LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 3 - Ths. Đỗ Việt Hà
Chương 1
TỔNG QUAN
FÛG 1.1. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM NƯỚC TƯƠNG
1.1.1. Lòch sử nước tương:[11]
Các loại nước chấm lên men được sản xuất từ đậu nành có một lòch sử sản xuất
lâu đời. Tấât nhiên nước chấm lên men cũng được làm ra trước rất nhiều so với các loại
nước chấm thủy phân acid. Các tài liệu của nhiều nước cũng như của Trung Quốc đều
nói rằng Trung Quốc đã là sứ sở đầu tiên của nước chấm lên men đậu nành. Từ các
nước phương Đông nước chấm đậu nành lên men lan dần đến một số nước phương
Tây. Tuy nhiên chỉ đến 1933 vấn đế này mới được nghiên cứu ở Liên Xô và sau đó
phương pháp sản xuất nước chấm lên men từ thực vật được hoàn chỉnh và phổ biến.
Ở Việt Nam, nước chấm đậu nành lên men, trước kia được sản xuất chủ yếu ở
một số thành phố đông người Hoa. Trước đây, để tận dụng các sản phẩm phụ của
ngành công nghiệp công nghiệp thòt, chúng ta bắt đầu sản xuất maggi theo phương
pháp thủy phân acid. Sau này, người ta nghiên cứu và sản xuất nước chấm bằng
phương pháp vi sinh (lên men).
Ngày nay, con người biết chọn những quy trình công nghệ sản xuất nước tương
phù hợp với khẩu vò từng vùng, từng dân tộc… Do đó mà nước tương mang nhiều tên
gọi khác nhau như maggi, xì dầu, nước chấm lên men, nước chấm hóa giải …
1.1.2. Giá trò thực phẩm của nước tương :
Khi đánh giá chất lượng nước tương về phương diện hóa học, trước hết người ta
chú ý đến lượng đạm toàn phần vì đây chính là chất dinh dưỡng có giá trò nhất của
pH = 5.9 – 6.2, khối lượng riêng nước tương 1.01 – 1.04 g/mL
Ngoài ra, trong nước tương còn chứa một lượng nhỏ các vitamin nhóm B, vài loại muối
khoáng.
1.1.2.2. Acid amin
Trong nước tương có nhiều acid amin như arginin, methionin, tryptophan, tyrosin,
valin, serin, glycin, hystidin, alanin, glutamic, asparagin… Những acid amin này cùng
với di, tri, tetra - peptid làm cho nước tương có vò ngọt của đạm và mùi thơm mùi thòt.
Nước tương sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả các acid
amin có trong đậu nành, còn nước tương sản xuất theo phương pháp hóa giải thì có tỷ
lệ đạm amin trên đạm toàn phần cao hơn nước tương lên men nên mùi vò ngon hơn.
Tuy nhiên, trong nước tương hóa giải một số acid amin bò phân hủy, trước hết là
tryptophan sau đó đến lysin, cystein, arginin. Nếu phân hủy bằng acid quá độ thì một
số acid amin bò phân hủy thành các chất có mùi hôi như phenol, NH
3
, H
2
S…
1.1.2.3. Đường
Trong nước tương có các loại đường glucoza, fructoza, maltoza, pentoza, dextrin.
Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc nước tương.
1.1.2.4. Acid hữu cơ
Các acid hữu cơ có trong nước tương quan hệ mật thiết với nhau tạo hương vò đặc
trưng của nước tương. Trong đó, acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (chiếm
khoảng 1.6%). Acid lactic tác dụng với nước tương tạo hợp chất lactat như lactat
phenol. Ngoài ra còn có acid acetic 0.2%, acid sucinic 0.087 - 0.16%, acid formic
0.05%. Muối của các acid này tham gia tạo vò cho nước tương.
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
Cellulose 2.4
Tro 2.4
Vitamin PP 15.7mg
Trong protid của hạt lạc thì globulin là cao nhất chiếm khoảng 97% hàm lượng
protid, ngoài ra còn có một hàm lượng không đáng kể các loại albumin, prolamin,
glutelin… Trong lipid của hạt lạc có hai loại acid béo no và không no.
