ĐẶT VẤN ĐỀ
Lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó chất hữu cơ bị biến đổi dưới tác
dụng của các men (enzyme) vi sinh vật. Các vi sinh vật thường được sử dụng để
lên men là vi khuẩn, nấm men, nấm mốc. Lên men là một trong những kỹ thuật
lâu đời nhất trong chế biến thực phẩm và mang tầm quan trọng kinh tế to lớn.
Thực phẩm lên men truyền thống có thể xem là một nét văn hóa đặc trưng
cho một đất nước. Chúng được tạo ra nhờ sự tìm tòi sáng tạo của mỗi một dân
tộc trên con đường phát triển những món ăn truyền thống. Theo thời gian, các
sản phẩm lên men truyền thống được mở rộng về cả chủng loại và phương pháp
chế biến. Hầu như mỗi dân tộc trên thế giới đều có riêng một sản phẩm thực
phẩm mang đặc sắc riêng của vùng như Hàn Quốc (kim chi, rượu shochu), Việt
nam (nem, chả, tôm chua ), Nhật Bản (rượu sake, tương miso, nước tương
shoyu ),
Nhật Bản là một trong những quốc gia có những sản phẩm lên men truyền
thống phát triển lâu đời nhất, ứng dụng cho các sản phẩm đó là nhờ sự tìm tòi
phát hiện loại mốc "koji" ngay từ rất sớm. "Koji" là mốc cấy trên gạo, lúa mạch
hoặc đậu nành, nó hoạt động như một chất mồi cho quá trình lên men.
Truyền
thống này đã được thực hiện ít nhất 500 năm tại Nhật Bản và đã tạo ra nhiều
sản phẩm có tiếng như rượu sake, tương miso, nước tương shoyu
Trãi qua thời gian lâu dài của việc sử dụng thực phẩm cho thấy rằng koji
mốc rất an toàn để áp dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm khác.
Việc ứng dụng mốc koji trong chế biến thực phẩm vẫn còn rất lạ lẫm
với nhiều quốc trên thế giới. Trong quá trình học tập nghe đến tên loại này
đối với chúng em vẫn còn rất lạ lẫm. Cho nên nhóm chúng em chọn đề tài:
“Tìm hiểu về koji”.
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ KOJI
1.1. KOJI LÀ GÌ?
Koji là một trong những thành phần quan trọng nhất được coi là giống
khởi động để sản xuất một số thực phẩm lên men truyền thống của Nhật Bản.

A.oryzae thường dài 1-2 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Phía đầu
cuống đính bào tử phồng lên 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 đính vào nhau,
nên gọi là đính bào tử. Đính bào tử của A. oryzae có màu vàng lục hay màu
vàng hoa cau.
Đặc điểm của giống A. oryzae là giàu các enzyme thủy phân nội bào và
ngoại bào (amylase, protease, pectinase,…). Chúng mọc và phát triển có khi
thành lớp mốc, có màu sắc đen, vàng… Các bào tử này dễ bị gió cuốn bay xa
khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ mọc thành mốc mới.
Nấm mốc A. oryzae khi mới phát triển, hệ sợi có màu trắng, sau đó
chuyển dần sang màu vàng lục và khi già chuyển hẳn sang màu vàng.
Aspergillus oryzae là một loại nấm mốc koji, một trong những loại nấm
được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp. Đặc biệt ở Nhật Bản,
nó không thể thiếu, là một chất thiết yếu của các loại thực phẩm truyền thống
và đồ uống như tương miso, shoyu (nước tương), và sake (rượu gạo). Nuôi
cấy nấm mốc koji từ đậu nành, gạo, hoặc lúa mì, được trộn với môi trường
dinh dưỡng và lên men để sản xuất thực phẩm. Truyền thống này đã được
thực hiện ít nhất 500 năm tại Nhật Bản. Trãi qua thời gian lâu dài của việc sử
dụng thực phẩm cho thấy rằng koji mốc rất an toàn để áp dụng trong các quá
trình công nghiệp thực phẩm khác nhau. Ngoài ra, mốc koji có các tính năng
3
hấp dẫn trong sản xuất một loạt các enzyme tự nhiên. Nấm mốc tương
Aspergillus oryzae thích hợp với môi trường giàu gluxit: Gạo, ngô, cám
Aspergillus oryzae chủ yếu tiết ra các enzyme amylaze và proteaza. Khi nuôi
cấy trên môi trường rắn thì PH môi trường ít ảnh hưởng đến quá trình tạo
thành enzyme của nấm mốc vì môi trường có tính đệm cao.
