Đồ án Tổng quan về nước tương lên men

74 trang thiennha21 12/04/2022 5260

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tổng quan về nước tương lên men", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_tong_quan_ve_nuoc_tuong_len_men.pdf

Nội dung text: Đồ án Tổng quan về nước tương lên men

TÊN ĐỀ TÀI.txt TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Hương SV: Nguyễn Đình Thế Phong Lớp: 11DSH02 MSSV: 1191111037 Page 1
LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Đình Thế Phong – MSSV: 1191111037. Lớp: 11HSH02. Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM xin cam đoan tự thực hiện đề tài “ TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN” theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Hương, không sao chép Đồ án Tốt nghiệp dưới bất kỳ hình thức nào, các số liệu trong Đồ án Tốt nghiệp là chính xác theo các tài liệu tham khảo (tham khảo Danh mục tài liệu tham khảo đính kèm). Nếu có gì không đúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. TP. HCM, ngày 20 tháng 09 năm 2013 Nguyễn Đình Thế Phong
LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cô Nguyễn Hoài Hương đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các tài liều cần thiết để em nghiên cứu hoàn thành luận văn này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt 2 năm học vừa qua. Cuối cùng, xin cám ơn tất cả các bạn cùng lớp đã sẵn lòng chia sẻ, trao đổi và giúp đỡ tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tổng quan về nước tương lên men MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH V MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN 2 1.1 Lịch sử phát triển của nước tương. 2 1.1.1 Định nghĩa nước tương: 2 1.1.2 Phân loại nước tương: 2 1.1.3 Lịch sử phát triển của nước tương 3 1.2 Thành phần hóa học của nước tương: 4 1.2.1 Thành phần acid amin: 5 1.2.2 Carbohydrate: 6 1.2.3 Các hợp chất màu và mùi: 6 1.2.4 Chất khoáng: 8 1.2.5 Vitamin: 9 1.3 Giá trị dinh dưỡng của nước tương. 9 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương lên men 10 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN 14 2.1 Nguyên liệu. 14 Nguyên liệu chính: đậu nành 14 2.1.2 Nguyên liệu phụ và phụ gia 17 2.1.2.1 Bột mì: 17 2.1.2.2 Muối ăn: 18 2.1.2.3 Nước: 19 2.1.2.4 Phụ gia bảo quản: 20 2.2 Giống vi sinh vật: 20 Trang i
Tổng quan về nước tương lên men 2.2.1 Nấm mốc Aspergillus oryzae 23 2.2.2 Nấm men 29 2.2.2.1 Saccharomyces rouxii 29 2.2.2.2 Zygosaccharomyces rouxii (Z. rouxii) : 30 2.2.3 Vi khuẩn lactic: Tetragenococcus halophilus (T. halophilus) 32 2.3 Quy trình công nghệ. 34 2.3.1 Quy trình truyền thống của Nhật Bản: 34 2.3.1.1 Sơ đồ quy trình: 34 2.3.1.2 Thuyết minh quy trình 36 2.3.1.3 Các điểm chính yếu trong chế biến nước tương 40 2.3.2 Quy trình truyền thống của Việt Nam 44 2.3.2.1 Sơ đồ quy trình: 44 2.3.2.2 Thuyết minh quy trình: 46 CHƯƠNG 3: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CHO NƯỚC TƯƠNG 54 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ SẢN PHẨM NƯỚC TƯƠNG TRÊN THỊ TRƯỜNG 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Trang ii
Tổng quan về nước tương lên men DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại nước tương lên men dựa theo thành phần hóa học ở Nhật Bản (Fukushima, 1979a). 3 Bảng 1.2: Thành phần hoá học của nước tương 4 Bảng 1.3: Thành phần acid amin có trong đậu nành, bột mì và nước tương 5 Bảng 1.4: Các hợp chất màu và mùi trong nước tương 7 Bảng 1.5: Thành phần khoáng trong nước tương 8 Bảng 1.6: Hàm lượng các vitamin trong nước tương 9 Bảng 1.7: Lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 (g/người/ngày) 11 Bảng 1.8: Sản lượng nước tương các loại của Nhật năm 1986 và 2001 12 Bảng 2.1: Thành phần hoá học hạt đậu nành 14 Bảng 2.2: Thành phần hóa học của khô đậu nành (%) 15 Bảng 2.3: Thành phần các nhóm protein đơn giản trong khô đậu nành (%) 16 Bảng 2.4: Hàm lượng acid amine trong khô đậu nành (trên hàm lượng chất khô) 16 Bảng 2.5: Thành phần carbonhydrate trong khô đậu nành (%) 16 Bảng 2.6: Thành phần chất tro trong khô đậu nành (%) 17 Bảng 2.7: Chỉ tiêu vi sinh của bột mì 18 Bảng 2.8: Yêu cầu cảm quan của muối dùng trong sản xuất nước tương 19 Bảng 2.9: Các loài vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nước tương ở các nước 21 Bảng 2.10: Điều kiện sinh trưởng của Saccharomyces rouxii 30 Bảng 2.11: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trường mà Z. rouxii có thể phát triển được 31 Bảng 2.12: Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii 31 Bảng 2.13: Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii 32 Bảng 2.14: Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của T. halophilus 33 Bảng 3.1: Yêu cầu cảm quan của nước tương 54 Trang iii
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 3.2: Yêu cầu hóa học của nước tương 55 Bảng 3.3: Yêu cầu vi sinh của nước tương 55 Bảng 3.4: Yêu cầu về kim loại nặng của nước tương 56 Bảng 3.5: Yêu cầu về các chất nhiễm bẩn của nước tương 56 Trang iv
Tổng quan về nước tương lên men DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1: Phân biệt nước tương Koikuchi, Usukuchi, Tamari dựa theo màu sắc 3 Hình 1.2: Lọ đựng nước tương bằng gốm từ Nhật Bản xuất khẩu đi các nước Đông Nam Á, Ấn Độ và Châu Âu trong suốt thế kỉ 17 và 18. 11 Hình 1.3: Sản lượng nước tương theo các năm tại Mỹ 12 Hình 1.4: Thời gian và lượng nước tương nhập khẩu vào Mỹ đến năm 1982 13 Hình 2.1: Đặc điểm của nấm mốc Aspergillus oryzae 25 Hình 2.2: Bộ gene của Aspergillus oryzae 27 Hình 2.3: Nấm men Z. rouxii 30 Hình 2.4: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của Z. rouxii và một số loại sinh vật khác trong nước tương. 31 Hình 2.5: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của T. halophilus. 33 Hình 2.6: Qui trình chế biến nước tương lên men Koikuchi 35 Hình 2.7: Hình mô tả quá trình rang lúa mì 36 Hình 2.8: Sự phát triển của kỹ thuật lên men bán rắn. 38 Hình 2.9: Các kỹ thuật ủ men 39 Hình 2.10: Ép dịch ủ men bằng máy ép thủy lực 40 Hình 2.11: Hoạt động phân giải của enzyme trong quá trình ủ men 42 Hình 2.12. Đồ thị thể hiện sự thay đổi của mật độ vi khuẩn sinh acid lactic, mật độ nấm men, pH, nồng độ cồn, nồng độ acid lactic theo thời gian lên men và nhiệt độ lên men. 43 Hình 2.13: Quy trình sản xuất nước tương truyền thống của Việt Nam 45 Hình 2.14: Phương pháp nuôi mốc thủ công trên khay 49 Hình 2.15: Thiết bị nuôi mốc với hệ thống thổi khí liên tục 50 Hình 2.16: Thùng lên men truyền thống 52 Hình 2.17: Bể lên men 52 Trang v
Tổng quan về nước tương lên men Hình 4.1: Nước tương Phú Sĩ 57 Hình 4.2: Nước tương đậu nành LISA 58 Hình 4.3: Nước tương Maggi 59 Hình 4.4: Nước tương Kikkoman 60 Trang vi
Tổng quan về nước tương lên men MỞ ĐẦU Trong cuộc sống hàng ngày, người ta luôn dùng các gia vị kèm vào bữa ăn như nước mắm, nước chấm từ thực vật Nước chấm từ thực vật hay còn gọi là nước tương, tàu vị yểu được dùng phổ biến ở Việt Nam. Nước chấm từ thực vật ngoài cung cấp mùi vị còn cung cấp cho cơ thể một lượng đạm nhất định và một số khoáng cần thiết cho cơ thể. Nước tương là tên gọi cho các loại nước chấm từ thực vật lên men từ đậu nành nguyên hạt. Còn tàu vị yểu là sản phẩm nước chấm từ thực vật được sản xuất bằng hóa giải nguyên liệu khô dầu. Magi là sản phẩm nước chấm thủy phân từ động vật Tuy nhiên hiện nay, nước tương, xì dầu, Magi, tàu vị yểu được người dùng gọi chung là nước tương. Tuy được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu và từ nhiều phương pháp khác nhau nhưng phần lớn là từ phương pháp lên men từ nguyên liệu đậu nành cho sản phẩm thơm ngon, màu sắc đẹp và đặc biệt không chứa các chất độc như: 3-MCPD và 1,3-DCP gây ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe người tiêu dùng. Do vậy, nước tương được sản xuất bằng phương pháp lên men này ngày càng được người tiêu dùng quan tâm và ưa chuộng. Xuất phát từ tình hình trên, đề tài: “TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN” được tiến hành nhằm cung cấp cái nhìn tổng quan về nước tương lên men cũng như qui trình sản xuất các loại nước tương lên men trên thế giới và Việt Nam. Trang 1
Tổng quan về nước tương lên men CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN 1.1 Lịch sử phát triển của nước tương. 1.1.1 Định nghĩa nước tương: Nước tương là một loại nước chấm dùng làm gia vị có hàm lượng đạm và nồng độ muối tương đối cao. Mặc dù có nhiều tên gọi khác nhau như xì dầu, tàu vị yểu, magi nhưng chúng đều được sản xuất chủ yếu bằng 2 phương pháp lên men và hóa giải nguồn nguyên liệu giàu đạm mà chủ yếu là các hạt có dầu. [6] Nước tương là sản phẩm thủy phân protein của nguyên liệu giàu đạm thành hỗn hợp các acid amin và polypeptide hòa tan. Tác nhân xúc tác là enzyme protease do nấm mốc sinh tổng hợp ra. Bên cạnh đó, còn có quá trình thủy phân tinh bột thành đường (glucose, maltose, dextrin ) dưới tác dụng của enzyme amylase cũng do nấm mốc sinh tổng hợp. Ngoài ra, do hoạt động của một số vi sinh vật tạo hương và những phản ứng hóa học xảy ra dưới sự tham gia của các chất được hình thành trong quá trình thủy phân làm cho nước tương có hương vị đặc trưng. [9] 1.1.2 Phân loại nước tương: Dựa theo sự khác biệt về nguyên liệu và phương pháp chế biến, nước tương được chia làm nhiều loại khác nhau. Một cách cơ bản, nước tương được chia làm ba loại sau: Nước tương lên men, Nước tương hóa giải, Nước tương bán hóa giải. Nếu dựa theo địa lý nước tương được chia làm hai loại: Nước tương kiểu Trung Quốc là loại nước tương chỉ được làm từ đậu nành và nước tương kiểu Nhật Bản là loại nước tương ngoài nguyên liệu đậu nành còn có thêm thành phần bột mì (Fukushima 1981, 1985; Yokotsuka 1983, 1986; Judoamidjojo 1987; Roling and others 1996; Chou and Ling 1998; Apriyantono and others 2004). Nhật Bản còn phân loại nước tương lên men ra nhiều loại khác nhau căn cứ vào thành phần hóa học và màu sắc của sản phẩm. [23], [24] Trang 2