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 6 - Ths. Đỗ Việt Hà
Bảng 1.3: Loại lipid no và không no bao gồm (tính theo % chất khô) [12]
Loại lipid Tên acid % chất khô
Acid oleic 50 – 70
Acid linoleic 13 – 26
Không no
Acid linolenoic 13 – 16
Acid palmitic 6 – 11
Acid stearic 2 – 6
No
Acid arachinoic 5 -7
Khác với đậu và ngũ cốc, lạc ít tinh bột.
Ngoài các chất trên, trong lạc còn nhiều vitamin nhóm B và vitamin E
1.2.2. Khô đậu phộng
Hạt đậu phộng chứa khá nhiều chất béo, trung bình khoảng 40 – 52%. Vì vậy đậu
phộng là nguyên liệu ép lấy dầu rất tốt. Ngoài ra, hàm lượng protid trong đậu phộng
cũng cao, nhiều sinh tố B & E. Đậu phộng sau khi ép lấy dầu, bã còn lại gọi là khô
dầu đậu phộng. Trong khô đậu phộng có nguồn đạm thực vật rất cao được dùng để sản
xuất nước chấm.
1.2.2.1.Thành phần hóa học của khô đậu phộng
SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 7 - Ths. Đỗ Việt Hà
Protein: trong bánh dầu chủ yếu là loại không bền, dễ bò biến tính dưới tác dụng
của acid, nhiệt độ, nước. Sau khi bò biến tính, mức độ hút nước, khả năng trương nở,
tính hòa tan giảm, một số protid sẽ bò biến đổi thành acid amin. Chất lượng của bánh
dầu tùy thuộc vào điều kiện bảo quản, khí hậu và chế độ lấy dầu của đậu phộng.
Glucid: Glucid có bản chất cơ bản là tinh bột và các chất xơ. Glucid trong dầu có
khả năng tạo ra màu, mùi thơm và độ ngọt cho sản phẩm. Thành phần chủ yếu của
glucid là cellulose, hemicellulose là những polysaccarit. Hàm lượng tinh bột sẽ sinh ra
một ít đường glucose và fructose sau quá trình thuỷ phân.
Lipid: Hàm lượng lipid trong khô dầu không cao khoảng 5 – 7%. Nếu hàm lượng
chất béo cao sẽ không tốt cho sản phẩm vì chất béo sẽ chuyển thành acid béo tự do,
glycerin và các sản phẩm phân hủy khác làm ảnh hưởng đến mùi vò. Mặt khác, trong
quá trình bảo quản sản phẩm dễ bò mốc và hư.
1.2.2.3. Yêu cầu kỹ thuật của khô đậu phộng
Cảm quan.
- Có mùi thơm đặc trưng của đậu.
- Màu vàng nâu.
- Không bò mốc, chua.
- Không có độc tố alflatocxin.
- Không bò côn trùng gặm nhấm, cắn hại.
Thành phần:
- Hàm lượng đạm : 35 – 45%
- Hàm lượng chất béo : < 8%
- Độ ẩm : 9%
- Hàm lượng đường : 12%
1.2.3. Đậu nành
, B
2
, B
5
, B
6
, B
12
, PP, C, E và muối khoáng (khoảng 4.6% trọng lượng
hạt ướt) như các nguyên tố Fe, Cu, Mn, Ca, Zn. Thành phần hóa học của đậu nành
thay đổi tùy theo giống, đất đai và khí hậu trồng trọt, điều kiện, phương pháp thu
hoạch và bảo quản.
Protein đậu nành: Protein đậu nành được tạo bởi các acid amin, trong đó có đủ
các loại acid amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng methionin thấp). Có thể nói
protein đậu nành gần giống protein của trứng và được xem như một trong những
nguyên liệu chế biến các sản phẩm thay thế protein động vật.
- Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành: 29.6 – 50.5%, trung
bình là 36 – 40%.
- Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein):
Albumin : 6 -8%
Globulin : 25 – 34%
Glutelin : 13 - 14%
Prolamin : chiếm lượng nhỏ không đáng kể.
