Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng công nghệ vi sinh

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong
lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020




BÁO CÁO TỔNG HỢP ĐỀ TÀI

Tên Đề tài:
Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất nước chấm từ
đậu tương bằng công nghệ vi sinh

Mã số: ĐT.01.08/ CNSHCB
Đơn vị chủ trì: Viện Công nghiệp Thực phẩm
Chủ nhiệm đề tài: TS. Đặng Hồng Ánh


8968

Hà nội, 2011



Ni dung Trang

M U
1

CHNG 1: TNG QUAN
4
1.1
TèNH HèNH SN XUT NC TNG TRấN TH GII
4
1.1.1
Lch s hỡnh thnh v quỏ trỡnh phỏt trin ca sn phm nc tng

4
1.1.2
Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th nc tng mt s nc trờn th gii
5
1.1.3.
Quy trỡnh cng ngh sn xut nc tng ti mt s nc trờn th gii
6
1.1.3.1. Quy trỡnh cụng ngh sn xut nc tng ti Thỏi Lan
6
1.1.3.2. Quy trỡnh cụng ngh sn xut nc tng ti Indonesia
7
1.1.3.3. Quy trỡnh cụng ngh sn xut nc tng ti Malaysia
8
1.1.3.4. Quy trỡnh cụng ngh sn xut nc tng ti Nht Bn
9
1.1.3.5. Quy trỡnh cụng ngh sn xut nc tng ti Singapore
14
1.1.3.6. Quy trỡnh cụng ngh sn xut nc tng ti Philippine
15
1.2.
TèNH HèNH SN XUT NC TNG VIT NAM
16

1.2.1.
Thc trng tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th nc tng Vit Nam
16
1.2.2.
Tỡnh hỡnh nghiờn cu v ỏp dng cụng ngh sn xut nc tng bng
phng phỏp vi sinh ti Vit Nam
18
1.2.2.1. ti cụng ngh sn xut nc chm m trớch ly
18
1.2.2.2. ti cụng ngh sn xut nc chm lờn men di ngy
23
1.3.
CễNG NGH SN XUT NC TNG
25
1.3.1.
Cỏc phng phỏp sn xut nc tng
25
1.3.1.1. Phng phỏp lờn men
25
1.3.1.2. Phng phỏp hoỏ hc (thy phõn bng axit)
25
1.3.1.3. Phng phỏp s dng enzym
26
1.3.1.4. u nhc im ca cỏc phng phỏp sn xut nc tng.
26
1.3.2.
Cụng ngh sn xut nc tng bng phng phỏp lờn men
28
1.3.2.1.
Cỏc nguyờn liu s dng trong sn xut nc tng

28
1.3.2.2.
Cỏc bc cụng ngh sn xut nc tng bng phng phỏp lờn men
31
1.4. CễNG NGH SN XUT CH PHM VI SINH VT NG DNG
TRONG SN XUT NC TNG BNG PHNG PHP LấN
MEN
36
1.4.1.
Cụng ngh sn xut ch phm nm mc
36
1.4.1.1.
Một số yếu tố ảnh hởng đến quá trình nuôi mốc
36
1.4.1.2.
Giới thiệu công nghệ sản xuất chế phẩm mốc giống (Tane Koji) Nhật Bản
37
1.4.2. Cụng ngh sn xut ch phm vi khun lactic
39
1.4.2.1. Mt s yu t nh hng n s sinh trng v phỏt trin ca vi khun
lactic
39

1.4.2.2. Phương pháp bảo quản chế phẩm lactic giống khởi động
41
1.4.3. Công nghệ sản xuất chế phẩm nấm men
43
1.4.3.1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm men
43
1.4.3.2. Vai trò của chất phụ gia đến khả năng bền nhiệt của nấm men trong quá

trình sấy
44

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
46
2.1. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU
46
2.1.1. Phương pháp phân tích hóa lý và hóa sinh
46
2.1.2. Phương pháp vi sinh
50
2.2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HOÁ CHẤT SỬ
DỤNG CHO NGHIÊN CỨU
55
2.2.1. Nguyên liệu
54
2.2.2. Các loại hoá chất
54
2.2.3. Thiết bị nghiên cứu
55

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
55
I.

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TẠO CHÉ PHẨM VI SINH VẬT
THUẦN CHỦNG DÙNG CHO SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM TỪ ĐẬU
TƯƠNG

55

I.1. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm mốc
56
I.1.1. Lựa chọn chủng nấm mốc thích hợp cho sản xuất nước chấm
56
I.1.2. Lựa chọn nguyên liệu gạo thích hợp cho sản xuất chế phẩm nấm mốc
58
I.1.3. Nghiên cứu môi trường và điều kiện nuôi cấy thu nhận bào tử mốc
59
I.1.3.1. Xác định điều kiện xử lí nguyên liệu
59
I.1.3.2. Ảnh hưởng của một số loại khoáng chất bổ sung vào môi trường
60
I.1.3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống
61
I.1.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
62
I.1.3.5. Ảnh hưởng của độ ẩm cơ chất
63
I.1.3.6. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí
64
I.1.3.7. Ảnh hưởng của độ dày khối ủ
64
I.1.3.8. Ảnh hưởng của mật độ đảo trộn trong quá trình nuôi
65
I.1.4. Nghiên cứu chế độ sấy và bảo quản cho hoạt lực chế phẩm ổn định
66
I.1.4.1. Xác định nhiệt độ sấy chế phẩm
66
I.1.4.2. Xác định điều kiện bảo quản chế phẩm
67

I.1.5. Qui trình nuôi mốc tạo chế phẩm bào tử nấm sợi và đánh giá chất
lượng chế phẩm.
68
I.2. Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi khuẩn lactic
70
I.2.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic chịu nồng độ muối
cao ứng dụng cho lên men nước tương
70
I.2.1.1. Phân lập các chủng vi khuẩn lactic chịu muối
70

