiết đậu, 25g thạch, pH 5,5 – 6,0 hoặc cĩ thể sử dụng mơi trường thạch malt thơng thường. Từ ống nghiệm nhân giống trung gian ở các bình tam giác với mơi trường gạo hoặc bắp mảnh đã hấp chín. Nuơi ở 28 – 29oC trong 3 – 4 ngày.  Một số vi sinh vật được sinh ra và cĩ vai trị quan trọng : Pediococcus halophilus Zygosaccharomyces rouxii  Zygosaccharomyces rouii : Z. rouii là lồi nấm men cĩ thể phát triển được trong cả mơi trường chứa muối và khơng chứa muối, cĩ khả năng thích nghi mạnh với nồng độ muối trong khoảng 24 – 26 % hay độ ẩm 0.787 – 0.810.  Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z.rouii : - Mơi trường khơng chứa muối: pH : 3 – 7, nhiệt độ: 20 – 350C. - Mơi trường chứa muối: pH: 4 – 5, nhiệt độ: 400C.  Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z. rouii: biotin, thiamine, pantothenic acid, inisitol. Hàm lượng inositol cần tăng cao trong mơi trường nuơi cấy cĩ chứa hàm lượng muối cao. 2. QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ : Hình 2.1 : Qui trình cơng nghệ sản xuất shoyu Lúa mì Xay Gạo Xay Đậu nành Ngâm Hấp Trộn Giống Nước cc Nuơi mốc koji Ngâm Lên men Lọc ép Bánh shoyu Kiaga shoyu Thanh trùng Lọc ly tâm Sản phẩm Lắng trong Rang Rang Nước muối Dầu shoyu CẤP LIỆU BỤI Tạp chất nhẹ Tạp chất lớn I II Tạp chất lớn Tạp chất bé Hạt chính 3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH : 3.1. Xử lý nguyên liệu: 3.1.1 Tách tạp chất ,phân loại : đậu nành, lúa mì, gạo.  mục đích : chuẩn bị cho quá trình tiếp theo được thực hiện dễ dàng hơn. Quá trình này bao gồm các cơng đoạn tách những tạp chất kim loại,đồng thời loại bỏ 1 phần vi sinh vật bám trên bề mặt hạt. - Loại bỏ các tạp chất cĩ trong nguyên liệu hay bám trên bề mặt vỏ (đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại). - Loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ.  Các biến đổi trong quá trình làm sạch : Chủ yếu là biến đổi về cảm quan, các biến đổi khác hầu như khơng đáng kể : - Cảm quan : Làm cho hạt sạch hơn, sáng hơn, tăng giá trị cảm quan, đồng thời cũng tăng chất lượng sản phẩm.  phương pháp thực hiện : - phân loại bằng sàng rung : tách đá ,sỏi… - phân loại bằng nam châm : tách tạp chất kim loại. - phân loại bằng sức giĩ : phương pháp này được sử dụng khi tạp chất cĩ kích thước bằng kích thước hạt cần làm sạch, nhưng khối lượng riêng của tạp chất và hạt khác nhau. Đầu tiên, đậu nành được qua thiết bị sàng rung để tách các tạp chất cơ học lớn như đá, sỏi. sau đĩ,khối hạt được đưa qua thiết bị nam châm để tách kim loại. sau cùng, đậu nành được làm sạch trên rây,cĩ thổi khí để tách bỏ bụi,tạp chất nhẹ và một phần vi sinh vật.  Thiết bị : Hình 3.1.1.1 : thiết bị tách tạp chất 3.1.2 Ngâm đậu nành :  mục đích ; chuẩn bị - làm hạt đậu mềm, giúp dễ tách vỏ hơn - giúp quá trình hấp chín dễ dàng hơn,nhanh hơn - cải thiện màu sắc, mùi,vị sản phẩm - Vơ hoạt một phần các chất ức chế enzyme Trypsin (Trypsic) và enzyme Lipoxygenase. - Giảm hàm lượng oligosaccharide (raffinose, stachyose)  Các biến đổi của nguyên liệu : - vật lí : hạt đậu nành hút nước,trương nở dẫn đến tăng về kích thươc và khối lượng. hạt đậu trở nên mềm hơn - Hĩa