Bảng 1.7: Thành phần các acid amin không thay thế trong đậu nành và một số thực
phẩm quan trọng (g/100g protein) [15]
Loại acid
amin
Đậu nành Trứng Thòt bò Sữa bò Gạo
Giá trò được đề nghò
bởi FAO - OMS
Thành phần Tỉ lệ (%)
Ca 0.16 – 0.17
P 0.41 -0.82
Mn 0.22 – 0.44
Zn 37mg/kg
Fe 90-150mg/kg
Bảng 1.10: Tính theo % chất khô toàn bộ hạt thì thành phần khoáng [15]
Khoáng Hàm lượng(%)
P
2
O
5
0.6 – 2.18%
K
2
O 1.91 -2.64%
CaO 0.26 – 0.63%
MgO 0.22 – 0.55%
SO
3
0.41 – 0.44%
Na
2
O 0.38%
Cl 0.025%
Chất khác 1.17%
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày
eMannosidas−
α
Urease
Lipase Uricase
Allantoinase Lipoperoxidase
Các chất không có giá trò dinh dưỡng trong đậu nành :
Protein đậu nành có chứa hai thành phần không mong muốn là :
Trypsin – Inhibitors: ức chế enzyme tryptosin, là loại endoprotese để tiêu hóa
protein động vật, cần phải loại bỏ trong quá trình chế biến.
Hemagglutinies: là protein có khả năng kết hợp với hemoglobine và làm giảm
hoạt tính của hemoglobin
Trong đậu nành còn có đường raffinose và stachyose không được tiêu hóa bởi
enzyme tiêu hóa nhưng bò lên men bởi vi sinh vật trong ruột tạo ra khí, gây hiện tượng
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 11 - Ths. Đỗ Việt Hà
bò sôi bụng. Tuy nhiên, những chất này bò phân hủy bởi nhiệt. Do đó ta có thể xử lý
bằng cách xay đậu với nước hay nấu chín với nước hay nhờ tác dụng của acid, base,
NaHCO
3
… Điều kiện nhiệt độ là 105 -110
0
C. Thời gian là 10-30phút.
Ngoài ra còn hai yếu tố gây rối loạn và dò ứng là
conglycin−
β
tương khô đậu nành thường không là nguyên liệu sản xuất chính mà dùng làm nguyên
liệu thay thế cho khô đậu phộng bởi khô đậu nành chế biến nước chấm tạo sản phẩm
không ngon bằng khô đậu phộng.
Thành phần hóa học của khô đậu nành:
- Chất béo : 0.1 – 1.2%
- Chất đạm : 35 – 40%
- Chất xơ : 5 – 6%
- Độ ẩm : 7 – 10%
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 12 - Ths. Đỗ Việt Hà
Do giá thành và sự khan hiếm các loại nguyên liệu trong sản xuất nước tương
người ta thường chọn các loại nguyên liệu rẻ và có nhiều trên thò trường như đậu
nành, đậu phộng, khô lạc, khô đậu nành …
1.3. NGUYÊN LIỆU PHỤ
1.3.1. Acid chlohydric (HCl), [12]
Acid chlohydric được dùng trong sản xuất nước chấm để thủy phân bánh dầu vì
nó có nồng độ cao và độ thuần khiết cao. Yêu cầu của acid chlohydric là không có
kim loại nặng để tránh gây nhiễm độc cho cơ thể.
Bên cạnh đó, acid chlohydric có khả năng tạo ra một hàm lượng muối ăn cho sản
phẩm khi trung hòa. Acid này không tồn tại sau quá trình chế biến, nó chỉ là một chất
hỗ trợ kỹ thuật.
Nồng độ acid chlohydric thường sử dụng trong sản xuất nước tương vào khoảng
18 – 19
0
Be. Nếu acid có nồng độ cao sẽ bốc khói ra nhiều và màu trắng. Còn acid có
nồng độ thấp sẽ không đủ tác dụng để phân giải hết lượng đạm trong bánh dầu làm
cho sản phẩm mau hỏng.