I.2.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng sinh trưởng của các chủng
lactic phân lập
72
I.2.1.3. Lựa chọn chủng vi khuẩn lactic ứng dụng cho lên men nước tương
75
I.2.2. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện lên men thu sinh khối vi khuẩn
lactic
77
I.2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng sinh trưởng và phát triển của các
chủng lactic nghiên cứu
77
I.2.2.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu lên khả năng sinh trưởng và phát triển của
các chủng lactic nghiên cứu
77
I.2.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ đường lên khả năng sinh trưởng và phát triển
của các chủng lactic nghiên cứu
78
I.2.2.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ đường glucose lên khả năng sinh trưởng và phát
triển của các chủng lactic nghiên cứu

78
I.2.2.3.2. Ảnh hưởng của các loại đường khác lên khả năng sinh trưởng và phát
triển của các chủng lactic nghiên cứu
79
I.2.2.4. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh trưởng và phát triển của
các chủng
80
I.2.2.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống lên khả năng sinh trưởng và phát triển
của các chủng lactic nghiên cứu
81
I.2.2.6. Khảo sát động học quá trình sinh trưởng và phát triển của chủng lactic
82
I.2.3. Nghiên cứu các điều kiện bảo quản, tạo chế phẩm lactic ứng dụng cho
sản xuất nước tương
83
I.2.3.1. Nghiên cứu bổ sung các tác nhân bảo vệ tế bào trong môi trường lên
men
83
I.2.3.2. Nghiên cứu các điều kiện tạo chế phẩm dạng dịch
84
I.2.3.3. Nghiên cứu tạo chế phẩm dạng bột
86
I.2.3.3.1. Lựa chọn chất mang phù hợp
86
I.2.3.3.2. Tác dụng phối hợp của các tác nhân bảo vệ
87
I.2.3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và điều kiện bao gói tới khả năng sống của tế
bào.
88
I.2.4. Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi khuẩn lactic dùng cho lên

men nước tương
89
I.3. Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm nấm men
90
I.3.1. Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng chịu nồng độ muối cao, sinh
cồn phù hợp với quá trình lên men nước chấm
90
I.3.2. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện lên men thu sinh khối
92
I.3.2.1. Ảnh hưởng của nguồn hydrat cacbon lên quá trình tạo sinh khối
92
I.3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ cacbon
93
I.3.2.3. Ảnh hưởng của pH lên men
93
I.3.2.4. Ảnh hưởng của oxy hòa tan tới quá trình tạo sinh khối nấm men
93
I.3.2.5. Ảnh hưởng của thời gian lên men
95

I.3.3. Nghiên cứu tạo chế phẩm nấm men dạng lỏng
96
I.3.4. Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm men dùng cho lên men
nước tương
98
II. HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM TỪ ĐẬU
TƯƠNG
98
II.1. Đánh giá thực trạng sản xuất nước chấm từ đậu tương tại Việt Nam
hiện nay.

98
II.2. Lựa chọn nguyên liệu và điều kiện xử lý phù hợp cho sản xuất nước
chấm lên men bằng phương pháp vi sinh
101
II.2.1.
Phân tích thành phần các loại nguyên liệu
101
II.2.2.

Lựa chọn công thức nguyên liệu phù hợp cho sản xuất nước tương
bằng công nghệ vi sinh
102
II.2.3. Nghiên cứu điều kiện xử lý nguyên liệu đậu tương thích hợp
106
II.3. Nghiên cứu các điều kiện nuôi cấy koji sản xuất cho hoạt lực enzim
cao
107
II.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ mốc giống đến hoạt lực enzim của chế phẩm mốc
107
II.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đến hoạt lực enzim của chế phẩm mốc
108
II.3.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung và duy trì ẩm đến hoạt lực enzim của chế
phẩm mốc
110
II.3.4. Ảnh hưởng của độ dày khối ủ đến hoạt lực enzim của chế phẩm mốc
111
II.3.5. Ảnh hưởng của mức độ đảo trộn đến hoạt lực của enzim của chế phẩm
112
II.4. Nghiên cứu các điều kiện lên men nước chấm vi sinh

114
II.4.1. Nghiên cứu các điều kiện lên men nước tương không bổ sung vi khuẩn
lactic và nấm men
114
II.4.1.1. Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng muối thích hợp cho quá trình lên men
114
II.4.1.2. Xác định tỷ lệ nước phù hợp cho quá trình lên men
115
II.4.1.3. Xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho sản xuất nước tương
117
II.4.1.4. Xác định phương pháp đảo trộn trong quá trình lên men nước tương
118
II.4.1.5. Xác định thời gian lên men thích hợp cho quá trình sản xuất nước tương.
119
II.4.1.6. Thử nghiệm lên men nước tương theo quy trình lên men đã xây dựng
121
II.4.2.

Nghiên cứu bổ sung các chế phẩm nấm men sinh rượu, vi khuẩn lactic
trong quá trình lên men
122
II.4.2.1.

