Tài liệu Quy trình sản xuất nước tương theo phương pháp cải tiến

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA SINH HỌC ỨNG DỤNG LỚP CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 8A TÊN: HỒ ÁNH QUYÊN MSSV: 13D540101045 Cần Thơ, 9/2015 1 SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN *Nguyên liệu: Đậu nành, bánh dầu đậu phộng, bột mì, bắp… Đậu nành: Được sử dụng chủ yếu vì protein trong đậu nành cao hơn và đậu nành chứa đầy đủ các acid amin giống acid amin thịt, trứng. Hạt đậu nành gồm ba bộ phận: -Vỏ chiếm 8% trọng lượng hạt. -Phôi chiếm 2% trọng lượng hạt. -Tử diệp chiếm 90% trọng lượng hạt. Thành phần hóa học của đậu nành: Thành phần Tỷ lệ % Protein (%) Dầu (%) Tro (%) Carbonhydrat (%) Hạt đậu nành 100 40,0 21,0 4,9 34,0 nguyên hạt Tử diệp 90,3 43,0 23,0 5,0 29,0 Vỏ hạt 8,0 8,8 1,0 4,3 86,0 Phôi 2,4 41,1 11,0 4,4 43,0 Protein trong đậu nành chiếm lượng khá lớn (globilin 85-95% ngoài ra còn có albumin, một lượng không đáng kể prolamin, glutelin). Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài methyonine và tryptophane còn có các acid amin khác với lượng khá cao tương đương lượng acid amin có trong thịt. Hydratcarbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydratcarbon có thể chia làm hai loại: loại tan và không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng hydratcarbon. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Ngoài ra, đậu nành còn chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D. Đậu nành là loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, muối khoáng và vitamin. Vì thế, đậu nành là nguồn thực phẩm quan trọng và được trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Mỹ, Brazil. Ở Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc và Nam. Bánh dầu đậu phộng -Là phần bã đậu phộng còn lại sau khi đã ép đậu lấy dầu. -Bánh dầu tồn tại ở dạng bánh khô và chứa rất ít chất besoo. -Đặc biệt, bánh dầu đậu phộng có tính hút nước và nở ra thành bột mịn rất thơm. Có 2 loại bánh dầu đậu phộng: -Bánh dầu đậu phộng có vỏ. -Bánh dầu đậu phộng không vỏ: ép theo công nghiệp chứa protein thô 45-54%, chất béo 6,96%, chất xơ 5,25%. 2 Thành phần chính của bánh dầu là: -Protein. -Chất béo. Bánh dầu đậu phộng là nguồn nguyên liệu giàu protein và sinh tố nhóm B nhưng protein bánh dầu đậu phộng mất cân đối acid amin thiết yếu (lizin và trytophan). *Vi sinh vật trong chế biến nước tương Theo phương pháp cổ truyền, người ta thường dùng vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. Thường là các loài: Muco mucedo, Rhizopus nigicans, Aspergillus oryzae, Monilia sitofila, Trichoderma lignorum. Các nghiên cứu cho thấy rằng: nấm mốc có ý nghĩa lớn nhất trong sản xuất nước tương là nấm mốc Aspergillus oryzae. Nấm mốc Aspergillus oryzae Thuộc chi: Aspergillus. Họ: Trichocomaceae. Bộ: Eurotiales. Lớp: Eurotiomycetes. Ngành: Ascomycota. Giới: Nấm (Fungi). (theo Kitamoto, 2002). Đặc điểm Nấm vi thể, mọc và phát triển thành lớp mốc màu đen, vàng Cơ thể sinh trưởng là hệ sợi. Khi mới phát triển có màu trắng, sau đó chuyển sang màu vàng, khi già chuyển hẳn sang màu lục, phân nhánh có vách ngăn chia sợi tế bào thành nhiều tế bào, sợi mảnh chiều ngang sợi khoảng 5-7µm. Sinh sản bằng bào tử. Không sinh độc tố Aflatoxin. Tạo hương tốt. Giàu enzyme thủy phân nội bào và ngoại bào: amylase, protease, lipase, cellulase… Có khả năng thủy phân liên kết β-glucoside, endo-β-1,4-glucans. Điều kiện nuôi cấy nấm mốc Aspergillus Độ ẩm của môi trường Độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của nấm mốc, thiếu nước thì các quá trình thủy phân cơ chất của môi trường và sự sinh tổng hợp các hợp chất cần thiết không thể thực hiện. Độ ẩm tốt nhất cho sự hình thành enzyme của Aspergillus oryzae là 55-60% độ ẩm thích hợp cho sự hình thành bào tử là 45%. Cần giữ cho độ ẩm môi trường không bị giảm trong quá trình phát triển. Độ ẩm tương đối của không khí Độ ẩm từ 85-95% là thích hợp cho nấm mốc. Ảnh hưởng của không khí 3 Aspergillus oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển bình thường khi đầy đủ oxy. Để đáp ứng điều kiện nuôi, môi trường nuôi phải xốp, rải thành lớp không dày quá 1,5-2,5cm trên khay vô trùng, phòng nuôi phải thoáng khí. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ cũng là một yếu tố hết sức quan trọng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và sinh enzyme của Aspergillus oryzae. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và hình thành enzyme của Aspergillus oryzae là khoảng 28-320C. Cần giữ cho nhiệt độ môi trường không xuống dưới 270C và không cao quá 360C. Thời gian nuôi nấm mốc Hầu hết các chủng Aspergillus oryzae có hoạt động cực đại sinh enzyme amylase ở khoảng giờ thứ 30-36, rồi sau đó là cực đại của enzyme ptotease ở giờ thứ 36-42. Thời gian nuôi cấy phải phù hợp tránh hiện tượng nấm sinh bào tử vì nó thường giảm hoạt lực của enzyme, với Aspergillus oryzae thường kết thúc khi nấm bắt đầu sinh bào tử. pH: Thích hợp cho Aspergillus oryzae là môi trường acid yếu 5,5-6,0. Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến sự phát triển của chủng nấm mốc Aspergillus oryzae: 2 nhân tố: (nhiệt độ và pH). 3 mức độ: (25-30-350C). 3 nghiệm thức: (ở pH = 4, 5, 6) 2 lần lặp lại. pH=4 Nhiệt độ 250C pH=5 pH=6 pH=4 Nhiệt độ 300C pH=5 … 4 pH=6 pH=4 Nhiệt độ 350C pH=5 pH=6 Quy trình sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải Bánh dầu HCl 15-16% Thủy phân Nước 110-1200C,18h Nước NaCl 25% Màu Trung hòa pH 5-6 Nước Lọc lần 1 Bã Phối trộn Lọc lần 2 Thanh trùng Lắng Chất bảo quản Hương NaCl 25% Lọc mịn Chế biến Đóng chai Nước tương thành phẩm 5 Bã Bã *Ưu điểm: -Thời gian sản xuất ngắn. -Giá thành rẻ. -Tốn ít mặt bằng. *Nhược điểm: -Có thể sinh ra độc tố 3-MCPD vượt mức cho phép. -Thiết bị, dụng cụ không đảm bảo an toàn cho người sản xuất. Sự hình thành 3-MCPD trong nước tương: Do quá trình sử dụng acid clohydric (HCl) thủy phân chất đạm đồng thời làm phân hủy chất béo còn sót lại trong bánh dầu sinh ra mono-chloropropanol, di-chloropropanol, mono-chloropropanoldiol. Các chất này sẽ tác dụng với Clo ở nhiệt độ cao, tạo ra 3MCPD (3-monochloropropanol 1,2 diol) là tiền chất tạo nên 1,3 DCP (1,3 dichloropropanol) thường gây đột biến tế bào dẫn đến ung thư và vô sinh ở người. Quy trình sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men 6 Đậu nành hạt Làm sạch, ngâm qua đêm Hấp 1000C trong 30 phút Aspergillus oryzae Ủ mốc trong 30-40h Nước muối 15-17% Hãm mốc 2-3 tháng Lọc Nước tương Xử lý nguyên liệu -Loại bỏ tạp chất. -Nghiền nhỏ đến kích thước 0,5-1mm (để tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu). -Hấp. -Làm nguội. Thủy phân -Thủy phân protein đậu nành dưới tác dụng của enzyme sinh ra từ nấm mốc. -Nguyên liệu đã mọc nấm, trộn đều với nước muối trong môi trường ẩm. -Ủ thành khối ở nhiệt độ 35-400C trong 3-4 ngày. -Nếu nhiệt độ quá cao thì trải mỏng để hạ nhiệt độ. -Lọc. -Khối mốc cho vào thiết bị có van mở ở đáy. -Cho nước muối vào khối mốc, để ngập và ngâm trong 8-12h. -Rút lấy nước tương có độ đạm cao. -Tiếp tục cho muối vào, ngâm vài giờ và rút lấy nước tương có độ đạm thấp hơn. -Thanh trùng ở 95-1000C. 7 -Sử dụng Natri Benzoat để chống nấm mốc. Ưu và nhược điểm của phương pháp lên men -Ít có khả năng sinh ra độc tố 3-MCPD, Afltoxin. -Chủng nấm mốc Aspergillus oryzae có hoạt tính enzyme amylase và protease cao làm cho quá trình lên men ổn định. -Thời gian sản