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 1.1: Phân loại nước tương lên men dựa theo thành phần hóa học ở Nhật Bản (Fukushima, 1979a) Loại Đạm Đạm Đường Cồn NaCl Nước Màu pH Be tổng Formol khử (ml/ (g/100ml) tương (g/100ml) (g/100ml) (g/100ml) 100ml) Nâu Koikuchi 4,7 22,5 17,6 1,55 0,88 3,8 2,2 đậm Nâu Usukuchi 4,8 22,8 19,2 1,17 0,70 5,5 0,6 nhạt Tamari Nâu 4,8 29,9 19,0 2,55 1,05 5,3 0,1 Saishikomi Nâu 4,8 26,9 18,6 2,39 1,11 7,5 Vết Vàng Shiro 4,6 26,9 19,0 0,50 0,24 20,2 Vết sáng Hình 1.1: Phân biệt nước tương Koikuchi, Usukuchi, Tamari dựa theo màu sắc 1.1.3 Lịch sử phát triển của nước tương Trong văn hoá ẩm thực của các nước phương Đông, các sản phẩm lên men từ đậu nành đã được sản xuất từ hàng nghìn năm nay, chúng được dùng như những gia vị không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày và được xem như là thành phần bổ sung dinh dưỡng cho khẩu phần ăn. Các sản phẩm lên men cổ truyền này rất phong phú. Mỗi quốc gia có một vài loại sản phẩm đặc trưng riêng biệt như Nhật Bản có “miso” (đậu Trang 3
Tổng quan về nước tương lên men nành lên men dạng paste), “natto”, Indonesia có “temph”, Thái Lan có “Tao chiew”, Trung Quốc có nước tương, đậu hũ, Việt Nam có tương Bần, tương Cự Đà Trong số các loại sản phẩm này, nước tương (soy sauce) là loại thực phẩm được phổ biến nhiều nhất, đặc biệt là ở khu vực Châu Á. Nước tương đã có từ thời nhà Chu ở Trung Quốc, khoảng năm 1027-777 trước công nguyên. Con người trồng đậu nành để làm thức ăn và nuôi gia súc. Vì hạt đậu nành rất dễ bị hỏng nên người ta đã biết cho muối vào thùng chứa để bảo quản. Lâu dần, các hạt đậu bị lên men (tương tự như dưa cải), nhưng khác dưa cải ở chỗ, nó chuyển thành dạng paste, người Trung Quốc gọi nó là “Chiang”, tương tự như “miso” của Nhật Bản hiện nay. Dạng paste này dễ tiêu hoá hơn và con người đã sử dụng nó hàng thế kỉ. Tài liệu đầu tiên nói về “Chiang” là tập sách mang tên “Chou-li” của tác giả Chou-kung, xuất bản khoảng năm 1100 trước công nguyên. Khoảng 500 năm trước, vài người đã phát hiện ra rằng thay vì bỏ đi chất lỏng ở đáy thùng lên men thì họ dùng cho nấu nướng. Và từ đó nước tương được ra đời. [37] 1.2 Thành phần hóa học của nước tương: [4] Nước tương là một dung dịch chứa nước, muối và các chất dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng ở đây chủ yếu là protein dưới dạng các acid amine. Ngoài ra còn có đường, chất béo, một số acid hữu cơ và các chất thơm, chất màu. Thành phần hóa học trung bình của nước tương như sau Bảng 1.2: Thành phần hoá học của nước tương Thành phần g/100g nước tương Nước 71.0 Acid amin 5.2 Tổng chất béo 0.08 Acid béo (no) 0.01 Acid béo (đơn, không no) 0.01 Trang 4
Tổng quan về nước tương lên men Acid béo (đa, không no) 0.04 Carbohydrate 8.5 Chất xơ 0.8 Khóang chất 15.1 (Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference) 1.2.1 Thành phần acid amin: Thành phần acid amin của nước tương rất phong phú. Nước tương lên men giữ lại được hầu hết các acid amin có trong nguyên liệu là đậu nành hay khô đậu nành. Bảng 1.3: Thành phần acid amin có trong đậu nành, bột mì và nước tương Acid amin Đậu nành (%) Bột mì (%) Nước tương (%) Arginine 8.42 4.71 2.6 Histidine 2.55 2.12 2.5 Lysine 6.86 2.67 6.5 Tyrosine 3.90 3.19 1.0 Tryptophan 1.28 1.13 Phenylalanine 5.01 4.43 4.2 Cystine 1.58 1.80 0.9 Methionine 1.56 1.74 1.4 Serine 5.57 5.22 5.3 Threonine 4.31 2.76 4.2 Leucine 7.72 6.52 7.3 Isoleucine 5.10 3.78 4.8 Valine 5.38 4.69 5.5 Glutamic acid 21.00 29.30 22.5 Aspartic acid 12.01 4.85 10.5 Trang 5
Tổng quan về nước tương lên men Glycine 4.52 3.94 3.9 Alanine 4.51 3.37 4.4 Proline 6.28 9.94 6.5 Ornithine 5.7 Tổng 106.56 96.16 100.1 1.2.2 Carbohydrate: Carbohydrate có trong nước tương bao gồm glucose, fructose, maltose, pentose, dextrin. Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc của nước tương. 1.2.3 Các hợp chất màu và mùi: Màu và mùi là do tổ hợp các hợp chất tạo thành. Có khoảng 300 loại mùi vị đã được tìm thấy trong nước tương. Tuỳ thuộc vào hàm lượng các nguyên liệu ban đầu, nấm mốc, vi khuẩn lactic, nấm men, nước tương sẽ có mùi vị khác nhau. Những hợp chất mùi này được sinh ra từ quá trình thuỷ phân, bao gồm alcohol, ester, phenol, furanose Trong các hợp chất trên, thì HEMF (4-Hydroxy-5methy-3(2H)-furanone) do Z. rouxii, C. versatilis, C.etchellsii tạo ra là một hợp chất đặc biệt nhất, chỉ tồn tại trong nước tương, “miso” (một lượng nhỏ) của Nhật Bản và tạo cho loại nước tương này một hương vị đặc biệt. HEMF không có mặt trong các loại thực phẩm khác, hơn nữa HEMF chỉ tạo thành nếu trong quá trình lên men có mặt của nấm men. Nồng độ HEMF trong nước tương khoảng 200ppm. HEMF cũng có hoạt tính chống oxy hoá và chống ung thư. Năm 1983, Numomura và Sasaki tiến hành phân tích thành phần các hợp chất mùi, vị có trong các loại nước tương ở thị trường Mỹ. Thí nghiệm được tiến hành với 6 mẫu nước tương Trung Quốc, 5 mẫu từ Singapore, 6 mẫu từ Hongkong, 4 mẫu từ Hàn Quốc, 4 mẫu từ Đài Loan, 2 mẫu từ Nhật và 12 mẫu của Mỹ. Kết quả phân tích cho Trang 6
Tổng quan về nước tương lên men thấy, trong tất cả 39 mẫu trên, chỉ có 4 mẫu chứa HEMF trong đó có hai mẫu từ Nhật chứa hàm lượng lớn (250,0 và 166,2 ppm); một mẫu từ Hàn Quốc và một mẫu từ Mỹ chứa hàm lượng ít hơn nhiều (31,6 và 1,6 ppm, theo thứ tự). Từ đó, chúng ta có thể thấy được rằng, nước tương Nhật Bản được đặc trưng bởi hàm lượng HEMF lớn. Bảng 1.4: Các hợp chất màu và mùi trong nước tương Các hợp chất màu và mùi Nồng độ (ppm) Ethanol 31 501.00 Lactic acid 14 346.57 Glycerol 10 208.95 Acetic acid 2 107.74 4-Hydroxy-5methy-3(2H)-furanone 256.36 (HMMF) 2,3- Butanediol 238.59 Isovaleraldehyde 233.10 4-Hydroxy-2-ethyl-5-methyl-3(2H)- 232.04 furanone (HEMF) Methanol 62.37 Acetol 24.60 Ethyl lactate 24.29 2,6-Dimethoxyphenol 16.21 Ethyl acetate 15.13 Isobutylaldehyde 14.64 Methyl acetate 13.84 Isobutyl acohol 11.95 Furfuryl alcohol 11.93 Isoamyl alcohol 10.01 Trang 7
Tổng quan về nước tương lên men Acetoin 9.78 n- Butyl alcohol 8.69 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)- 4.83 furanone (HDMF) Acetaldehyde 4.63 2-Phenylethanol 4.28 n- Propyl alcohol 3.96 Acetone 3.88 Methionol 3.65 2-Acetylpyrrole 2.86 4-Ethylguaiacol 2.77 Ethyl formate 2.63 4-Butanolide 2.02 Methional 1.42 4-Ethylphenol 0.34 Dimethyl sulfide 0.04 1.2.4 Chất khoáng: Trong nước tương cũng có tương đối nhiều hợp chất khoáng, đặc biệt là Natri, Kali. Thành phần khoáng cụ thể được cho ở bảng sau: Bảng 1.5: Thành phần khoáng trong nước tương Thành phần mg/ 100g nước tương Ca 17.0 Fe 2.0 Mg 34 P 110 Trang 8
Tổng quan về nước tương lên men K 180 Na 5715 Zn 0.37 Cu 0.11 Mn 0.42 Se 0.0008 ( Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference) 1.2.5 Vitamin: Bảng 1.6: Hàm lượng các vitamin trong nước tương Thành phần Khối lượng/ 100g nước tương Vitamin C (mg) 0.0 Thiamin (B1) (mg) 0.05 Riboflavin (B2) (mg) 0.13 Niacin (mg) (B3) 3.06 Panthotenic acid (B5) (mg) 0.32 Vitamin B6 (mg) 0.17 Acid folic (g) 16 Vitamin B12 (g) 0.0 Vitamin A (UI) 0 Vitamine E (mg) 0.00 (Nguồn: USDA Nutrition Database for Standard Reference) 1.3 Giá trị dinh dưỡng của nước tương. [4] Theo USDA 100g nước tương cung cấp khoảng 53kcal. Ngoài chức năng bổ sung dinh dưỡng, nước tương còn có một số khả năng sinh học đặc biệt khác đã và đang được nghiên cứu. Trang 9
Tổng quan về nước tương lên men Trong quá trình lên men, protein được thuỷ phân thành peptide và các amino acid. Tuy nhiên, polysaccharide trong tế bào vỏ đậu nành không bị enzyme thuỷ phân. Chất polysaccharide này tồn tại trong nước tương sau khi lên men và được gọi là “shoyu polysaccharide”- SPS. SPS chiếm khoảng 1% (w/v) và có một số nghiên cứu cho rằng SPS có khả năng chống dị ứng nhẹ đối với những người bị dị ứng với bột mì. Các báo cáo khoa học gần đây đã nghiên cứu và phát hiện ra những hoạt tính sinh học của nước tương như: Khả năng chống ung thư Chống vi sinh vật Chống oxy hoá: Theo nghiên cứu của giáo sư Barry Halliwell trường Đại học Quốc gia Singapore (NUS), nước tương đặc có khả năng chống oxy hoá gấp 150 lần so với vitamine C và khoảng từ 6-12 lần hơn rượu nho. Nó còn có khả năng chống bệnh đột quỵ. 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương lên men [4], [24] Nước tương đã nhanh chóng trở thành loại nước chấm phổ biến không chỉ trong hầu hết các món ăn Trung Hoa mà còn trong rất nhiều các món ăn Phương Tây như ragu, hamburger và các món salad. Ở Trung Quốc, nước tương là một loại nước chấm phổ biến và thường được sử dụng nhất. Sản lượng nước tương tiêu thụ và số nhà máy sản xuất nước tương luôn tăng theo từng năm. Năm 1986, sản lượng nước tương tiêu thụ là 1,7 triệu tấn, và con số này tăng lên tới 5 triệu vào năm 2001. Hiện nay, Trung Quốc có hơn 4000 nhà sản xuất nước tương. Bảng dưới đây cho biết lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992. Trang 10
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 1.7: Lượng nước tương tiêu thụ ở Trung Quốc năm 1992 (g/người/ngày) Người có thu nhập Người có thu nhập Người có thu nhập cao thấp trung bình Thành thị 17.7 14.0 15.9 Nông thôn 13.0 8.4 10.6 Cả nước 15.6 9.7 12.6 Ở Việt Nam, theo một số thống kê, cả nước hiện có tổng lượng sản xuất khoảng 100 triệu lít/năm, trong đó riêng thành phố Hồ Chí Minh sản xuất khoảng 65- 70 triệu lít và có khoảng 50 nhà sản xuất nước tương. Vào thế kỉ thứ 7, nước tương được du nhập vào Nhật Bản và được gọi là “sho- yu”. Nhưng đến thế kỉ 17 mới được sản xuất rộng rãi với số lượng lớn và vận chuyển đến các nước Châu Á và Châu Âu. Tuy nhiên, cho đến năm 1959, công nghệ sản xuất nước tương mới được nghiên cứu dưới góc độ khoa học. Kết quả là đã có sự thay đổi toàn bộ về công nghệ, máy móc và thiết bị. Nhật có khoảng 1600 nhà sản xuất nước tương (năm 2000) trong đó có 5 nhà sản xuất nước tương lớn và chi phối thị trường nội địa nước này. Lượng nước tương sản xuất năm 2001 là 1000 triệu l/năm. Hình 1.2: Lọ đựng nước tương bằng gốm từ Nhật Bản xuất khẩu đi các nước Đông nam Á, Ấn Độ và Châu Âu trong suốt thế kỉ 17 và 18. Trang 11
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 1.8: Sản lượng nước tương các loại của Nhật năm 1986 và 2001 Loại nước 1986 2001 tương Sản lượng (l) % Sản lượng (l) % Đặc biệta 675 894 000 56.3 533 740 000 52 Cao cấp 285 059 000 23.8 190 835 000 18.6 Loại thường 92 279 000 7.7 46 711 000 4.5 Những loại khác 145 962 000 12.2 256 067 000 24.9 Tổng cộng 1 199 194 000 100 1 027 353 000 100 a Loại đặc biệt chỉ là loại nước tương hoàn toàn sản xuất bằng phương pháp lên men Ở Châu Âu, năm 1908, nhà máy sản xuất nước tương lên men đầu tiên được xây dựng tại Mỹ, tuy nhiên nó đã bị thất bại, sau đó năm 1917, một nhà máy khác được xây dựng mang tên Oriental ShowYou Company, sản xuất 30.000gal (khoảng 114000 lit/ năm). Hình 1.3: Sản lượng nước tương theo các năm tại Mỹ Trang 12