Nghiên cứu thời điểm thích hợp bổ sung các chế phẩm vi sinh vật trong
quá trình lên men nước tương
123
II.4.2.2. Nghiên cứu tỷ lệ giống thích hợp các chế phẩm vi sinh vật bổ sung trong
quá trình lên men nước tương
124
II.4.3. Nghiên cứu hoàn thiện sản phẩm sau lên men

137
II.4.3.1 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp lọc dịch lên men
127
II.4.3.2. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thanh trùng dịch lên men.
127
II.4.3.3. Xây dựng công thức hoàn thiện sản phẩm
128

II.4.4. Quy trình sản xuất nước chấm bằng công nghệ vi sinh
130
II.5. Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme thương mại để sản xuất nước
chấm từ khô đậu tương
131
II.5.1. Nghiên cứu điều kiện thủy phân khô đậu tương nhờ enzim thương mại
132
II.5.1.1. Xác định tỷ lệ hòa bột/nước thích hợp
132
II.5.1.2. Nghiên cứu lựa chọn loại enzim và tỷ lệ sử dụng thích hợp
134
II.5.1.2.1. Nghiên cứu sử dụng enzyme Neutrase để thủy phân khô đậu tương
134
II.5.1.2.2. Nghiên cứu sử dụng enzyme Flavourzyme (Fla) để thủy phân khô đậu
tương
135
II.5.1.2.3. Nghiên cứu sử dụng enzyme Alcalase(Al) để thủy phân khô đậu tương
136
II.5.1.2.4. Sử dụng hỗn hợp enzim thủy phân khô đậu tương để nâng cao hiệu suất
thu hồi.
137
II.5.1.3. Xác định thời gian thủy phân thích hợp

138
II.5.2. Xây dựng được quy trình sản xuất dịch thủy phân bằng phương pháp
enzim
140
II.5.3. Nghiên cứu phối chế sản phẩm nước chấm theo công nghệ enzim
141
II.6. Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng và nghiên cứu phối chế sản phẩm
nước chấm sản xuất theo phương pháp công nghệ sinh học
142
II.6.1. Xây dựng tiêu chuẩn nước chấm sản xuất theo phương pháp công nghệ
sinh học
142
II.6.2.
Phối chế sản phẩm nước chấm sản xuất theo phương pháp công nghệ
sinh học
144
III. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THIẾT BỊ THEO CÔNG NGHỆ VI SINH
QUY MÔ LÊN MEN 500 LÍT/ MẺ. THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT
20000 LÍT NƯỚC CHẤM BANỪG PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ
SINH HỌC (VI SINH KẾT HỢP VỚI ENZIM) TẠI VIỆN CÔNG
NGHIỆP THỰC PHẨM VÀ CÔNG TY TNHH HẢI LONG (HẢI
PHÒNG)
147
III.1. Xây dựng mô hình thiết bị theo công nghệ vi sinh quy mô lên men 500
lít/mẻ
147
III.2. Thực nghiệm sản xuất 20.000 lít nước chấm bằng phương pháp công
nghệ sinh học (vi sinh kết hợp với enzim) tại Viện Công nghiệp Thực
phẩm và Công ty TNHH Hải Long (Hải Phòng)
148

III.2.1. Thực nghiệm sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng công nghệ vi sinh
trên mô hình thiết bị quy mô lên men 500 lít/mẻ
148
III.2.1.1. Quá trình nuôi mốc sản xuất
149
III.2.1.2 Quá trình lên men nước chấm quy mô lên men 500 lít/ mẻ
152
III.2.1.3 Thu hồi và tinh chế sản phẩm
157
III.2.2. Thực nghiệm sản xuất nước chấm từ khô đậu tương bằng công nghệ
enzim tại Công ty TNHH Hải Long (Hải Phòng)
158
III.2.3. Phối chế sản phẩm nước chấm thử nghiệm và đánh giá chất lượng
159

III.2.4. Ứng dụng kết quả nghiên cứu tại công ty OOO SOSTRA
161
IV. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ
163
IV.1. Tính toán sơ bộ giá thành nguyên liệu sản xuất nước chấm theo công
nghệ vi sinh
163
IV.2. Tính toán sơ bộ giá thành nguyên liệu sản xuất nước chấm theo công
nghệ enzim
165
IV.3. Tính toán sơ bộ giá thành nguyên liệu sản xuất nước chấm theo công
nghệ vi sinh kết hợp enzim
166

KẾT LUẬN

167

KIẾN NGHỊ
170

TÀI LIỆU THAM KHẢO
171

PHỤ LỤC
176

MỞ ĐẦU

Nước tương (nước chấm đậu tương) là một loại nước chấm chế biến từ đậu
tương được tiêu dùng rộng rãi trên thị trường từ lâu đời và đã trở thành một loại
nước chấm không thể thiếu trên thị trường Việt Nam. Nguyên liệu chính để sản
xuất nước chấm là đậu tương rất giàu đạm thực vật nên tốt cho sức khỏe người tiêu
dùng.
Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đang là mối quan tâm lớn của nhiều quốc
gia trên thế giới vì sự liên quan trực tiếp đến sức khoẻ con người, ảnh hưởng lâu dài
đến nòi giống dân tộc. Sử dụng thực phẩm không an toàn sẽ dẫn đến ngộ độc cấp
và mạn tính, ngộ độc tích luỹ…Tuy nhiên, trong thời gian gần đây vấn đề nổi cộm
về vệ sinh an toàn th
ực phẩm trong hầu hết các sản phẩm nước tương sản xuất tại
Việt Nam đều do trong sản phẩm có chứa hàm lượng chất 3-monoclopropan-1,2-
diol (viết tắt là 3- MCPD) cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Đây là chất gây ung
thư khi sử dụng ở nồng độ cao trong thời gian dài. Nguyên nhân chủ yếu là do công
nghệ sản xuất nước tương tại Việt Nam chủ yếu dùng HCl để thủy phân đạm thự
c
vật trong khô đậu tương ở nhiệt độ cao dẫn tới sự tạo thành 3- MCPD. Hiện nay để
tránh sự tạo thành 3-MCPD vượt ngưỡng thì rất nhiều doanh nghiệp đã sử dụng
thay thế HCl bằng H
2
SO
4
hoặc NaOH. Tuy nhiên đây chưa phải giải pháp thực sự
an toàn do vẫn tiềm tàng mối nguy về các chất mới chưa được xác định rõ tác động
đến sức khỏe người tiêu dùng. Điều này cho thấy cần thiết phải có sự đổi mới công
nghệ sản xuất nước tương thì mới đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho người tiêu dùng
về mặt ATVSTP.