xuất kéo dài 2-3 tháng. -Chiếm nhiều diện tích mặt bằng. Để khắc phục nhược điểm của phương pháp hóa giải và phương pháp lên men ta có thể sản xuất nước tương theo phương pháp lên men kết hóa giải. Phương pháp lên men kết hợp với dầu hóa đậu giảinành là phương pháp cải tiến nhất. Phương Bánh pháp này mang lại cho người tiêu dùng một loại nước tương đảm bảo về nồng độ 3hoặc đậu nành MPCD thấp hơn mức cho phép, mùi vị chấp nhận. Hấp chín, cấy mốc Quy trình sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men kết hợp hóa giải: Aspergillus oryzae Thủy phân 1 Acid HCl 15-16% Thủy phân 2 Trung hòa, lọc bằng Na2CO3 Dịch lọc Điều vị, thanh trùng, đóng chay Nước 8 tương thành phẩm Xử lý nguyên liệu -Loại bỏ tạp chất. -Nghiền nhỏ bằng máy nghiền đến kích thước 0,5-1 mm để tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu. Hiệu suất thủy phân cao, thời gian ngắn đi. Đây là một quá trình quan trọng trong quy trình sản xuất nước tương dưới tác dụng của HCl và ở nhiệt độ cao trong khoảng một thời gian dài, nguyên liệu sẽ bị thủy phân. Trong quá trình thủy phân cần chú ý tới 3 yếu tố: nhiệt độ, thời gian thủy phân và nồng độ NaCl. Nhiệt độ thủy phân -Với thiết bị chịu áp lực, nhiệt độ thủy phân từ 125-1350C. -Với thiết bị thủ công như chum, vại… nhiệt độ thủy phân là 105-1120C. Thời gian thủy phân -Nếu thời gian thủy phân quá ngắn, quá trình thủy phân chưa hết  hiệu suât thủy phân thấp. -Nếu thời gian thủy phân quá dài gây cháy khét, phá hủy các acid amine, làm thay đổi mùi vị sản phẩm. -Sử dụng giấy lọc aniline acetat để thử, đem giấy lọc hơ lên chỗ khí bay ra, nếu giấy lọc chuyển sang màu đỏ thẫm thì lúc đó fulfurol đã sinh ra đã thủy phân xong. 9 -Thời gian thủy phân phụ thuộc vào nguyên liệu, loại lò nấu, nồng độ acid,… Nồng độ HCl -Thường là 36-37%. -Tùy vào thiết bị mà ta sử dụng nồng độ khác nhau. Thiết bị thủ công, sử dụng nồng độ thấp 16% để khi bóc hơi nồng độ sẽ đậm đặc, còn thiết bị công nghiệp sử dụng nòng độ cao hơn. Trung hòa -Dùng Na2CO3 hoặc NaOH để trung hòa lượng axit dư HCl + Na2CO3  NaCl + CO2 + H2O -Người ta sử dụng Na2CO3 nhiều hơn vì nó là muối không gây độc cho công nhân bằng NaOH, và sản phẩm của nó tạo ra CO2 bay hơi, khi nó bay hơi kéo theo các mùi, vị không mong muốn cũng bay theo. -Sau khi thủy phân dịch được làm nguội xuống 50-600C rồi dùng NaOH hoặc Na2CO3 để trung hòa lượng HCl dư và điều chỉnh pH của nước chấm đến pH thích hợp (pH=5-5,8). -Ở môi trường acid yếu nước chấm sẽ có mùi vị thơm ngon. Nếu như NaOH nước chấm sẽ nồng, ngược lại trung hòa chưa đến pH thích hợp nước chấm sẽ chua. -Làm nguội xuống 50-600C mới trung hòa vì:  Nếu ở nhiệt độ cao, khi trung hòa sinh nhiệt làm cho nhiệt độ của dich lúc đó tăng cao hơn nữa sẽ làm cho các acid amine bị phân hủy.  Nếu ở nhiệt độ thấp thì càng tốt nhưng kéo dài thời gian. Lọc  Sau khi trung hòa sẽ đem dịch đi lọc.  Mục đích: Tách dịch thủy phân ra khỏi bã. Bã này gồm các chất không hòa tan và hệ keo.  Lọc lần 1, nước lọc được chứa trong phuy, xô, chậu… sau đó bã được đổ vào nước nóng và ngâm rồi lọc tiếp lần 2. Nước lọc lần 1 và 2 có thể phối trộn với nhau hoặc để riêng. Thanh trùng  Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật, cả thiện màu, cô đặc.  Nhiệt độ thanh trùng: 75-800C.  Thời gian: 20-30 phút.  Tiếp theo bổ sung thêm chất chống mốc Natri benzoat: 0,07-0,1%.  Sau đó nước tương sẽ được chứa trong các thùng inox trong thời gian 1 tuần để ổn định nước tương (lên men phụ). Ưu nhược điểm của phương pháp Ưu điểm:  Thời gian sản xuất rút ngắn (3 giờ). 10  Nồng độ 3-MCPD ở mức cho phép.  Mùi vị được người tiêu dùng ưa chuộng.  Giá thành ổn định. Nhược điểm: Cần thiết bị hiện đại và đảm bảo cho người sử dụng. 11