, Mn
2+
, H
+
, Na
+
…
Các anion: OH
-
, HCO
-
3
, Cl
-
, NO
-
3
, NO
-
2
, SO
4
2-
, SiO
4
2-
…
Trong đó Ca
2+
Chỉ tiêu vi sinh:
Bảng 1.16: Chỉ tiêu vi sinh của nước [11]
Chỉ tiêu Mức
Tổng số VSV kò khí sinh H
2
S < 104 khuẩn lạc/mL
Tổng số E.coli < 20 khuẩn lạc/L H
2
O
Tổng số Colifom < 3 khuẩn lạc/L H
2
O
Tất cả các VSV khác Không vượt quá giới hạn cho phép của bộ y tế.
1.3.4. Muối (NaCl)
Muối cũng là một nguyên liệu cho sản xuất nước chấm. Ngoài việc đảm bảo độ
mặn cho nước chấm muối còn có tác dụng hạn chế hoạt động của vi sinh vật gây chua
và gây mốc giúp cho nước chấm có thể bảo quản lâu.
Thành phần hoá học của muối
Muối dùng trong sản xuất là muối hạt. Thành phần chủ yếu của muối hạt là
NaCl, nước, chất hoà tan và chất không tan.
Bảng 1.17: Chỉ tiêu của muối [12]
Chỉ tiêu Mức
Độ ẩm 7%
NaCl 90%
Tạp chất không tan 0.05%
Tạp chất hoà tan 2.5%
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày
Be tức tương đương 1% NaCl trong 1L dung dòch.
Bảng 1.18: Sự tương quan giữa nồng độ muối và độBe [12]
Độ Bome (Be) Tỷ trọng (d) Số (g) muối hoà tan
trong 1L H
2
O
% NaCl
15
16
17
18
19
20
21
22
1.1
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
177
205
220
236
250
266
282
2
Công thức cấu tạo:
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 15 - Ths. Đỗ Việt Hà
COOH
COONa
Axi
t benzoic Benzoat natri
Khối lượng phân tử 114.14
Công dụng: dùng bảo quản sản phẩm thực phẩm, chống nấm mốc (có hiệu quả
cao trong môi trường acid).
Natri benzoate dễ tan trong nước, ở nhiệt độ phòng cũng có thể cho dung dòch
nồng độ 5 – 6%. Muốn đảm bảo hiệu quả tác dụng bảo quản, nồng độ natri benzoate
trong sản phẩm đạt từ 0.07 – 0.1%.
Tính chất vật lý:
Acid benzoic là chất rắn không màu, không mùi, dễ bay hơi, dễ thăng hoa, khó
tan trong nước, dễ tan trong rượu và ete, t
o
nc
= 121.7
o
C, t
o
s
= 249.2
O
11
-------> C
6
H
10
O
5
+ C
6
H
10
O
5
+ H
2
O
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 16 - Ths. Đỗ Việt Hà
Saccharose Glucose Fructose
C
6
H
10
O
5
)
2
+ 4H
2
O (10%)
Isosacchrosal Caramelal (vàng)
3C
12
H
22
O
10
------> C
36
H
48
O
24
.H
2
O
+ 5H
2
O (14%)
Isosacchrosal Caramelen (nâu)
3C
12
H
22
1.3.5.4. Siêu bột ngọt (nucleotide I&G)
Các loại nucleotide thường gặp:
• Inosinate monophosphat (IMP)
• Xathylate monophosphat (XMP)
Trong tự nhiên, nucleotide có nhiều trong thòt bò, thòt heo, nấm… Các muối của
nó có tính năng cải thiện mùi vò sản phẩm. Chỉ cần thêm một lượng rất nhỏ sẽ tạo nên
độ sánh và gây ảo giác cho người sử dụng. Cường độ mạnh hơn natri glutamate gấp
nhiều lần.
Là tinh thể màu trắng, mòn, tan trong nước, vò ngọt mặn.
Liều lượng sử dụng: tuỳ độ đạm:
• 18
o
N cần 560 g/ 1000l
• 10
o
N cần 320 g/ 1000l
1.3.5.5. Đường
Đường cho vào nước chấm nhằm tăng độ ngọt cho sản phẩm, vì khi sản phẩm
hoàn tất có độ mặn nên ta cho thêm một ít đường để điều hoà vò của nước chấm.
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 17 - Ths. Đỗ Việt Hà
Đường cho vào sản phẩm phải tinh khiết, không bẩn. Đường lẫn nhiều cặn bẩn sẽ làm
cho nước chấm bò chua và mốc.