Hiện nay tại Việt Nam có một s
ố sản phẩm nước chấm với thương hiệu đang
rất có uy tín, chất lượng sản phẩm tốt và an toàn như Chinsu, Maggi Tuy nhiên
đây là các sản phẩm làm từ công nghệ nhập ngoại hoặc là nhập bán thành phẩm về
Việt Nam phối chế đóng gói nên sản phẩm có giá thành khá cao chưa phù hợp với
tầng lớp nhân dân thu nhập thấp. Các doanh nghiệp sản xuất nước tương quy mô
nhỏ và trung bình của Việt Nam chư
a có cơ hội được tiếp cận với công nghệ mới
để đảm bảo sản xuất ra sản phẩm thực sự an toàn.

Trong khi đó Nhật Bản là đất nước mà nước tương là một sản phẩm không
thể thiếu được trong các bữa ăn của người Nhật. Công nghệ sản xuất nước tương
hiện nay được sử dụng tại Nhật là dùng các chủng nấm mốc thuần chủng có hoạt
lực cao được dùng để làm giống khởi động cho việc nuôi cấy trên môi trường đậu
tương để tạ
o được chế phẩm mốc sản xuất (Koji) có hệ enzym có khả năng thuỷ
phân protein và tinh bột cao, sau đó sử dụng chế phẩm này để lên men thành sản
phẩm nước tương. Công nghệ này có nhiều tính ưu việt, không sử dụng axit và
nhiệt độ cao nên không gây nguy hại cho người sản xuất, không gây ăn mòn thiết bị
và trên hết là tạo ra sản phẩm nước tương chất lượng cao không có 3-MCPD. Hơn
thế nữa nhờ
hương thơm chiết tách từ chế phẩm nấm mốc (Koji) mà sản phẩm nước
tương làm theo công nghệ này thường có hương hấp dẫn hơn sản phẩm theo công
nghệ axit và do không dùng nhiệt độ cao nên màu sắc sản phẩm cũng tươi sáng
hơn. Đây là công nghệ tất yếu mà hầu như tất cả các nước phát triển đã áp dụng và
chắc chắn cũng là sự lựa chọn cho Việt Nam trong th
ời gian tới.
Tại Việt Nam từ mấy chục năm trước đây đã có các nghiên cứu sản xuất
nước tương theo phương pháp lên men nhưng chất lượng nước tương chưa cao chủ
yếu do chủng vi sinh vật sử dụng có hoạt tính tạo enzym rất thấp nên không thể

thủy phân triệt để thành phần đạm dẫn tới mùi vị của nước tương không tốt, sản
phẩm ch
ỉ mang tính chất phục vụ giai đoạn lịch sử lúc đó chứ không thể phù hợp
với thị trường hiện nay. Gần đây cũng có một số kết quả nghiên cứu mới được công
bố nhưng vẫn chủ yếu là phương pháp vi sinh kết hợp với hóa giải nên thực sự vẫn
chưa có một công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp vi sinh nào có hiệu
quả để có thể đưa vào thực tế sản xuất.
Xu thế tất yếu của xã hội là chỉ chấp nhận sản phẩm vừa ngon vừa an toàn
cho sức khỏe người tiêu dùng và để đạt được điều này thì sản phẩm nước tương sản
xuất theo phương pháp vi sinh là phù hợp.
Việc nghiên cứu hòan thiện quy trình sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng
các phươ
ng pháp sinh học như: ứng dụng chế phẩm mốc giống thuần chủng có họat
lực enzim thủy phân protein, tinh bột cao, bổ sung các dạng nấm men, vi khuẩn tạo

hương, vị phù hợp cho sản phẩm nước chấm, cải tiến hệ thống thiết bị sản xuất cho
đồng bộ nhằm tạo ra sản phẩm nước tương có hương vị thơm ngon tốt cho sức khoẻ
người tiêu dùng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, có thể dễ dàng ứng dụng cho
các cơ sở sản xuất hiện nay đang là yêu cầu bức thiết xã hộ
i.
Với mục đích đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu hoàn
thiện công nghệ và thiết bị sản xuất nước chấm từ đậu tương bằng công nghệ vi
sinh”.
Các nội dung nghiên cứu chính đã được thực hiện bao gồm:
I. Nghiên cứu công nghệ tạo chế phẩm vi sinh vật thuần chủng dùng cho sản
xuất nước chấm từ đậu tương.
II. Hoàn thiện quy trình công ngh
ệ sản xuất nước chấm từ đậu tương
III. Xây dựng mô hình thiết bị theo công nghệ vi sinh quy mô lên men 500
lít/mẻ tại Viện Công nghiệp Thực phẩm. Thực nghiệm sản xuất 20.000 lít

nước chấm bằng phương pháp công nghệ sinh học (vi sinh kết hợp với
enzim) tại Viện Công nghiệp Thực phẩm và Công ty TNHH Hải Long (Hải
Phòng)
IV. Đánh giá hiệu quả kinh tế.













CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN


1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG TRÊN THẾ GIỚI
1.1.1 Lịch sử hình thành và quá trình phát triển của sản phẩm nước tương
Tại các nước phương đông từ lâu đời đã có rất nhiều loại thực phẩm lên men
truyền thống được làm từ đậu tương, có thể kể đến những sản phẩm đó như là nước
tương (soy sauce), miso, natto, sufu, tempeh v.v… Những sản phẩm này đã đượ
c
nghiên cứu rất nhiều về lịch sử, công nghệ, vi sinh, hóa sinh, độc tố học, sinh học
và cả di truyền học. Trong số các sản phẩm đó thì nước tương là một sản phẩm phổ
biến nhất và được tiêu dùng ở rất nhiều nước.

