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


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

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.1.5. 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

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.

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

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

167

KIẾN NGHỊ
170

TÀI LIỆU THAM KHẢO
171

PHỤ LỤC
176
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

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.


. 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.

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

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
↓

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,


↓
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
↓

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
↓

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
↓

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

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