1.3.5.6. Chất tạo sánh
Sử dụng để làm treo các chất keo trong môi trường lỏng, tạo độ sánh đồng thời
tạo nên cảm giác ngon hơn. Chất tạo sánh có kích thước cực mòn, tốc độ hydrate cao
nên dễ kết dính vào nhau gây hiện tượng óc trâu. Để tránh hiện tượng này, khi đưa
này chủ yếu là glutelin và prolamin, chúng chiếm khoảng 75% toàn bộ protein.
Bảng 1.20: Thành phần hóa học của bắp [14]
Thành phần % chất khô
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 18 - Ths. Đỗ Việt Hà
Bắp hạt Bắp mảnh
Nước 12 11.4
Glucid 72 78.9
Protein 9 8.5
Lipid 4.8 0.8
Cellulose 1.5 0.4
Muối khoáng 1.2 0.4
Protein của bắp có 4 nhóm : albumin, prolamin, globulin và glutelin.
Thành phần lipid chứa nhiều nhất trong phôi bắp.
1.3.7. Sinh khối vi sinh vật :
Con người hằng ngày sử dụng protid động vật như thòt, cá, sữa... protid thực vật
như rau, đậu… Protid động vật có đầy đủ các acid amin thay thế hơn protid thực vật.
Nhu cầu protein 80 -100g/ngày trong đó 1/3 là protid động vật. Theo nghiên cứu
về nhu cầu ăn và khẩu phần ăn đã cho chúng ta thấy rằng con người đã dùng quá
nhiều glucid so với protid. Mặt khác với tốc độ tăng dân số như hiện nay con người
đứng trước nguy cơ thiếu protid nghiêm trọng nếu chúng ta vẫn theo con đường cũ là
chăn nuôi động vật , trồng trọt để cung cấp protid cho con người.
Ngày nay, qua những nghiên cứu khoa học, con người đã tìm ra nguồn protid dồi
dào để cung cấp cho người và động vật. Nhờ quá trình sinh tổng hợp protein nhờ vi
sinh vật và thực vật bậc thấp đã và đang được phát triển ở nhiều nước với mức độ
công nghiệp với qui mô lớn. Cần lưu ý rằng sản phẩm của quá trình sinh tổng hợp là
Nếu xúc tác ở đầu có gốc amin tự do gọi là enzyme aminopeptidase
¾ Endopeptidase (còn gọi là proteinase…) xúc tác phản ứng thủy phân liên
kết peptid nằm bên trong phân tử protein.
Theo pH hoạt động: [21]
¾ Protein acid :Loại protein này được thu nhận từ rất nhiều loài nấm mốc
màu đen như: Aspergillus niger, Asp.awomori… Protein acid có độ pH tối ưu (PH
opt
)
trong khoảng 2,5 – 3.
¾ Protein trung tính : Loại này có thể thu nhận từ nhiều loài nấm mốc khác
nhau, nhưng chủ yếu là các loại nấm mốc màu vàng như : Asp.oryzae, Asp.fumigatus,
Asp.tericola… Protein trung tính có pH
opt
trong khoảng 6- 7.5
¾ Protein kiềm: Thường được tổng hợp bỡi nhiều loại nấm men, pH
opt
trong
khoảng 8 – 11.
Theo đặc điểm cấu tạo trung tâm hoạt động:[21]
¾ Serine peptidase: Nhóm enzyme này có pH
opt
trong khoảng 7 – 11, đại
diện cho nhóm này là enzyme có nguồn gốc từ động vật như trypsin, chymotrypsin,
elastase, plasmin và các loài vi sinh vật khác như: Bac.cereus, Bac.firmus,
Bac.Lichenfornmic, Bac.Subtilis… Streptomyces fradiae, Asp.flavus, Asp.oryzae… Trung
tâm hoạt động của serine peptidase luôn có một gốc histidin.
¾ Cystein peptidase: Protease đặc trưng cho nhóm này là papain, ficin và
một số protease từ vi sinh vật. Nhóm enzyme này hoạt động trong khoảng pH rất rộng
trong khoảng 4.5 – 10. Tuy nhiên vùng tối ưu là 6.0 – 7.5 và phụ thuộc vào cơ chất.