Aspergillus oryzae là sinh vật hoàn toàn hiếu khí, chỉ phát triển hoàn
toàn bình thường khi có đầy đủ Oxy khoảng 1.7m
3

Shiro koji được phát hiện vào năm 1923 khi Genichiro Kawachi (người
đã giới thiệu kuro-koji ) chứng kiến một sự biến đổi trong kuro-koji. Điều
này dẫn đến việc nghiên cứu sâu hơn cho đến khi ông có thể xác định làm
thế nào để nuôi cấy nó độc lập. Cuối cùng Shiro-koji thay thế kuro-koji để
ngăn chặn các điều kiện vệ sinh khủng khiếp gây ra bởi kuro-koji. Các nhà
sản xuất nhận ra một số lợi ích từ việc sử dụng shiro-koji: độ bền, dễ dàng
phổ biến rộng rãi và đẩy mạnh quá trình đường hóa. Shiro-koji shochu có đặc
điểm là dễ uống, nhẹ và sạch.
Koji trắng: loại nấm mốc được nuôi cấy thường là Aspergillus kawachii
1.3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT KOJI
Koji là một bào tử nấm. Nó thường được sản xuất bằng gạo, nhưng
cũng có thể được tạo ra với kiều mạch (soba), khoai lang (imo), hoặc lúa
mạch (mugi).
Quá trình tạo ra koji có thể mất 40-50 giờ và có bốn bước cơ bản:
rửa, hấp vật liệu dùng các Tank, làm gia tăng các bào tử và làm mát.
1. Rửa, ngâm nhằm phân loại xử lí tạp chất và làm sạch nguyên liệu.
2. Hấp làm mềm vật liệu, cho phép các koji nấm mốc phát triển dễ
dàng hơn.Tane-kin được dùng hấp vật liệu.
5
3. Koji được pha trộn đều, sau đó được bọc trong vải và đặt vào
phòng. Phòng koji rất nóng và ẩm ướt, vải sẽ giúp giữ lại cả độ ấm và
ẩm. Ngoài ra, khi các bào tử tăng trưởng với lượng lớn ở nhiệt phù hợp,
koji phải được khuấy trộn để điều chỉnh nhiệt độ.
4. Kết thúc quá trình làm koji, các khay chứa vật liệu lấy ra khỏi
phòng và làm mát ở nhiệt độ phòng.
Quy trình nhân giống A. oryzae
6
Đậu
nành
Rửa

 Hóa lí: hạt đậu nành bị hydrat hóa. Trong quá trình này, một phần
các oligosaccharide như raffinose, stachyose (là nguyên nhân gây khó tiêu)
được trích ly ra khỏi hạt đậu nành.
+ Thông số công nghệ:
Tỉ lệ đậu: nước là 1:3 (w/w)
Nhiệt độ ngâm đậu: 15
o
C
Thời gian ngâm đậu: 8h
Trọng lượng của đậu nành ngâm tăng lên 2,2- 2,4 lần so với đậu nành
thô. Đậu thấm nước nhiều sẽ dễ nấu hơn. Tuy nhiên trong quá trình làm koji.
Nước ngâm cần thay 1-3 lần, tiếp theo phải rút nước ra sau 1h để đảm bảo
phân bố lượng ẩm đều, và do đó hơi nước có thể thấm vào trong từng hạt đậu
nành một cách dễ dàng.