Nước tương có nguồn gốc ở Trung Quốc và được biết đến ở Nhật Bản vào khoảng
thế kỷ thứ 7. Nước tương được gọi là “chiang-yu” ở Trung Quốc và “shoyu” ở Nhật Bản.
Ngày nay nước tương được thế giới coi như là loại gia vị cần thiết. Nó được dùng trong
hầu hết các món ăn Trung Hoa và kể cả các món ăn Tây Phương như món ra-gu,
hamburger và các món sà lách. Bên cạnh việc làm tăng thêm mùi vị cho các món
ăn, nước
tương còn có một giá trị dinh dưỡng đặc biệt. Nó gồm có protein và hydratcacbon không
chất béo cũng như chứa một lượng dồi dào chất riboflavin (sinh tố B2) và các chất khoáng
(natri, canxi, photpho, sắt, selen và kẽm). Hàng năm trên khắp thế giới người ta đã sản
xuất ra hàng triệu tấn nước tương để cung ứng cho thị trường tiêu thụ.
Quá trình chế biến nước tương giữa các quốc gia tuy có vài điểm khác nhau nhưng
tự
u trung đều giống nhau là phải trải qua những giai đoạn lên men cần thiết. Công nghệ
sản xuất nước tương trải qua hàng
nghìn năm với nhiều kinh nghiệm sản xuất nên đã
được cải tiến rất nhiều. Từ năm 1950 trở lại đây có một cái nhìn mới của các nhà
khoa học về công nghệ sản xuất nước tương do đó công nghệ và thiết bị sản xuất
nước tương đã được thay đổi hoàn toàn. Ngày nay nước tương được sản xuất một
cách hiện đại và tinh xảo nhất cả
về công nghệ lẫn thiết bị.
1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương ở một số nước trên thế giới
Tại Trung Quốc, quê hương của nước tương, nước tương được sản xuất chủ
yếu ở quy mô công nghiệp và dùng phương pháp lên men. Tuy nhiên, quá trình sản
xuất nước tương khác nhau tại mỗi vùng miền tạo ra các dạng nước tương khác

nhau. Nhiều cải tiến công nghệ đã được ứng dụng như giảm thời gian nuôi mốc koji
cũng như thời gian lên men bằng cách thay đổi thông số công nghệ hoặc thay đổi
chủng giống. Sản lượng nước tương hàng năm của Trung Quốc chưa được thống kê
rõ ràng nhưng vào năm 1986 khoảng 1.7 triệu tấn nước tương đã được sản xuất bởi
4000 nhà máy

. Theo ước tính những năm gần đây khoảng 5 triệu kilolit nước
tương được sản xuất hàng năm ở Trung Quốc.
Tại Nhật Bản, công nghệ sản xuất nước tương đã hoàn toàn được công
nghiệp hóa, tự động hóa. Công nghệ sản xuất nước tương sử dụng phương pháp
lên men với các công nghệ, tỷ lệ nguyên liệu khác nhau cho các dạng sản phẩm
khác nhau như nước tương nâu, đen, vị ngọt đậm, vị nhạt. Thị trường nước tương
nội địa của Nhật có năm nhà sản xu
ất lớn là Kikkoman, Yamasa, Higashimaru,
Higeta và Marukin chiếm một nửa sản lượng toàn nước Nhật.
Các hãng này đã
chiếm tới 49.4% thị trường Nhật (năm 2001). Tổng sản lượng nước tương
của Nhật đạt khoảng 1 triệu kL/năm vào năm 2001.
Tại các nước Đông Nam Á như Indonesia,

Malaysia,

Philippin
es,
Singapo
re,

Thái Lan thì công nghệ sản xuất nước tương trước đây ở các
nước này là công nghệ lạc hậu. Hầu hết sản phẩm nước tương được sản xuất
tại các nhà máy có quy mô nhỏ theo công nghệ cổ truyền của Trung Quốc
bằng phương pháp thủ công sử dụng nấm mốc giống cho sản xuất chế phẩm
mốc koji hoàn toàn từ tự nhiên hoặc từ các mẻ lên men trước nhiễm sang.

Tuy nhiên, hiện nay việc sản xuất sản phẩm nước tương đã được triển khai ở quy
mô công nghiệp. Các quá trình lên men, hệ thống thiết bị cho sản xuất đã được
nghiên cứu sâu hơn.

Tại Thái Lan doanh thu tiêu thụ mỗi năm khoảng 80-100 triệu USD với tốc
độ tăng trưởng khoảng 15-20% mỗi năm trong đó chủ yếu sản phẩm được sản xuất
bằng phương pháp lên men. Khoả
ng 50% sản phẩm cung cấp trên thị trường là của
hai công ty lớn của Thái Lan Nguan Chieng và Yun Wor Yun, thị phần còn lại chia
cho 75 công ty sản xuất khác.

Tại Indonexia nước tương là dạng gia vị được sử dụng rất phổ thông với
công nghệ sản xuất chủ yếu là công nghệ lên men. Từ thập niên 80 đã bắt đầu hình
thành một số nhà máy lớn sản xuất theo công nghệ của Nhật. Các nhà máy này sử
dụng nguồn nguyên liệu là khô đậu, lúa mỳ thay thế cho công nghệ chỉ sử dụng
đậu tương hạt.
1.1.3. Quy trình cồng nghệ sản xuấ
t nước tương tại một số nước trên thế giới.
1.1.3.1. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Thái Lan
Nguyên liệu: Đậu tương, bột ngô, bột gạo, nước, muối, chế phẩm mốc koji
(enzim proteaza kiềm và trung tính).
Quy trình:
Đậu tương
È
Rửa
È
Ngâm qua đêm
È
Nấu chín bằng hơi
È
Để ráo
È
Phối trộn với bột ngô, bột gạo theo tỷ l
ệ (đậu tương: bột ngô: bột gạo = 2:1:1)