lí : hạt đậu nành bị hydrat hĩa. Một phần các oligosaccharide như raffinose, stachyose (là nguyên nhân gây khĩ tiêu ) được trích ly ra khỏi hạt đậu nành. - Cảm quan : làm giảm bớt mùi hen của đậu nành - Hĩa sinh : Dưới tác dụng của nhiệt độ và pH kiềm, các enzyme Lipoxygenase, các chất ức chế enzyme Trypsin sẽ bị vơ hoạt. Đồng thời, một số protein cũng bị biến tính  Phương pháp thực hiện :  Thiết bị - Cấu tạo : thiết bị hình trụ cĩ cánh khuấy - Nguyên tắc hoạt động : đậu nành được gầu tải Hình 3.1.2.1 : thiết bị ngâm Thơng số cơng nghệ : -tỉ lệ đậu : nước là 1: 3 (w/w) - nhiệt độ ngâm đậu : dao động trong khoảng 20-250C - thời gian ngâm : từ 6-8 giờ. Thời gian dài hay ngắn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi protêin. Sau khi ngâm hạt đậu cĩ độ ẩm 55-65% là tốt. tách đơi hạt đậu kiểm tra,thấy mặt đậu bằng phẳng,khơng cĩ vêt lõm là được. 3.1.3 Hấp đậu nành :  Mục đích: khai thác. Hấp làm chín bột, protein bị biến tính, đây là nguồn thức ăn cho nấm mốc phát triển . Đồng thời hấp cũng cĩ mục đích tiêu diệt vi sinh vật.  Biến đổi: - Vật lý: nguyên liệu trở nên mềm hơn - Hĩa học: protein bị biến tính - Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật bề mặt giúp cho nấm mốc dễ phát triển hơn.  Thiết bị: nồi hấp áp lực cao Nước ngưng Hơi nước Đầu vào Đầu ra Hình 3.1.3.1 : thiết bị hấp  Thơng số cơng nghệ: đối với nguyên liệu phối trộn như trên thì :  Áp lực: 1.2–1.4kg/cm2  Thời gian: 20–30 phút Nguyên liệu sau hấp phải chín đều , hấp cho đến khi chuyển sang màu hơi nâu là được, khơng quá sẫm màu, cĩ mùi thơm của đậu tương 3.1.4 Rang lúa mì và gạo :  Mục đích: chuẩn bị. Mục đích là làm biến đổi tính chất cơ lí của hạt tinh bột làm cho quá trình xay tiếp theo được dễ dàng hơn. Hạt cĩ độ bền cơ học giảm,độ dịn tăng lên,hạt dễ dàng vỡ ra.  Biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: nhiệt độ tăng - Hĩa học: độ ẩm giảm, tinh bột bị biến tính. - hĩa lí : hiện tượng bay hơi ẩm và các hợp chất dễ bay hơi, quá trình này làm cho cấu trúc bên trong hạt trở nên dịn,xốp - hĩa sinh và vi sinh : enzim và vi sinh vật bị vơ hoạt hồn tồn.  Thiết bị: Rang thùng quay  Thơng số cơng nghệ:  Nhiệt độ rang: 170 – 1800C  Thời gian: 5 – 7 phút. 3.1.5 Xay gạo và lúa mì :  Mục đích: chuẩn bị cho quá trình phối trộn và nuơi mốc . Gạo và lúa mì được nghiền nhỏ để khi ph ối trộn, nước thấm đều hơn . Nghiền cịn nhằm mục đích tăng diện tích phát triển của nấm mốc và khả năng xúc tác của enzyme khi thủ y phân . Kích thước nguyên liệu sau khi nghiền càng mịn càng tốt .  Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý:  Kích thước nguyên liệu: giảm  Nhiệt độ trong khối nguyên liệu: tăng do ma sát giữa các hạt với nhau và với máy nghiền.  Thiết bị và thơng số cơng nghệ : -Gạo được xay bằng thiết bị nghiền búa Đầu vào Đầu ra Hình 3.1.5.1: mặt cắt máy nghiền búa Beater Mill -Lúa mì được xay bằng thiết bị nghiền trục ( 4 trục hoặc 6 trục ) Hình 3.1.5.2 : Thiết bị nghiền trục 3.2. Trộn :  Mục đích : chuẩn bị cho quá trình nuơi giống tốt hơn.  