 Nấu (hấp chín)
+ Mục đích: Biến tính protein- khử hoạt tính chất ức chế trypsin (ức
chế enzyme tripsin trong hệ tiêu hóa của người) và hemagglutinin (là protein
có khả năng kết hợp với hemmoglobin nên làm giảm hoạt tính của
hemmoglobin). Đậu nành cũng như tất cả các loại hạt khác đều chứa enzyme
cần thiết cho quá trình nảy mầm trong số đó lipoxygenase là enzyme cần
được quan tâm, enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hóa chất béo gây mùi
ôi cho đậu nành.
 Làm nguội:
+ Mục đích: Tạo cho đậu nành có nhiệt độ thích hợp để nấm mốc phát triển
+ Phương pháp: Làm nguội trong chân không, không khí lạnh hoặc băng
tải lạnh sẽ làm nguội đậu nành một cách nhanh chóng. Đậu nành nguội sau đó
được cắt nhỏ đến đường kính 5-6mm. Kích thước càng nhỏ càng dễ tiêu hóa. Tuy
nhiên, kích thước đậu quá mịn sẽ làm trì hoãn quá trình lên men.
+ Thông số công nghệ: Làm nguội đậu nành đến 30
o

 Sợi nấm phát triển tốt trên tất cả các hạt gạo.
 Màu sáng và không xuất hiện màu nâu.
9
 Không có mùi lạ.
 Đàn hồi và mềm .
 Mốc khởi đầu:
Bào tử Aspergillus oryzae trưởng thành được sấy khô, mật độ 5- 10.10
8
tb/g và nó đã được thương mại hóa. Chiều dài sợi nấm của mốc khởi đầu có
thể dài, trung bình hoặc ngắn. Mốc khởi đầu có chiều dài trung bình với kích
thước túi bào tử 1- 3mm được dùng cho sản xuất Miso. Mốc khởi đầu có
chiều dài sợi nấm ngắn có thể sản xuất protease nhiều hơn, còn sợi nấm dài
sản xuất nhiều amylase.
1.3.2. Koji gạo:
 Rửa, ngâm và hấp gạo:
Gạo cho vào rửa, rồi nhờ bơm đẩy gạo và nước vào nồi hấp tự động, nồi
hấp quay vừa quay vừa cấp nước để vo gạo. Mục đích của việc vo gạo giúp
loại bỏ tạp chất và một phần vi sinh vật từ gạo. Tùy theo số lượng và chất
lượng gạo mà số lần vo khác nhau. Sau khi vo, cấp thêm nước để ngâm gạo.
 Ngâm:
Tỉ lệ hút nước phụ thuộc vào kết cấu hạt, tỉ lệ chà xát, và nhiệt độ nước.
Gạo có kết cấu mềm khi ngâm trong nước đến 4h để qua đêm cho nước thấm
vào tận bên trong hạt và tỉ lệ hấp thu nước đạt đến 28% trọng lượng riêng là
hoàn thành quá trình thủy phân tinh bột trong suốt quá trình hấp chín. Thời
gian ngâm tùy theo loại gạo, đối với các loại gạo Việt Nam thường cứng nên
thời gian ngâm kéo dài 18-20h. Hàm ẩm quá nhỏ sẽ khó khăn cho các sợi
nấm xâm nhập vào bên trong hạt. Hàm ẩm quá cao, cơm sẽ nhão và rất khó
khăn cho việc sản xuất koji.
 Rút nước:
Gạo ở bước rửa và rút nước sẽ mất một số thành phần hòa tan trong

Theo phương pháp truyền thống: Sản xuất koji gạo theo phương pháp
truyền thống sử dụng các khay bằng gỗ và đi ủ. Cơm được làm nguội xuống
nhiệt độ 30-35
o
C và trộn với 0,1% men nấm mốc. Hỗn hợp được trộn đều lên
sau đó phủ khăn ướt lên và ủ ở 30-35
o
C trong 3-4h cho bào tử nảy chồi. Sau
8-10h hỗn hợp bắt đầu tăng nhiệt độ. Nhiệt độ đạt mức đỉnh điểm sau 18h.
