nghiên cứu quy trình lên men tempe từ đậu xanh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC






LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC TIÊN TIẾN



NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH LÊN MEN
TEMPE TỪ ĐẬU XANH




CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
PGS. TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG TRƯƠNG HOA THẢO HUYÊN
MSSV: 3092475
LỚP: CNSHTT K35


Cần Thơ, Tháng 12/2013

PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(ký tên) (ký tên)



PGS. TS. Ngô Thị Phương Dung Trương Hoa Thảo Huyên



DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày tháng 12 năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(ký tên)

LỜI CẢM TẠ

Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy cô, các
anh chị và các bạn. Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Các thầy cô ở Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã quan tâm và tạo
điều kiện cho em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp.
PGS. TS. Ngô Thị Phương Dung và ThS. Huỳnh Xuân Phong – cán bộ hướng dẫn

khoa học, đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đề tài.
Cán bộ phòng thí nghiệm: anh Nguyễn Ngọc Thạnh và anh Phạm Hồng Quang đã tận
tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho em trong quá trình tiến hành các thí nghiệm.
Tập thể các anh chị học viên cao học và các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm
Công nghệ sinh học thực phẩm đã tận tình giúp đỡ và động viên em.
Gia đình và bạn bè đã chia sẻ và giúp đỡ em hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn!













Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học i Viện NC & PT Công nghệ sinh học

TÓM TẮT
Tempe, thực phẩm cổ truyền của người Indonesia, là sản phẩm lên men của đậu nành
với nấm mốc Rhizopus oligosporus. Tempe là thực phẩm bổ dưỡng và đang ngày càng
phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, tempe lại hầu như không được biết đến ở
Việt Nam. Nghiên cứu này được tiến hành nhằm mục đích khảo sát những điều kiện như:
thời gian ngâm và nấu đậu, tỷ lệ giống, thời gian và nhiệt độ lên men để xác định điều

kiện thích hợp cho quá trình lên men tempe từ đậu xanh. Sản phẩm tempe sau khi lên men
với các điều kiện trên được phân tích các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và được đánh giá cảm
quan để xác định độ ưa thích đối với sản phẩm. Từ kết quả của nghiên cứu, xác định được
các điều kiện thích hợp cho lên men tempe đậu xanh là: thời gian ngâm đậu 20 giờ, thời
gian nấu là 20 phút, tỷ lệ giống 1%, đậu lên men ở nhiệt độ môi trường (28-34
o
C) và thời
gian lên men là 48 giờ. Sản phẩm tempe đạt các tiêu chuẩn chất lượng an toàn thực
phẩm. Kết quả này mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc ứng dụng quy trình sản xuất
tempe vào sản xuất quy mô lớn.
Từ khóa: Đậu xanh, lên men tempe, nấm mốc, Rhizopus oligosporus, tempe đậu xanh.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học ii Viện NC & PT Công nghệ sinh học

MỤC LỤC
TÓM TẮT i
MỤC LỤC ii
DANH SÁCH BẢNG iv
DANH SÁCH HÌNH vi
TỪ VIẾT TẮT vii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu đề tài 1
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1. Đậu xanh 2
2.2. Tổng quan về tempe 4
2.2.1. Giới thiệu về tempe 4
2.2.2. Quy trình lên men tempe tổng quát 6
2.2.3. Hệ vi sinh vật trong lên men tempe 7

2.2.4. Những biến đổi hóa học trong quá trình lên men 9
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11
3.1. Phương tiện 11
3.1.1. Địa điểm và thời gian 11
3.1.2. Vật liệu 11
3.1.3. Hóa chất và thiết bị 11
3.2. Phương pháp nghiên cứu 11
3.2.1. Phân tích nguyên liệu đậu xanh 11
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm và nấu đậu đến quá trình lên men tempe 12
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống chủng lên quá trình lên men tempe 13
3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên quá trình lên men tempe 13
3.2.5. Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm tempe 14
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học iii Viện NC & PT Công nghệ sinh học

4.1. Kết quả phân tích nguyên liệu đậu xanh 17
4.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nấu đậu đến quá trình lên men tempe 17
4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống chủng lên quá trình lên men tempe 19
4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên quá trình lên men tempe 21
4.5. Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm tempe 23
4.5.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý 24
4.5.2. Kết quả phân tích vi sinh 24
4.5.3. Kết quả đánh giá cảm quan 25
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 27
5.1. Kết luận 27
5.2. Đề nghị 28
TÀI LIỆU THAM KHẢO 29
PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Một số hình ảnh thí nghiệm
Phụ lục 2: Các phương pháp phân tích
Phụ lục 3: Kết quả
Phụ lục 4: Kết quả thống kê

Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học iv Viện NC & PT Công nghệ sinh học