Biến đổi : khối nguyên liệu với giống đươc trộn đều  Phương pháp thực hiện và các thơng số kỹ thuật: Khi đưa giống vào nên trộn giống trước với một số nguyên liệu cho đều, sau đĩ dùng nguyên liệu này rắc đều lên nguyên liệu định cấy giống. Khi rắc nên rắc đều và trộn kỹ để cĩ mốc giống đều khắp trên khối nguyên liệu và mốc phát triển đồng đều cũng làm cho nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng đều.  Thiêt bị : máy trộn khơ hay sàn,khay Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu và mốc được cho vào từ dưới máy trộn, sau đĩ khởi động vít tải để trộn đều nguyên liệu với mốc. Đầu vào Đầu ra Hình 3.2.1: Máy trộn khơ 3.3. Nuơi mốc koji : - Làm koji là quá trình lên men bề mặt của hỗn hợp đậu nành nấu/hấp và bột mì ,gạo rang. Nĩ được chủng giống với bào tử Aspergillus oryzae hoặc A.sojae và được ủ ở 25°C trong 2-3 ngày để thu được sự phát triển dày đặc và sự tạo bào tử xanh vàng chỉ ra rằng mức độ cao của enzim đã được tạo ra. Những enzim này bao gồm peptidases, proteinases, glutaminase, amylase, pectinases và cellulases cần thiết cho sự thuỷ phân từng phần của đạm và các hợp chất carbon của vật liệu thơ.  Mục đích: khai thác, tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển đều trên mơi trường nuơi cấy để hình thành các hệ enzyme cần thiết cĩ hoạt lực cao , cĩ khả năng thủy phân protein và tinh bột đạt hiệu suất cao , đặc biệt là enzyme protease và amylase.  Biến đổi:  Hĩa sinh : sự tổng hợp các enzyme , đặc biệt là protease và amylase. - Vai trị của enzyme trong phân giải protein : - Hoạt tính của enzyme trong Koji : Khi so sánh với các loại nấm mốc khác, Aspergillus oryzae cĩ hoạt tính peptidase cao nhất. Chúng chứa protease kiềm và acid và tất cả hoạt tính enzyme quan trọng trong sự phân giải các mơ thực vật như pectin, tinh bột, cellulose. A. oryzae cũng chứa glutaminase.  Sinh học: nấm mốc phát triển và sinh trưởng, tăng sinh khối.  Vật lý: nhiệt độ tăng do quá trình hơ hấp của nấm mốc. - Phương pháp nuơi mốc thủ cơng.  Thiết bị : theo phương pháp làm nước tương truyền thống , hỗn hợp sau cấy giống trải đểu trên khay gỗ và đặt trong phịng nuơi mốc. Trong quá trình nuơi mốc cần trang bị quạt ly tâm cĩ lưu lượng giĩ 6000 m3/tấn nguyên liệu giờ với áp lực 100mmH2O.  Thơng số cơng nghệ: PROTEINS Alkaline Proteinase Semi-Alkaline Proteinase Proteinase trung tính I và II Proteinase acid I - III PEPTIDES Acid Carboxypeptidase I - IV Leucine Aminopeptidase I - VII AMINO ACIDS GLUTAMINE GLUTAMIC ACID PYROGLUTAMIC ACID Glutaminase  Nhiệt độ: 28 – 30 0C  Độ ẩm khơng khí: 85 – 90 %  Thời gian đặt trong phịng nuơi mốc : 2 – 3 ngày để thu được sự phát triển dày đặc và sự tạo bào tử xanh vàng chỉ ra rằng mức độ cao của enzim đã được tạo ra.  Bề dày lớp mốc trong khay: 1 – 2 cm  Hàm lượng nước trong khối nguyên liệu 27 – 37 % sẽ cho hoạt tính enzyme protease và amylase cao nhất. Hình 3.3.1 : Khay nuơi mốc - Phương pháp nuơi mốc khối. o Nguyên liệu được trải vào trong thùng, hộp hoặc bể. Phương pháp này đã được áp dụng từ lâu ở một số nước, cĩ ưu điểm, năng suất cao hơn nuơi mốc trên khay, mành. 1m2 cĩ thể nuơi được 75 – 80 kg nguyên liệu (trong khi 1m2 phịng nuơi mốc theo phương pháp thủ cơng chỉ được 24 – 27kg), giảm nhẹ sức lao động của cơng nhân và dễ cơ giới hố. o Nuơi mốc nhằm thu nhận được số lượng enzyme cao nên các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thống khí đĩng vai trị rất quan trọng , đặt biệt là nhiệt dộ. Vì vậy trong suốt quá trình nuơi mốc cần chú ý tới các yếu tố này. o Quá trình phát triển của nấm mốc chia làm 3 giai đoạn:  Sau khi cấy giống 6 – 8 h, nhiệt độ tăng dần.  