11
Để hạn chế việc tăng thêm nhiệt độ và sự hình thành các khối, hỗn hợp ủ cần
phải được chia nhỏ và nên đảo trộn 4 lần trong 20h. Hỗn hợp này được phân
tán đều trên các khay koji để hạn chế sự tăng nhiệt và giảm lượng CO
2
. Vị trí
của các khay koji cũng nên thay đổi sau lần trộn thứ hai để phân bố đều nhiệt
độ. Sau khi ủ 40h, koji không tạo các bào tử nữa mà đem làm nguội
Theo phương pháp công nghiệp: So với phương pháp truyền thống sản
xuất koji công nghiệp tiết kiệm thời gian và nhân công hơn. Trong những
năm gần đây, phương pháp cơ học đã được áp dụng để thay thế cho các quá
trình phối trộn bằng tay. Không khí có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp đã được
sử dụng để thổi qua các bề mặt và trung tâm của hỗn hợp để xả bớt hơi nóng
và cung cấp nhiệt độ cho hỗn hợp koji. Hai loại thông khí được sử dụng cho
việc sản xuất koji bằng phương pháp cơ học là loại bề mặt và loại bên trong.
Sau khi ủ 28-30h hỗn hợp sinh ra một lượng nhiệt lớn. Các sợi nấm dài ra và
quấn vào nhau làm cho sự thông khí trở nên khó khăn. Sau đó tiến hành đảo
trộn để hạ nhiệt độ xuống thấp. Không khí ẩm bão hòa với nhiệt độ được
điều chỉnh xuống dưới 35
o
C được duy trì đến 2-3h trước khi kết thúc quá

nành để quá trình lên men xảy ra.
+ Thiết bị phối trộn: Thiết bị phối trộn loại thùng tròn, loại phối trộn
tự động theo trọng lượng, loại đinh vít, loại thùng quay dạng trống được sử
dụng với số lượng hỗn hợp lớn, còn với lượng nhỏ thì được thực hiện trong
thùng làm bằng tay.
+ Thông số kỹ thuật:
Nước: Nước chiếm tỷ lệ khoảng 10% tổng trọng lượng tương, dùng để
tạo ẩm độ cho tương ở mức 48-52 %. Nước cần được loại bỏ các vi khuẩn
gây nhiễm, có thể đun sôi rồi để nguội.
Muối: Nồng độ muối không nên lệch hơn 0,5% trong hỗn hợp.
Nhiệt độ phối trộn: Miso màu nhạt đòi hỏi phối trộn koji với đậu nành
chín trong khi đậu nành vẫn còn ấm.
 Nghiền:
Tùy đặc điểm từng loại miso mà có mức độ nghiền khác nhau. Đối với
miso hột thì hỗn hợp được nghiền đến 6 mm, miso mịn thì 1-2 mm.
 Lên men:
+ Mục đích:
 Sử dụng enzyme từ koji miso để phân hủy những nguyên liệu thô.
 Sử dụng khả năng lên men của vi sinh vật chịu muối để tổng hợp các
sản phẩm lên men làm tăng màu sắc và hương vị ở bước lên men và ủ chín.
+ Các biến đổi của nguyên liệu:
 Sự biến đổi các chất đạm: Sau khi pha trộn, các nguyên liệu được đổ
vào các thùng chứa. Trong thùng các enzyme nấm mốc bắt đầu tác động,
phân cắt các dưỡng chất có trong đậu nành và hạt ngũ cốc. Các protease tác
động trên chất đạm, phân cắt thành các polypeptid rồi thành các acid amin.
15
Chất đạm chính trong đậu nành là glycinin (80-90%), và amino acid sau
cùng là glutamic acid tạo vị ngọt cho tương.
 Sự biến đổi các chất bột: Amylase trong nấm mốc biến đổi chất bột
thành các phân tử đường đơn giản và polysaccharid phần lớn là glucose,

hoặc K-sorbate (0,05%). Alcohol 2-3% có thể được sử dụng như một chất
bảo quản. Trong qui mô nhỏ, tương miso được gói trong túi nhỏ, và được
thanh trùng ở 60
o
C trong 10 phút hoặc 70
o
C trong 5 phút. Tiếp tục tiệt trùng
và đóng gói, miso được đun nóng và làm lạnh trong ống bơm tiếp đến là
đóng gói. Tuy nhiên, phương pháp này không được thực hiện ở điều kiện vô
trùng nghiêm ngặt vì vậy cần thêm các yếu tố giữ gìn để ngăn cản sự nhiễm.
2.2 Sản xuất rượu shochu: [14], [15]
Rượu shochu là một loại rượu chưng cất của Nhật Bản. Loại rượu này
thường được chưng cất từ lúa mạch, khoai lang, hay gạo. Một số vùng sử
dụng loại đường vàng, kiều mạch hay maron để làm rượu shochu. Thông
thường loại rượu này có nồng độ 25% độ cồn. Rượu shochu được chưng cất
nhiều lần và được sử dụng trong việc pha trộn lại với nhau, và nồng độ rượu
có thể lên đến 35% độ cồn theo thể tích.
17
Sơ đồ 2.2: Quy trình công nghệ sản xuất rượu shochu
**Thuyết minh quy trình
*Rửa và hấp:
Gạo cho vào rửa, rồi nhờ bơm đẩy gạo và nước vào nồi hấp tự động.
Sau khi gạo được chuyển vào nồi hấp cho nồi hấp quay vừa quay vừa cấp
nước để vo gạo. Tùy theo số lượng và chất lượng gạo khác mà số lần vo sẽ
khác nhau. Sau khi vo, cấp thêm nước và ngâm gạo, thời gian ngâm tùy theo
loại gạo, đối với các loại gạo Việt Nam thường cứng nên thời gian ngâm
18
thường 18- 20h. Sau đó tiến hành xả nước và cho hơi vào hấp cơm. Mỗi lần
hấp đều thường tiến hành đảo trộn, giữ nhiệt 90-95 0 C, thời gian mỗi lần
hấp là 1h. Khi cơm đã chín đều cho nồi quay để đảo trộn và mở quạt gió để

C và cho thêm thuốc (các vi khoáng) và men cái vào khuấy đều luôn giữ
nhiệt độ thùng 31
0
C và ủ men trong khoảng 38-40 tiếng.
* Làm môi trường dinh dưỡng:
Gạo được đưa vào nồi xay với nước nhằm phá vỡ cấu trúc tinh bột,
trong quá trình xay có bổ sung thêm CP40 (200g). Sau đó, chuyển sang chứa
trong thùng dịch nguyên (cần khuấy trộn tránh đóng cặn) rồi được đưa đi nấu
19
chín. Dịch cháo thu được đưa đi làm nguội, làm lạnh đến nhiệt độ 17-20
0
C
thích hợp cho sự phát triển của men.
* Giai đoạn lên men:
Thùng lên men là các thùng 2 vỏ giữ nhiệt v à có cánh khuấy. Ban đầu
cho Shubo vào thùng để men cái nghỉ một ngày để ổn định. Sao đó, cho dịch
cháo và koji vào giữ nhiệt độ 17
0
C, có bổ sung thêm thuốc đảm bảo môi
trường cho sự phát triển của nấm men. Ngày thứ 3 là giai đoạn odori ở nhiệt
độ 19
0
C. Ngày thứ 4, Chạy Naka: Cho dịch cháo với koji và giữ ở nhiệt độ
18
0
C và cho chạy tome ở ngày tiếp theo ở nhiệt độ17
0
C thêm dịch cháo với
koji.
Trong quá trình ủ men cứ 6h ta đảo trộn dịch 1 lần. Thời gian lên men

dùng koji để sản xuất song bằng phương pháp hoàn toàn khác.