È
Nuôi cấy với giống từ mẻ trước (10
6
bào tử/g)
È
Nuôi ở nhiệt độ phòng (25-37
o
C) trong 3-7 ngày
È
Phơi trong nắng
È
Đưa vào các bình và thêm nước muối nồng độ 20-22%
È

Để trong ánh nắng trong 90 ngày
È
Lắng gạn
È
Lọc
È
Đóng chai
Cảm quan: dạng lỏng, màu nâu đỏ, hương nhẹ, vị mặn
Thành phần hóa học: pH 4,65-4,8, axit 1,23-1,36%, muối 22,5-26,5%, N
1,5%.
Giá trị dinh dưỡng: Protein 5,5%, chất béo 0,4%, glutamic axit 11-12,5%,
đường khử 5,99%, lysine 100g.
Chủng vi sinh vật: Pediococus halophilus, Staphilococcus sp., Bacillus sp.,
Aspergillus oryzae, A. flavus var columnaris.
Quy mô: gia đình.
1.1.3.2. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Indonesia

Nguyên liệu: Đậu tương, bột lúa mỳ, muối, nước và một s
ố gia vị.
Nguyên liệu: đậu tương, bột lúa mỳ, nước muối, một số gia vị khác.
Quy trình:
Đậu tương
↓
Rửa sạch
↓
Đun cho đến khi mềm (khoảng 4 giờ)
↓
Làm nguội trên khay
↓
Trộn với bột mỳ
↓
Nuôi cấy nhiệt độ phòng trong 3-4 ngày

↓
Phơi dưới ánh nắng mặt trời trong 3-4 ngày
↓
Ngâm trong nước muối trong 30 ngày, có tiếp xúc với ánh nắng mặt trời
↓
Lọc thô tách bã
↓
Thêm gia vị
↓
Đun sôi
↓
Lọc
↓
Sản phẩm

Quy mô: gia đình hoặc quy mô công nghiệp.
1.1.3.3. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Malaysia
Nguyên liệu: đậu tương, lúa mỳ, muối, đường, màu caramen
Quy trình:
Đậu tương
↓
Rửa
↓

Ngâm qua đêm
↓
Nấu ở 100
o
C cho đến khi mềm
↓
Làm mát
↓
Trộn với bột mỳ và cấy mốc

↓
Lên men trong khay từ 27-30
o
C trong 3-4 ngày
↓
Cho vào bình chứa
↓
Lên men ở 28-33
o
C trong 2-24 tháng
↓

Lấy dịch lỏng ra
↓
Phối trộn với đường và màu caramen
↓
Thanh trùng ở 80
o
C trong 30 phút
↓
Tàng trữ ở nhiệt độ thường trong 2 tuần
↓
Đóng chai
Cảm quan: dạng lỏng, màu nâu sẫn cho tới đen, hương thơm
Thành phần hóa học: đường 1,12-1,27 %, pH 4-4,6, axit (tính theo axit
lactic) 0,24-4,7%, muối 11,2-23,5%.
Giá trị dinh dưỡng: Protein 0,27-11,4%, chất béo 0,02-0,095%.
Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae
Quy mô: 70% sản phẩm là quy mô công nghiệp
1.1.3.4. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Nhật Bản
Có một số loại nước chấm khác nhau trên thị trường, mỗ
i loại cũng có sự
khác biệt về công nghệ, có một số loại chính như sau:
Nước chấm Koikuchi
Nguyên liệu: Khô đậu tương 3300 kg, lúa mỳ 3375 kg, nước muối (22,5%)
1200 lít, mốc giống.
Quy trình:

Đậu tương Lúa mỳ
↓ ↓
Ngâm trong nước Rang
↓ ↓

Hấp Nghiền
↓
Phối trộn ← Mốc giống
↓
Nuôi cấy
↓
Koji
↓
Phối trộn với nước muối
↓
Lên men 30-35
o
C trong 48-72 giờ
↓
Tàng trữ
↓
Lọc ép
↓
Nước chấm thô
↓
Thanh trùng
↓
Làm trong
↓
Nước chấm
Cảm quan: dạng lỏng, màu đỏ vàng, hương thịt mạnh
Thành phần hóa học: pH 4,6-5,6, độ ẩm 69,5%

Giá trị dinh dưỡng: Cal 58, Protein 5,8%, đường 7,1%.
Chủng vi sinh vật: Aspergillus sojae hoặc Aspergillus oryzae,

Saccharomyces rouxii, Torulopsis versalitis hoặc T. echellsii, Pediococcus
halophilus.
Quy mô: Công nghiệp.
Nước chấm Saishikomi
Nguyên liệu: Khô đậu tương 3300 kg, lúa mỳ 337 kg, nước chấm thô 13100
lít, mốc giống.
Đậu tương Lúa mỳ
↓ ↓
Ngâm trong nước Rang
↓ ↓
Hấp Nghiền
↓
Phối trộn ← Mốc giống
↓
Nuôi cấy
↓
Koji
↓
Nước chấm thô N1,3% →
Phối trộn
↓
Lên men trong 6-12 tháng ở 10-30
o
C
↓
Tàng trữ
↓
Lọc ép
↓
Nược chấm thô