Giai đoạn sợi nấm phát triển mạnh, nhiệt tạo ra nhiều và hệ sợi thường kết thành tảng. 3 – 4h sau khuẩn ty xuất hiện rõ rệt.  Sau 24h, bào tử của nấm mốc chuyển sang màu vàng hoa cam. • Trong suốt quá trình nuơi mốc , nhiệt độ và độ ẩm của khối nguyên liệu được kiểm sốt bằng cách đảo trộn . Nếu đảo trộn trễ , nhiệt độ khối nguyên liệu tăng cao , khuẩn ty phát triển khơng tốt , làm giảm khả năng sinh tổng hợp enzyme và cĩ thể làm mốc giống bị chết.  Thiết bị: - Quạt: để thơng khí tốt cần trang bị quạt ly tâm cĩ lưu lượng 6000m3/tấn nguyên liệu × giờ với áp lực 100mm cột nước. Nĩi chung tuỳ theo khối nguyên liệu mà chọn quạt. Bảng 3.3.1: Bảng chọn năng suất quạt phụ thuộc vào loại bể Loại bể (kg) 400 800 1000 1200 Năng suất quạt (m3/giờ) 2400 4800 6000 7200 - Bể nuơi mốc: cĩ chiều dài khoảng 8m, chiều rộng khoảng 1,2 – 1,5m và mương cấp khí ở đáy bể cĩ độ dốc 3 – 40 và cơng suất mỗi bể chỉ nên tối đa 1200kg. - Để đảm bảo nhiệt độ của khơng khí 28 – 320C và hàm ẩm của nĩ là 95%, mỗi bể nuơi mốc phải cĩ ống phun hơi nĩng và tia nước ở đầu mỗi bể. Nĩi chung ở thời kỳ 2, nhiệt độ tăng tới 35 – 360C thì cứ 1 giờ chạy quạt 10 phút để hạ nhiệt và cấp ẩm. Về mùa hè cĩ thể sử dụng quạt nhiều hơn mùa đơng. Không khí sạch Hình 3.3.2: Bể nuơi mốc 3.4 Ngâm :  Mục đích :  chuẩn bị : - Tiêu diệt và ức chế nấm mốc và một số vi sinh vật cĩ hại, nhưng enzyme vẫn phát triển tốt. - Tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic và nấm men phát triển - Tạo vị - Hịa tan một số protein tan trong muối lỗng.  Khai thác : tách enzyme ra khỏi bề mặt hệ nấm. ( vì enzyme liên kết với bề mặt hệ nấm bằng liên kết ion.  Thiết bị : thiết bị hình trụ cĩ cánh khuấy  Thơng số cơng nghệ : thời gian ngâm khoảng 3 giờ. 3.4. Lên men :  Mục đích: chế biến. Tạo pH thích hợp cho enzyme protease và amylase của nấm mốc hoạt động , làm b iến đổi sâu sắc thành phần nguyên liệu theo hướng tạo ra sản phẩm là nước tương.  Biến đổi: - Hĩa sinh:  Protein thủy phân thành những chất trung gian như peptide , polypeptide và cuối cùng là thành các acid amin đơn giản dưới tác d ụng của enzyme protease.  Tinh bột bị thủy phân thành đường maltose và glucose do enzyme amylase. • Hĩa lí : pH giảm (pH đầu của dung dịch khoảng 6.5 – 7 ) do sự hình thành các acid hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme protease và amylase hoạt động và gĩp phần ức chế các vi sinh vật tạp khơng cĩ lợi cho quá trình lên men. - Vật lý:  Thể tích: tăng do cĩ bổ sung nước muối  Nhiệt độ: tăng ( phản ứng thủy phân là phản ứng tỏa nhiệt)  Độ nhớt: giảm do sự thủy phân protein thành acid amin và nhiệt độ tăng. - Cảm quan:  Màu sắc: tạo màu cho nước tương. - Hĩa học : - Trong sản xuất, một lượng koji được khuấy trộn với nước muối (22 – 23% muối) → hỗn hợp moromi → lên men kín (6 - 12 tháng). - umami được sinh ra từ các axit amin của protein đậu nành đã được sản xuất bởi các vi sinh vật - Muối và nước sau đĩ được bổ sung vào Koji để tạo mash moromi, sau đĩ lên men và thời gian khoảng sáu tháng. Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men moromi, các enzym sản xuất bởi các mốc Koji phá vỡ các protein trong đậu nành để tạo thành các axit amin, trong đĩ tăng cường umami. Các enzym cũng lao xuống tinh bột trong lúa mì và gạo để hình thành đường, và đây là những yếu tố tạo hương vị độc đáo và màu sắc cho nước tương. - Trong quá trình lên men, nồng độ muối cao và sự thay đổi pH đã tiêu diệt A. oryzae và A. sojae. Cơ chất trong đậu nành và lúa mì được thủy giải bởi hệ enzym như proteinase, amylase và peptidase sinh ra trong quá trình koji trước đĩ. - Giai đoạn sau của quá trình lên men moromi (khoảng 6 tháng) ở 15- 200c,Pediococcus halophilus phát triển và sản sinh ra acid lactic, làm giảm pH. Lồi Pediococcus halophilus là vi khuẩn chịu mặn và đặc trưng cho sản phẩm shoyu, được xác định như là lactobacillus chính trong hỗn hợp moromi. pH của vật liệu khởi đầu là 6,5 - 7,0; nồng độ muối 16-18%, tạo tính hoạt động trong nước (water activity - WA) là 0,80, đây là điều kiện thích hợp cho P. halophilus. - PH ban đầu của hỗn hợp nhanh chĩng giảm xuống vì enzyme phân giải protein và tạo thành acid lactic. Khi pH đạt đến 5,5; lactobacilli được thay thế bằng sự phát triển của Zygosaccharomyces rouxii. Đi kèm với sự giảm pH là sự lên men rượu xảy ra mạnh bởi Z.rouxii. Sau 60 ngày, một lượng lớn ethanol được tạo ra bởi tác động của sự thơng khí và tăng nhiệt. Kết quả thu được là 2- 3% ethanol và nhiều thành phần hương thơm được sản xuất bởi nấm men. Hình 3.4.1 : Thùng lên men truyền thống Hình 3.4.2 : Canh trường trước lên men  Thiết bị: Sử dụng thiết bị thủy phân : cĩ cảm biến , cĩ vỏ áo để gia nhiệt Đầu vào Đầu ra Hình 3.4.3 : Bể lên men trong cơng nghiệp Thơng số cơng nghệ:  Nhiệt độ lên men: - Giai đoạn đầu : 50 – 60 0C. thời gian 3 ngày,Tùy từng loại nguyên liệu, lượng nước trộn vào để quyết định thời gian lên men. - Giai đoạn sau : 15 – 25 0C. thời gian 6 tháng  Nhiệt độ là một thơng số rất quan trọng vì nĩ tạo điều kiện cho enzyme của nấm mốc xúc tác các phản ứng thủy phân tinh bột và protein thành đường và acid amin. Trong quá trình lên men khơng nên để nhiệt độ quá cao làm cho sản phẩm cĩ mùi khét , cháy hoặc nếu nhiệt độ quá thấp sẽ kéo dài thời gian lên men, sản phẩm cĩ màu nhạt, khơng sánh.  Lượng nước cho vào : 30 – 40 % so với nguyên liệu , tương đương với 60 – 70 % so với mốc. Khi cho nước vào nên cho 5 – 10 % NaCl để vi sinh vật tạp gây hư hỏng khơng thể phát triển nhưng sự phân cắt enzyme vẫn diễn ra.  Thời gian thủy phân : khoảng 3 ngày. Tùy từng loại nguyên liệu , lượng nước trộn vào để quyết định thời gian lên men. 3.5. Lọc ép:  Mục đích: khai thác . Sau khi thủy phân và ủ hương , tiến hành trích ly . Lấy bã sau trích ly tiếp tục cho nước muối vào tiếp tục trích ly lần hai rồi lọc đề khai thác triệt để các chất hịa tan trong hỗn hợp.  