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng trong 100 g đậu xanh nguyên liệu 3
Bảng 2. Thành phần dinh dưỡng trong 100 g tempe từ đậu nành 5
Bảng 3. Những tiêu chuẩn đánh giá chất lượng 16
Bảng 4. So sánh kết quả phân tích đậu xanh với kết quả của USDA 17
Bảng 5. Giá trị pH của nước ngâm đậu 18
Bảng 6. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến khả năng lên men tempe 18
Bảng 7. Ảnh hưởng của thời gian nấu đến khả năng lên men tempe 19
Bảng 8. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống chủng đến hàm lượng đạm amin (mgN/g) của tempe
19
Bảng 9. Ảnh hưởng của tương tác hai nhân tố thời gian và nhiệt độ đến hàm lượng đạm
amin (mgN/g) của tempe 21
Bảng 10. So sánh các chỉ tiêu của đậu trước và sau khi lên men tempe 24
Bảng 11. Kết quả phân tích vi sinh của tempe 25
Bảng 12. Kết quả đánh giá cảm quan tempe đậu xanh 25
Bảng 13. Môi trường MEA
Bảng 14. Thành phần của môi trường PCA
Bảng 15. Thành phần của môi trường MRS
Bảng 16. Thành phần của môi trường YGC
Bảng 17. Thành phần của môi trường Endo
Bảng 18. Thành phần của môi trường peptone d’indol

Bảng 19. Mẫu cho điểm đánh giá cảm quan tempe
Bảng 20. Kết quả phân tích vi sinh của nước ngâm đậu
Bảng 21. Kết quả đo độ ẩm – vật chất khô mẫu đậu xanh nguyên liệu và tempe
Bảng 22. Giá trị pH của nước ngâm đậu ở các thời gian ngâm khác nhau
Bảng 23. Điểm đánh giá cảm quan tempe ở thời gian ngâm và nấu khác nhau
Bảng 24. Giá trị pH của các mẫu tempe lên men với các tỷ lệ giống khác nhau
Bảng 25. Nhiệt độ của các mẫu tempe lên men với các tỷ lệ giống khác nhau
Bảng 26. Hàm lượng amin của các mẫu tempe với các tỷ lệ giống khác nhau
Bảng 27. Giá trị pH của các mẫu tempe ở nhiệt độ và thời gian lên men khác nhau
Bảng 28. Nhiệt độ của các mẫu tempe ở nhiệt độ và thời gian lên men khác nhau
Bảng 29. Hàm lượng đạm amin của các mẫu tempe ở nhiệt độ và thời gian lên men khác
nhau
Bảng 30. Kết quả phân tích vi sinh của mẫu tempe
Bảng 31. Điểm đánh giá cảm quan
Bảng 32. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của thời gian ngâm và thời gian nấu đến khả
năng lên men tempe.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học v Viện NC & PT Công nghệ sinh học

Bảng 33. Phân tích LSD ảnh hưởng của thời gian ngâm và thời gian nấu đến khả năng lên
men tempe.
Bảng 34. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của tỷ lệ giống chủng đến hàm lượng đạm amin
của tempe.
Bảng 35. Phân tích LSD ảnh hưởng của tỷ lệ giống chủng đến hàm lượng đạm amin của
tempe.
Bảng 36. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ lên men đến hàm lượng
đạm amin của tempe.
Bảng 37. Phân tích LSD ảnh hưởng của tương tác thời gian và nhiệt độ lên men đến hàm
lượng đạm amin của tempe

Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học vi Viện NC & PT Công nghệ sinh học

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Đậu xanh 2
Hình 2. Tempe đậu nành 4
Hình 3. Quy trình lên men tempe tổng quát 6
Hình 4. Giá trị pH của các mẫu tempe với các tỷ lệ giống khác nhau 20
Hình 5. Sự thay đổi nhiệt độ của các mẫu tempe với tỷ lệ giống khác nhau 20
Hình 6. Giá trị pH của các mẫu tempe với thời gian và nhiệt độ lên men khác nhau 22
Hình 7. Sự thay đổi nhiệt độ của các mẫu tempe trong quá trình lên men 23
Hình 8. Sản phẩm tempe đậu xanh 23
Hình 9. Kết quả đếm E. coli và Coliforms của mẫu tempe
Hình 10. Quy trình pha loãng mẫu
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học vii Viện NC & PT Công nghệ sinh học

TỪ VIẾT TẮT

CFU Colony-forming unit
DTT Dithiothreitol
E. coli Escherichia coli
MEA Malt Extract Agar
MR Methyl Red
MRS De Man, Rogosa, Sharpe
OPA Ortho-phthaldialdehyde
PCA Plate Count Agar
R. oligosporus Rhizopus oligosporus

VP Voges-Proskauer
YGC Yeast Glucose Chloramphenicol















Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 1 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Tempe là một loại thực phẩm lên men cổ truyền của người Indonesia và được dùng
như nguồn protein chính trong các bữa ăn. Tempe là loại thực phẩm rất bổ dưỡng, giàu
đạm, giàu xơ, bên cạnh đó còn chứa nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể
như: canxi, sắt, kẽm, các loại vitamin B,… được xem như nguồn thay thế thịt (meat
replacer) lý tưởng cho mọi người. Tempe giúp kiểm soát lượng đường và cholesterol
trong máu, phòng ngừa ung thư, các bệnh tim mạch, ngoài ra tempe còn giúp tăng cường
xương và khả năng hấp thu dưỡng chất của cơ thể. Bên cạnh những lợi ích đối với sức

khỏe, tempe còn dễ làm, dễ chế biến vì vậy tempe đang ngày càng phổ biến và được ưa
chuộng ở nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, tempe lại hầu như không được biết đến ở
Việt Nam, do rất nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân quan trọng nhất là do tempe
không phù hợp với khẩu vị của người Việt Nam. Vì vậy, cần tìm ra nguồn nguyên liệu
thích hợp nhằm giới thiệu và phổ biến tempe đến người tiêu dùng Việt Nam. Nguyên liệu
được lựa chọn là đậu xanh vì đậu xanh từ lâu đã rất quen thuộc với người Việt Nam. Với
thành phần dinh dưỡng cao, nhiều vitamin, khoáng chất cùng tác dụng thanh nhiệt, giải
độc, đậu xanh được sử dụng để chế biến nhiều món ăn thơm ngon rất được ưa chuộng
trong cuộc sống hàng ngày như: chè đậu xanh, xôi, các loại bánh ngọt, Bên cạnh đó, đậu
xanh còn là nông sản có sản lượng khá lớn và giá thành tương đối thấp. Tuy nhiên, các
sản phẩm từ đậu xanh lại không được đa dạng như đậu nành, đặc biệt là trong các món ăn
chay. Do đó, đề tài “Nghiên cứu quy trình lên men sản xuất tempe từ đậu xanh” được thực
hiện với mong muốn sản xuất sản phẩm tempe phù hợp với khẩu vị người Việt Nam,
nhằm góp phần giới thiệu tempe vào Việt Nam, đồng thời nâng cao giá trị kinh tế và làm
đa dạng các sản phẩm từ đậu xanh.
1.2. Mục tiêu đề tài
Xác định điều kiện thích hợp cho quá trình lên men tempe từ đậu xanh, sản xuất thử
nghiệm và đánh giá chất lượng tempe thành phẩm.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 2 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

Hình 1. Đậu xanh
(Nguồn: 26/07/2013)

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Đậu xanh
Đậu xanh hay đỗ xanh có tên khoa học là
Vigna radiata, thuộc họ đậu (Fabaceae), được
trồng nhiều ở các nước châu Á như: Ấn Độ, Việt

Nam, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc, và
những vùng khí hậu khô nóng như Nam Âu, miền
nam Hoa Kỳ. Đậu xanh thuộc loại cây thảo mọc
đứng. Lá mọc kép 3 chia, có lông hai mặt. Hoa
màu vàng lục mọc ở kẽ lá. Quả hình trụ thẳng,
mảnh nhưng số lượng nhiều, có lông, trong chứa hạt hình tròn hơi thuôn, kích thước nhỏ
(đường kính khoảng 2,0-2,5 mm), màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa.
Đậu xanh được trồng đầu tiên ở Mông Cổ. Đến khoảng 3500 năm trước, đậu xanh bắt
đầu được trồng rộng rãi trên khắp Ấn Độ và từ đó đã lan sang Trung Quốc và các nước
Đông Nam Á.
Đậu xanh có thành phần dinh dưỡng rất cao. Bên cạnh thành phần chính là protid và
tinh bột, đậu xanh cũng có nhiều chất xơ, ít chất béo bão hòa và không chứa cholesterol.
Ngoài ra, đậu xanh còn chứa rất nhiều vitamin như vitamin E, B1, B2, B3, B6, C, tiền
vitamin A, acid folic; và các khoáng chất gồm Ca, Mg, K, Na, Zn, Fe, Cu,…
Giống như tất cả các loại đậu, đậu xanh rất giàu chất xơ - nhiều hơn so với các loại trái
cây và rau quả và thậm chí tốt hơn so với loại còn nguyên cám. Các chất xơ hòa tan trong
đậu xanh khi qua đường tiêu hóa, lấy đi những chất béo thừa và loại bỏ chúng khỏi cơ thể
trước khi hấp thụ, nhất là cholesterol. Chất xơ trong đậu xanh còn có khả năng loại bỏ các
độc tố trong cơ thể, do đó giúp ngăn ngừa chứng ung thư ruột kết.
Acid folic hoặc folate chứa trong đậu xanh giúp giảm nguy cơ bệnh tim, chống dị tật
bẩm sinh, góp phần vào sự tăng trưởng tế bào bình thường, giúp sự trao đổi chất của
protein, và là điều cần thiết cho sự hình thành của các tế bào hồng cầu và cho các quá
trình chữa bệnh trong cơ thể.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 3 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

Ngoài ra, vỏ đậu xanh có chứa nhiều hoạt chất thuộc nhóm flavonoid, có tác dụng ức
chế sự tăng trưởng của các tế bào ung thư đặc biệt là làm giảm nguy cơ ung thư vú và
tuyến tiền liệt. Nghiên cứu cho thấy phụ nữ gốc Tây Ban Nha tỷ lệ ung thư vú chỉ bằng ½

so với phụ nữ da trắng do thường sử dụng đậu xanh trong chế độ ăn hàng ngày. (Lê Kim
Phụng, 2013).
Theo Đông y, đậu xanh vị ngọt, tính hàn, có công dụng thanh nhiệt, giải độc, rất thích
hợp cho việc chữa trúng nóng, phiền khát, ngộ độc thức ăn hoặc dược thảo. Đậu xanh
cũng có thể dùng để chữa bệnh tăng huyết áp và chống viêm nhiễm.
Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng trong 100 g đậu xanh nguyên liệu
Thành phần
Khối lượng
Đơn vị
Nước
9,5
g
Protein
23,9
g
Chất béo
1,15
g
Carbohydrates
62,6
g
Chất xơ
16,3
g
Canxi, Ca
132
mg
Sắt, Fe
6,74
mg

Magie, Mg
189
mg
Phospho, P
367
mg
Kali, K
1246
mg
Natri, Na
15
mg
Kẽm, Zn
2,68
mg
Đồng, Cu
0,941
mg
Mangan, Mn
1,035
mg
Thiamine (B1)
0,621
mg
Riboflavin (B2)
0,233
mg
Niacin (B3)
2,251
mg

Acid panthotenic (B5)
1,91
mg
Vitamin B6
0,382
mg
Acid folic
625,0
µg
Vitamin A
69
µg
(*Nguồn: USDA Nutrient Database for Standard Reference, ngày 02/08/2013)
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 4 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

Hình 2. Tempe đậu nành
(Nguồn: 26/07/2013)

Trong đời sống hàng ngày, đậu xanh được sử dụng rộng rãi và phổ biến với nhiều cách
chế biến khác nhau như hấp, làm bánh, nấu chè, xôi, sữa, ủ lên mầm để làm thức ăn (giá
đỗ),… thích hợp cho cả ăn chay lẫn ăn mặn. Những thực phẩm từ đậu xanh có giá trị dinh
dưỡng cao lại dễ làm nên rất phổ biến ở 3 cả ba miền Bắc, Trung và Nam. Ở một số nước
châu Á, đậu xanh còn được dùng làm các món ăn mặn, làm kem hoặc xay nhuyễn thành
bột.
2.2. Tổng quan về tempe
2.2.1. Giới thiệu về tempe
Tempe là thực phẩm lên men có nguồn
gốc từ Indonesia. Nguyên liệu dùng làm

tempe rất đa dạng, chủ yếu là các cây họ đậu
như đậu nành, đậu phộng, bên cạnh đó,
người ta cũng sử dụng các loại ngũ cốc như
lúa mì, lúa mạch, và bánh ép dầu dừa. Mỗi
loại tempe sẽ khác nhau tùy thuộc vào các
chất phụ gia được thêm vào với nguyên liệu
cơ bản khi lên men, cách đóng gói và bảo quản (Shurtleff và Aoyagi, 1979). Trong số đó,
tempe từ đậu nành được biết đến nhiều nhất và ngày càng trở nên phổ biến không chỉ ở
Indonesia mà còn ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Hà Lan, Nhật (Soewito, 1985)
Tempe được xem như nguồn thay thế thịt lý tưởng vì bên cạnh protein, tempe còn
chứa chất xơ hòa tan và không hòa tan cao. Chất xơ hòa tan có thể làm giảm cholesterol
huyết thanh và kiểm soát lượng đường trong máu, vì vậy những bệnh nhân tiểu đường
hoặc những người theo chế độ ăn kiêng có thể tiêu thụ tempe hàng ngày mà không gặp
vấn đề như với các nguồn cung cấp protein từ thịt. Chất xơ không hòa tan còn thúc đẩy
bài tiết, làm giảm nguy cơ ung thư, đặc biệt là ung thư ruột kết cũng như các triệu chứng
rối loạn tiêu hóa.
Tempe cũng chứa tất cả các acid amin thiết yếu và nhiều khoáng chất cũng như
vitamin cần thiết cho cơ thể (Bảng 2). Quá trình lên men làm giảm acid phytic có trong
các loại đậu, do đó cho phép cơ thể hấp thu các khoáng chất trong đậu tốt hơn.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 5 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

Bảng 2. Thành phần dinh dưỡng trong 100 g tempe từ đậu nành
Thành phần
Khối lượng
Đơn vị
Protein
18,54
g

Carbohydrate
9,39
g
Chất béo
10,80
g
Phospho, P
266,00
mg
Canxi, Ca
111,00
mg
Sắt, Fe
2,70
mg
Đồng, Cu
0,560
mg
Magie, Mg
81,00
mg
Mangan, Mn
1,30
mg
Kali, K
412,00
mg
Natri, Na
9,00
mg

Kẽm, Zn
1,14
mg
Thiamine (B1)
0,078
mg
Riboflavin (B2)
0,358
mg
Niacin (B3)
2,640
mg
Panthotenic acid (B5)
0,278
mg
Vitamin B6
0,215
mg
Vitamin B12
0,008
mg
(*Nguồn: USDA Nutrient Database for Standard Reference, ngày 02/08/2013)
Tempe có hương vị thơm ngon, được cắt thành những lát mỏng, ngâm trong nước
muối và rán trong dầu dừa hoặc dùng để nấu súp.
Trong điều kiện nhiệt độ thường, tempe tươi chỉ giữ được từ 1-2 ngày, do sự hình
thành bào tử của nấm mốc làm tempe chuyển sang màu nâu, mềm ra và hoạt động của các
enzyme phân giải protein tạo ra NH
3
làm sản phẩm có mùi khó chịu (Nout et al, 1985).
Có thể kéo dài thời gian bảo quản bằng nhiều cách khác nhau:

 Đơn giản nhất là cắt tempe thành từng lát rồi phơi khô dưới ánh sáng mặt trời.
 Thích hợp nhất là làm mất hoạt tính mốc và enzyme bằng cách làm tái tempe, sau đó
làm lạnh.
 Bảo quản ở –29°C, cách này có thể giữ được 10 tuần mà chất lượng tempe vẫn tốt.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 6 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

Ngâm qua đêm

Nấu đậu
Ủ 24-48 giờ ở nhiệt độ phòng

Rửa sạch, tách vỏ
Nguyên liệu
Tempe
Để ráo, làm nguội

Chủng mốc

Ép khuôn

2.2.2. Quy trình lên men tempe tổng quát

Hình 3. Quy trình lên men tempe tổng quát
(Steinkraus, 1985)
* Giải thích quy trình:
 Đậu được ngâm trong nước có bổ sung nước ngâm mẻ trước rồi để qua đêm. Ngâm
nước được xem là một bước cần thiết nhằm làm tăng độ ẩm cho đậu, tạo điều kiện
cho mốc phát triển và giúp cho việc tách vỏ đậu dễ dàng hơn. Hesseltine (1963) còn
nhận thấy rằng trong đậu có chứa một hợp chất bền nhiệt và tan trong nước có khả
năng ức chế sự phát triển của Rhizopus oligosporus (R. oligosporus). Vì vậy, việc
ngâm đậu là rất cần thiết để loại bỏ chất ức chế này. Khi ngâm đậu cần bổ sung thêm
nước ngâm mẻ trước với hoặc có thể bổ sung 0,85% acid lactic hay acid acetic để
pH nước ngâm trong khoảng 4,0-5,0 giúp ức chế sự phát triển của vi khuẩn mà
không làm ảnh hưởng đến mốc (Steinkraus et al., 1965).
 Chà xát đậu để làm tróc vỏ hạt và loại bỏ vỏ hạt. Tách vỏ đậu là bước rất quan trọng
nhằm giúp mốc có thể xâm nhập vào bên trong đậu.
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 7 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

 Nấu đậu trong khoảng từ 20-30 phút ở 100ºC (Ko và Hesseltine, 1961) để diệt
khuẩn, tạo điều kiện thuận lợi cho mốc thâm nhập vào, phá hủy các chất kháng dinh
dưỡng (antinutritional factors) trong đậu như chất ức chế trypsin và chymotrypsin,
loại bỏ vị đắng trong đậu và giải phóng một số chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát
triển của mốc (Steinkraus et al., 1983).
 Sau khi nấu, đậu được rút nước, để nguội đến khoảng 37

o
C và làm khô bề mặt trước
khi chủng mốc vào (Ko và Hesseltine, 1961).
 Chủng đậu với R. oligosporus: đậu sau khi nấu chín có thể chứa 10
3
-10
4
bào tử vi
khuẩn/g. Để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong khi lên men, đậu không
được quá ướt và mật số mốc chủng phải từ 10
4
-10
5
CFU/g (Ko và Hesseltine, 1961).
Mốc chủng phải được phân bố đều khắp bề mặt đậu (Wang et al., 1975).
 Gói đậu trong túi polyethylene và ép miệng túi.
 Đục lỗ các túi bằng dụng cụ vô trùng để tạo không khí cho R. oligosporus phát triển.
R. oligosporus không đòi hỏi nhiều không khí như nhiều loại mốc khác, trong thực
tế, nhiều không khí quá có thể gây ra sự tạo thành bào tử, điều này không thích hợp
cho sản xuất tempe.
 Ủ trong 24-48 giờ ở nhiệt độ trong khoảng từ 25-37
o
C. Đây là giai đoạn tạo hệ sợi
nấm trắng liên kết hỗn hợp thành bánh rắn chắc, các enzyme và các vitamin như: B2,
B3, B12,… Theo Steinkraus et al. (1965), R. oligosporus phát triển nhanh ở 35-38
o
C
và độ ẩm 75-85%, tạo thành tempe trong thời gian tối thiểu là 18 giờ. Nhiệt độ càng
cao thì thời gian ủ càng ngắn.
 Quá trình lên men kết thúc khi thu được bánh dạng rắn, chắc có thể cắt thành lát

mỏng, được bao phủ bởi các sợi nấm trắng R. oligosporus và có mùi dễ chịu.
* Quy trình lên men tempe đậu xanh cơ bản dựa theo quy trình tổng quát trên, nhưng
không qua giai đoạn tách vỏ do sử dụng nguyên liệu là đậu xanh đã được tách vỏ sẵn.
2.2.3. Hệ vi sinh vật trong lên men tempe
Quá trình lên men tempe có sự tham gia của một nhóm đa dạng các vi sinh vật: nấm
mốc, nấm men, vi khuẩn sinh acid lactic và một số vi khuẩn Gram âm khác. Mật số bình
thường của các loại vi khuẩn sinh khuẩn lạc từ 10
8
-10
9
CFU/g và đến 10
7
CFU/g đối với
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 8 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

nấm men (Mulyowidarso et al., 1989). Trong đó, Rhizopus spp. đóng vai trò chủ yếu
(Steinkraus et al., 1965). Có ít nhất 4 loài Rhizopus có khả năng lên men đậu nành thành
tempe, bao gồm R. oligosporus, R. stolonifer, R. oryzae và R. arrhizus (Ko và Hesseltine,
1961), R. oligosporus là loài chủ yếu để sản xuất tempe chất lượng cao (Hesseltine,
1965).
a. Nấm mốc R. oligosporus
Sự nảy mầm của bào tử R. oligosporus bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, sự có mặt của các
acid hữu cơ và các chất tự ức chế (self-inhibitors) của nấm. R. oligosporus sinh trưởng tốt
ở nhiệt độ 37
o
C, pH trong khoảng 3,4-6,0; nếu pH thấp hơn 3,4 mốc sẽ phát triển chậm lại
(Sorenson và Hesseltine, 1966).
Trong quá trình lên men, R. oligosporus có khà năng sinh các enzyme như

carbohydrase, lipase, protease và phytase làm phân giải các chất dinh dưỡng trong tempe,
đặc biệt là enzyme phytase có khả năng làm giảm lượng acid phytic, một chất có ảnh
hưởng đến chất lượng dinh dưỡng trong sản phẩm.
R. oligosporus có thể sản xuất chất ức chế sinh trưởng chống lại sự phát triển và sinh
độc tố aflatoxin B1 của Aspergillus flavus và ức chế một số Clostridium, Bacillus spp.,
Staphylococcus spp. (Ko và Hesseltine, 1979; Nout, 1989).
b. Vi khuẩn acid lactic
Các vi khuẩn acid lactic đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất tempe. Trong
giai đoạn ngâm đậu, vi khuẩn acid lactic sinh acid làm giảm pH nước ngâm, giúp hạn chế
sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn. Nhưng quá trình ngâm đậu chỉ
khoảng 8-12 giờ nên sự tăng trưởng của các vi khuẩn này có thể rất thấp làm cho quá
trình acid hóa chậm và yếu, người ta có thể bổ sung một lượng nhỏ acid hữu cơ (acid
lactic, acid acetic) để thay thế vai trò của các vi khuẩn này (Shurtleff và Aoyagi, 1979).

c. Các loại nấm men
Nấm men được phát hiện trong tempe chủ yếu là chi Trichosporon, gồm các loài:
Trichosporon beigelii, Saccharomyces dairensis; chúng thường không ảnh hưởng hoặc
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 9 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

ảnh hưởng rất ít. Tuy nhiên, nếu mật số nấm men quá cao thì có thể cạnh tranh nguồn
dinh dưỡng và ức chế sự phát triển của nấm mốc.
d. Các vi sinh vật khác
Các vi sinh vật gây hại là loại vi sinh vật cạnh tranh với sự phát triển của mốc R.
oligosporus và sinh ra các độc tố, gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Chúng gồm
một số loài như: Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella
typhimurium,… đều là những vi sinh vật bị ức chế trong môi trường có pH thấp. Do đó,
chúng khó có thể phát triển trong quá trình lên men tempe do độ pH thấp và sự phát triển
mạnh mẽ của R. oligosporus.

Ngoài ra, trong tempe còn có các loài vi sinh vật có khả năng cải thiện chất lượng sản
phẩm thông qua việc tổng hợp các vitamin, đặc biệt là vitamin B12 như: Klebsiella
pneumoniae, K. Terrigena, K. pneumiae spp. ozenae, K. planticola và Enterobacter
cloacae (Okada et al., 1985).
2.2.4. Những biến đổi hóa học trong quá trình lên men
Trong quá trình lên men, Rhizopus spp. cùng với vi khuẩn và nấm men tạo ra các
enzyme phân giải protein, lipid và carbohydrate trong đậu.
Ảnh hưởng của sự lên men tempe đối với hàm lượng nitơ tổng là không đáng kể. Tuy
nhiên, lượng acid amin tự do tăng lên sau lên men do hoạt động của các enzyme protease
sinh ra trong quá trình phát triển của R. oligosporus, thủy phân protein thành các acid
amin tự do.
Hering et al. (1990) nhận thấy trong quá trình lên men tempe trong phòng thí nghiệm,
lượng lipid tổng không thay đổi nhiều, nhưng lượng acid béo không bão hòa tăng.
Nguyên nhân là do sự thủy phân lipid mạnh mẽ của các lipase tạo ra các acid béo tự do
như acid linoleic, acid oleic, acid palmitic,… Sự thủy phân lipid kéo dài sẽ làm giảm giá
trị dinh dưỡng của tempe.
Sau 20-30 giờ lên men, các enzyme thủy phân polysaccharide hoạt động mạnh nhất,
trong đó polygalacturonase, endocellulase, xylanase, arabinase, β-D-glucosidase và α-D-
galactosidase chiếm ưu thế (Sarrette et al., 1992). Theo De Reu et al. (1997), hoạt động
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 10 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

của các enzyme này làm mềm đậu và giảm lượng polysaccharide phi tinh bột (non-starch
polysaccharides).
Hoạt động của các enzyme vi khuẩn phân hủy đáng kể các chất trùng hợp thành các
oligome và những đơn vị nhỏ hơn, tăng khả năng tiêu hóa của tempe. Sự phân hủy này
được phản ánh thông qua sự tăng vật chất khô tan trong nước (Kiers et al., 2000).
Những biến đổi sinh hóa khác bao gồm sự tạo thành các vitamin (riboflavin, acid
nicotinic, acid pantothenic và một số biotin). Một số nhân tố kháng dinh dưỡng

(antinutritional factors) bị phân hủy trong quá trình sản xuất tempe, hầu hết do bị rửa trôi
và bất hoạt bởi nhiệt độ trong quá trình ngâm và nấu đậu. Ngoài ra, hoạt động của các vi
khuẩn còn làm biến đổi isoflavone trong đậu thành chất có khả năng chống oxy hóa và
loại bỏ gốc tự do (radical-scavenging activity) giúp tăng cường sức khỏe (Klus và Barz,
1998).

Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 11 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Phương tiện
3.1.1. Địa điểm và thời gian
 Địa điểm: Phòng thí nghiệm CNSH thực phẩm, Viện NC&PT Công nghệ Sinh học,
Đại học Cần Thơ.
 Thời gian: Từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2013.
3.1.2. Vật liệu
 Nấm mốc Rhizopus oligosporus LU575 (Viện NC&PT Công nghệ Sinh học)
 Đậu xanh từ siêu thị Metro
 Môi trường nuôi cấy R. oligosporus: môi trường MEA (Malt Extract Agar)
3.1.3. Hóa chất và thiết bị
Hóa chất: NaOH 10N, H
2
SO
4
0,05N, (NH
4
)
2
B

2
O
7
, Mg(OH)
2
, hỗn hợp chất chỉ thị
màu: bromoresol green và methyl red hòa tan trong ethanol, dung dịch acid boric, MgO
bột và một số hóa chất khác.
Dụng cụ: ống nghiệm, bình tam giác, pipet, que cấy và một số dụng cụ khác.
Thiết bị:
 Tủ cấy vô trùng (Microflow, Anh)
 Kính hiển vi (Olympus Optical, Nhật)
 Tủ ủ (Ehret, Đức)
 Máy vortex (HEIPOLPH, Đức)
 pH kế (Schott, Đức) và một số thiết bị khác của phòng thí nghiệm
3.2. Phương pháp nghiên cứu
3.2.1. Phân tích nguyên liệu đậu xanh
Khảo sát các chỉ tiêu sau ở đậu xanh nguyên liệu:
 Độ ẩm
 Đạm tổng số bằng phương pháp Kjeldahl
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 12 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

 Xác định mật số vi sinh vật trong nước ngâm đậu (tổng vi sinh vật hiếu khí, tổng
nấm men và nấm mốc, vi khuẩn acid lactic) bằng phương pháp đếm khuẩn lạc.
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm và nấu đậu đến quá trình lên men
tempe
Mục đích: Xác định khoảng thời gian ngâm đậu và nấu đậu cho đậu xanh trong quá
trình lên men tempe.

Phương pháp tiến hành
Thí nghiệm gồm 2 nhân tố được lặp lại 3 lần.
 Thời gian ngâm đậu: 12 giờ, 16 giờ, 20 giờ và 24 giờ.
 Thời gian nấu đậu: 5 phút, 10 phút, 15 phút và 20 phút
Thí nghiệm gồm 16 nghiệm thức với 48 đơn vị thí nghiệm
Quy trình thực hiện
Chuẩn bị nước ngâm acid từ lần ngâm đậu trước.
Quan sát và ghi nhận hệ vi sinh vật trong nước ngâm trước khi ngâm đậu.
Tiến hành ngâm 50 g đậu trong nước có bổ sung nước ngâm mẻ trước theo các khoảng
thời gian 12 giờ, 16 giờ, 20 giờ và 24 giờ.
Sau mỗi khoảng thời gian ngâm, tiến hành rút nước ngâm, ghi nhận pH của nước
ngâm.
Nấu đậu theo các khoảng thời gian 5 phút, 10 phút, 15 phút và 20 phút như trong bố trí
thí nghiệm.
Chủng đậu nấu với bào tử R. oligosporus.
Gói đậu đã chủng trong các túi polyethylene và ép miệng túi.
Đục lỗ các túi bằng dụng cụ vô trùng.
Ủ 24 - 48 giờ ở nhiệt độ phòng. Đánh giá khả năng lên men của các mẫu tempe.
Chỉ tiêu theo dõi
 pH nước ngâm đậu.
 Khả năng lên men của các mẫu tempe (đánh giá cảm quan).
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 13 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống chủng lên quá trình lên men tempe
Mục đích: Xác định tỷ lệ R. oligosporus chủng ban đầu thích hợp cho đậu xanh trong
quá trình lên men tempe.
Tiến hành:
Thí nghiệm gồm 1 nhân tố là tỷ lệ giống chủng với 4 nghiệm thức: 0,5%, 1%, 1,5% và