Trung tâm hoạt động của cystein peptidase có nột gốc cystein. Nhóm enzyme này rất
trong khoảng
6 - 7 nó cókhả năng liên kết với k-casein làm đông tụ sữa với tính đặc hiệu rất cao.
Aspartic peptidase có nguồn gốc từ vi sinh vật có thể chia làm hai nhóm cơ bản là
pepsin – like và rennin - like được thu nhận từ Asp.oryae, Asp.niger, Asp.awamori,
penicilium spp và trametes sanguinea… Nhóm renin –like được thu nhận từ Asp.usami,
mucor pusillus... Phân tử aspartic peptidase có hai nhóm carbonyl, một ở miền tiếp xúc
và một ở miền hoạt động.
1.3.8.2. Sinh tổng hợp protease:
1.3.8.2.1. Nguồn thu nhận enzyme: [8], [13]
Hiện nay người ta khai thác và thu nhận enzyme từ ba nguồn cơ bản sau:
¾ Các mô, cơ quan động vật : Các phế liệu của công nghiệp thòt dùng để
tách các enzyme rất thuận lợi. Dòch tụy có chứa protease, amylase, lipase,
ribonuclease và các enzyme khác. Renin được thu từ ngăn thứ tư của dạ dày bê, nghé
có khả năng đông tụ sữa cao mà không thủy phân protein sâu sắc. Tuy nhiên do hạn
chế về nguồn nguyên liệu nên protease động vật ít được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp và trong nền kinh tế quốc dân.
¾ Từ thực vật người ta thu được: papain, bromelin, ficin… Lượng enzyme thu
được từ nguyên liệu thực vật không lớn so với nguồn nhiên liệu tiêu hao nên không
thể dùng làm nguyên liệu để sản xuất với qui mô công nghiệp .
¾ Từ vi sinh vật: Có hàng chục enzyme khác nhau ở dạng đơn chất cũng như
chế phẩm kó thuật với mức độ tinh khiết khác nhau đã được sản xuất dực trên qui mô
công nghiệp từ nấm mốc, vi khuẩn, nấm men và xạ khuẩn…
1.3.8.2.2. Sinh tổng hợp protease từ vi sinh vật:
Quá trình sinh tổng hợp enzyme là một quá trình rất phức tạp, gắn liền mật thiết
với cấu trúc tế bào và được tiến hành qua nhiều giai đoạn với sự tham gia của nhiều
hệ enzyme có các acid nuleic khác nhau
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
xử lý riêng. Canh trường đặc cần tiến hành làm tơi, không nên nghiền, chà làm vỡ vụn
sẽ làm cho dòch chiết bò đục. Ngoài ra tế bào vi sinh vật có thể bò phá vỡ làm giải
phóng các protein, các enzyme khác gây khó khăn cho việc tinh sạch sau này.
Để chiết rút các enzyme từ môi trường rắn, người ta dùng nước hoặc các dung
dòch muối trung tính. Phương pháp chiết rút bằng nước có thể chiết được 90 -95% và
các tạp chất không hòa tan nên thường dùng trong sản xuất. Nước chiết duy trì ở nhiệt
độ 25 - 28
0
C và được thêm vào một ít formalin hoặc chất sát khuẩn để tránh tạp
nhiễm. Dòch chiết thu được chứa 10 -15% chất khô hòa tan và cần làm sạch kòp thời
xuống 10 -12%.
1.3.8.4. Các phương pháp tinh sạch chế phẩm enzyme: [9], [13], [19], [20]
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 22 - Ths. Đỗ Việt Hà
¾ Phương pháp tinh sạch dựa trên sự khác biệt về sự hòa tan: Các protein
trong dung dòch thể hiện sự thay đổi rất sâu sắc về độ hòa tan tùy theo pH, tính chất
điện môi và nhiệt độ. Do vậy, có các phương pháp tinh sạch sau :
o Kết tủa phân đoạn bằng cách thay đổi pH
o Biến tính phân đoạn bằng nhiệt độ
o Kết tủa phân đoạn bằng dung môi hữu cơ
o Kết tủa phân đoạn bằng một số dung dòch muối
o Kết tủa enzyme bằng polymer
¾ Phương pháp tinh sạch dựa trên kích thước phân tử: Một đặc điểm quan
trọng của protein cũng như của enzyme là có kích thước và trọng lượng phân tử lớn.