Biến đổi: - Vật lý: độ nhớt giảm. - Hĩa lý: sự tách rời hai pha lỏng và rắn. - Cảm quan: dung dịch trong hơn  Thiết bị: thiết bị trích ly, thiết bị lọc băng tải Bơm chân không Hỗn hợp vào Dịch lọc Bã lọc Hình 3.5.1 : Thiết bị lọc, ép băng tải  Thơng số cơng nghệ và biện pháp thực hiện: - Dùng nước muối cĩ nồng độ 20 – 25 % ở nhiệt độ 600C để hịa tan đạm và đường đã thủy phân trong quá trình lên men. - Sau khi cho muối nên tiến hành đảo trộn trong khoảng 24h để các chất hịa tan tan vào trong nước muối sau đĩ lọc rút nước chấm ra. 3.6. Thanh trùng :  Mục đích :  Bảo quản , tiêu diệt vi sinh vật , kéo dài thời gian b ảo quản sản phẩm.  Hồn thiện: tăng thêm hương vị cho sản phẩm.  Biến đổi: - Hĩa học : tăng cường phản ứng tạo mùi đặt trưng cho sản phẩm . Phản ứng tạo màu: phản ứng Maillard. - Vật lý:  Nhiệt độ: tăng  Thể tích dung dịch giảm do sự bốc hơi nước do nhiệt độ tăng.  Độ nhớt: giảm do nhiệt độ tăng.  Tỷ trọng: tăng - Hĩa lý:  Sự bay hơi nước.  Protein chưa bị thủy phân hết bị đơng tụ. - Sinh học: vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt. - Cảm quan: màu sắc đậm hơn, sản phẩm tương đối trong phù hợp thị hiếu người tiêu dùng.  Thiết bị: thiết bị thanh trùng bản mỏng. Hình 3.6.1 : Thiết bị thanh trùng bản mỏng  Thơng số cơng nghệ:  Nhiệt độ thanh trùng: 70 – 80 0C  Thời gian thanh trùng: 30 – 45 phút.  Lượng natri benzoate thêm vào : 0.07 – 0.1 % lượng nước tương . Ở nồng độ này natri benzoate cĩ tác dụng bảo quản tốt , khống chế được sự phát triển nấm mốc , nấm men đồng thời khơng cĩ hại đối v ới cơ thể con người. 3.7. Lọc ly tâm :  Mục đích : hồn thiện , ổn định mùi vị của nước tương . Lắng các phần muối kết tinh ở nhiệt độ thường , loại bỏ protein đơng tụ trong quá trình thanh trùng .  Biến đổi: Cảm quan: độ trong của nước tương tăng lên.  Phương pháp thực hiện : sử dụng máy ly tâm để lọc dịch sữẵ  Thiết bị • Cấu tạo - Buồng lọc. - Ống cấp dịch để cung cấp dịch cần lọc vào thiết bị. - Ống tháo dịch và màng lọc để tháo sản phẩm của quá trình lọc. - Ống tháo bã để tháo bã ra khỏi thiết bị. - Trục vít xoắn để tách bã ra khỏi dịch cần lọc. - Động cơ để quay trục vít xoắn. • Nguyên tắc hoạt động : Dịch lọc qua bộ phận cấp dịch vào buồng lọc. Trục vít xoắn quay tạo ra lực ly tâm làm cho các hạt rắn chuyển động ra khỏi tâm buồng lọc và va vào thành thiết bị. Những hạt rắn này sẽ được trục vít đẩy về ống tháo bã. Phần lỏng cịn lại tiếp tục qua màng lọc theo ống tháo sản phẩm ra ngồi Hình 3.7.1 : Thiết bị lọc ly tâm 3.8. rĩt chai :  Mục đích:  Bảo quản: tránh sự tiếp xúc của sản phẩm với mội trường ngồi  Hồn thiện : tạo sản phẩm cĩ hình dạng , mẫu mã đẹp , thu hút người tiêu dùng.  Thiết bị: Hình 3.8.1 : Thiết bị đĩng rĩt sản phẩm  Biện pháp thực hiện và thơng số cơng nghệ: Chai thủy tinh đựng sản phẩm phải được rửa sạch( rửa bằng nước sơi sau đĩ rửa lại bằng cồn 980, thanh trùng (thời gian 10 – 20 phút) để tiêu diệt vi sinh vật bám trên chai và loại bỏ bụi bẩn bám trên chai. Sản phẩm được rĩt vào chai theo dung tích quy định. Sau đĩ đĩng nút, dán nhãn ra nước tương thành phẩm 4. SẢN PHẨM SHOYU : 4.1. Mơ tả sản phẩm : Hình 4.1.1 : sản phẩm shoyu Hình 15 : Sản phẩm