Công nghệ lên men tương

CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-1-
MỞ ĐẦU


Tương là một sản phẩm truyền thống có từ lâu đời. Tương là một gia vị
rất thông dụng trong mâm cơm của người Việt Nam và một số nước Châu Á
khác, nó có nguồn gốc từ Trung Quốc. Từ ngày xưa, người ta đã biết cách làm
tương từ hạt đậu nành. Vậy tương chính là sản phẩm thủy phân protein từ đậu
nành.Có rất nhiều phương pháp truyền thống làm tương. Các phương pháp này
mang đặc trưng riêng của từng vùng. Ở Việt Nam có các loại tương nổi tiếng
như sau: tươngTương Cự Đà ( Hà Tây),tương Nam Đàn (Nghệ Tĩnh),tương
Bần (Hải Hưng). Ở các nước Châu Á khác: Nhật bản: kikkoman, shoyu,
tamari…, Trung Quốc: tương tàu…
Hiện nay, người ta đã chuyển cách làm tương thủ công sang quy mô
công nghiệp để sản xuất liên tục, như vậy mới đáp ứng được nhu cầ
u của người
tiêu dùng. Trong bài tiểu luận này, nhóm em sẽ giới thiệu một cách cơ bản về
phương pháp làm tương truyền thống và công nghệ sản xuất hiện đại.

CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-2-
Chương 1
:
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TƯƠNG

1.1. Nguồn protein:[1]
Đậu nành, đậu phộng. Trong đó, đậu nành được sử dụng là chủ yếu vì protein
trong đậu nành cao hơn và đậu nành chứa đầy đủ các acid amin giống acid amin thịt,

trứng.
Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merril. Đậu nành có nhiều màu sắc khác
nhau. Trong đó đậu nành màu vàng là loại tốt nhất được trồng và sử dụng nhiều.

Hình 1: Một số loại hạt đậu nành

Hạt đậu nành gồm ba bộ phận:
Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt.
Phôi chiếm 2%.
Tử diệp chiếm 90%.
Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt đậu nành.
Thành phần Tỷ lệ Protein
(%)
Dầu(%) Tro(%) Hydratecarbon(
%)
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 8,8 1,0 4,3 86,0
Phôi 2,4 41,1 11,0 4,4 43,0

Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỷ lượng
rất lớn. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ngoài methyonine và
tryptophane còn có các acid amin khác với số lượng khá cao tương đương lượng acid
amin có trong thịt.
Trong protein đậu nành, globuline chiếm 85 – 95% ngoài ra còn có một lượng như
albumin, một lượng không đáng kể prolamin và glutenlin.
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-3-

Bảng 2: Thành phần acid amin trong đậu nành.
Acid amin Hàm lượng (%)
Izoleucine 1,1
Leucine 7,7
Lyzine 5,9
Methionine 1,6
Cysteine 1,3
Phenylalanine 5,0
Treonine 4,3
Tritophan 1,3
Valine 5,4
Histidine 2,6

Bảng 3: Thành phần hydratecarbon trong đậu nành.
Hydratecarbon Hàm lượng (%)
Cellulose 4,0
Hemicellulose 15,4
Stachyose 3,8
Rafinose 1,1
Saccharose 5,0
Các loại đường khác 5,1
Hydratecarbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydratecarbon có thể chia
làm hai loại: loại tan và không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10%
tổng lượng hydratecarbon. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô
của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn và Fe. Hàm lượng các chất
khoáng này như trình bày ở bảng 10.
Ngoài ra, đậu nành còn chứa rất nhiều vitamin khác nhau trừ vitamin C và D.
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-4-
Bảng 4: Thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành.
Chất khoáng Hàm lượng (%)
Ca 0,16 – 0,47
P 0,41 – 0,82
Mn 0,22 – 0,24
Zn 37 mg/kg
Fe 90 – 150 mg/kg