Tổng quan về nước tương lên men Chú thích: o- Tổng sản lượng tiêu thụ; - Lượng tiêu thụ nước tương sản xuất nội địa ; □-Lượng tiêu thụ nước tương của nhà sản xuất Kikkoman U.S; X- Lượng tiêu thụ của các công ty nhập khẩu khác. Hình 1.4: Thời gian và lượng nước tương nhập khẩu vào Mỹ đến năm 1982 Chú thích: o, Tổng lượng nhập khẩu;  Lượng nhập khẩu từ Nhật ; ∆ Nhập khẩu từ Hong Kong Trang 13
Tổng quan về nước tương lên men CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN Nguyên liệu. Nguyên liệu chính đậu nành [4], [6]  Đậu nành hạt: Đậu nành có tên khoa học là Glycine max merril. Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau. Trong đó đậu nành có màu vàng là loại tốt nhất nên được trồng và sử dụng nhiều. Hạt đậu nành có ba bộ phận :  Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt  Phôi chiếm 2%  Tử diệp chiếm 90% Hạt đậu nành có thành phần hoá học: Bảng 2.1: Thành phần hoá học hạt đậu nành Thành phần Tỷ lệ Protein Lipid Tro Carbonhydrate 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 41.4 11.0 4.4 43.0 Trong thành phần hoá học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỷ lượng rất lớn. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài 2 thành phần Methionin và Trytophan ra còn có các acid amin khác, có số lượng khá cao tương đương acid amin có trong thịt. Trong protein đậu nành Globuline chiếm 85-95%. Ngoài ra, còn có một lượng nhỏ albumine, một lượng không đáng kể prolamine và gluteline. Trang 14
Tổng quan về nước tương lên men Carbonhydrate chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần carbonhydrate có thể chia ra làm 2 loại: loại tan trong nước và loại không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ carbonhydrate. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn, Fe. Ngoài ra đậu nành còn có chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D. Đậu nành là một loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, muối khoáng, 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 phía Nam.Trong công nghiệp thực phẩm, đậu nành được xem là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất nước tương. [4], [6]  Khô đậu nành: là bã đậu nành đã ép lấy dầu.khô đậu nành chứa lượng chất béo thấp, là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm nên hiện nay được sử dụng làm nguyên liệu chính cho sản xuất nước tương. Thành phần hóa học của khô đậu nành tương đối giống với hạt đậu nành. Thành phần hóa học của khô đậu nành như sau: Bảng 2.2: Thành phần hóa học của khô đậu nành (%) Thành phần % chất khô Nước 10 Protein 49.6 Lipid 5 Glucid 29.2 Cellulose 5.8 Tro 5.5 Trang 15
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 2.3: Thành phần các nhóm protein đơn giản trong khô đậu nành (%) Nhóm protein % so với tổng số protein Albumine 6-8 Globuline 25-34 Glutelin 13-14 Prolamine Không đáng kể Bảng 2.4: Hàm lượng acid amine trong khô đậu nành (trên hàm lượng chất khô) Amino acid % so với tổng lượng chất khô Arginine 2.45 – 3.1 Cystine 0.45 – 0.67 Histidine 1.0 – 1.22 Isoleucine 1.76-1.98 Leucine 2.2-4.0 Lysine 2.5-2.66 Methionine 0.5-0.67 Phenylalanine 1.6-2.08 Tryptophan 0.51-0.67 Valine 1.5-2.44 Bảng 2.5: Thành phần carbonhydrate trong khô đậu nành (%) Carbonhydrate % so với lượng carbonhydrate tổng Cellulose 4.0 Hemicellulose 5.4 Tinh bột 0.19 – 0.91 Rafinose 0.8 – 1.2 Trang 16
Tổng quan về nước tương lên men Saccharose 4.9 – 6.8 Stachyose 3.5 – 4.3 Bảng 2.6: Thành phần chất tro trong khô đậu nành (%) Chất tro %chất khô P2O5 0.6 – 2.18 K2O 1.92 – 2.64 CaO 0.23 – 0.63 MgO 0.22 – 0.55 SO3 0.41 – 0.44 Na2O 0.38 Cl 0.025 Ca 0.16 – 0.47 P 0.41 – 0.82 Zn (mg/kg) 37 Fe (mg/kg) 90 – 150 Trong khô đậu có chứa một số enzyme tương tự trong hạt đậu nành: . Urease: enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân ure thành CO2 và NH3. . Lipase: thủy phân glyceride tạo thành glycerine và acid béo. . Phopholipase: enzyme có chứa sắt, xúc tác phản ứng oxy hóa acid béo tạo sản phẩm hydroperoxide. 2.1.2 Nguyên liệu phụ và phụ gia [4] 2.1.2.1 Bột mì: Bột mì dùng trong sản xuất nước tương cần đạt các chỉ tiêu về cảm quan, hoá lý và vi sinh như sau: Trang 17
Tổng quan về nước tương lên men  Chỉ tiêu cảm quan: Bột mì tốt có màu trắng hoặc trắng ngà, mịn, tơi, mùi đặc trưng của bột, không có mùi vị lạ như đắng, chua, ôi, khét, không có mùi mốc, không sâu mọt, không lẫn tạp chất (rác, sắt, đất, đá).  Chỉ tiêu hóa lý: - Độ ẩm không quá 14% - Độ chua không quá 4oN - Hàm lượng gluten khô không ít hơn 7-8% - Trạng thái gluten ướt : màu trắng đồng nhất, co giãn, đàn hồi như cao su. - Gluten khô vẫn giữ được màu trắng sáng của gluten ướt. - Dư lượng hoá chất trừ sâu: nằm trong giới hạn cho phép  Chỉ tiêu vi sinh: Bảng 2.7: Chỉ tiêu vi sinh của bột mì Tổng số vi khuẩn hiếu khí (khuẩn lạc/ g) 106 Coliforms (khuẩn lạc/ g) 103 E. coli (khuẩn lạc/ g) 102 S. aureus (khuẩn lạc/ g) 102 Cl. perfringens (khuẩn lạc/ g) 102 B. cereus (khuẩn lạc/ g) 102 2.1.2.2 Muối ăn: [4] Thành phần chính của muối ăn là NaCl. Ngoài ra có lẫn một số tạp chất như nước, MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4, bùn, cát Trang 18
Tổng quan về nước tương lên men Muối Mg có vị đắng và dễ hút ẩm làm muối bị chảy nước nên không có lợi cho sản xuất nước tương. Do đó, muối sử dụng trong công nghệ sản xuất nước tương cần càng ít tạp chất càng tốt và độ tinh sạch yêu cầu 92-97%. Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay, có độ ẩm không quá 4%, hàm lượng NaCl ít nhất là 92%, tạp chất vô cơ không tan không quá 0.5%, tạp chất tan trong nước không quá 2.3% và muối khi hòa tan vào nước không có vị chát. Cả 2 loại muối đều không được chứa hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) vượt quá quy định: Fe (<50), As (<2), Cu (<2), Pb (<2), Hg (<0.2). Bảng 2.8: Yêu cầu cảm quan của muối dùng trong sản xuất nước tương Chỉ tiêu Yêu cầu Màu sắc Màu trắng, có thể có ánh hồng hoặc vàng Mùi Không mùi Vị Khi pha thành dung dịch 5% có vị mặn, không có vị khác Tình trạng Đồng nhất, không lẫn tạp chất khi nhìn bằng mắt thường, không đóng cục Kích thước hạt Gồm những hạt tinh thể nhỏ, khi qua lưới sàng có kích thước 1x1 mm thì lọt qua 95% 2.1.2.3 Nước: [4] Nước sử dụng trong sản xuất nước tương cần đạt những chỉ tiêu về hóa học, hóa lý và vi sinh. Độ cứng của nước trung bình khoảng 8-170 (1 độ cứng tương đương 10 mg CaO/ lít nước hay 7.19 mg MgO/ lít nước). Độ cứng của nước quá lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein. Hàm lượng khoáng và các chất hữu cơ khác không quá 500-600 mg/lít. Số lượng vi sinh vật không quá 20-100 tế bào/cm3 nước, quan trọng nhất là không chứa các vi sinh vật gây bệnh. Chỉ số E.coli trong 1 lít nước không quá 20 tế bào Trang 19
Tổng quan về nước tương lên men và chuẩn độ E. coli phải lớn hơn 50 ( chuẩn độ E. coli là lượng nước ít nhất tính bằng ml trong đó có chứa 1 tế bào E. coli). Độ pH của nước nên đạt 6.5 – 7.5. 2.1.2.4 Phụ gia bảo quản: [4] Có tính kháng khuẩn, nấm mốc và nấm men cao hoặc có tính chống oxy hóa xảy ra trong quá trình bảo quản. Không được gây độc cho người và gia súc. Không làm biến đổi hoặc làm biến đổi rất ít tính chất hóa lý, cảm quan của thực phẩm. Không tạo ra những phản ứng phụ hoặc những sản phẩm độc hại cho thực phẩm. Trong sản xuất nước tương, người ta thường dùng chất bảo quản là benzoate natri - chất bền vững, không mùi, hạt màu trắng hay bột kết tinh, có vị hơi ngọt, tan ít trong nước, ít độc, có tác dụng bảo quản thực phẩm, chống nấm mốc, có hoạt tính cao nhất ở pH = 2,5 – 4. Trong bảo quản nước tương thường dùng benzoat natri có nồng độ 0,1% Công thức hóa học: COONa (C7H5NaO2) 2.2 Giống vi sinh vật: Vi sinh vật trong sản xuất nước tương sẽ chuyển hóa những protein phức tạp, tinh bột của nguyên liệu thành acid amin, đường đơn rất dễ cho cơ thể hấp thu. Ngoài ra, vi sinh vật còn tạo mùi vị đặc trưng cho từng sản phẩm nước tương khác nhau. Trang 20
Tổng quan về nước tương lên men Đối với từng quốc gia, việc sử dụng vi sinh vật để sản xuất nước tương cũng có một số điểm khác biệt. Dưới đây là bảng các loài vi sinh vật dùng trong sản xuất nước tương của một số quốc gia Châu Á. [8] Bảng 2.9: Các loài vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nước tương ở các nước STT Tên quốc gia Tên gọi loại nước Vi sinh vật sử dụng tương 1 Triều Tiên Kanjang Aspergillus oryzae Bacillus subtilis Bacillus pumillus Bacillus citreus Sarcina maxima Saccharomyces rouxii 2 Indonesia Kecap asin Rhizopus oligoporus Kecap manis Rhizopus oryzae Aspergillus oryzae 3 Malaysia Kicap kacang soya Aspergillus oryzae Pediococcus halophilus Pediococcus soyae Bacillus sp Bacillus licheniformis Pichia sp Candida sp 4 Trung Quốc Si yau Aspergillus oryzae Aspergillus sojae Aspergillus terriol 5 Việt Nam Xì dầu, nước tương Aspergillus oryzae 6 Philipine Toyo Aspergillus oryzae Hasinula anomala Trang 21
Tổng quan về nước tương lên men Hasinula sugelliculosa Lactobacillus delbrueckii 7 Singapore Soya sauce Aspergillus oryzae Sacchrosemyces sp Lactobacillus sp 8 Thái Lan Ce Iew Pediococcus halophilus Staphilococcus sp Bacillus sp Aspergillus oryzae 9 Nhật Bản Koikuchi shoyu Aspergillus oryzae Zygosaccharomyces rouxii Candida versatilis Candida etchellsii Lactobacillus delbrueckii Pediococcus halophilus Streptococcus faecalis Bacillus sp Saccharomyces halomebransis Saichikomi shoyu Tương tự Koikuchi shoyu Shiro shoyu Tương tự Koikuchi shoyu Tamari shoyu Tương tự Koikuchi shoyu Usukuchi shoyu Tương tự Koikuchi shoyu Trong phương pháp cổ truyền, người ta thường dùng vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên, các loại nấm mốc thường gặp là Mucor rouxii, Rhizopus nignicans, Asp. oryzae Giống đưa vào sản xuất phải có các điều kiện sau: Hoạt lực protease cao. Ảnh hưởng tốt đối với hương của sản phẩm. Trang 22