Nhờ đó, người ta có thể dùng các phương pháp đơn giản để tách các protein ra khỏi
những phân tử nhỏ cũng như tách riêng từng loại protein ra khỏi hỗn dòch chiết bằng
phương pháp phân tích hay siêu lọc.
Nước mắm là chế phẩm thu được từ quá trình thủy phân thòt cá, thực hiện bằng
cách trộn cá với muối theo tỉ lệ nhất đònh và lên men tự nhiên. Protein cá được phân
cắt dưới tác dụng của protease tạo thành các polypeptid và acid amin
Song song với quá trình này, màu sắc và mùi vò đặc trưng của nước mắm được
hình thành nhờ quá trình ủ với thời gian khá dài. Hiện nay, quá trình sản xuất nước
mắm theo phương pháp truyền thống có thời gian còn dài nên hạn chế sự quay vòng
vốn, phát sinh nhiều chi phí, hiệu quả kinh tế chưa cao. Do đó, nhiều nghiên cứu đã
quan tâm đến việc rút ngắn thời gian thủy phân. Các nghiên cứu được chia làm hai
hướng :
¾ Tạo điều kiện thích hợp cho hệ enzyme trong cá hoạt động mạnh nhất.
Tuy nhiên, vì chỉ sử dụng enzyme chỉ có sẵn trong nguyên liệu nên thới gian chế biến
còn dài, hiệu suất thu hồi đạm cá vẫn chưa cao.
¾ Bổ sung protease thu được từ vi sinh vật để rút ngắn thời gian thủy phân,
nâng hiệu suất thu hồi đạm, khắc phục những hạn chế của hướng nghiên cứu thứ nhất.
Tuy nhiên, vẫn còn một số nhược điểm cần khắc phục như hương vò nước mắm chưa
hấp dẫn người tiêu dùng, nước mắm thường có vò chua và đắng nếu dùng chế phẩm
protease thô để thủy phân, tạp chất còn lại trong đó đã gây ảnh hưởng xấu mùi vò của
sản phẩm. Mặt khác, do sử dụng tỉ lệ protease lớn nên khối chượp sau khi thủy phân
thường có dạng sệt nhuyễn nên khó lọc rút nước mắm, làm giảm hiệu suất thu hồi sản
phẩm. Vì vậy, việc tách chiết protease khỏi môi trường nuôi cấy vi sinh vật, tinh sạch
protease thô sẽ đem lại nhiều thuận lợi hơn. Ngoài việc nghiên cứu tìm biện pháp tạo
hương đặc trưng cho sản phẩm, góp phần hoàn thiện quy trình sản xuất nước mắm
cũng rất quan trọng, cần được quan tâm đúng mức.
1.3.8.5.2. Trong công nghiệp chế biến thòt:[9], [21]
Một số nguyên liệu thòt thường dai, ngay cả khi nấu chín rất lâu vẫn không ăn
được. Độ chắc của thòt phần lớn phụ thuộc vào hàm lượng colagen ở các mô mà khi
nấu hoặc chế biến nhiệt sẽ tạo thành glutin. Sự chuyển hóa đó làm thòt mềm hơn.
Hiện nay, để làm thòt mềm hơn người ta thường dùng các chế phẩm protease.
Phương pháp này có ưu điểm là không những làm mềm thòt mà còn tạo ra một số
hương vò đặc trưng cho thòt ít bò hao hụt các acid amin, không phá hủy các vitamin và
Ngành chế biến thực phẩm nước ta ngày càng phát triển mạnh nhờ vào các tiến
bộ khoa học kỹ thuật và sự phát triển kinh tế. Để tối ưu hóa công nghệ chế biến thực
phẩm, chúng ta sử dụng các chế phẩm enzyme như làø một trong những biện pháp hữu
hiệu. Ứng dụng enzyme và các chế phẩm enzyme vào công nghệ sản xuất nước tương
làø một trong những công nghệ mới và ngày càng đang được nghiên cứu và phát triển.