Bảng 5: Thành phần vitamin trong hạt đậu nành.
Các vitamin Hàm lượng (mg/kg)
Thiamin 11,0 – 17,5
Riboflavin 3,4 – 3,6
Niacine 21,4 – 23,0
Pirydoxin 7,1 – 12,0
Biotin 0,8
Acid tantothenic 13,0 – 21,5
Acid folic 1,9
Inoxiton 2300
Vitamin A 0,18 – 2,43
Vitamin E 1,4
Vitamin K 1,9
Đậu nành là loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, muối khoáng
và 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 Nam.
1.2. Nguồn tinh bột:[1]
1.2.1. Gạo nếp:
Gạo nếp được dùng trong sản xuất tương không bị mọt, không mốc. Thành phần
hóa học của g

ạo nếp như sau:
Bảng 6: Thành phần hóa học của gạo nếp.
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước 14
Glucid 74,9
Protein 8,2
Lipid 1,5
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-5-

Protein của gạo nếp chủ yếu là glutelin (oryzeine) và glubuline. Ngoài ra còn có ít
lân Cozine và prolamin. Glucid của gạo nếp chủ yếu là tinh bột, đường, cellulose,
hemicellulose. Trong tinh bột chủ yếu là amylopectin, các chất khoáng có phosphor, kali,
magie. Ngoài ra còn chứa một số vitamin như B
1
, B
2
, B
6
, PP, E.
1.2.2. Gạo tẻ:
Cũng như gạo nếp, gạo tẻ được dùng trong sản xuất tương không được mốc, không
mọt. Thành phần trung bình của gạo tẻ như sau:

Bảng 7: Thành phần hóa học của gạo tẻ.
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước 13,84
Glucid 77,55
Protein 7,35

Lipid 0,52
Cellulose 0,18
Muối khoáng 0,54

1.2.3. Bột mì:
Bảng 8: Thành phần hóa học của bột mì.
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước 11,6
Glucid 73,80
Protein 12,48
Lipid 1,78
Vitamin B
1
0,48
PP 76
Ca 36
Protein của bột mì có 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin. Trong đó chủ
yếu là glutelin và prolamin chiếm khoảng 75% tổng lượng protein.
1.2.4. Bắp:
Bảng 9: Thành phần hóa học của bắp
Thành phần Bắp hạt Bắp mảnh
Nước 12 11,4
Glucid 72 78,9
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-6-
Protein 9 8,5
Lipid 4,8 0,8
Cellulose 1,5 0,4
Muối khoáng 1,2 0,4

1.3. Muối:
Muối dùng trong sản xuất tương thường là NaCl, phải có độ tinh khiết 92 – 97%,
khi pha vào nước không có vị chat.
1.4. Nước:
Nước dùng trong sản xuất tương có độ cứng trung bình 8 – 17
o
(1
o
tương đương 10
mg CaO/ lít hay 7,19 mg MgO/ lít nước). Các chất khoáng và các chất hữu cơ khác không
được quá 500 – 600 mg/l. Lượng vi sinh vật không được quá 20 – 100/cm
3
nước.
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-7-
Chương 2
:
VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT
TƯƠNG[2]

Trong phương pháp cổ truyền, nhạn dân ta thường dùg vi sinh vật có sẵn trong tự
nhiên. Thường là các loài nấm mốc: Mucor mucedo, M.rouxii, Rhizopus nigicans,
Aspergillus oryzae, A.flavus, A.niger, P.notatum, P.expansum, Monilia sitofila,
Trichoderma lignorum.
Chính vì thế trong nguyên liệu nấm mốc thấy có nhiều màu sắc khác nhau. Các
nghiên cứu về tương cho thấy nấm mốc có ý nghĩa lớn nhất trong sản xuất tương là nấm
mốc Aspergillus oryzae. Trong sản xuất tương công nghiệp ứng dụng chủ yếu nấm mốc
A.oryzae thuầ

n chủng, khi phát triển trong khối nấm mốc thấy chỉ có màu vàng.
Sau đây là một số đặc điểm của nấm mốc:
Aspergillus oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Plectascales lớp Ascomycetes
(Nang khuẩn). Cơ thể sinh trưởng của nó 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 bào tế
bào (nấm đa bào).