↓
Thanh trùng
↓
Làm trong
↓
Sản phẩm
Cảm quan: dạng lỏng, màu đỏ vàng, mặn, hương thịt mạnh.
Tính chất hóa học: pH 5,4-4,8, độ ẩm 62,5%.
Giá trị dinh dưỡng: Cal 94, protein 9,4%, đường 14,1%.
Chủng vi sinh vật: Aspergillus sojae hoặc Aspergillus oryzae,
Saccharomyces rouxii, Torulopsis versalitis hoặc T. echellsii, Pediococcus
halophilus.
Quy mô: công nghiệp
Nước chấm Shiro (màu nhẹ)
Nguyên liệu: đậu tương 1500 kg, lúa mỳ 8500 kg, nước muối 18% 22.200 lít,
mốc giống.
Quy trình:
Đậu tương Lúa mỳ
↓ ↓
Ngâm trong nước Ngâm trong nước
↓ ↓
Hấp Hấp
↓
Phối trộn ← Mốc giống
↓
Koji
↓
Phối trộn ← Nước muối
↓

Lên men trong 2 tháng ở 10
o
C, sau đó 3 tuần ở 25
o
C
Tàng trữ
↓
Lọc ép
↓
Nước chấm thô
↓
Thanh trùng
↓
Làm trong
↓
Sản phẩm
Cảm quan: Dạng lỏng, màu vàng nhạt, vị ngọt axit amin và hương muối.
Thành phần hóa học: pH 5,1-5,6, độ ẩm 64,8%
Giá trị dinh dưỡng: Cal 80, protein 2,5%, đường 17,4%.
Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae, Pediococcus halophilus, Saccharomyces
rouxii
Quy mô: Công nghiệp
Nước chấm Tamari
Nguyên liệu: khô đậu tương 1000 kg, muối 440 kg, nước 1700 lít, mốc giống, lúa
mỳ hoặc đại mạ
ch
Quy trình:
Đậu tương
↓

Ngâm trong nước
↓
Hấp dưới áp suất 1,2-1,4 kg/cm
2
↓
Phối trộn ← Mốc giống

↓
Koji
↓
Phối trộn ← Nước muối
↓
Lên men ở 20-30
o
C trong 6- 12 tháng
↓
Lọc ép
↓
Nước chấm
Cảm quan: Dạng lỏng, đỏ vàng, mặn với hương thịt mạnh
Thành phần hóa học: pH 5,6, độ ẩm 64,3%
Giá trị dinh dưỡng: Cal 76, protein 10%, đường 9,0%.
Chủng vi sinh vật: Aspergillus sojae hoặc Aspergillus oryzae, Saccharomyces
rouxii, Torulopsis versalitis hoặc T. echellsii, Pediococcus halophilus.
Quy mô: công nghiệp
1.1.3.5. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương tại Singapore
Nguyên liệu: Đậu tương, lúa mỳ, nước muối
Quy trình:
Đậu tương
↓

Ngâm trong nước 10-12 giờ
ở 20
o
C
↓
Hấp trong 1 giờ

↓
Phối trộn với bột mỳ ← Mốc giống
↓
Nuôi cấy ở 30
o
C trong 4 ngày
↓

Trộn với đậu tương và bột mỳ
↓
Nuôi ở nhiệt độ phòng trong 4 ngày
↓
Cho vào bình và bổ sung nước muối 19%
↓
Lên men trong 6 tháng
↓
Nước chấm
Cảm quan: Dạng lỏng, màu nâu, vị muối với hương đặc trưng.
Thành phần hóa học: pH 4,5-5,5, nồng độ muối 18-25%, chất rắn tổng số
10%.
Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae, Saccharomyces sp., Lactobacillus sp.
Quy mô: Công nghiệp.
1.1.3.5. Quy trình công nghệ sản xuất nước tươ

ng tại Philippine
Nguyên liệu: đậu tương 66-90%, bột mỳ 10-34%, dung dịch nước muối 15-
20%, đường nâu, giống khởi động.
Quy trình:
Đậu tương
↓
Ngâm qua đêm
↓
Hấp cho đến mềm trong khoảng 3 giờ

↓
Làm nguội, rải trên nong bằng tre
↓
Cấy giống nấm men khởi động và nuôi trong 24 giờ
↓
Trộn với bột mỳ

↓
Cấy giống nấm mốc và vi khuẩn khởi động, nuôi tại 25-30
o
C trong 4-5 ngày
↓
Chuyển vào bình với dung dịch nước muối
↓
Nuôi tại 25-30
o
C trong 3 tháng
↓
Lọc
↓

Thanh trùng tại 65
o
C trong 30 phút
↓
Đóng chai
Cảm quan: Dung dịch lỏng, màu caramen sẫm nâu, vị muối ngọt hoặc vị
muối
Thành phần hóa học: pH 4,4-5, độ ẩm 52-56%, axit tổng số (theo axit lactic)
0,5-1,53%, chất rắn tổng số 43,6-48%., NaCl 18-22,43%.
Giá trị dinh dưỡng: protein 4,6-9,3%
Chủng vi sinh vật: Aspergillus oryzae, Hasenula anomala, H. subpelliculosa,
Lactobacillus delbrrueckii.
Quy mô: công nghiệp và gia đình.
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Ở VIỆT NAM
1.2.1. Thực trạng tình hình sản xuất và tiêu thụ nước tương ở Việt Nam
Ở Vi
ệt Nam cũng như các nước khác trong khu vực nước tương là một loại
thực phẩm gia vị được chế biến và tiêu dùng rộng rãi từ lâu đời, trở thành một loại
gia vị gần như không thể thiếu được ở thị trường tiêu thụ của người Việt. Theo cách
truyền thống thì nước tương được chế biến bằng phương pháp lên men. Nhưng do
một số hạn chế về
mặt thời gian và hiệu suất thành phẩm mà phương thức chế biến
bằng cách dùng axit HCl thuỷ phân đậu tương đã được sử dụng rộng rãi tại Việt
Nam (phương pháp hoá học). Phương pháp này cho phép có sản phẩm nước tương

đạt được chất lượng về mùi vị quen thuộc với thị hiếu người tiêu dùng, cũng như
hiệu năng sản xuất cao tạo ra sản phẩm giá thành thấp và trở thành một phương
thức chế biến nước tương phổ biến nhất ở nước ta. Trong khi đó phần đông các
nước trên thế giới hạn chế việc sản xuất nước tương bằng phươ
ng pháp hoá học và