Tổng quan về nước tương lên men Khả năng phát triển mạnh và chống tạp khuẩn tốt. Không sinh độc tố (Aflatoxin). 2.2.1 Nấm mốc Aspergillus oryzae Hiện nay có hai cách phân loại vi sinh vật. Cách thứ nhất dựa vào đặc điểm sinh lý, sinh hóa; cách thứ hai dựa vào cơ sở cấu trúc phân tử của tế bào. Nấm mốc thuộc giới (Kingdom) nấm (Fungi), đại diện tiêu biểu của giới nấm là nấm mốc (Mold), nấm men (Yeast) và nấm lớn (Mushroom) [20]. Theo Từ điển nấm học, nấm mốc Aspergillus oryzae được phân loại như sau: Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Lớp: Eurotiomycetes Bộ: Eurotiales Họ: Trichocomaceae Giống: Aspergillus Loài: Aspergillus oryzae Giống nấm mốc Aspergillus được tìm thấy ở khắp nơi trên thế giới và hiện tại có khoảng 180 chủng đã được định danh. Mặc dù giống nấm mốc này có một số loài là tác nhân gây bệnh cho người như Aspergillus fumigatus (Brookman và Denning 2000; Latge, 1999), đa số các loài còn lại thì có ích trong tự nhiên để phân giải các hợp chất polysaccharides từ thực vật (de Vries, 2003; de Vries và cộng sự, 2000), và là những vi sinh vật quan trọng trong công nghiệp sản xuất nhiều loại enzyme ở qui mô lớn (Fawole và Odunfa, 2003; Wang và cộng sự, 2003). Trong số các loài thuộc giống Aspergillus thì hai loài Aspergillus oryzae và Aspergillus niger được công nhận là an toàn (có trong danh sách GRAS – Generally Regconized As Safe) của cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm (FDA – Food and Drug Administration) cuả Mỹ (Taylor và Richardson, 1979) [33]. Trang 23
Tổng quan về nước tương lên men Nhờ vào khả năng sản sinh ra tiết ra nhiều enzyme ngoại bào, giống nấm mốc Aspergillus giữ vai trò quan trọng trong trong công nghiệp sản xuất enzyme (de Vries và cộng sự, 1999; Lockington và cộng sự, 2002). Giống nấm mốc Aspergillus còn là một vi sinh vât quan trọng được dùng trong công nghệ lên men thực phẩm nhờ vào khả năng sản sinh ra nhiều loại enzyme như: protease, amylase, glucoamylase, cellulase, pectinase, xylanase, hemicellulase (MacKenzie và cộng sự, 2000; Petersen và cộng sự, 1999) [30]. Đã có rất nhiều nghiên cứu về ứng dung Aspergillus oryzae để sản xuất ra các loại enzyme: protease, amylase , trên môi trường lên men bán rắn hay lên men chìm [15], [17], [27], [29], [32]. Nấm mốc Aspergillus sinh ra nhiều enzyme hơn trong lên men bán rắn khi so sánh với lên men chìm, cơ chế phân tử của hiện tượng trên nên tiếp tục cần nghiên cứu làm rõ [32].  Đặc điểm hình thái: Cơ thể sinh trưởng của Aspergillus oryzae là một hệ sợi bao gồm những sợi rất mảnh, chiều ngang 5-7 µm, phân nhánh rất nhiều và có vách ngang, chia sợi thành nhiều tế bào. Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính bào tử, ở đó có cơ quan sinh sản vô tính. 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 (thể bình). Đầu các tế bào hình chai phân chia thành những bào tử đính vào nhau, nên gọi là đính bào tử. Đính bào tử của Aspergillus oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa cau. Nấm mốc Aspergillus oryzae có các đặc điểm sau: Khuẩn lạc của nấm mốc Aspergillus oryzae nuôi trên môi trường thạch Czapek ở 25oC sau 7 ngày có đường kính từ 4 – 5 cm. Cuống đính bào tử thường xen lẫn với hệ sợi nấm khí sinh. Cuống đính bào tử trong suốt dài từ 4-5mm, vách xù xì. Bọng hình cầu, đường kính 40-80 µm. Trang 24
Tổng quan về nước tương lên men Thể bình thường sinh ra trực tiếp trên bọng hoặc trên cuống thể bình, thông thường có kích thước 10-15 x 3-5 µm, cuống thể bình 8-12 x 4-5 µm. Đính bào tử lúc non hình elip, hình cận cầu hoặc cầu lúc già, đường kính 4,5-8 µm [19, 21]. Hình 2.1. Đặc điểm của nấm mốc Aspergillus oryzae [12, 36] A: Khuẩn lạc Aspergillus oryzae trên môi trường thạch Czapek sau 7 ngày nuôi ở 25oC B: Cuống đính bào tử xen lẫn với hệ sợi nấm khí sinh  Ứng dụng: C: Bọng, Thể bình, Đính bào tử Nấm mốc Aspergillus oryzae được sử dụng trong vài thế kỷ qua để sản xuất nhiều loại thực phẩm lên men ở phương Đông như: nước tương, xốt tương, rượu Sake. Nấm mốc Aspergillus oryzae còn được xem như là một loại mốc Koji an toàn trong hàng trăm năm qua và còn dùng để sản xuất probiotic để bổ sung trong khẩu phần ăn của gia súc (Yamada và cộng sự, 2003; Hocking, 2006; Morita và cộng sự, 2007) [20]. Theo Nguyễn Lân Dũng (2005), mốc màu hoa cau mà nhân dân ta thường dùng để làm tương là một loài nấm sợi có tên khoa học là Aspergillus oryzae. Đây cũng chính là loài mà người Nhật dùng để đường hóa gạo khi làm rượu Sake. Người Trang 25
Tổng quan về nước tương lên men nghiên cứu sớm nhất về loài nấm này là một nhà khoa học Nhật Bản tên là Jokichi Takamine. Nghề làm tương và làm rượu Sake với loài nấm sợi này đã có từ rất lâu đời. Trước đây bào tử nấm này từ thiên nhiên rơi vào trong xôi hay gạo và mọc lên mốc làm tương hay làm rượu. Bây giờ tình hình ở Nhật đã hoàn toàn khác hẳn. Nấm sợi Aspergillus oryzae đã được chọn lọc để có các chủng có hoạt tính rất cao để làm giống cho sản suất gọi là koji. Koji được sản xuất ra dưới dạng bánh thì gọi là mochi-koji, còn dưới dạng hạt thì gọi là bara-koji. Quá trình sản xuất ra koji gọi là sei-koji. Nấm này còn được dùng ở Nhật Bản để sản xuất tương Nhật từ đậu tương, dạng đặc gọi là miso, dạng loãng gọi là shoyu (Nước tương). Một điểm đáng chú ý là loài nấm mốc Aspergillus oryzae thuộc nhóm Aspergillus flavus, nhóm này còn bao gồm 3 loài khác là: Aspergillus sojae, Aspergillus nomius, Aspergillus parasiticus (Raper và Fernnell, 1965), trong đó Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus là 2 loài có khả năng sinh ra aflatoxin là một loại độc tố có thể gây ung thư. Loài Aspergillus oryzae chỉ khác biệt với loài Aspergillus flavus ở một số đặc điểm mà chỉ một số chuyên gia có thể phân biệt được (Kurtzman và cộng sự, 1986). Qua một quá trình sử dụng lâu dài, các chủng Aspergillus oryzae thể hiện một số đặc điểm khác với loài Aspergillus flavus như: khả năng tạo bào tử giảm, có nhiều hệ sợi nấm khí sinh hơn, hay không sinh ra độc tố aflatoxin (chức năng của aflatoxin có thể là để hạn chế sự tấn công của côn trùng), các đặc điểm trên có thể là do sự thích nghi với việc nuôi cấy trên môi trường nhân tạo như quá trình sản xuất koji [19].  Cấu trúc genome của Aspergillus oryzae : Trình tự bộ gene của A. oryzae RIB40 (ATCC-42149) đẵ được giải mã trong năm 2005 [26]. Đây là một giống hoang dại, hầu hết tương tự với những giống dùng để nấu rượu Sake nhưng vẫn có hoạt lực protease cao, đây là yếu tố quan trọng nhất trong lên men nước tương. Aspergillus oryzae lần đầu tiên được phân lập từ Koji bởi H. Ahlburg năm 1876, khi ông ta được mời tham gia trường Cao đẳng y tế Nhật Bản với Trang 26
Tổng quan về nước tương lên men tên gọi là Eurotium oryzae sau đó được đổi tên thành Aspergillus oryzae bởi F. Cohn vì ông ta phát hiện ra nó không có khả năng sinh sản hữu tính. Người ta gọi Aspergillus oryzae là một giống được thuần chủng vì vậy A. oryzae có thể chỉ được tìm thấy dưới dạng thuần chủng không có trong tự nhiên. Bộ genome của Aspergillus oryzae gồm có 8 nhiễm sắc thể với tổng dung lượng bộ gen là 37.2 Mb. [26] Hình 2.2: Bộ gene của Aspergillus oryzae So sánh genome của A. oryzae với A. nidulans và A. fumigatus trong cùng một thời gian liên quan. A. oryzae có dung lượng genome lớn hơn 25 – 30 % so với hai loài Trang 27
Tổng quan về nước tương lên men kia, tương đương 2000 – 3000 genes, cho thấy hệ số nén chặt trong genome của 3 loài này giống nhau. Tăng số lượng gene dẫn đến tăng kích cỡ của genome, phần DNA phụ trội (dài hơn) này không nằm tập trung trong genome mà ngược lại chúng phân tán khắp bộ gene, đặc biệt chúng chứa nhiều gene liên quan đến tổng hợp và vận chuyển chất chuyển hóa bậc hai – tức là các hợp chất hóa học không liên quan trực tiếp đến sự tăng trưởng, phát triển và sinh sản bình thường của sinh vật. Các chất chuyển hóa bậc hai thường mang tính đặc hiệu cho loài. Do vậy, việc tìm thấy các gene liên quan đến chất chuyển hóa bậc hai giúp ta hiểu biết kĩ hơn về đặc tính sinh học đặc hiệu của loài quan tâm. Aspergillus oryzae được biết là có hệ enzyme thủy phân đa dạng và khả năng đáp ứng cho nhiều nguồn nguyên liệu. Phần gene mở rộng giải thích cho khả năng thủy phân này. Enzyme thủy phân ngoại bào chỉ được tìm thấy ở A. oryzae nhưng không được phát hiện trên A. fumigatus. Nhiều chất chuyển hóa có thể được sử dụng để phân cắt hoặc làm biến đổi nguyên liệu, nhưng cũng có khả năng tạo ra độc tố. A. oryzae cũng chứa các gene mã hóa độc tố Aflatoxin nhưng may mắn là các gene này không được biểu hiện.  Vai trò của nấm mốc trong sản xuất nước tương: Khi tiến hành quá trình lên mốc (quá trình koji), giống nấm mốc (seed koji) được trộn vào trong nguyên liệu đã được hấp chín, làm nguội, với mật độ bào tử khoảng 103 đến 104 bào tử/g nguyên liệu, và tạo điều kiện thích hợp cho bào tử nẩy nầm và phát triển, giống nấm mốc phải được chọn lọc kỹ, có khả năng phát triển nhanh chóng để hạn chế sự tạp nhiễm các chủng nấm mốc dại có khả năng sinh độc tố, khi nấm mốc phát triển đồng thời chúng cũng sinh ra nhiều loại enzyme như amylase, protease , các enzyme thủy phân này để thủy phân tinh bột và protein thành các chất có trọng lượng phân tử thấp. Tùy thuộc sản phẩm cuối cùng, các chủng nấm mốc khác nhau được sử dụng để sản xuất koji như: Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus kawachi, Aspergillus sojae [27]. Trang 28
Tổng quan về nước tương lên men Aspergillus oryzae là nấm mốc được sử dụng để sản xuất koji rộng rãi nhất. Nấm mốc Aspergillus oryzae là tác nhân chủ yếu lên men trong sản xuất nước tương theo phương pháp vi sinh vật. Trong công nghiệp người ta nhân giống nấm mốc này để sản xuất tương. [23], [24], [25], [36] Theo Terada và cộng sự (1981), ở Nhật Bản trong tổng số 65 chủng nấm mốc dùng để sản xuất nước tương thì 80% trong số đó là chủng A. oryzae, 20% còn lại là A. sojae [38]. Quá trình sản xuất ra giống mốc có thể mô tả như qua các bước sau: 1. Tuyển chọn chủng Aspergillus oryzae có các đặc tính mong muốn bằng các thử nghiệm chọn lọc các chủng từ tự nhiên hay bằng việc gây đột biến các chủng đã chọn lọc sẵn. Các đặc tính mong muốn là: khả năng tạo nhiều bào tử trên môi trường nuôi cấy là gạo, phù hợp với sản phẩm lên men. 2. Bào tử từ 1 ống thạch nghiêng được dùng để trộn vào từ 1 đến 1.5kg nguyên liệu gạo đã hấp tiệt trùng (đôi khi bổ sung thêm 2% tro gỗ hoặc tro lá) và để vào khay gỗ đã hấp tiệt trùng và ủ trong thời gian 5 ngày. 3. Sau 5 ngày, bào tử từ khay ủ trên được dùng để tiếp tục ủ mốc cho nhiều khay khác. Khu vục sản xuất giống cần phải được khử trùng và kiểm soát sự tạp nhiễm chặt chẽ từ công nhân vào làm việc, các dụng cụ và thiết bị cần phải được hấp tiệt trùng sau mỗi mẻ sản xuất. Bào tử sau khi thu hoạch sẽ được sấy ở 50oC và được lưu trữ ở 15oC [23]. 2.2.2 Nấm men [4], [10] 2.2.2.1 Saccharomyces rouxii Nấm men được sử dụng chủ yếu trong lên men nước tương là Saccharomyces rouxii. Nấm men này bắt đầu phát triển khi pH môi trường giảm xuống gần 5.0. Chúng Trang 29