Hình 2: Aspergillus oryzae.

Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính
bào tử, ở đầu có cơ quan sinh sản vô tính. Cuống đính bào tử của A.oryzae thường dài 1,0
– 2,0 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Phía đầu cuống đính bào tử phồng lên
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-8-
gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài gọi là những tế
bào hình chai. Đầu các tế bào hình chai phân chia thành những bào tử dính vào nhau, nên
gọi là đính bào tử. Đính bào tử của A.oryzae có màu vàng lục, chính là màu ta thường
thấy ở mốc tương.
Trong sản xuất tương ta cần nuôi cấy nấm mốc A.oryzae để thu được nhiều bào tử
làm mốc giống, hoặc để thu nhiều men thủy phân. Các điều kiệ
n nuôi cấy A.oryzae có thể
tóm tắt như sau:
1. Độ ẩm của môi trường:
Độ ẩm của môi trường tốt nhất cho sự hình thành enzyme của nấm mốc là 55-
58%. Độ ẩm môi trường thích hợp sự hình thành bào tử là khoảng 45%. Cần giữ cho
độ ẩm môi trưởng không bị giảm trong quá trình phát triển.
2. Độ ẩm tương đối của không khí:
Độ ẩm từ 80% trở lên đến bão hòa đều thích hợp cho nấm m

ốc. Trong phòng
nuôi cần giữ cho độ ẩm không khí bão hòa để tránh cho môi trường khỏi khô.
3. Ảnh hưởng của không khí:
A.oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển bình thường khi đầy đủ
oxy. Để đáp ứng điều kiện nuôi này môi trường nuôi phải xốp, rải thành lớp khôg dày
quá 2,5 – 3cm, phòng nuôi phải thoáng. Theo thực nghiệm, để thỏa mãn cho sư hô hấp
của A.oryzae trong toản bộ chu kỳ phát triển cứ 1 kh môi trường cần khoảng 1,7m
3

không khí. A.oryzae phát triển bình thường khi nồng độ CO
2
trong khí quyển lên tới
8%.
4. Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và hình thành enzyme của A.oryzae là
khoảng 28 – 32
o
C. Nhiệt độ do nấm mốc tỏa ra môi trường có thể bị nóng lên 40
o
C
hoặc hơn. Cần giữ cho nhiệt độ môi trường không xuống dưới 27
o
C và không cao quá
36
o
C.
5. Thời gian nuôi nấm mốc:
Hầu hết các chủng A.oryzae có hoạt động cực đại của amylase ở khoảng giờ
thứ 30 – 36, rồi sau đó là cực đại của protease ở giờ thứ 36 – 42. Một số chủng cho hai
cực đại của enzyme, ví dụ cực đại amylase ở giờ thứ 36 và giờ 60. Thời gian nuôi mốc

giống thường hết 60 – 70 giờ.
6. pH:
Thích hợp cho A.oryzae
là môi trường acid yếu 5,5 – 6,5. Các môi trường tự
nhiên từ cám, đậu, ngô thường có sẵn pH ở khoảng này nên không cần điều chỉnh.
Đôi khi khả năng sinh bào tử của nấm mốc bị yếu hoặc mất hẳn. Để khôi phục
khả năng này có thể nuôi nấm mốc trong ánh sáng khuếch tán trong một vài thế hệ.
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-9-
Khác với mốc tương, trong quá trình ngâm nước đậu hoạt động của các nấm
mốc không thể hiện. Vi khuẩn thường gặp trong nước đẫu là thuộc nhóm Bacillus
subtilis-mensentericus có khả năng phân giải protein. Nấm men thường gặp trên bề
mặt của nước đậu thuộc các giống Oidium và Geotrichum.

CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-10-
Chương 3
:
HÓA SINH TRONG SẢN XUẤT TƯƠNG
Bản chất hóa sinh chủ yếu nhất trong quá trình sản xuất tương là sự thủy phân tinh
bột (chủ yếu là của gạo) và thủy phân protein (chủ yếu là của đậu) bởi các enzyme
amylase và protease do vi sinh vật tạo ra. Ngoài ra do hoạt động của một số vi sinh vật tạo
hương và những phản ứng hóa học thứ cấp, một số chất có hương vị đặc biệt đã được
hình thành và làm cho tương có hươ
ng vị riêng của nó.
Mặt khác cũng cần nhận thấy rằng trong sản xuất đã sử dụng một hệ vi sinh vật tự
nhiên có nhiều loài vi khuẩn, nấm mốc khác nhau mà quá trình trao đồi chất của chúng đã
được hình thành những sản phẩm có hương vị không tốt, hoặc một số chất kháng sinh,

độc tố có hại cho cơ thể. Điều này giải thích tại sao một số người không thích tương.
Quá trình sản xuất tương cổ truyền có thể chia ra làm ba giai đoạn: làm mốc tương,
làm nước đậu và ngả tương (tức trộn hai bán thành phẩm trên). Sau đây trình bày các biến
đổi chủ yếu trong các giai đoạn này:
3.1. Biến đổi hoạt động enzyme amylase, protease và hàm lượng đường khử
trong quá trình ủ mốc tương:[2]
Trong quá trình ủ mốc tương thủ công, hoạt động amylase của mốc tương thường
đạt tới cực đại sau 5 ngày, ti
ếp đó giảm dần. Hoạt động protease của mốc đạt tới cực đại
sau sáu ngày, rồi giảm tương đối nhanh. Hàm lượng đường khử cùng đạt tới cực đại ở
ngày thứ năm (26,2%). Như vậy trong phương pháp ủ thủ công tự nhiên, nấm mốc phát
triển chậm, và mốc thích hợp để đem muối hoặc ngả tương chỉ vào khoảng 5 – 6 ngày sau
khi ủ.
Các thí nghiệm
ủ mốc xôi theo phương pháp gieo cấy mốc giống A.oryzae thuần
khiết và ủ trong điều kiện thích hợp (nhiệt độ 30 – 32
o
C, độ ẩm xôi 55%, độ ẩm không
khí 85 – 100%) cho thấy hoạt động của amylase đạt tới cực đại chỉ sau 30 – 36 giờ.
Lượng đường khử có thể lên tới 20% sau 36 giờ nuôi cấy và lên tới 34% sau 65 giờ. Như
vậy ta thấy việc sử dụng vi sinh vật thuần chủng và nuôi cấy thích hợp làm quá trình sản
xuất mốc đều tăng nhiều. Đây chính là phương hướng để cải tiến việc sản xu
ất mốc
tương.
3.2. Biến đổi hoạt động amylase, protease và hàm lượng các dạng đạm trong
quá trình làm nước đậu:[2]
Phần cái và phần lỏng của nước đậu tuy khác nhau, nhưng các biến đổi trong hai
phần này có nhiều điểm tương tự nhau. Các nghiên cứu cho thấy hoạt động amylase của
nước đậu đạt tới cực đại ở khoảng 9 – 10 ngày sau khi ngâm.
Hoạt động protease đạt tới cực đại ở ngày th