đa số sản xuất bằng phương pháp lên men.
Sản xuất nước tương tại Việt Nam chủ yếu tập trung tại các tỉnh phía Nam.
Theo thông báo của Hiệp hội Lương thực Thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh thì
trên địa bàn có trên 50 cơ sở sản xuất nước tương với sản lượng khoảng 900 triệu
lít/ năm, nguyên liệu chủ yếu dùng để sản xuất là từ khô đậu t
ương hoặc đậu tương
và phần lớn sản xuất theo phương pháp hóa học. Hầu hết các cơ sở sản xuất khi
kiểm tra hàm lượng (3-MCPD) - một chất gây ung thư có trong sản phẩm đều vượt
quá mức cho phép thậm chí vượt tới hàng trăm lần trong đó có cả các công ty sản
xuất lớn có thương hiệu. Một vấn đề đáng lo ngại hiện nay là vấn đề quản lý vệ
sinh an toàn th
ực phẩm tại các cơ sở sản xuất nước tương vừa và nhỏ. Qua khảo sát
năm 2006 của Trung tâm y tế dự phòng TP HCM đã cảnh báo khi khảo sát 33 cơ sở
sản xuất nước tương, tàu vị yểu cho thấy, đến 24/33 cơ sở có quy trình chế biến thủ
công, còn lại là bán tự động; quy trình sản xuất một chiều (để tránh lây nhiễm trong
quá trình sản xuất) cũng chỉ có 16 cơ sở
đạt; 12 cơ sở sử dụng nước giếng sản xuất.
Trong đó số cơ sở không xét nghiệm nước hoặc có xét nghiệm nước, nhưng không
đạt đến 18; hơn 40% cơ sở không có kho để chứa nguyên liệu, phụ gia, thực
phẩm
Trước tình hình đó việc đổi mới công nghệ sản xuất nước tương thay thế cho
công nghệ hóa giải hiện nay để tạo sản phẩm 3-MCPD trong ng
ưỡng cho phép
đang rất được các doanh nghiệp quan tâm. Có thể thấy rằng hiện nay trên thị trường
nước tương chủ yếu chia thành 2 dòng sản phẩm chính, dòng sản phẩm cao cấp hơn
ngày càng có chỗ đứng vững chắc trên thị trường như Chinsu, Maggi là dòng sản
phẩm đáp ứng nhu cầu người thu nhập trung bình trở lên, giá thì cao hơn khá nhiều
so với dòng sản phẩm rẻ tiền từ công nghệ hóa giải phục vụ cho tầ
ng lớp người thu
nhập thấp. Nhìn chung thị trường nước tương theo công nghệ hóa giải có sự cạnh

tranh khá khốc liệt về mặt giá cả nên việc thay đổi công nghệ để tạo được sản phẩm
an toàn hơn là rất khó khăn. Việc áp dụng công nghệ sản xuất nước tương bằng
phương pháp vi sinh mặc dù được quan tâm nhưng vẫn chưa được áp dụng vì công
nghệ vi sinh hiện có tại Việt Nam chưa hoàn thiện và giá thành sản phẩm của công
nghệ này là cao hơn công nghệ hóa giải.
Nhìn chung đến thời
điểm hiện nay công nghệ sản xuất nước tương tại Việt
Nam vẫn chủ yếu là bằng phương pháp hóa học, để khắc phục sự tạo thành nồng độ
3-MCPD cao vượt ngưỡng cho phép thì các cơ sở sản xuất đã thay thế axit HCl
bằng H
2
SO
4
tuy nhiên việc sử dụng nước tương sản xuất bằng phương pháp hóa
học vẫn tiềm ẩn những nguy cơ có hại cho sức khỏe con người và đặc biệt là gây ô
nhiễm môi trường, nguy hại cho sức khỏe công nhân sản xuất vì điều kiện làm việc
với hóa chất vô cùng khắc nghiệt.
Hiện nay trên Thế giới hầu như công nghệ sản xuất bằng hóa chất không còn
tồn tạ
i, do vậy để đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng và người lao động thì việc
nghiên cứu hoàn thiện lại công nghệ sản xuất nước chấm bằng công nghệ vi sinh là
vô cùng cần thiết để tạo cơ sở cho các chính sách của Nhà nước tiến tới buộc các cơ
sở sản xuất phải thay thế sản phẩm theo công nghệ hóa học bằng sản phẩm vi sinh
để đảm bảo an toàn vệ sinh thự
c phẩm cho người tiêu dùng.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ sản xuất nước tương bằng
phương pháp vi sinh tại Việt Nam
Trong giai đoạn lịch sử thời kỳ chống Mỹ cứu nước, để đảm bảo có đủ thực
phẩm thiết yếu cho nhân dân đã có một số đề tài nghiên cứu về công nghệ sản xuất

nước chấm bằng phương pháp vi sinh được thực hiệ
n.
1.2.2.1. Đề tài công nghệ sản xuất nước chấm ủ ẩm trích ly
Để đáp ứng nhu cầu nước chấm thời bấy giờ, đề tài cấp Bộ với công nghệ
nước chấm ủ ẩm trích ly do KS. Quản Văn Thịnh, chủ nhiệm Bộ Môn Công nghệ
Lên men, Khoa Hoá Thực Phẩm, Đại học Bách Khoa Hà nội chủ trì được thực hiện.
Đề tài đã nghiên cứu và triển khai tại Xí nghiệp N
ước Chấm Ba nhất, Minh Khai
Hà nội. Cán bộ nghiên cứu trực tiếp là KS. Nguyễn Thị Hiền, cán bộ Bộ Môn