SHOYU • Nước tương là một dạng thực phẩm giàu chất dinh dưỡng do chứa nhiều axit amin, được cơ thể hấp thu trực tiếp và là một gia vị rất được nhiều người ưa chuộng, thường được dùng trong bữa ăn hàng ngày. Trung bình một người lớn cĩ thể dùng từ 50-150ml nước tương trong một ngày. • Nước tương cĩ đặc điểm chất lượng khác nhau, cĩ độ đạm từ 80N đến 400N, cĩ màu sắc, độ nhớt khác nhau, người ta cịn gọi là xì dầu, hắc xì dầu, được các nhà sản xuất pha chế theo nhiều mùi vị khác nhau theo sở thích của người tiêu dùng. • Lên men là phương pháp sản xuất nước tương cổ truyền, dùng vi sinh vật để thủy phân protein và carbohydrate trong nguyên liệu thành các acid amine và đường đơn • Tuy nhiên cĩ một lồi nấm sợi cĩ màu sắc và hình thái rất giống với lồi Aspergillus oryzae nhưng lại rất nguy hiểm rất cĩ thể nhiễm từ khơng khí vào. Đĩ là lồi Aspergillus flavus, một lồi nấm cĩ thể sinh ra độc tố Aflatoxin – một loại độc tố gây ung thư. Chỉ cĩ các chuyên gia cĩ kinh nghiệm mới phân biệt được hai loại này. • Thời gian sản xuất rất dài, khoảng 6 tháng vì cần thêm cơng đoạn nuơi mốc giống và quá trình lên men chậm. • Xì dầu Nhật Bản, hay shō-yu – theo truyền thống được chia thành 5 loại chính, phụ thuộc vào các khác biệt trong thành phần và phương pháp sản xuất. Xì dầu Nhật Bản cĩ thành phần chính là lúa mì, và điều đĩ làm cho xì dầu ngọt hơn loại của Trung Quốc; chúng cĩ hương vị hơi giống của một loại rượu vang Tây Ban Nha là sherry. Xì dầu Nhật Bản và xì dầu Trung Quốc khơng thể thay thế lẫn nhau trong nhiều cơng thức chế biến. Loại xì dầu sẫm màu của Trung Quốc gần với xì dầu Nhật Bản ở màu sắc tổng thể, nhưng khơng gần về độ mạnh của hương vị hay kết cấu. 4.2. Chỉ tiêu chất lượng: Theo tiêu chuẩn nhà nước TCVN 1763 – 75, chất lượng nước tương sản xuất theo phương pháp lên men bằng vi sinh vật phải đạt tiêu chuẩn sau: Nước tương phải sản xuất theo đúng quy trình cơng nghệ đã được cơ quan nhà nước cĩ thẩm quyền duyệt y, phải dùng chủng loại nấm mốc khơng cĩ độc tố do cơ quan thẩm quyền cung cấp. • Chỉ tiêu cảm quan: - Màu sắc: màu nâu cánh gián. - Mùi: mùi thơm đặc trưng của nước tương lên men. - Vị: ngọt đậm (đối với hạng đặc biệt), ngọt dịu (với hạng 1 và hạng 2), khơng cĩ vị chua lạ. - Độ trong: trong, khơng vẩn đục. • Các chỉ tiêu hĩa học: Nhìn chung, shoyu chất lượng tốt chứa 1,0-l,6% đạm tổng số; 2-5% đường khử; 1-2% acid hữu cơ, 2,0- 2,5% ethanol và 17–19% NaCl.Lượng alcohol cĩ ảnh hưởng quan trọng đến mùi thơm của shoyu lên men . Bảng 4.2.1 : các chỉ tiêu hĩa học Tên chỉ tiêu Loại đặc biệt Loại 1 Loại 2 Hàm lượng N tồn phần, g/l ≥20 ≥16 ≥12 Hàm lượng N formol, g/l ≥10 ≥8 ≥6 Hàm lượng N ammoniac, g/l ≤3 ≤2.5 ≤2 Hàm lượng NaCl, g/l 230 – 250 230 – 250 230 – 250 Hàm lượng acid tính theo số ml NaCl 0.1Ndùng để trung hịa ml mẫu hay pH 4.2 4.6 5– 5.6 • Các chỉ tiêu vi sinh vật: Theo quy định của bộ y tế, đối với nước chấm quy định như sau (dự thảo chỉ tiêu vệ sinh) giới hạn cho phép trong 1 ml thực phẩm. Bảng 4.2.2 : các chỉ tiêu vi sinh TT Tên vi khuẩn Giới hạn cho phép 1 TSVKHK 104 2 Coliforms 102 3 E.coli 0 4 Clostridium perfringens 10 5 S. aureus 3 6 