Đề tài: “ Tìm hiểu về các loại vi sinh vật phân giải Protein và ứng dụng
của chúng trong sản xuất nước tương.”
A. PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Vi sinh vật đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thiên nhiên cũng như
trong cuộc sống của con người. Nó là khâu quan trọng trong chuỗi thức ăn của
hệ sinh thái, tham gia vào tất cả các vòng tuần hoàn vật chất tự nhiên, đóng vai
trò quyết định trong quá trình tự làm sạch các môi trường tự nhiên… con người
đã biết sử dụng vi sinh vật trong đời sống hằng ngày và trong sản xuất để tạo ra
những sản phẩm hữu ích như làm rượu, làm dấm, làm tương, muối chua thực
phẩm… đều ứng dụng được tính sinh học của các nhóm sinh vật. Ngoài ra, vi
sinh vật cũng có ứng dụng to lớn trong công nghiệp sản xuất chế phẩm enzim.
Các chế phẩm enzim này có ứng dụng to lớn trong công nghiệp thực phẩm, y
học...
Vi sinh vật là lực lượng sản xuất trực tiếp của ngành công nghiệp lên men.
Vi sinh vật có các kiểu trao đổi chất phong phú, có năng lực trao đổi chất mạnh
mẽ, do đó có thể sản sinh ra rất nhiều sản phẩm trao đổi chất khác nhau. Nhiều
sản phẩm đã được sản xuất lớn ở quy mô công nghiệp. Một trong số ứng dụng
quan trọng đó là công nghệ sản xuất nước tương lên men, nó là sản phẩm của
quá trình thủy phân các nguyên liệu giàu protein dưới tác dụng của enzym vi
sinh vật.
Nước tương là một loại nước chấm không thể thiếu trong các bữa ăn của
người Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Nước tương chứa một hàm
lượng đạm nhất định, giúp giảm cholesterol, bảo vệ cơ thể khỏi bệnh tim, ung
thư và loãng xương, nó còn giúp bữa ăn thêm hấp dẫn và làm tăng tính ngon
miệng cho người dùng.
Hiện nay, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm và sử dụng các chất bảo quản
độc hại để bảo quản thực phẩm được nói đến rất nhiều, với mục đích tạo ra một
loại nước chấm ngon và có lợi cho sức khỏe con người, có thể ứng dụng để sản
xuất theo quy mô nhỏ tại nhà nên chúng tôi chọn đề tài: “ Tìm hiểu về các loại
vi sinh vật phân giải Protein và ứng dụng của chúng trong sản xuất nước

ăn của vi sinh vật. Để có thể sử dụng được protein làm thức ăn vi sinh vật tiết ra
một loại enzyme để thủy phân các liên kết peptide hoặc các polypeptide thành
các peptide có phân tử lượng nhỏ hơn. Tiếp theo là sự phân hủy các peptide trên
thành các acid amin tự do ở môi trường ngoài.


Sau đó được các vi sinh vật hấp thụ các acid amin tự do ở môi trường ngoài
vào trong tế bào. Trong tế bào vi sinh vật các acid amin sẽ được phân giải thành
năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.

Sự chuyển amine
1.1.2. Enzim phân giải cần cho quá trình phân giải protein
Bản chất của sự thủy phân protein là sự thủy phân liên kết peptide.Do liên
kết peptide là một liên kết mạnh, sự thủy phân xảy ra trong điều kiện có xúc
tác.Tác nhân xúc tác hóa học là axit hoặc kiềm và tác nhân xúc tác hoá sinh học
là nhóm enzym thủy phân protein có tên chung là protease.
1.1.2.1. Cấu tạo của enzym protease
Protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme
giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra
dưới dạng tinh thể đồng nhất.
Do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật
thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thủy phân triệt để và đa dạng.

Hình 1: Enzym Protease
 Cấu trúc trung tâm hoạt động (TTHĐ) của protease:


- TTHĐ của protease đủ lớn và bao gồm một số gốc acid amin và trong một
số trường hợp còn có cả cofactor kim loại.
+ Các protease kim loại có TTHĐ lớn hơn vào khoảng 210 A, có thể phân

chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một
tripeptide.
+ Carboxypeptidase: xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptide ở đầu C
của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
+Dipeptihydrolase: xúc tác phản ứng thủy phân các liên kết dipepit.
+ Proteinase: xúc tác phản ứng thủy phân các liên kết peptid nội mạch.
1.1.2.3. Chức năng sinh học của enzym protease vi sinh vật
Theo nhiều tác giả thì Protease ngoại bào và Protease nội bào của vi sinh
vật có thể có những vai trò khác nhau đối với hoạt động sống của vi sinh vật.
Các protease ngoại bào phân giải protein và các cơ chất cao phân tử khác
có trong môi trường dinh dưỡng thành các dạng phân tử thấp để vi sinh vật dễ
dàng hấp thu. Các vi sinh vật mất khả năng tiết protease ngoại bào nên không
thể sử dụng protein làm nguồn đạm dinh dưỡng. Mặt khác quá trình tiết protease
ngoại bào cũng như quá trình tổng hợp chúng ở nhiều vi sinh vật bị giảm khi
môi trường có chứa một lượng lớn acid amin.
Protease nội bào thường là peptidase và một số protease. Theo
Hiroishi(1976) thì protease nội bào có vai trò quan trọng hơn protease ngoại
bào, chúng có thể hoàn thành chức năng sau đây :
+ Phân giải các peptide được đưa từ môi trường ngoài vào thành các acid
amin để tổng hợp tế bào hoặc đôi khi làm nguồn C , N , S , P... Theo Gedbery và
Dice (1974 ), tốc độ phân giải protein trong tế bào tăng lên khi vi sinh vật bị
thiếu C, N, S, P.... sự phân hủy protein cũng tăng lên nhanh chóng trong quá
trình sinh trưởng.
+ Các protease nội bào có thể tham gia quá trình cải biến một số phân tử
protein, enzyme. Điều này có nghĩa đối với việc hình thành và nảy mầm của bào
tử vi sinh vật.
+ Các protease nội bào cũng có thể tham gia vào việc hoàn thiện chuỗi
polypeptide đã có sẵn. Ngoài ra, protease nội bào cũng có tác dụng phân hủy các
protein vô dụng được tổng hợp sai do đột biến.
1.1.2.4. Tính ưu việt của protease

màu tím. Là vi khuẩn Gram dương, có khả năng di động.
+Có khả năng phân hủy protein, lipid: nhờ có khả năng tiết enzyme
protease và lipase.
+Là vi khuẩn hiếu khí, thuộc nhóm vi sinh vật dị dưỡng, có khả năng sinh
bào tử.
+Nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng là 36 – 500 C, tối đa khoảng 600 C, PH
7 – 7,4.
1.2.2. Bacillus cereus
Giới (regnum) : