Sản phẩm lên men từ đậu nành và những biến đỗi trong quá trình lên men

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC


Báo cáo đề tài
SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Môn: Hóa học thực phẩm


MỤC LỤC


Các biến đổi trong lên men đậu nành
I. Giới thiệu chung về cây đậu nành
1 Mô tả
Cây thân thảo, sống hằng năm, cao 40 – 80cm.
cành mảnh, có lông màu trắng. Lá kép mọc so le, gồm 3
chét hình bầu dục hoặc trái xoan, gốc tròn, đầu nhọn, dài
3-12 cm, rộng 2- 8cm, lá chét bên lệch, hai mặt có lông
rải rác, gân chính 3; cuống chung dài 7- 10cm, có lông.
Cụm hoa mọc thành chùm ngắn ở kẽ lá; hoa nhỏ
màu trắng hoặc tím; đài hình chuông, phủ lông mềm;
tràng có cánh cờ rộng, không có tai; nhị một bó; bầu có
lông.

Thân
lá

Hình 1. Cây đậu nành

Quả đậu nành có rất nhiều lông mềm màu vàng, mọc thỏng xuống, dài khoảng 34cm; hơi thắt lại giữa các hạt; hạt 2-5, màu trắng vàng.
Mùa hoa quả: tháng 6-8

Hình 2. Hạt đậu nành

2 Phân bố, sinh thái
Là giống cây trồng cổ điển. Cây được trồng đầu tiên ở vùng Đông – Bắc Trung
Quốc thế kỷ thứ XI trước Công nguyên sau lan ra vùng Mãn Châu Lý, Triều Tiên, Nhật
Bản và Viễn Đông Nga.
Đậu nành trồng ở Việt Nam cũng như các nước khác ở Đông Nam và Nam Á cũng
đều có nguồn gốc từ Đông – Bắc Á.
3


Các biến đổi trong lên men đậu nành
Năm 1765, Samuen Bowen mới đưa đậu tương của Trung Quốc vào Hoa Kỳ. Từ
Hoa Kỳ, cây tiếp tục được phổ biến sang các nước Trung và Nam Mỹ.
Ngày nay, đậu tương đã trở thành cây phổ biến rất rộng rãi từ vùng ôn đới ấm đến
vùng nhiệt đới, ở cả Nam và Bắc bán cầu.
Là cây trồng lâu đời, lại thường xuyên được nghiên cứu lai tạo giống mới, tập
đoàn đậu tương trên thế giới hiện có vài ngàn chủng loại.
Bên cạnh các đặc điểm về hình dạng, kích thước cây, màu sắc, phẩm chất hạt, các
chủng và giống còn đặc trưng bởi khả năng thích nghi với điều kiện thời tiết, khí hậu và
sức chống chịu sâu bệnh ở các vùng trồng khác nhau. Ngay ở Việt Nam, gần như ở mỗi
vùng sinh thái đều có những cây đậu tương truyền thống được trồng. Vài năm trở lại đây,
do nhập nội và lai tạo nên trong nước đã có thêm nhiều giống mới bổ sung.
Nói chung, đậu tương là loài cây có biên độ sinh thái rất rộng. Tùy theo từng giống, mà
biên độ nhiệt thích nghi có thể từ 15oC đến 32oC. Đó là cây ưa ẩm, ưa sáng, sinh trưởng
phát triển nhanh. Từ các giống đậu tương cổ điển có vòng đời 5-6 tháng, nay có những
giống dưới 3 tháng đã cho thu hoạch. Cây thích nghi được với nhiều loại đất. Tuy nhiên,

độ pH thích hợp nhất là 6 – 6,5, vượt quá giới hạn này là bất lợi… Do có giá trị dinh
dưỡng cao và thời gian trồng ngắn, nên đậu tương đã trở thành cây trồng kinh tế quan
trọng của thế giới. Theo số liệu trong PROSEA, N O 1, hằng năm trên thế giới có khoảng
52,6 triệu hecta trồng đậu tương, với tổng sản lượng 96 triệu tấn. Hoa Kỳ là nước đứng
đầu thế giới (48% tổng diện tích với 56% tổng sản lượng), Braxin (10 triệu ha, 16 triệu
tấn) và Trung Quốc (7,5 triệu ha, 10 triệu tấn)… Diện tích và sản lượng ở Việt Nam còn ở
mức rất khiêm tốn (14.900 ha, 120.000 tấn), song bước đầu đã có sản phẩm tham gia vào
thị trường thế giới.

3 Giá trị dinh dưỡng của đậu nành
Đậu nành là một thực phẩm có dạng hạt, chứa một lượng protein từ thực vật dồi
dào. Bên cạnh đó đậu nành chứa rất ít cholesterol và natri tốt cho tim mạch. Đồng thời
đậu nành là nguồn rất tốt cung cấp Folate và Mangan.
Hạt đậu nành chứa: 8% nước, 5% chất vô cơ, 15-25% glucose, 15-20% chất béo,
35-45% chất đạm với đủ các loại amino acid cần thiết (isoleucin, lysin, metionin, pheny
lalanin, tryptophan, valin) và nhiều sinh tố, khoáng chất, Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S, các
vitamin A, B1, B2, D, E, F, các enzyme, sáp, nhựa, cellulose.

4


Các biến đổi trong lên men đậu nành
Vì có nhiều chất đạm nên đậu nành đã được coi như “thịt không xương” ở nhiều
quốc gia Á Châu. Đạm rất tốt để thay thế cho thịt động vật vì có ít mỡ và cholesterol.
Đậu nành có nhiều đạm hơn thịt, nhiều calcium hơn sữa bò, nhiều lecithin hơn trứng. Các
amino acid cần thiết mà cơ thể không tạo ra được đều có trong đậu nành.

Hình 3. Bảng giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành
Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu thành có nhiều điểm tương tự với sữa bò. Sữa
đậu nành có lượng protein cao gần bằng sữa bò, nhưng nhiều calcium hơn sữa bò. Sữa

đậu nành có ưu điểm là không có lactose, có thể thay thế sữa bò cho những người bị dễ bị
đau bụng do lactose. Sữa đậu nành cũng chứa ít chất béo bão hòa hơn sữa bò, có thể có
lợi cho tim mạch hơn.
Giá trị thật về dinh dưỡng được con người thừa nhận qua cuộc sống, không dừng
lại ờ đó các nhà khoa học và dinh dưởng học còn tiếp tục nghiên cứu những đặc điểm có
lợi để sử dụng nguồn dinh dưỡng này.
Đậu nành có tỷ lệ protit và Lipit vượt xa lượng chất dinh dưỡng có trong thịt,
nhiều nhất vẫn là protein. Người ta thấy rằng protein động vật vừa khó hấp thu, vửa để lại
những hợp chất cặn xấu cho cơ thể, làm suy thoái nhanh và gây ra nhiều chứng bệnh nan
y, ngược lại Protein đậu nành có lợi cho cơ thể, không để lại những hợp chất gây bệnh, lại
có đặc tính đặc biệt về khả năng kết hợp với các prorein từ ngũ cốc, ở một mức độ nào
đó, bổ sung cho nhau để tạo ra nhiều loại dưỡng chất tương ứng với nguồn gốc từ động
vật như protein trong trứng, cá và nhiều loại khác. Vì thế mà khi protein đậu nành dùng
thay thế protein động vật làm giảm những khiếm khuyết mà protein động vật gây ra,
5


Các biến đổi trong lên men đậu nành
đồng thời nhờ tính kết hợp, cung cấp cho cơ thề nhiều hợp chất phong phú đáp ứng quá
trình trao đổi chất trong cơ thể.
Bên cạnh đó chất béo do chứa rất ít mỡ bão hoà không có hại mà lại được cơ thể
dễ hấp thụ, chống được béo phì, mở trong máu, chất béo không bão hoà chiếm 60% so
vời bão hoà là 15%, trong đó có 2 loại axit Linolenic và Linolic ảnh hưởng tốt lên hệ tuần
hoàn và phòng được ung thư. Chất xơ đóng vai tró cải thiện tình trạng tiêu hoá ở ruột,
hạn chế ung thư ruột kết.
Nhiều hợp chất khác có trong đậu nành có tính dược lý cao, được các nhà khoa
học lần lượt khám phá và họ đã khẳng định chúng có khả năng ngăn chặn hữu hiệu bệnh
tim mạch, làm tăng khả năng chịu đựng các hoạt động cơ bắp, giảm khối lượng mỡ, giữ
cho cơ thể thon thả và khoẻ mạnh.
Trong hạt đậu nành rất giàu Vitamin A, E, K cùng với khoáng chất Potassium sắt,

kẽm và phốt pho bổ sung đảm bảo cho cơ thể có đầy đủ dưỡng chất.
Một số sản phẩm lên men từ đậu nành

4 Một số sản phẩm lên men từ đậu nành được trình bày trong bảng sau:

Tên

Nước tương
lên men
truyền thống

6

Hình ảnh

Nguồn
gốc

Mô tả

Trung
Quốc

Xì dầu hay nước tương
(phương ngữ miền Nam
Việt Nam) là một loại nước
chấm được sản xuất bằng
cách lên men hạt đậu
tương, ngũ cốc rang chín,
nước và muối ăn

Các biến đổi trong lên men đậu nành

Chao

Tương Miso

Natto

Hàn
Quốc

Chao là một sản phẩm lên
men từ sữa đậu nành đông
đặc do vi sinh vật tiết ra
enzyme để chuyển hóa các
thành phần đạm, béo,
đường có trong sữa đậu
nành thành những phần tử
đơn giản như acid amin,
acid béo, các đường đơn…
Nhờ vậy, chao có mùi thơm
và vị béo đặc biệt.

Miso được làm từ đậu nành
hấp trộn với muối và mốc
cấy trên gạo, lúa mì hoặc
đậu nành , nó làm chất mồi
Nhật Bản

cho quá trình lên men.
Miso có mùi vị giống nước
tương lên men. Nó có dạng
paste.
Natto là những hạt đậu
nành đã luộc chín được ủ
Nhật Bản
với vi khuẩn Bacillus
subtilis có trong rơm rạ.

Đậu phụ thối

Trung
Quốc

Là một loại đậu phụ lên
men có mùi mạnh.

Bột đậu nành
lên men

Đông và
Đông
Nam Á

Là loại thực phẩm lên men
được làm từ đậu nành

7

Các biến đổi trong lên men đậu nành

Doubanjiang

Thua nao

Trung
Quốc

Được làm từ đậu rộng, đậu
nành lên men, muối. Là gia
vị cay, mặn, nó được gọi là
“ linh hồn của ẩm thực Tứ
Xuyên”

Thái Lan

Là một loại sản phẩm
truyền thông lên men từ
đậu nành của Thái Lan. Nó
được sản xuất bằng cách
lên men đậu nành nấu chín
với các vi khuẩn tự nhiên.

II. Tổng quan về lên men
5 Định nghĩa
Thuật ngữ "lên men" trong tiếng Anh hay Pháp (hoặc một số ngôn ngữ khác) là
fermentation có nguồn gốc từ tiếng La tinh "fervere" có nghĩa là sôi hay "ferveo" có
nghĩa là sủi bọt. Lý do là thuật ngữ này ra đời khi người ta quan sát quá trình lên men

rượu thấy dịch nho bị sủi bọt do khí CO 2 thoát khỏi dịch nho giống như khi nước sôi. Ý
nghĩa của thuật ngữ này cũng thay đổi theo thời gian cùng với sự phát triển của kỹ thuật
lên men.
Công nghệ lên men là một thành phần của công nghệ sinh học, trong đó tác nhân
sinh học được sử dụng là các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc). Như vậy ta có
thể xem lên men là sự biến đổi của nguyên liệu dưới tác động của vi sinh vật, và ta có thể
biểu diễn quá trình lên men bằng phản ứng tổng quát :
Cơ chất

Vi sinh vật

Sản phẩm

Về thực chất, sự chuyển hóa này xảy ra do tác động của enzym từ vi sinh vật.

8


Các biến đổi trong lên men đậu nành
Ghi chú: ta sử dụng thuật ngữ "cơ chất" để chỉ thành phần bị biến đổi để tạo
thành sản phẩm. Cơ chất có thể là toàn bộ nguyên liệu hay chỉ là một số thành
phần của nguyên liệu.

6 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men đậu nành
1 Chất lượng giống vi sinh vật
Cần bổ sung một lượng giống vi sinh vật phù hợp cho quá trình lên men đậu nành.
Nếu lượng giống cấy quá ít thì điều kiện lên men sẽ kéo dài. Ngoài ra, trong giai đoạn
đầu của quá trình lên men, các vi sinh vật nhiễm trong môi trường dễ phát triển và có thể
làm ảnh hưởng xấu đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Ngược lại, nếu lượng giống
cấy quá nhiều thì sẽ làm tăng chi phí cho quá trình nhân giống.

Trong công nghệ lên men thực phẩm, lượng giống cấy quá nhiều sẽ làm thay đổi tỉ
lệ sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men, từ đó giá trị cảm quan của thực phẩm
lên men sẽ bị thay đổi. Vì vậy cần dùng phương pháp thực nghiệm xác định lượng giống
cấy thích hợp.
2 Chất lượng nguyên liệu đậu nành
Để quá trình lên men đạt được chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu thì cần chọn
nguồn nguyên liệu đậu nành tốt, không sâu bệnh, không nhiễm các vi sinh vật trong quá
trình bảo quản. Nguồn nguyên liệu phải đồng nhất, được lựa chọn và kiểm tra kỹ càng
trước khi đưa vào sản xuất.
3 Nhiệt độ cung cấp cho quá trình lên men
Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật và
chất lượng của thực phẩm lên men. Vì vậy cần chọn nhiệt độ lên men thích hợp để tăng
năng suất và chất lượng sản phẩm cao nhất, đồng thời tiết kiệm được chi phí sản xuất.
Thông thường, quá trình lên men ở nhiệt độ thấp sẽ kéo dài. Ngược lại, lên men ở
nhiệt độ quá cao sẽ làm giảm bất thuận nghịch hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật. Nếu
chúng ta lên men thực phẩm ở nhiệt độ cao thì sự tổn thất các cấu tử hương trong sản
phẩm sẽ gia tăng. Trong công nghệ lên men thực phẩm, nhiệt độ tối ưu của quá trình lên
men có thể không trùng với nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng của vi sinh vật.
4 Ảnh hưởng của pH

9


Các biến đổi trong lên men đậu nành
Giá trị pH sẽ ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của vi sinh vật. Mỗi loài vi sinh vật
sẽ phát triển ở một pH nhất định. Mặt khác, trong quá trình lên men, sự vận chuyển các
chất qua màng tế bào sẽ làm cho pH thay đổi. Vì vậy, cần điều chỉnh giá trị pH thích hợp
để quá trình lên men diễn ra thuận lợi, đạt được hiệu suất tối ưu.
5 Thời gian lên men
Ứng với mỗi loại sản phẩm lên men từ đậu nành thì sẽ có thời gian lên men khác

nhau. Thời gian lên men phụ thuộc vào giống vi sinh vật được nuôi cấy trong nguyên liệu
và dạng sản phẩm cần thu nhận.

7 Vi sinh vật thường có trong lên men đậu nành
Thành phần chính của đậu nành là protein, gluxit nên trong lên men đậu nành chủ
yếu là các quá trình thủy phân protein, gluxid thành các phân tử nhỏ hơn dưới tác dụng
của các enzyme. Các enzyme này chủ yếu do các nấm mốc sinh tổng hợp. Hai enzyme
chủ yếu là amylaza và proteaza.
-

Amylaza thủy phân tinh bột đường và các dextrin có phân tử lượng nhỏ.
Proteaza thủy phân protein thành các axid amin và các peptit coa phân tử lượng
nhỏ.

Hình 4. Enzyme Amylaza (trái) và enzyme Proteaza (phải)
Các loài nấm mốc: Mucor, Aspergillus, Rhizopus thường có hoạt tính amylaza và
proteaza cao, phát triển nhah nên thường được dùng trong các sản phẩm lên men đậu
nành.
Ngoài ra, trong quá trình lên men đậu nành còn có các vi sinh vật sản sinh sản
phẩm lên men nhờ quá trình trao đổi chất. Các vi sinh vật này thường là vi khuẩn, vi
khuẩn hấp thu các chất dinh dưỡng có phân tử lượng nhỏ như acid amin, acid béo, peptit
10


Các biến đổi trong lên men đậu nành
ngắn, các đường lên men và tạo thành sản phẩm lên men thải vào môi trường. Điển hình
như vi khuẩn lactic chuyển hóa đường thành acid latic, kết quả làm cho thực phẩm có vị
chua của acid latic. Một số vi khuẩn khác qua quá trình trao đổi chất tạo hương cho sản
phẩm.
Trong quá trình lên men truyền thống các sản phẩm từ đậu nành có giai đoạn ngâm

nước đậu. Trong nước đậu có vi khuẩn Bacillus subtilic phát triển, vi khuẩn này có tính
kháng khuẩn nên gây ức chế các vi sinh vật có hại cho sản phẩm.
Tóm lại, trong lên men đậu nành, vi sinh vật chủ yếu là mấm mốc và vi khuẩn.

Hình 5. Đậu nành lên men và vi khuẩn Bacillus subtilis natto
quan sát dưới kính hiển vi

11


Các biến đổi trong lên men đậu nành

Hình 6. Mốc khúc (Aspergillus) trong nước chấm

12


Các biến đổi trong lên men đậu nành

Hình 7. Các giống mốc dùng trong sản xuất chao
Actinomucor elegans (trái) và Mucor hiemalis (phải)

Hình 8. Aspergillus Oryzae, giống vi sinh vật lên men nước tương

Hình 9. Rhizopus oligosporus trong lên men Tempeh
13


Các biến đổi trong lên men đậu nành
III. Những biến đổi trong quá trình lên men

8 Biến đổi của protein trong đậu nành
1 Thủy phân protein
Phản ứng thủy phân là cơ sở kĩ thuật của nhiều quá trình chế biến thực phẩm,
như sản xuất nước tương, sản phẩm lên men...
Trong quá trình lên men đậu nành, phản ứng thủy phân protein là phản ứng xảy ra
chủ yếu và quan trọng nhất. Khi thủy phân làm cho protein trong đậu nành chuyển thành
những chất trung gian đơn giản và sản phẩm cuối cùng là các acid amine.

Protein trong đậu nành gồm có 2 axit amin chính là: Methionine và Tryptophan.
Ngoài ra còn có các axit amin khác như: Lysine, Leucine, Isoleucine, Valine, Threonine,
Phenylalanine.
Trong môi trường acid, tryptophan bị phân hủy. Trong môi trường kiềm, arginin,
acid amine chứa lưu huỳnh (Methionine) bị phân hủy. Xảy ra quá trình racemic hóa (acid
amine chuyển sang dạng D dẫn đến không còn giá trị dinh dưỡng).
2 Sự biến tính protein do nhiệt
Trong quá trình gia công kĩ thuật các nguyên liệu giàu protein như đậu nành thì
bên cạnh những biến đổi có định hướng và mong muốn, còn xảy ra những biến hóa phụ
ngoài dự định và nhiều khi cũng không mong muốn. Đó là biến đổi của protein trong quá
trình gia nhiệt. Hầu như mọi sản phẩm đều có quá trình gia nhiệt xảy ra.
 Gia nhiệt

Khi gia nhiệt vừa phải thì protein đậu nành sẽ bị biến tính. Khi đó các độc tố có
bản chất protein trong đậu như: antitripsin trong đậu nành... đi vào thực phẩm theo
nguyên liệu sẽ mất độc tính. Ở nhiệt độ này còn có tác dụng làm cho một số thực phẩm
giàu Collagen, Glixinin đậu nành sẽ dễ dàng tiêu hóa hơn vì mạch peptid bị duỗi ra giải
tỏa các gốc acid amin tạo điều kiện cho proteaza tác dụng được thuận lợi hơn.

14

Các biến đổi trong lên men đậu nành
Ngoài ra còn có tác dụng kìm hãm hoạt động của một số enzyme đường tiêu hóa
(Antitrypsin Xunitz và Bowman trong đậu nành làm tăng quá trình tiêu hóa đối với sản
phẩm đậu nành).
Khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao các thực phẩm giàu Protein trong điều kiện pH trung
tính hoặc trong môi trường kiềm Arginine trong đậu nành sẽ chuyển thành Omitin, Ure,
Sitrulin, Amoniac. Ngoài ra trong điều kiện này thì các Lysine, Threonine trong đậu nành
cũng bị phân hủy.
Ở nhiệt độ này xảy ra quá trình thủy phần các liên kết peptid và đồng phân hóa các
gốc acid amine, tạo ra hỗn hợp racemic làm giảm 50% giá trị dinh dưỡng sản phẩm.
Lúc gia nhiệt làm các hợp chất (chiếm hàm lượng nhỏ) như: cestrogen, goitrogen,
sterol, các chất phản vitamin bị biến tính và ta có thể loại nó đi vì xét về mặt dinh dưỡng
thì chúng không có lợi đôi khi là chất độc.
 Giảm nhiệt
-

Kìm hãm hoạt động của vi sinh vật ở nhiệt độ trên dưới OOc.
Tăng phẩm chất cho đậu nành.
Làm hại cấu trúc tế bào.
3 Sự biến đổi protein do enzyme

Trong quá trình bảo quản đậu nành thường xảy ra hiện tượng ôi thối làm mất giá
trị dinh dưỡng. Nguyên nhân của hiện tượng trên là do tác dụng của enzyme có sẵn trong
thực phẩm cũng như của vi sinh vật xâm nhập từ môi trường ngoài vào. Protein của đậu
nành dưới tác dụng phân hủy của các enzyme thì 50% - 60% protein được chuyển hóa
thành dạng hòa tan, trong đó có 10% acid amin và các peptid có trọng lượng phân tử
thấp. Khả năng thủy phân của các enzyme được biểu thị bằng tỷ số giữa N.fomol/N toàn
phần (tốc độ thủy phân) và N hòa tan/ N toàn phần (tốc độ hòa tan).
Trong quá trình biến đổi này có xảy ra các phản ứng đặc trưng:
a) Phản ứng khử amin:

NH2-CH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH + H2O NH2-CH2-(CH2)3-CH(OH)-COOH + NH3

NH2-CH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH + H2

Enzyme
VSV

b) Phản ứng khử nhóm cacboxyl
15

NH2-CH2-(CH2)3-CH2-COOH + NH3


Các biến đổi trong lên men đậu nành
Phản ứng này tạo thành các dạng amin khác nhau.
o

Phản ứng khử đối với methionine

CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
o

CH3-S-CH2-CH2-CH2-NH2 + CO2

decarboxylase

Khử nhóm Lysine tạo thành Cardaver

NH2-CH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH

NH2-CH2-(CH2)3-CH2-NH2 + CO2

decarboxylase

c) Phản ứng deamin, decarboxyl
o Phản ứng khử amin khử carboxyl của Methionine
+

CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH

CH3-S-CH2-CH2-OC-COOH

decarboxylase

CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
CH3-S-CH2-CH2-CH(OH)-COOH
o

enzyme

+H2O
- CO2

CH3-S-CH2-CH2-OC-COOH + NH3

CH3-S-CH2-CH2-CHO + CO2
CH3-S-CH2-CH2-CH(OH)-COOH + NH3
CH3-S-CH2-CH2-CH2-OH + CO2

Phản ứng khử amin khử cacboxyl của lysine
+

NH2-CH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH

NH2-CH2-(CH2)3-CO-COOH

enzyme

decarboxylase

NH2-CH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH
NH2-CH2-(CH2)3-CH(OH)-COOH

+H2
- CO2

NH2-CH2-(CH2)3-CO-COOH + NH3

NH2-CH2-(CH2)3-CHO + CO2
NH2-CH2-(CH2)3-CH(OH)-COOH + NH3
NH2-CH2-(CH2)3-CH2-OH + CO2

d) Phản ứng tạo mercaptan

Phản ứng thường xảy ra với acid amine có chứa lưu huỳnh.
16


Các biến đổi trong lên men đậu nành

CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH

+ 2H

CH3-S-CH2-CH2-CH3 + CO2 + NH3

e) Phản ứng tạo Phosphine

H3PO4

-3O2

PH3 (phosphine)

Ngoài ra, trong quá trình lên men, biến đổi protein trong đậu nành còn liên quan
đến phản ứng tạo thành scatol, crezol, phenol là các sản phẩm độc có mùi khó chịu.

9 Biến đổi của tinh bột trong đậu nành
Trong quá trình này, chúng ta chỉ xét phản ứng thủy phân tinh bột là chủ yếu.
m(C6H10O5)n
Tinh bột

IV.

H2O
Amylase

n(C6H10O5)m (mDextrin

Quy trình sản xuất sản phẩm lên men từ đậu nành

Ở quy mô phòng thí nghiệm, lên men là quá trình nhằm mục đích khảo sát chất
lượng vi sinh vật thực hiện quá trình lên men. Bao gồm các công đoạn:
-

-

-

-

Nuôi cấy chủng vi sinh vật: Bao gồm phân lập, tạo dòng để tạo ra nguồn giống
chính xác và cần thiết về số lượng phục vụ cho quá trình lên men.
Tạo môi trường dinh dưỡng: Dựa theo sự đặc hiệu về nhu cầu dinh dưỡng của bản
thân vi sinh vật, người ta tạo ra các môi trường nuôi cấy trong các dụng cụ chứa.
Bước này đóng góp nguồn dinh dưỡng sống còn cho chủng vi sinh vật lên men
(lên men lấy sản phẩm), đồng thời là bước chuẩn bị để loại bỏ các phế phẩm cần
được lên men (lên men loại phế phẩm).
Thanh trùng: Khử những vi sinh vật vốn đang tồn tại trong môi trường, nhằm tối
ưu hóa điều kiện sống cho vi sinh vật giống. Vì những vi sinh vật ngoại lai có thể
cạnh tranh nguồn dinh dưỡng, tạo sản phẩm phụ hoặc tạo sản phẩm trao đổi chất
gây ức chế giống lên men.
Lên men: Nuôi ủ giống trong môi trường trong điều kiện đặt sẵn về pH, nhiệt độ,
độ ẩm, thời gian, hàm lượng oxy... Đôi khi cần bổ sung phụ gia lên men. Quá trình
lên men là chờ đợi vi sinh vật sử dụng môi trường để trao đổi chất. Qua quá trình
trao đổi chất, vi sinh vật phát triển về số lượng và kích thước, đồng thời tiết ra các
sản phẩm trao đổi chất. Dựa vào điều kiện sống của giống và mục đích lên men
mà người ta tối ưu quá trình lên men theo những cách khác nhau, như lên men
lỏng, lên men rắn, lên men mẻ, lên men liên tục, lên men bán liên tục...

Thu sản phẩm: Thu các sản phẩm theo yêu cầu của người sản xuất.
17


Các biến đổi trong lên men đậu nành
 Quy trình chung

Hình 10. Sơ đồ chung của một quá trình lên men

Hình 11. Quy trình lên men đậu nành
Mỗi sản phẩm
lên men từ đậu nành
đều có một quy trình sản xuất riêng, phù hợp với đặc tính của từng loại sản phẩm, nhằm
đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.
Sau đây là một số quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm lên men từ đậu nành:

18


Các biến đổi trong lên men đậu nành
 Quy trình sản xuất chao

Trong quy
sản
xuất
chao:

Hình 12. Quy trình sản xuất chao

trình

Giai đoạn nuôi mốc: nhằm để sinh tổng hợp hệ enzyme cho quá trình lên men.
Giai đoạn ướp muối: làm chậm sự phát triên của hệ mốc và các vi sinh vật không
mong muốn khác, giúp giải phóng các enzyme từ hệ sợi mốc.
- Giai đoạn lên men: các enzyme thực hiện phản ứng sinh hóa tạo sản phẩm và
hương vị đặc trưng của chao.
 Quy trình sản xuất nước tương
-

Hình 13. Quy trình sản xuất nước tương lên men tự nhiên
Trong
quá quy trình sản xuất nước tương lên men tự nhiên, muốn lên men hạt đậu nành và lúa
mì, người ta phải sử dụng loại nấm mốc tự nhiên có tên khoa học là Aspergillus Oryzae
để ủ cùng trong 3-5 ngày. Thời gian này, vi sinh vật sẽ sử dụng nguồn dưỡng chất từ đậu
nành và sản sinh enzyme phân giải protein thành axit amin. Đây là giai đoạn quan trọng
19


Các biến đổi trong lên men đậu nành
nhất quyết định vị ngon của thành phẩm, giúp phân biệt chất lượng của nước tương lên
men tự nhiên với các loại khác.
Một mẻ nước tương lên men tự nhiên cần đến 3-6 tháng để hoàn thiện. Enzyme từ
vi sinh vật tiếp tục thủy phân protein thành axit amin, đồng thời thực hiện nhiều phản ứng
sinh học khác để sản sinh ra các hợp chất hữu cơ tạo màu sắc, mùi vị đặc trưng của nước
tương.
 Quy trình sản xuất Tempeh

Hình 14. Quy trình sản xuất Tempeh
Trong sản xuất Tempeh, giống vi sinh vật cần sử dụng là Rhizopus oligosporus,
giống này 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
Tempeh.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
/>20


Các biến đổi trong lên men đậu nành
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
21