Tổng quan về nước tương lên men tổng hợp nên 2 – 3% cồn ethylic và gần 1% glycerol, là những chất góp phần tạo nên những hợp chất hương đặc biệt cho moromi (Mizunama 1983). Bảng 2.10: Điều kiện sinh trưởng của Saccharomyces rouxii Nồng độ muối NaCl tối đa 24 – 26% (w/v) Nồng độ glucose tối đa 80% (w/v) Hoạt độ nước tối thiểu 0.787 – 0.800 Chỉ tiêu Với NaCl (18% w/v) Không có NaCl pH 4 - 5 3 - 7 Nhiệt độ (tối đa) 45oC 35oC Loại đường có khả năng Glucose Glucose lên men Maltose Nhu cầu dinh dưỡng Biotin Biotin Thiamine Thiamine Pantothenic acid Pantothenic acid Inositol 2.2.2.2 Zygosaccharomyces rouxii (Z. rouxii) : Z. rouxii là một trong những loại nấm men có thể phát triển được trong cả môi trường chứa muối và không chứa muối. Nó có khả năng thích nghi mạnh với nồng độ muối trong khoảng 24-26% (W/v) hay độ ẩm 0,787- 0,810. Hình 2.3: Nấm men Z. rouxii Trang 30
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 2.11: Độ ẩm tối thiểu và nồng độ muối trong môi trường mà Z. rouxii có thể phát triển được NaCl Vi sinh vật Độ ẩm tối thiểu w/v (%) w/w (%) Z. rouxii (I, II) 0.787 26 22.22 Z. rouxii (III) 0.787 24 20.69 quang) ộ t đ t ậ m ị n (giá tr n (giá ể phát tri phát ự S Hình 2.4: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của Z. rouxii và một số loại sinh vật khác trong nước tương. (o–o) Z. rouxii I, (–) Z. rouxii II. Bảng 2.12: Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii Các điều kiện Môi trường không chứa muối Môi trường chứa muối (18% w/v) pH 3-7 4-5 Nhiệt độ (0C) 20-35 40 Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii là biotin, thiamine, pantothenic acid, inisitol được cho ở bảng 15. Hàm lượng inositol cần tăng cao môi trường nuôi cấy có chứa hàm lượng muối cao. Trang 31
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 2.13: Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z. rouxii Vitamin Z. rouxii Môi trường chứa muối Môi trường không chứa muối Biotin Cần thiết, kích thích Cần thiết Thiamine (B1) Không cần thiết hoặc kích Kích thích thích Pantothenic acid Kích thích, cần thiết Cần thiết Inositol Không cần thiết hoặc kích Kích thích thích Trong môi trường không chứa muối, cả glucose và maltose đều có thể được lên men tạo thành alcohol, còn trong môi trường chứa muối, chỉ có glucose được lên men.  Vai trò của nấm men trong sản xuất nước tương: Trong quá trình ủ men nước tương, nấm men được bổ sung để lên men đường tạo etanol, glycerol. Phản ứng este hóa giữa acid hữu cơ và ethanol được hình thành làm tăng thêm hương vị đặc trưng cho nước tương lên men mà các loại nước tương khác không có được. Tương tác giữa các chất tạo ra do các phân hóa tố và các chất tạo ra do lên men : acid hữu cơ phản ứng với alcohols, với acetic acid, với acid béo tự do để tạo ra các esters thơm; acid amin phản ứng với đường để tạo ra các sắc tố nâu hay đỏ (soyamelanine); các sắc tố này sau đó pha trộn với các sắc tố loại flavone có sẵn trong đậu nành và giúp tạo màu của tương. 2.2.3 Vi khuẩn lactic: Tetragenococcus halophilus (T. halophilus) [4], [10] T. halophilus là vi khuẩn lactic có một số đặc điểm sau: - Gram âm. - Đường kính khoảng 0.6 – 0.9 µm. - Kỵ khí tuỳ tiện Trang 32
Tổng quan về nước tương lên men - T. halophilus là vi khuẩn ưa muối và phát triển tốt ở môi trường nước có hoạt độ cao: khoảng 0.94 – 0.99. Hoạt độ nước thấp nhất mà T. halophilus có thể phát triển được là 0,808 quang) ộ t đ t ậ m ị n (giá tr n (giá ể phát tri phát ự S Hình 2.5: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của T. halophilus. (o) T. halophilus I, () T. halophilus II. Nồng độ muối có thể phát triển được khoảng 24%, pH 5,5-9,0. Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của T. halophilus là leucine, acid glutamic, arginine, histidine, tryptophan và phenylalanine, được cho cụ thể ở bảng 18. T. halophilus có thể phát triển ở nhiệt độ 20-420C, tối ưu ở 25-300C. Bảng 2.14: Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của T. halophilus Vitamin T. halophilus Môi trường chứa muối Môi trường không chứa muối Biotin Cần thiết, kích thích Cần thiết, kích thích Riboflavin (B2) Cần thiết Kích thích Vitamine B6 Cần thiết Cần thiết Nicotinic acid Cần thiết Cần thiết Pantothenic acid Cần thiết Cần thiết Trang 33
Tổng quan về nước tương lên men  Vai trò của vi khuẩn lactic trong sản xuất nước tương: Trong quá trình ủ men nước tương giai đọan đầu vi khuẩn lactic do tạp nhiễm từ môi phát triển lên men đường tạo ra acid lactic, acid acetic, ethanol, nước làm giảm pH của dịch lên men, tạo môi trường tốt cho nấm men phát triển và ức chế các vi khuẩn có hại, rút ngắn thời gian lên men. 2.3 Quy trình công nghệ. 2.3.1 Quy trình truyền thống của Nhật Bản: Nước tương truyền thống Nhật Bản bao gồm 5 loại khác nhau: koikuchi-shoyu, usukuchi-shoyo, tamari-shoyu, saishikomi-shoyu và shiro shoyu. Khoảng 85% sản lượng nước tương của Nhật Bản thuộc loại koikuchi-shoyu.Trong quy trình lên men koikuchi-shoyu, đậu nành và bột mì được sử dụng với tỷ lệ bằng nhau 50:50. Loại nước tương này đặc trưng bởi hương thơm đậm đà và màu nâu đỏ rất đẹp. Sau đây, chúng tôi xin trình bày về quy trình chế biến nước tương lên men Koikuchi. 2.3.1.1 Sơ đồ quy trình: Trang 34
Tổng quan về nước tương lên men Đậu nành hay Bánh Giống mốc Lúa mỳ dầu đậu nành (50%) A. oryzae (0.1 – 0.2%) (50%) Ngâm Rang Hấp Trộn Nghiền Ủ Koji Nước Dịch moromi muối Lên men Bả ép Ép Dịch nước tương Thanh trùng Nước tương Đóng chai Koikuchi Hình 2.6. Qui trình chế biến nước tương lên men Koikuchi (Fukushima, 1981) [38] Trang 35
Tổng quan về nước tương lên men 2.3.1.2 Thuyết minh quy trình  Xử lý nguyên liệu: Đậu nành nguyên hạt được ngâm qua đêm với nước ở nhiệt độ phòng hoặc xấp xỉ 30oC. Nước ngâm đậu phải được thay mới sau 2 đến 3 giờ để tránh sự hình thành bào tử của vi khuẩn Bacillus. Sau đó đậu nành được hấp bằng nồi áp suất, ở qui mô gia đình thì được nấu cho đến khi đậu mềm. Sau khi nấu xong đậu được làm nguội thật nhanh bằng cách rải mỏng khối đậu lên tấm lưới và thổi không khí. Việc làm lạnh nhanh nhằm tránh sự phát triển của vi khuẩn không mong muốn và kích thích quá trình phát triển của nấm mốc. Đồng thời với quá trình hấp đậu, lúa mì được rang lên, nghiền ra thành bột. Quá trình rang làm cho tinh bột ở dạng β thành dạng α làm cho enzyme của quá trình lên mốc dễ phân cắt. Nhiệt của quá trình rang sẽ phá vỡ và chuyển hóa các hợp chất có trong lúa mì như: aquaiacyl, lignin, glycosides làm gia tăng các phenolic tự do. Quá trình rang còn tạo ra phản ứng Maillard tạo thành màu nâu cho sản phẩm cuối. Bột lúa mì rang còn có tác dụng hấp thu lượng nước còn dư trên bề mặt hạt đậu nành hấp tạo nên độ ẩm thích hợp cho quá trình lên mốc. [24], [25] Hình 2.7: Hình mô tả quá trình rang lúa mì. A: Cách rang lúa mì ở thế kỷ thứ 19. B: Máy rang lúa mì liên tục [38] Trang 36
Tổng quan về nước tương lên men  Lên mốc (Koji): Đậu nành đã hấp và lúa mì rang được trộn với nhau theo tỷ lệ tùy thuộc vào tính chất của loại nước tương, tỷ lệ đậu nành: lúa mì là 1:1 cho nước tương Koikuchi, tỷ lệ đậu nành: lúa mì là 9:1 cho nước tương Tamari. Hỗn hợp trộn có tỷ lệ đậu nành cao sẽ cho sản phẩm nước tương cuối giàu đạm và vị ngon nhưng chất lượng của công đoạn lên mốc sẽ không cao bởi vì hỗn hợp có độ ẩm cao và giàu đạm sẽ dễ nhiễm khuẩn chủng Bacillus. Hỗn hợp sẽ được trộn với giống nấm mốc giống là Aspergillus oryzae hay Aspergillus sojae với tỷ lệ 0.1 đến 0.2%. Theo phương pháp truyền thống, hỗn hợp được để lên mốc trong các khay bằng gỗ và đặt trong phòng lên mốc trong 3 đến 4 ngày, trong quá trình mốc phát triển, nhiệt độ và độ ẩm sẽ được kiểm soát bằng cách trộn tay. Theo phương pháp hiện đại, quá trình lên mốc được đặt trong thiết bị lên mốc trong phòng kín, nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát bằng cách thổi các dòng khí lạnh hồi lưu. Sau 3 đến 4 ngày, hỗn hợp đã phủ lớp một lớp mốc và chuyển thành màu xanh nhạt do nấm mốc tạo thành nhiều bào tử. Trong suốt quá trình lên mốc, khối đậu phải được trộn để giải nhiệt (do quá trình hô hấp của nấm mốc tạo ra) 2 lần bằng tay hoặc bằng máy đảo trộn. Trong giai đoạn đầu của quá trình lên mốc nên duy trì nhiệt độ ở mức 30 đến 350C phù hợp cho sự phát triển của hệ sợi nấm mốc và ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn thuộc chủng Bacillus. Trong giai đoạn sau của quá trình lên mốc nên duy trì nhiệt độ ở mức 20 đến 250C để tối ưu hóa lượng enzyme tạo thành (Ohara và cộng sự, 1959). Theo Yokotsuka (1986) các điểm quan trọng trong quá trình lên mốc là: (1). Tạo ra hệ sợi của nấm mốc và enzyme tối đa. (2). Giảm thiểu việc làm mất hoạt tính của enzyme đã được tạo ra. (3). Giảm thiểu việc tiêu tốn nguồn cacbon hydrate trong quá trình lên mốc. (4). Giảm thiểu sự tạp nhiễm của vi khuẩn khi bắt đầu koji và trong suốt quá trình lên mốc. (5). Rút ngắn tối đa thời gian lên mốc để tiết kiệm điện, nước, nhân Trang 37
Tổng quan về nước tương lên men công, nhiên liệu. Một sản phẩm lên mốc tốt phải tạo thành sản phẩm nước tương có màu nâu sẫm, hương thơm dễ chịu và không có vị đắng [24], [25]. Hình 2.8: Sự phát triển của kỹ thuật lên men bán rắn. A: Lên men bán rắn trên khay gỗ, Lên men bán rắn theo mẽ lớn. B: Lên men bán rắn liên tục [38]  Ủ với nước muối: Sản phẩm sau lên mốc được trộn với dung dịch nước muối để tạo thành dạng dịch lỏng sệt, nồng độ muối sau cùng là 17 đến 19% (khối lượng/thể tích). Nồng độ muối thấp hơn sẽ dẫn đến việc nhiễm các vi khuẩn gây thối trong quá trình ủ. Nồng độ muối cao hơn sẽ ức chế làm chậm quá trình phát triển của các vi khuẩn mong muốn và nấm men tạo hương cho sản phẩm. Ở qui mô hộ gia đình, quá trình ủ men được dựng trong các chậu bằng đất nung và để ở nhiệt độ phòng, do đó thời gian ủ men kéo dài từ 10 đến 12 tháng. Trong công nghiệp, quá trình ủ được để trong thùng lớn bằng gỗ hoặc hồ được xây bằng xi măng, được khuấy trộn bằng cơ học hay sục khí, nhiệt độ ủ được kiểm soát chặt chẽ. Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến thời gian ủ men. Một cách chung nhất, nhiệt độ ủ men càng cao thì thời gian ủ men càng ngắn. Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ ủ men để rút ngắn thời gian ủ men sẽ làm cho sản phẩm nước tương có chất lượng không tốt do enzyme sẽ bị mất hoạt tính nhanh hơn (Komatsu, 1968). Quá trình ủ men để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt phải kéo dài ít nhất 6 tháng và theo thứ tự như sau: ủ men ở nhiệt độ 150C trong thời gian 1 tháng, ủ men ở nhiệt độ 280C trong thời gian 4 tháng, Trang 38