ứ 9.
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-11-
Độ hoạt động protease của nước đậu thấp, còn độ hoạt động amylase thì rất thấp,
gần như không đáng kể.
Lượng đạm toàn phần của nứơc đậu chủ yếu là nằm trong phần cái. Trong quá
trình ngâm, sự hòa tan các dạng đạm khác nhau vào phần lỏng tiến hành rất chậm. Do
hoạt động của men protease thấp, nên mức độ thủy phân protein của đậu không đáng kể.
Lượng đạm amin đều nh
ỏ trong phần cái cũng như trong phần lỏng. Sau 9 ngày ngâm, tỷ
lệ đạm amin đối với đạm toàn phần trong cái đậu chỉ có 4,2%. Hàm lượng đạm amin
trong phần lỏng chỉ đạt tới 0,830 g/l.
Các trị số thấp của hoạt động amylase, protease và hàm lượng đạm amin cho phép
ta kết luận rằng các quá trình sinh hóa có lợi xảy ra dưới tác dụng của vi sinh vật trong
quá trinh ngâm nước đậu rất yếu. Để cải biến khâu này ta nghĩ đến kh
ả năng sử dụng mốc
tương là một chế phẩm có chứa nhiều enyme amylase và protease. Các thí nghiệm cho
thấy, nếu sau khi ngâm nước đậu 7 ngày, trước lúc ngả tương, ta sử dụng 15 – 20% mốc
làm thủy phân phần cái ở nhiệt độ 50 – 55
o
C trong thời gian 14 – 20 giờ, thì lượng đạm
amin trong nước đậu sẽ lên tới 1,80 – 2,00 g/l, đạt mức như trong tương thành phẩm.
Cách thủy phân đậu sau khi ngâm bằng mốc làm tăng các quá trình sinh hóa có ích.
Nhưng trong khâu ngâm đậu vẫn còn xảy ra những quá trình sinh hóa và vi sinh vật có
hại. Đậu là một sản phẩm giàu protein, được ngâm lâu trong nước không có muối, nên
trong quá trình ngâm đã xảy ra sự thối rữa protein. Quá trình này đã hìn hthành một số
chất có hại cho cơ thể, và cũng đưa lạ
i cho nước đậu ngoài mùi vị tương có những mùi vị
khó chịu.

Để làm cho tương có giá trị thực phẩm cao hơn (kể cả giá trị hương vị, hàm lượng
đạm amin) và đảm bảo yêu cầu vệ sinh, ta có thể bỏ khâu ngâm đậu trong sản xuất tương
mà tiến hành thủy phân đậu rang bằng mốc tương. Các sản xuất thí nghiệm đã cho kết quả
tốt. Tương làm ra có mùi vị của tương cổ đ
iển nhưng có mùi vị dịu và thơm hơn. Mùi vị
này được gây ra do sản phẩm của sự thủy phân và một số quá trình lên men ( rượu và
acid), do hương vị của đậu rang và do phản ứng thứ cấp xảy ra giữa các sản phẩm trên với
các thành phần khác có trong nguyên liệu.
3.3. Biến đổi sau khi ngả tương:[2]
Tương sau khi ngả được để chín khoảng 5 – 15 ngày thì ăn được. Trong quá trình
này các enzyme amylase và protease vẫn tiếp tục hoạt động th
ủy phân. Các phân tích cho
thấy trong mốc tương sau khi ủ xong, lượng đường khử chỉ chiếm khoảng 30 – 40% tổng
số các sản phẩm thủy phân tinh bột, còn trong tương đã để chín lượng này chiếm 70 –
80%, nghĩa là tăng gấp đôi. Tỷ lệ đạm amin trên đam toàn phần của nước đậu đã ủ 7 ngày
đêm chỉ có 4,2%, còn của tương đã chín là khoảng 20 – 25% như vậy là tăng 5 – 6 lần.
Trong quá trình chín, một lượng không nhiề
u các hợp chất melanoid cũng được hình
CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cô NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-12-
thành do sự kết hợp của các aminoacid với đường. Do đó tương trở nên có màu xẫm hơn
lúc mới ngả.

CNLMTT-TƯƠNG CBHD: Cơ NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-13-
Chương 4:
KỸ THUẬT SẢN XUẤT TƯƠNG[3]

4.1. Sản xuất tương thủ công:

Qui trình sản xuất tương lỏng:

Đậu nành Bắp, bắp mảnh hoặc gạo


Vo Ngâm


Rang chín già Hấp chín


Nghiền
Nuôi mốc Mốc trung gian

Ngâm nước đậu

Ủ mốc Nước

Chắt


Dòch bột đậu - Nước đậu Ủ tương


Để ngấm


Tương lỏng