Cơ sở khoa học của nó làø sử dụng các chế phẩm enzyme (làø enzyme được thu nhận từ
nguồn nào đó, chế phẩm ở dạng tinh khiết hay ở dạng bán tinh khiết hoặc dạng chế
phẩm thô như: termamyl, speczymes (chứa amyloglucosidase), protamex (chứa
protease vi khuẩn), novozym, flavourzyme…) và các enzyme như protease, pepsin,
trypsin, amylase, lipase… thủy phân protein có trong nguyên liệu thành nước tương.
Đối với phương pháp sản xuất nước tương lên men, cơ sở khoa học của nó làø lợi
dụng hệ men của vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm nuôi chúng để rồi
thủy phân protein có trong nguyên liệu thành nước tương. Do vậy, trong quá trình sản
xuất phải nuôi mốc cho tốt để có nhiều men thủy phân triệt để protein có trong
nguyên liệu, nâng cao hiệu suất sử dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm.
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 25 - Ths. Đỗ Việt Hà
Đối với phương pháp sản xuất nước tương hóa giải, cơ sở khoa học của nó làø
dùng hóa chất để thủy phân protein của nguyên liệu thành nước tương. Do vậy, trong
quá trình thủy phân phải đảm bảo tốt các điều kiện nhiệt độ và thời gian để phản ứng
tiến hành triệt để, nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng nguyên liệu và hạ giá thành sản
phẩm.
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
các sản phẩm tốt, có ích lợi trong cuộc sống. Ngày nay, phản ứng thủy phân ngày càng
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lónh vực sản xuất - đặc biệt làø công nghiệp thực
phẩm . Trong công nhiệp thực phẩm, thông thường tác nhân thủy phân có thể làø acid,
kiềm hay enzyme, trong đó được sử dụng rộng rãi và hiệu quả làø enzyme thủy phân từ
vi sinh vật.
Nhóm enzyme thủy phân gọi tên chung làø hydrolase - có thể được tách ra từ
thực vật, động vật, vi sinh vật.
Phương trình tổng quát phản ứng thủy phân: R
1
R
2
+ H
2
O --> R
1
OH + R
2
H
Hydrolase được chia thành bốn nhóm tùy theo bản chất cơ chất nó tác dụng-
Esterase, glucozidase, peptidase.
LVTN : Các phương pháp sản xuất nước tương & thiết kế phân xưởng sản xuất 20,000L/ngày SVTH: Võ Văn Quốc GVHD : Ths. Nguyễn Thò Hiền
- 27 - Ths. Đỗ Việt Hà
Ứng với bốn phương trình phản ứng sau:
1) R
1
-COO-R
2
NH
2
Protid, peptid Peptidase
4) R-CO-NH
2
+ H
2
O ---------> R-COO-NH
4
Amid Amidase
Sau đây, chúng ta xét một số ứng dụng rất phổ biến của phản ứng thủy phân
trong công nghiệp thực phẩm.
2.2.2. Phản ứng thủy phân với công nghệ sản xuất nước chấm và các sản phẩm
thủy phân protid: [4]
Nước chấm lên men, nước mắm, tương, chao và các dạng nước chấm khác làø
thực phẩm đặc biệt, có tính chất dân tộc cổ truyền của nhân dân ta và các vùng châu
Á. Nước chấm vừa làø thực phẩm giàu chất dinh dưỡng vì chứa các acid amin vừa có
tính chất gia vò vì giúp ăn ngon miệng. Nước chấm không những rất cần thiết trong
chế biến thực phẩm công nghiệp mà cũng cần thiết trong chế biến thực phẩm gia đình.
Về cơ sở sinh hóa, tất cả các loại nước chấm đều làø sản phẩm thủy phân nguyên liệu
giàu protid từ động vật hay thực vật, dưới tác dụng của hóa chất như acid hay base
mạnh, hoặc enzyme. Do vậy thành phần chính của nước chấm làø acid amin, muối ăn,
nước và một ít peptid trọng lượng phân tử nhỏ. Đó làø sản phẩm cung cấp chất đạm cho
cơ thể.
Phương trình tổng quát thủy phân protid như sau:
R
1
Copyright: Tài liệu đại học ©