Tổng quan về nước tương lên men sau cùng là ủ men ở nhiệt độ 150C trong thời gian 1 tháng cuối (Wanatabe và Kishi, 1984). Một cách khác là nước muối trước khi trộn được làm lạnh xuống 00C, do đó hỗn hợp ủ men khi bắt đầu sẽ có nhiệt độ dưới 150C và duy trì nhiệt độ này trong vài ngày sau đó nhiệt độ tự tăng lên 28 đến 300C (Ebine và cộng sự, 1976). Khả năng phân giải protein sẽ tăng thêm 1 đến 3% nếu dung dịch ủ men ban đầu được làm lạnh, vì nhiệt độ lạnh sẽ ức chế sự phát triển của nhóm vi khuẩn sinh axit làm giảm pH của dung dịch dẫn đến sự ức chế sớm hoạt tính của nhóm protease kiềm (Yokotsuka, 1986). Trong quá trình ủ men, việc sục khí được duy trì đều đặn theo lịch để cung cấp không khí cho nấm men phát triển, ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn kỵ khí không mong muốn, làm đồng nhất nhiệt độ trong khối ủ men và để đuổi khí CO2. Tuy nhiên, nên tránh sục khí quá nhiều sẽ làm ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men nước tương [24], [25]. Hình 2.9: Các kỹ thuật ủ men. A: Ủ trong thùng gỗ. B: Ủ trong bồn xi măng. C: Ủ trong tank có điều khiển nhiệt độ [34]  Ép: Sau vài tháng ủ men, hỗn hợp đã chín và được đem đi ép. Ở qui mô gia đình, người ta dùng cách si-phon phần nước bên dưới tách khỏi phần bả nổi bên trên. Trong công nghiệp, hỗn hợp sẽ được ép bằng cách bỏ vào vải lọc và ép bằng máy ép thủy lực. Dịch sau khi ép sẽ được cho vào tank chứa để lắng bỏ phần cặn ở dưới và loại bỏ phần dầu còn dư nổi trên mặt [24], [25]. Trang 39
Tổng quan về nước tương lên men Hình 2.10: Ép dịch ủ men bằng máy ép thủy lực [38]  Thanh trùng và đóng chai: Dịch sau khi lắng được điều chỉnh nồng độ muối và hàm lượng nitơ tổng về đúng tiêu chuẩn, bổ sung thêm gia vị và nấu ở nhiệt độ 70 đến 800C. Quá trình nấu sẽ làm bất hoạt các enzyme và hệ vi sinh vật, làm tăng hương thơm và vị ngon của sản phẩm, đồng thời làm cho một số protein bị biến tính và tủa xuống đáy. Sau đó, dịch sau thanh trùng được lắng hoặc lọc để loại bỏ cặn và chiết rót vào chai ta có sản phẩm nước tương lên men [16, 17]. 2.3.1.3 Các điểm chính yếu trong chế biến nước tương  Các quá trình lên men: Có 2 quá trình lên men trong sản xuất nước tương. Thứ nhất là quá trình lên men bán rắn xẩy ra trong quá trình lên mốc ở điều kiện hiếu khí. Trong giai đoạn này, nấm mốc phát triển và sản sinh ra rất nhiều loại enzyme khác nhau. Thứ hai là quá trình ủ men sau khi bổ sung nước muối, trong giai đoạn này chia làm hai bước nhỏ, bước đầu tiên là các enzyme sẽ biến đổi protein trong đậu nành thành các đoạn peptide Trang 40
Tổng quan về nước tương lên men ngắn và các amino acid tự do, tinh bột trong lúa mì sẽ biến dổi thành đường đa và đường đơn. Các chất này trở thành cơ chất cho sự phát triển của nhiều chủng vi khuẩn và nấm men chịu muối. Khi hệ vi sinh vật đạt đến số lượng lớn thì sẽ xảy ra quá trình lên men tiếp theo tạo thành nhiều hợp chất phức tạp tạo nên màu, mùi vị đặc trưng cho sản phẩm nước tương [24], [25].  Hoạt động của enzyme: Trong quá trình ủ men, protein, carbonhydrate, lipid trong đậu nành và lúa mì được phân giải bởi các enzyme như: protease, peptidase, amylase, lipase, pectinase, phosphatase từ quá trình lên men bán rắn. Theo Komatsu (1986), khi nước tương được ủ men ở 15oC trong 30 ngày đầu, tiếp theo là 25oC trong 120 ngày tiếp theo, và ở 28oC trong 30 ngày cuối, thì tại thời điểm hoạt tính của enzyme và pH của dịch ủ men giảm thì hàm lượng nitơ tổng sẽ tăng từ 0,98 lên 1,69 g/100ml, hàm lượng nitơ formol sẽ tăng từ 0,36 lên 0,94 g/100ml, hàm lượng nitơ NH3 sẽ tăng từ 0,06 lên 0,2 g/100ml, tỷ số giữa nitơ formol và nitơ tổng tăng từ 37,1% lên 55,7%, hiệu suất sử dụng đạm (tỷ số giữa đạm trong nước tương và đạm trong lượng đậu nành đã sử dụng) tăng từ 44,7% lên 83,1% [24], [25]. Trang 41
Tổng quan về nước tương lên men Hình 2.11: Hoạt động phân giải của enzyme trong quá trình ủ men (Fukushima, 1985) [38]  Lên men bởi vi khuẩn lactic và nấm men: Vi khuẩn lactic và nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình ủ men nước tương. Khi bắt đầu ủ với nước muối nhóm vi khuẩn lactic và nấm men tạp nhiễm trong quá trình lên men bán rắn trước đó sẽ nhanh chống bị tiêu diệt do không có khả năng chịu nồng độ muối cao, khi đó nhóm vi khuẩn và nấm men chịu muối cao như: Pediococcus halophylus, Tetragenococcus halophilus, Zygosaccharomyces rouxii sẽ phát triển (Yokotsuka, 1986). Vi khuẩn lactic phát triển sẽ chuyển hóa đường đơn thành lactic acid làm cho pH của hỗn hợp sẽ giảm từ 6,5-7,0 ban đầu xuống còn khoảng 5,5, đồng thời là sự gia tăng tích lũy khí CO2 làm cho nhóm vi khuẩn kỵ khí có khả năng phát triển gây ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm, do đó cần định kỳ sục khí Trang 42
Tổng quan về nước tương lên men khối ủ men. Tiếp theo nhóm nấm men sẽ phát triển dẫn đến sự tích lũy của cồn và các hợp chất phenolic tạo hương thơm trong sản phẩm nước tương cuối (Yokotsuka, 1960). Để đẩy nhanh quá trình ủ men và tạo sản phẩm nước tương có hương thơm tốt hơn, người ta có thể bổ sung thêm vi khuẩn lactic chọn lọc ngay khi bắt đầu ủ men và bổ sung thêm nấm men chọn lọc từ 4 đến 6 tuần sau khi ủ men [24], [25]. Hình 2.12: Đồ thị thể hiện sự thay đổi của: mật độ vi khuẩn sinh acid lactic, mật độ nấm men, pH, nồng độ cồn, nồng độ acid lactic theo thời gian lên men và nhiệt độ lên men được kiểm soát từ 15 đến 30oC cho từng giai đọan lên men (Jose và cộng sự,1976)[38]  Sự hình thành hương thơm và màu sắc: Bên cạnh các phản ứng sinh học và phản ứng enzyme, các phản ứng hóa học và hóa lý tương tác với nhau trong suốt giai đoạn ủ men và giai đoạn tinh chế. Các phản ứng phức tạp trên đã hình thành nên màu sắc và hương vị của nước tương. Ví dụ, trong quá trình lên men nước tương Koikuchi, 50% màu sắc của nó hình thành trong quá trình ủ men và 50% còn lại hình thành trong quá trình thanh trùng, quá trình tạo màu trên là do phản ứng Maillard xẩy ra giữa acid amin tự do và đường. Trang 43
Tổng quan về nước tương lên men Có gần 300 loại hợp chất khác nhau tạo thành hương thơm cho nước tương Koikuchi, tất cả các hợp chất này được cho là được tạo thành trong quá trình ủ men, trong số đó có: 37 hydrocacbon, 30 alcohol, 41 ester, 15 aldehyde, 5 pyron, 25 pyrazine, 7 pyridine, 11 hợp chất sulfur, 3 thiazoles, 3 terpenes, 8 loại hợp chất khác. Hầu hết các hợp chất tạo hương quan trọng trong tước tương tồn tại trong môi trường acid yếu, do đó khi trung hoà nước tương với kiềm sẽ làm mất hết hương thơm của nó [24], [25]. 2.3.2 Quy trình truyền thống của Việt Nam 2.3.2.1 Sơ đồ quy trình: Trang 44
Tổng quan về nước tương lên men Đậu nành/ Khô đậu nành Nghiền nhỏ Trộn nước Ủ Hấp Đảo tơi làm nguội Cấy giống Nấm mốc Nuôi mốc Đánh tơi Trộn nước muối Nước muối Lên men Trích ly Bã Phối chế Thanh trùng Đóng chai Nước tương thành phẩm Hình 2.13: Quy trình sản xuất nước tương truyền thống của Việt Nam [6] Trang 45
Tổng quan về nước tương lên men 2.3.2.2 Thuyết minh quy trình:  Xử lý nguyên liệu: [6] Đây là một giai đoạn rất quan trọng trong quá trình sản xuất nước tương lên men. Xử lý tốt hay không sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của mốc, độ ngấu của dung dịch và cuối cùng là ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm và hiệu suất của quy trình. Xử lý nguyên liệu gồm 3 công đoạn chính: xay nhỏ, trộn nước và hấp. + Xay nhỏ: Đậu nành hoặc khô đậu nành phải được xay nhỏ hoặc nghiền nhỏ để khi trộn nước, nước sẽ thấm đều, khi hấp sẽ chín đều làm protein trong nguyên liệu biến tính một phần. Xay nhỏ còn làm tăng diện tích phát triển của mốc và tăng tác dụng của enzyme. + Trộn nước: Đậu nành sau khi xay nhỏ sẽ được trộn thêm 40 – 45% nước, nếu là khô đậu nành thì bổ sung thêm 60 – 70% nước, sau đó để ủ cho nước ngấm sau một giờ mới hấp. Trong quá trình này có thể phối trộn thêm bột mì, bột gạo hoặc bột ngô với tỷ lệ khoảng 10% với mục đích tăng nguồn thức ăn cho mốc sinh trưởng và phát triển mạnh, lấn át các vi sinh vật tạp nhiễm. + Hấp: Mục đích của quá trình hấp chín là làm cho nguyên liệu thành một loại môi trường thích hợp với sự phát triển của mốc. Protein và tinh bột sau khi hấp sẽ bị biến tính một phần tạo thuận lợi cho mốc phát triển. Quá trình hấp làm protein biến tính, do đó các chất gây vẩn đục trong quá trình lên men sẽ bị phân giải, sản phẩm sau này có pha loãng và gia nhiệt cũng không gây ra hiện tượng vẩn đục. Ngoài hai mục đích trên, quá trình hấp còn giúp tiêu diệt vi sinh vật bám trên nguyên liệu làm cho mốc phát triển thuận lợi. Khi hấp phải chú ý đến nhiệt độ và thời gian hấp. Nếu hấp với nhiệt độ quá cao và thời gian quá lâu thì protein bị biến tính thành chất mà enzyme không phân giải Trang 46
Tổng quan về nước tương lên men được gây tổn thất về hiệu suất thu hồi nguyên liệu và làm cho các acid amin bị phá hủy. Nói chung, đối với khô đậu nành khi hấp ở áp lực 0.7 – 0.9 kg/cm2 chỉ nên hấp 1 giờ - 1 giờ 30 phút là thích hợp. Với đậu nành khi hấp ở áp lực trên là 2 giờ - 2 giờ 20 phút, khi hấp ở áp lực thường là 2 giờ - 2 giờ 30 phút. Nhìn chung khi thấy hạt đậu chuyển màu hơi nâu là được, không để quá đậm màu.  Nuôi mốc: [6] Quá trình nuôi mốc chính là làm cho mốc sinh ra nhiều enzyme (protease và amylase). Chất lượng mốc ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng nguyên liệu. Vì vậy, nuôi mốc cần chú ý ba yếu tố chính: nhiệt độ, độ ẩm và thông gió, trong đó nhiệt độ đóng vai trò quan trọng nhất. Nhiệt độ của khối nguyên liệu sẽ tăng dần theo sự phát triển của mốc và có thể đạt tới 45oC nếu ta để nguyên. Vì vậy ta phải đảo mốc để điều hòa nhiệt độ và độ ẩm trong khối nguyên liệu nuôi mốc nhằm thúc đẩy sự phát triển của sợi nấm. Thực tiễn sản xuất cho thấy nuôi mốc ở nhiệt độ phòng nuôi 28 – 30oC và hàm lượng nước trong khối nguyên liệu từ 27 – 37oC sẽ cho hoạt tính enzyme protease và enzyme đường hóa amylase cao nhất. Hai loại enzyme này đóng vai trò quyết định những thành phần chủ yếu của nước tương như: đạm toàn phần, acid amin và đường Thao tác khi sản xuất mốc: Ở đây chúng tôi trình bày 2 phương pháp: phương pháp nuôi mốc thủ công và nuôi mốc bể hoặc trên thiết bị tự động cơ giới. + Phương pháp nuôi mốc thủ công: Sau khi nguyên liệu đã hấp chín cho ra đảo tơi làm nguội đến 33 – 35oC, không nên cao hơn mốc sẽ bị tổn thương, mất hoạt tính. Khi đưa giống vào nên trộn giống trước với một số nguyên liệu cho đều, sau đó nguyên liệu này rắc đều lên nguyên liệu định cấy giống. Khi rắc nên rắc đều và trộn kỹ để có mốc giống đều khắp trên khối Trang 47