Sake được ủ từ gạo đã được chà sạch lớp ngoài. Ở đây không có quá
trình ủ mạch nha, vì vậy các enzim để bẻ gãy tinh bột phải xảy ra ở một giai
đoạn khác. Khi cho koji vào, các bào tử xanh sẫm rải rác trên gạo đã hấp sẽ
từ từ cung cấp các enzim cần thiết cho quá trình đường hoá. Có rất nhiều
enzim liên quan đến quá trình này. Một số tham gia tạo thành đường glucose
(đường có thể lên men), số khác tham gia tạo thành đường khác không lên
men nhưng thay vào đó sẽ tác dụng đến kết cấu và mùi vị của rượu sake.
Việc sản xuất Koji (seigiku) là một giai đoạn trung tâm của quá trình chế
biến rượu sake. Koji được nuôi cấy trong một căn phòng đặc biệt. Thời gian
của giai đoạn làm koji khoảng 40-45 giờ. Trong suốt thời gian này, sự phát
triển của koji được kiểm tra và trộn thường xuyên để đảm bảo nhiệt độ và độ
ẩm cũng như sự phát triển đều đặn. Loại gạo, độ pH, các khoáng chất trong
nước và vô số các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của koji.
Những yếu tố thay đổi này làm cho quá trình sản xuất koji mang tính trực
giác và nghệ thuật hơn là tính khoa học.
21
Khi Koji đã sẵn sàng để đem sử dụng, trông chúng là những hạt gạo có
phủ lớp bụi phấn trắng, mùi vị hơi ngọt. Ngày nay, theo nhu cầu của thời đại,
đã có những loại máy làm koji tự động hoàn toàn hoặc có sự tham gia của
con người.
22
Sơ đồ 2.3: Quy trình công nghệ chế biến rượu Sake
**Thuyết minh quy trình:
23
 Nguyên liệu làm rượu:
Rượu Sake được làm từ gạo và nước, dưới sự tác động của một loại
gạo, loại gạo thường, dùng để nấu ăn và loại Sakimai dùng để nấu rượu
Sake. Gạo Sakamai có hạt lớn hơn và mềm hơn, và chỉ trồng được ở một số
vùng nhất định, với kỹ thuật canh tác phức tạp hơn. Nước cũng đóng vai trò

Koji như những bụi phấn màu đen rải trên gạo đã hấp khi để ở môi trường
nhiệt độ lạnh. Sau đó được đem vào một phòng đặc biệt có độ ẩm và nhiệt độ
thích hợp. Sự phát triển của koji luôn được kiểm tra trong vài ngày.
 Vắt Sake tươi:
Sau một thời gian lên men nhất định của từng loại rượu Sake tuỳ theo
kết quả phân tích đạt yêu cầu, sake được chuyển sang vắt trong phòng lạnh
khoảng 8
0
C để cho ra sake tươi.
 Thanh trùng:
Sake tươi được đưa sang lọc và diệt men ở máy thanh trùng.
 Lưu trữ (ủ) :
Sake được ủ trong các bồn lớn với nhiệt độ thích hợp một thời gian
trước khi đưa ra đóng chai.
 Đóng chai :
Quy trình đóng chai đảm bảo vệ sinh tuyệt đối từ rửa chai, soi, đóng
nút, dán nhãn đều được thực hiện bằng máy với sự điều khiển và kiểm tra
của đội ngũ công nhân.
2.4. Ứng dụng Koji trong chế biến Shoyu:
Shoyu (“Sho” là chữ “tương” nghĩa là nước tương, “yu” nghĩa là “dầu”,
“dầu ăn”) là thuật ngữ để chỉ nước tương lên men của Nhật. Shoyu bắt đầu
xuất hiện trong các thực đơn của Nhật vào khoảng giữa thời kỳ Muromachi
(1333-1568) và vào cuối thế kỷ 16, shoyu đã trở nên phổ biến đối với người
Nhật. Hàng năm ở Nhật sản xuất l,2 triệu tấn shoyu, chiếm khoảng 20 - 50%
thị phần thực phẩm trong các chợ ở Nhật.
25