Samonella / 25ml 0 7 TSTBNM 10 - TSVKHK: tổng số vi khuẩn hiếu khí - TSTBNM – NM : tổng số bào tử nấm mốc – nấm men. - Hàm lượng kim loại trong nước chấm được quy định như sau: Pb ≤ 2mg/l As ≤ 2mg/l Zn ≤2mg/l Cu ≤10mg/l  Nâng cao chất lượng nước chấm: Cần phải sản xuất nước chấm cĩ độ đạm cao, giữ đúng hàm lượng muối từ 230 – 250 mg/l, giảm hàm lượng đường trong nước chấm để hạn chế nấm mốc, nấm men phát triển; dùng tỷ lệ phối chế giữa đậu nành và bột mì thích hợp, phơi nắng để tiêu diệt vi sinh vật, thực hiện nghiêm túc chế độ vệ sinh trong quy trình sản xuất và phân phối. 5. THÀNH TỰU CƠNG NGHỆ: 5.1 Những nghiên cứu và tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất shoyu  Sử dụng bột đậu nành tách dầu thay vì tồn bộ là đậu nguyên.  Tăng sự phân giải protein của nguyên liệu thơ từ 65 - 90% bằng cách lựa chọn và gây biến tính nấm mốc; xác định các thơng số tối ưu: nhiệt độ, pH, chủng giống lactobacilli và nấm men, và các thành phần hĩa học.  Sử dụng giống thuần chủng lactobacilli và các nấm men.  Tự động hĩa thiết bị và mở rộng sản xuất.  Giảm thời gian cho quá trình nuơi cấy koji từ 72 giờ xuống cịn 48 giờ.  Giảm giai đoạn lên men của hỗn hợp từ l-3 năm xuống cịn 6 tháng.  Cải thiện chất lượng và giảm giá thành . 5.2. Sản xuất shoyu bằng hệ phản ứng sinh học (bioreactor) 5.2.1 Tiến trình sản xuất : • Phương pháp sử dụng hệ bioreactor khác với phương pháp dân gian ở một số điểm như sau : – Enzyme protease được sử dụng liên tục trong nuơi cấy chìm. – Sự lên men được thực hiện ở trạng thái lỏng. – Giai đoạn lên men ngắn (mất một vài tháng cho sự lên men dân gian nhưng chỉ khoảng 2 ngày cho phương pháp dùng hệ bioreactor). • Trong phương pháp dùng hệ bioreactor, dịch lỏng chưa tinh chế trải qua các khâu sau: – Sử dụng enzyme glutaminase cố định để gia tăng hàm lượng acid glutamic. – Sử dụng Pediococcus halophilus để thực hiện sự lên men lactic. – Sử dụng Zygosaccharomyces rouxii thực hiện sự lên men rượu và sử dụng Candida versatilis để tạo các hợp chất phenol như 4 - ethylguaiacol. 5.2.2 Sự lên men liên tục : • Sự lên men liên tục nhờ những tế bào ổn định của Pediococcus halophilus, Zygosaccharomyces rouxii, Candida versatilis diễn ra trên 100 ngày mà khơng cĩ bất kỳ vi sinh vật gây hỏng nào. Tổng thời gian tồn tại do lên men acid lactic và alcohol khoảng 30 giờ. Thời gian này ngắn hạn so với giai đoạn lên men dân gian khoảng từ 3-4 tháng để cho ra cùng một hàm lượng acid lactic và ethanol. • Số lượng lớn của những tế bào khơng xác định hiện diện trong chất rắn và chất lỏng ở mỗi tác nhân, tổng số từ 10-100, cao hơn gấp đơi khối moromi. Sự thu hẹp khơng gian trong phương pháp dùng hệ bioreactor thích hợp với mật độ cao của các tế bào cố định trong chất rắn và những tế bào tự do trong chất lỏng. Những thành phần hĩa chất chính của chất lỏng lên men từ hệ bioreactor đã được kiểm tra bao gồm acid lactic, glucose, ethanol và những hợp chất nitrogen. 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO : 1. PGS .TS . Lê Văn Việt Mẫn ,Sách cơng nghệ chế biến thực phẩm ,nhà xuất bản ĐH quốc gia tp.hcm -2009 2. mi/Cau-tao-hat-lua-mi/1 3. 4. 5.