Tổng quan về nước tương lên men nguyên liệu và mốc phát triển đều cũng tạo cho nhiệt độ trong khối nguyên liệu tăng đều. Sau khi tiếp giống xong đánh đống cho tới khi nhiệt độ đạt 30 – 35oC thì trải ra khay hoặc mành hoặc nong thưa thành lớp dày 1 – 2 cm và cho vào phòng nuôi mốc. Giữ nhiệt độ phòng 28 – 30oC trong thời gian 8 giờ - 9 giờ và hàm ẩm trong phòng 85 – 90%. Nói chung nhiệt độ này không thích hợp với Mucor, Penicilium và vi khuẩn, thời gian này bào tử mốc phát mầm nhanh lấn át các tạp mốc khác. Sau thời kỳ này nhiệt độ tăng nhanh gọi là thời kỳ sinh trưởng, cần chú ý nhiệt độ có thể đạt tới 31 – 34oC. Khoảng 3 – 4 giờ sau khi thấy sợi nấm xuất hiện rõ rệt, lúc này nguyên liệu hơi kết thành bánh, khi nhiệt độ đạt 37oC thì phải đảo mốc để hạ nhiệt vì cao quá sẽ làm cho sợi nấm không phát triển tốt và enzyme của mốc tích tụ không nhiều. Lúc này cần mở cửa thông gió cấp không khí cho mốc và đẩy khí CO2 trong phòng ra ngoài, làm cho khay mốc không có hiện tượng quá nhiệt hoặc quá ẩm. Sau khi đảo mốc xong cố gắng giữ nhiệt độ của phòng là 28oC và trong khối mốc là 30 – 32oC. Mốc sau khi đảo xong do sự phát triển của sợi nấm, nhiệt độ sẽ tăng nhanh, thường sau 6 – 8 giờ nhiệt độ sẽ lên đến 38oC. Khi đạt nhiệt độ này phải đảo mốc lần 2 để cho nhiệt độ hạ xuống 30 – 32oC và nhiệt độ của phòng nuôi mốc lúc này giữ 26 – 27oC là thích hợp. Sau khi đảo mốc lần 2 do mốc vẫn phát triển nên nhiệt độ lại tăng, lúc này phải thông khí và duy trì nhiệt độ trong khối mốc là 30 – 31oC. Mốc dần chuyển sang màu vàng, lúc này là giai đoạn chủ yếu mốc sản sinh enzyme protease. Khi màu vàng chuyển sang màu vàng lục, có thể kết thúc giai đoạn nuôi mốc để chuyển sang lên men. Nói chung, thời gian nuôi mốc khoảng 36 – 42 giờ. Trang 48
Tổng quan về nước tương lên men Hình 2.14: Phương pháp nuôi mốc thủ công trên khay + Phương pháp nuôi mốc bể (nuôi mốc khối): Nguyên liệu được trải vào trong thùng, hộp hoặc bể, phương pháp này đã được áp dụng từ lâu ở một số nước, có ưu điểm năng suất cao hơn nuôi mốc trên khay. Bể 1m2 có thể nuôi được 75 – 80 kg nguyên liệu, trong khi 1m2 phòng mốc nuôi theo phương pháp thủ công chỉ được 24 – 27 kg. Quá trình phát triển của mốc có thể chia làm 3 giai đoạn: + Giai đoạn 1: sau khi cấy giống 8 – 10 giờ, nhiệt độ tăng dần. + Giai đoạn 2: tơ mốc phát triển mạnh, khối mốc tỏa nhiệt, tơ trắng lên dày và kết tảng. + Giai đoạn 3: sau 24 giờ bào tử chuyển sang vàng hoa cau. Để thông khí tốt cần trang bị quạt ly tâm cho bể mốc. Để đảm bảo nhiệt độ của không khí 28 – 32oC và hàm ẩm 95%, mỗi bể nuôi mốc phải có ống phun hơi nóng và tia nước ở đầu mỗi bể. Nói chung ở thời kỳ 2, nhiệt độ tăng tới 35 – 36oC thì cứ 1 giờ chạy quạt 10 phút để hạ nhiệt và cấp ẩm. Trang 49
Tổng quan về nước tương lên men Hình 2.15: Thiết bị nuôi mốc với hệ thống thổi khí liên tục  Lên men: [6] Lên men là dùng enzyme của mốc tiến hành thủy phân các chất trong nguyên liệu, trong đó chủ yếu là protein và tinh bột thành các thành phần mà ta cần thiết trong tiêu chuẩn nước tương. Lên men có tầm quan trọng như nuôi mốc. Nếu xử lý nguyên liệu tốt, nuôi mốc đúng kỹ thuật mà lên men không đảm bảo thì nước tương vẫn không đạt yêu cầu, hiệu suất thu hồi nguyên liệu thấp, giá thành cao. Ba yếu tố phải được coi trọng trong lên men: nhiệt độ lên men, thời gian lên men và lượng nước cho vào nguyên liệu khi lên men. + Lượng nước cho vào khi lên men: Mục đích cho nước để tăng nhiệt và giữ nhiệt của sản phẩm (mốc thườn có hàm ẩm 27 – 30%), thúc đẩy tác dụng phân giải và cải tiến hương vị của nước tương cho phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng vì ít nước làm cho nước tương có màu đậm và mùi hồ cháy, nhiều nước thì thời gian lên men dài. Nói chung ở nước ta hiện nay các xưởng sản xuất nước tương thường trộn lượng nước là 30 – 40% so với nguyên liệu, tương đương với 60 – 70% so với mốc. Tỷ lệ này phù hợp về mặt thời gian sản xuất mà còn giải quyết được khó khan về thiết bị lọc. Trang 50
Tổng quan về nước tương lên men Khi trộn nước nên cho thêm vào 5 – 10% muối so với nước trộn vào, dùng nhiều sẽ ức chế quá trình lên men. + Nhiệt độ khi lên men: Nhiệt độ lên men hết sức quan trọng vì nó tạo điều kiện cho enzyme của mốc xúc tác các quá trình phân hủy tinh bột và protein thành đường và các acid amin Nhiệt độ lên men nên giữ 54 – 58oC trong suốt quá trình lên men. Để giữ nhiệt độ này, khi thiết kế thiết bị lên men phải có điều kiện gia nhiệt khi cần thiết hoặc phải có điều kiện bảo ôn tốt để nhiệt sinh ra không bị mất đi. Trong quá trình lên men không nên để nhiệt độ cao quá làm cho sản phẩm có mùi khét, cháy, đắng hoặc thấp quá sẽ kéo dài thời gian lên men, sản phẩm có màu sắc nhạt, không sánh. + Thời gian lên men: Tùy theo loại nguyên liệu, lượng nước trộn vào và điều kiện nhiệt độ khi lên men mà thời gian lên men có thể dài hay ngắn. Thường với điều kiện như trên, thời gian lên men là 64 – 72 giờ. Nguyên liệu sau khi đã lên mốc xong, làm tơi để ủ đống cho tới khi nhiệt độ đạt 46 – 48oC thì bắt đầu cho nước vào. Khi cho nước vào nên dùng nước có nhiệt độ 60oC để khi cho vào bể lên men, nguyên liệu có nhiệt độ 53oC. Khi trộn nước phải trộn nhanh rồi cho ngay vào thùng hoặc bể lên men. Trên mặt nguyên liệu rải một lớp muối kín đề phòng tạp khuẩn xâm nhập. Đậy nắp để hơi nước không bay đi và nhiệt độ không bị giảm. Sau khi lên men xong phải căn cứ vào hàm lượng nước trong dịch lên men để tính ra muối và nước muối cần bổ sung cho đạt được nồng độ quy định và số lượng nước tương định thu hồi. Mục đích cho muối vào để tạo mùi vị, mặt khác để phòng thối. Vì vậy sau khi lên men xong phải nhanh chóng cho nước muối vào và cho với lượng chính xác. Độ Trang 51
Tổng quan về nước tương lên men muối thấp hơn 16% làm hỗn hợp lên men bị chua và váng trắng, quá cao lại ảnh hưởng đến vị nước tương. Hình 2.16: Thùng lên men truyền thống Hình 2.17: Bể lên men  Trích ly: Quá trình trích ly được tiến hành nhiều lần để tận thu triệt để dịch nước tương. Trang 52
Tổng quan về nước tương lên men + Trích ly lần thứ nhất thường được nước tương đậm màu, ngọt và chiếm khoảng 60 – 80% lượng nguyên liệu lên men. + Trích ly lần hai: sau khi trích ly lần thứ nhất bã vẫn còn lưu lại một lượng nước tương, vì vậy phải đổ thêm nước muối vào ngâm 12 -16 giờ rồi lại tiến hành trích ly lần hai. + Trích ly lần ba: để lợi dụng nguyên liệu một cách triệt để, bã sau khi trích ly lần hai xong vẫn chứa muối và nước tương, để rút chúng ra ta lại cho nước lã vào (không cho muối). Lượng nước cho vào khoảng 100 – 150% so với nguyên liệu mốc, ngâm 6 giờ rồi tiến hành trích ly lần ba. Nước tương rút ra được ở lần này nồng độ tương đối thấp, dùng để hòa nước muối sử dụng cho các trích ly lần hai của các đột xuất kế tiếp. Làm như vậy sẽ tiết kiệm được nguyên liệu, muối và nâng cao được chất lượng nước tương.  Thanh trùng thành phẩm: [6] Sản phẩm sau khi rút ra phải tiến hành thanh trùng mục đích làm tăng thêm màu sắc, hương vị cho nước tương, đồng thời tiêu diệt những vi sinh vật có trong nguyên liệu lên men, kéo dài thời gian bảo quản. Thanh trùng có thể đun lửa trực tiếp hoặc có thể dùng hơi của nồi hơi. Khi thanh trùng phải đun ở nhiệt độ thấp 60 – 70oC để không ảnh hưởng đến chất lượng của nước tương và đun trong khoảng 1 giờ 30 phút đến 2 giờ. Đối với loại có nồng độ thấp để tránh khỏi bị váng và chua, trong quá trình bảo quản có thể thanh trùng bằng cách đun sôi. Trang 53
Tổng quan về nước tương lên men CHƯƠNG 3: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CHO NƯỚC TƯƠNG Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1763-2008) dành cho nước tương [13] 3.1 Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này áp dụng cho các sản phẩm nước tương sản xuất theo phương pháp lên men và/ hoặc thủy phân protein thực vật. 3.2 Thuật ngữ và định nghĩa: Nước tương lên men (Naturally brewed soy sauce) là hỗn hợp của sản phẩm thu được từ quá trình lên men đậu tương hoặc hỗn hợp đậu tương và ngũ cốc bằng men Aspergillus oryzae và/ hoặc Aspergillus sojae; hoặc vi khuẩn và/ hoặc nấm mốc và/ hoặc nấm men có bổ sung muối và/ hoặc chất tạo ngọt. 3.3 Nguyên liệu: Nguyên liệu chính: đậu tương (bao gồm đậu tương đã loại bỏ chất béo), ngũ cốc, protein thực vật, đường, muối, nước. Men: Aspergillus oryzae và/ hoặc Aspergillus sojae 3.4 Các yêu cầu: 3.4.1 Yêu cầu cảm quan: Bảng 3.1: Yêu cầu cảm quan của nước tương Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1/ Màu sắc: Màu sắc đặc trưng của sản phẩm 2/ Trạng thái: Chất lỏng trong, không vẩn đục, không lắng cặn 3/ Mùi: Thơm đặc trưng của nước tương, không có mùi lạ, mùi mốc 4/ Vị: Vị ngọt đạm, không có vị lạ, vị đắng, nồng 5/ Tạp chất nhìn thấy Không được có bằng mắt thường 3.4.2 Yêu cầu về hóa học: Trang 54
Tổng quan về nước tương lên men Bảng 3.2: Yêu cầu hóa học của nước tương Tên chỉ tiêu Mức 1/ Hàm lượng nitơ tổng số, g/100 ml, không nhỏ hơn 0.4 2/ Hàm lượng chất rắn hòa tan không kể muối, g/100 ml, không nhỏ hơn 8 3/ Hàm lượng muối (NaCl), g/100 ml 13 - 22 4/ Độ acid (tính theo acid acetic), g/100 ml 0.8 – 1.6 3.4.3 Chỉ tiêu vi sinh vật: [1] Theo quy định hiện hành Bảng 3.3: Yêu cầu vi sinh của nước tương STT Chỉ tiêu Đơn vị Mức Áp dụng theo 1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí cfu/ml Không lớn hơn 104 46/2007/QĐ-BYT 2 Coliforms cfu/ml Không lớn hơn 102 46/2007/QĐ-BYT 3 E.coli cfu/ml Âm tính 46/2007/QĐ-BYT 4 Staphylococcus aureus cfu/ml Không lớn hơn 3 46/2007/QĐ-BYT 5 Clostridium perfringens cfu/ml Không lớn hơn 10 46/2007/QĐ-BYT 6 Salmonella cfu/25ml Âm tính 46/2007/QĐ-BYT 7 Tổng số bào tử nấm men, cfu/ml Không lớn hơn 10 46/2007/QĐ-BYT mốc 3.4.4 Chỉ tiêu kim loại nặng và các chất nhiễm bẩn: Trang 55