2%. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần với 12 đơn vị thí nghiệm.
Quy trình thực hiện
Chuẩn bị giống chủng R. oligosporus LU575 trên môi trường MEA.
Chuẩn bị nước ngâm acid từ lần ngâm đậu trước.
Chuẩn bị 50 g đậu, ngâm đậu với thời gian thích hợp có được từ kết quả thí nghiệm
3.2.2, để nguội, ráo nước.
Nấu đậu trong khoảng thời gian thích hợp (Thí nghiệm 3.2.2).
Chủng đậu nấu với bào tử R. oligosporus với tỷ lệ chủng lần lượt là 0,5%, 1%, 1,5%
và 2% như trong bố trí thí nghiệm.
Gói đậu đã chủng trong các túi polyethylene và ép miệng túi.
Đục lỗ các túi bằng dụng cụ vô trùng.
Ủ 24-48 giờ ở nhiệt độ phòng.
Ghi nhận nhiệt độ 2-3 lần/ ngày với thiết bị đo nhiệt.
Chỉ tiêu theo dõi
 Nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men
 pH, đạm amin của tempe thành phẩm
3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên quá trình lên men tempe
Mục đích: Xác định nhiệt độ và thời gian lên men thích hợp cho quá trình lên men
tempe đậu xanh.
Tiến hành:
Thí nghiệm gồm 2 nhân tố, lặp lại 3 lần.
 Nhiệt độ ủ: phòng mát (25
o
C) và nhiệt độ môi trường (28-32
o
C)
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 14 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

 Thời gian ủ: 12 giờ, 24 giờ, 36 giờ và 48 giờ
Thí nghiệm gồm 8 nghiệm thức với 24 đơn vị thí nghiệm.
Quy trình thực hiện
Chuẩn bị giống chủng R. oligosporus LU575 trên môi trường MEA.
Chuẩn bị nước ngâm acid từ lần ngâm đậu trước.
Chuẩn bị 50 g đậu xanh, ngâm đậu với thời gian thích hợp có được từ thí nghiệm
3.2.2, để nguội và ráo nước.
Nấu đậu trong khoảng thời gian thích hợp (Thí nghiệm 3.2.2).
Chủng đậu xanh nấu với bào tử R. oligosporus với tỷ lệ thích hợp từ thí nghiệm 3.2.3.
Gói đậu đã chủng trong các túi polyethylene và ép miệng túi.
Đục lỗ các túi bằng dụng cụ vô trùng.
Điều chỉnh nhiệt độ và thời gian ủ sao cho phù hợp với từng nghiệm thức.
Ghi nhận nhiệt độ 2-3 lần/ ngày với thiết bị đo nhiệt.
Chỉ tiêu theo dõi
 Nhiệt độ sinh ra trong quá trình lên men.
 pH, đạm amin của tempe thành phẩm.
3.2.5. Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm tempe
Mục đích: Thử nghiệm sản xuất tempe từ đậu xanh theo các điều kiện lên men thích
hợp, sau đó đánh giá chất lượng và phân tích một số chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của tempe
thành phẩm.
Phương pháp tiến hành
Sản xuất thử tempe từ 500 g đậu xanh theo các điều kiện về thời gian ngâm, thời gian
nấu, tỷ lệ chủng R. oligosporus, nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp từ các thí nghiệm trên.
Quy trình lên men tempe thực hiện tương tự như quy trình tổng quát.
Tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan, kiểm nghiệm hóa lý và kiểm nghiệm vi sinh
tempe thành phẩm.
* Các phương pháp phân tích và đánh giá tempe
Luận văn tốt nghiệp khóa 35 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 15 Viện NC & PT Công nghệ sinh học

a. Kiểm nghiệm hóa lý
 Xác định độ ẩm
 Xác định pH
 Xác định đạm tổng số (phương pháp Kjeldahl), hàm lượng đạm amin (phương
pháp OPA) và hàm lượng đạm NH
3
.
b. Kiểm nghiệm vi sinh
Dùng phương pháp đếm khuẩn lạc để xác định:
 Tổng số vi sinh vật hiếu khí
 Tổng số nấm men và nấm mốc
 Vi khuẩn acid lactic
 E. coli và Coliforms.
c. Đánh giá cảm quan sản phẩm
Trên phiếu mẫu ghi điểm đánh giá (như 1 giá trị) được đưa ra cho mỗi tiêu chuẩn. Các
giá trị đại diện chất lượng: xuất sắc (excellent), tốt (good) và kém (poor) của tempe
(tương ứng 10, 6, 2) được đề ra. Mỗi tiêu chuẩn cho điểm giá trị giữa 2 và 10 và trung
bình các tiêu chuẩn có điểm 7 là trung bình của chất lượng.