Tổng quan về nước tương lên men Mức tối đa cho phép đối với các chỉ tiêu kim loại nặng và các chất nhiếm bẩn (độc tố vi nấm, 3-monoclopropan-1, 2-diol): theo quy định hiện hành. Bảng 3.4: Yêu cầu về kim loại nặng của nước tương [3] STT Chỉ tiêu Đơn vị Mức Áp dụng theo 1 Arsen (As) ppm Không lớn hơn 1 QCVN:8-2/2011/BYT 2 Chì (Pb) ppm Không lớn hơn 2 QCVN:8-2/2011/BYT 3 Thủy ngân (Hg) ppm Không lớn hơn 0.05 QCVN:8-2/2011/BYT 4 Cadimi (Cd) ppm Không lớn hơn 1 QCVN:8-2/2011/BYT Bảng 3.5: Yêu cầu về các chất nhiễm bẩn của nước tương [2] STT Chỉ tiêu Đơn vị Mức Áp dụng theo 1 Aflatoxin B1 ppb Không lớn hơn 2 QCVN:8-1/2011/BYT 2 Aflatoxin tổng số ppb Không lớn hơn 4 QCVN:8-1/2011/BYT 3 Ochratoxin ppb Không lớn hơn 3 QCVN:8-1/2011/BYT 4 3-MCPD ppm Không lớn hơn 1 11/2005/QĐ-BYT 3.4.5 Phụ gia thực phẩm: Theo quy định hiện hành Trang 56
Tổng quan về nước tương lên men CHƯƠNG 4: MỘT SỐ SẢN PHẨM NƯỚC TƯƠNG TRÊN THỊ TRƯỜNG Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều chủng loại và nhãn hiệu nước tương khác nhau. Tuy nhiên, phần lớn là nước tương được sản xuất bằng phương pháp hóa giải acid/ bazơ hay thủy phân bằng enzyme, chỉ có một số loại thực sự được lên men bằng vi sinh vật. Nước tương đậu nành lên men bằng vi sinh vật không có các chất gây hại như 3-MCPD, tốt cho sức khỏe, đặc biệt có hương vị thơm ngon tự nhiên hơn các loại nước tương khác. Sau đây là một số sản phẩm nước tương lên men nổi tiếng và thông dụng, có mặt trên thị trường Việt Nam, bao gồm các loại được sản xuất trong nước và một số sản phẩm nhập khẩu: 4.1 Nước tương Phú Sĩ – Công ty Ajinomoto Việt Nam [40]  Xuất xứ: Việt Nam Hình 4.1: Nước tương Phú Sĩ Nước tương "Phú Sĩ" sử dụng kiage – được lên men trên 3 tháng theo công nghệ truyền thông Nhật Bản – giúp cân bằng vị, tạo nên gia vị chấm tuyệt hảo, thấm quyện vị đậm đà cho bữa cơm gia đình đong đầy hạnh phúc.  Thành phần: Nước, muối, chiết xuất từ đậu nành lên men tự nhiên (kiage), đạm thực vật, đường, chất điều vị (mononatri glutamate 621, dinatri inosinat 631, dinatri guanylat 627), màu tự nhiện (caramen 150c), chất điều chỉnh độ chua (acid acetic 260), chất bảo Trang 57
Tổng quan về nước tương lên men quản (kali sorbat 202, natri benzoate 211), hương tổng hợp, chất tạo ngọt (acesulfam kali 950)  Giá trị dinh dưỡng trong100 ml Năng lương: 34 kcal Protit: 3,1g Lipit: 0,2g Carbonhydrat: 5,4g 4.2 Nước tương đậu nành Lisa – Công ty Ajinomoto Việt Nam [40]  Xuất xứ: Việt Nam Hình 4.2: Nước tương đậu nành LISA Nước tương Lisa được lên men tự nhiên trên 3 tháng từ những hạt đậu nành chọn lọc, có màu nâu ánh đỏ và mùi thơm đậu nành tự nhiên. Nước tương Lisa làm tăng hương vị cho các món ăn, đong đầy hạnh phúc gia đình bạn.  Thành phần: Trang 58
Tổng quan về nước tương lên men Nước, đậu nành (250g/ L), muối, gạo, đường, mạch nha, giấm gạo, chất điều vị (mononatri glutamate 621, dinatri inosinat 631, dinatri guanylat 627), phẩm màu tự nhiên (caramen 150d), chất bảo quản (kali sorbet 202, natri benzoate 211)  Giá trị dinh dưỡng trong 100 ml: Năng lương: 62 kcal Protit: 8 g Lipit: 0 g Carbonhydrat: 8 g 4.3 Nước tương đậm đặc Maggi – Công ty Nestle [41]  Xuất xứ: Việt Nam Hình 4.3: Nước tương Maggi  Thành phần: Nước, muối, chiết xuất từ đậu nành lên men tự nhiên (có chứa gluten lúa mì) - natural fermented soya extract (contain wheat gluten) 85.5g, đường, chất điều vị (monosodium glutamate E621, disodium inosinate E631, disodium guanylate E627), Trang 59
Tổng quan về nước tương lên men màu tự nhiên caramel (E150c), chất điều chỉnh độ chua acetic acid (E260), chất ổn định xanthan gum (E415), chất bảo quản potassium sorbate (E202), hương nước tương tổng hợp và iodua kali.  Thành phần dinh dưỡng trong 100 ml: Chất đạm: 2.3g I-Ốt: 0.94mg 4.4 Nước tương nhập khẩu Kikkoman [42]  Xuất xứ: Singapore, được lên men tự nhiên theo công nghệ Nhật Bản. Hình 4.4: Nước tương Kikkoman  Thành phần: Nước, đậu nành, lúa mì, muối, thành phần 3-MCPD < 0.01ppm, được làm theo công nghệ lên men tự nhiên, hợp vệ sinh.  Thành phần dinh dưỡng trong 100 ml Năng lượng: 98 Kcal Trang 60
Tổng quan về nước tương lên men Hàm lượng đường: 1.3 g Carbonhydrat: 8.1 g Protit: 10.3 g Sodium: 6.4 g Trang 61
Tổng quan về nước tương lên men TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: [1] Bộ Y tế (2007), Quyết định 46/2007/QĐ-BYT về việc ban hành "Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm", Hà Nội. [2] Bộ Y Tế (2011), Quy chuẩn Quốc Gia đối với giới hạn ô nhiễm độc tố vi nấm trong thực phẩm, QCVN 8-1/2011/BYT, Hà Nội. [3] Bộ Y Tế (2011), Quy chuẩn Quốc Gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm, QCVN 8-2/2011/BYT, Hà Nội. [4] Diệp Thanh Xuân (2007), Nghiên cứu lên men bã đậu nành để sản xuất nước chấm, Luận văn tốt nghiệp Đại học ngành công nghệ thực phẩm, Tp. Hồ Chí Minh. [5] Lê Ngọc Tú (chủ yếu) (2002), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. [6] Ngạc Văn Dậu (chủ biên) (1983), Chế biến đậu nành và lạc thành thức ăn giàu protein, Nhà xuất bản nông nghiệp [7] Nguyễn Đức Lượng (chủ biên) (2004), Công nghiệp enzym, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh. [8] Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ vi sinh tập 2 - Vi sinh vật học công nghiệp, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh , 2002. [9] Nguyễn Đức Lượng, Thực phẩm lên men truyền thống, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh, 2004. [10] Nguyễn Lân Dũng (chủ biên) (2003), Vi sinh vật học, Nhà xuất bản giáo dục. [11] Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2012), Nghiên cứu chọn giống nấm men Rhodotorula có khả năng phát triển trên môi trường bán rắn để làm thức ăn giàu dinh dưỡng cho gia cầm, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh. [12] Nguyễn Trọng Cẩn (1998), Công nghệ enzym, Nhà xuất bản Nông nghiệp. [13] Tiêu chuẩn quốc gia (2008) cho nước tương, TCVN 1763:2008, Hà Nội. Trang 62
Tổng quan về nước tương lên men [14] Trần Bích Lam, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Đinh Trần Nhật Thu (2004), Thí nghiệm hóa sinh thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh. Tài liệu nước ngoài: [15] Abdullah, R. (2005), Studies on the production of alpha amylase by Aspergillus oryzae using submerged fermentation, Submitted to GC University Lahore in fulfillment of the requirements for the award of degree of Doctor of Philosophy in Botany, Institute of Industrial Biotechnology, GC University Lahore. [16] Bajracharya et al (1992), Process for producing soya sauce, United States Patent. [17] Chancharoonponga, C., Hsieh, P.C., Sheu, S.C. (2012), “Enzyme Production and Growth of Aspergillus oryzae S. on Soybean Koji Fermentation”, Sciverse Sciencedirect, APCBEE Procedia 00 (2012) 000–000 [18] Danji Fukushima, Industrialization of fermented soy sauce production centering around Japanese shoyu, Noda Institude for scientific research, Noda-shi, Japan. [19] Environmental Protection Agency, (1997), Attachment I—Final Risk Assessment of Aspergillus oryzae, Biotechnology Program under the Toxic Substances Control Act (TSCA), Washington, D.C, USA. [20] Fayyad, A. (2008), Isolation of Aspergillus oryzae and New Aroma Production for Soy Sauce, Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Biological Sciences/ Microbiology, The Islamic University-Gaza. [21] Flegel, T. W. (1988), Yellow-Green Aspergillus strains used in Asian Soybean Fermentations, ASEAN Food Journal, 4(1), pp. 14-30. [22] Hanifah Nuryani Lioe, Jinap Selamat, Masaaki Yasuda (2010), Soy sauce and its umami taste: a link from the past to current situation, Journal of Food Sience, vol. 75, Nr. 3. Trang 63
Tổng quan về nước tương lên men [23] Hesseltine, C.W. (1983), “Microbiology of Oriental Fermented Foods”, Ann. Rev. Microbiol, 37, pp. 575-601. [24] Liu, K. (1999), Soybeans: Chemistry, Technology, and Utilization, Chapter 5. Fermented Oriental Soyfoods, II. Soysauce (Jiangyou or Shoyu), Aspen, pp. 237-259. [25] Liu, K. (2004), Soybeans as Functional Foods and Ingredients, Chapter 13. Soy Sauce as Natural Seasoning, AOCS Press, pp. 259-272. [26] Masayuki Machida, Osamu Yamada, Katsuya Gomi (2008), Genomics of Aspergillus oryzae: Learning from history of Koji mold and exploration of its future, DNA Research 15, page 173 – 183. [27] Samarntarn, W., Cheevadhanarak, S., Tanticharoen, M. (1999), Production of alkaline protease by a genetically engineered Aspergillus oryzae U1521, J. Gen. Appl. Microbiol, 45, pp. 99–103. [28] Sato, Y. (2009), Seed Koji for Brewing, Koji for Brewing, Brew Foods and Method for Producing the Same, United Stated Patent Application Publication, Pub no: US 2009/0258110A1. [29] Srinubabu, G., Lokeswari, N., Jayaraju, K. (2007), Screening of Nutritional Parameters for the Production of Protease from Aspergillus Oryzae, E-Journal of Chemistry, 4(2), pp. 208-215. [30] Thawatchai Mongkolwai (1997), Technology transfer for small and medium soy sauce fermentation factories in Thailan: a consortium approach, Food research international, vol.30, No.8, pp.555-563. [31] Tzou-Chi Huang & Der-Feng Teng, Soy sauce: Manufacturing & Biochemical changes, National Pingtung University of science & technology, Pingtung, Taiwan. [32] Viswanatha, K.S. (2009), Acid protease from Aspergillus oryzae: Structure- stability and enhancement of the activity by physical, chemical and moclecular Trang 64
Tổng quan về nước tương lên men biological approaches, A thesis submitted to the University of Mysore for the Degree of Doctor of Physiology in Biochemistry, Department of Biochemistry and Technology, Central Food Technological Research Institute, Mysore 570020 Karnataka, India. [33] Ward, O.P., Qin, W.M., Dhanjoon, J.Y, Singh, A. (2005), “Physiology and Biotechnology of Aspergillus”, Advance in Applied Microbiology, 58, pp. 1-75. [34] Wilfred F.M Roling (1994), Physical factors influencing Microbial interactions and biochemical changes during the Baceman stage of Indonesian Kecap (Soy sauce) production, Journal of fermentation and bioengineering, vol.77, No.3, pp 293-300. [35] Williams (1980), Koji process for producing soy sauce, United States Patent. [36] Wood, B.J.B. (1977), The British Mycological Symposium Series No 1. Genetics and Physiology of Aspergillus, Oriental Food Uses of Aspergillus, Academic Press, London, pp. 481-498. [37] Y. H. Hui (2004), Handbook of Food and Beverage Fermentation Technology, Science Techonology System West Sacramento, California, USA. [38] Yokotsuka, T., Sasaki, M. (1998), Microbiology of Fermented Foods, Chapter 12. Fermented protein foods in the Orient: Shoyu and Miso, Chapman & Hall, pp. 351- 408. Tài liệu tổng hợp từ internet: [39] [40] [41] [42] 131905763.html Trang 65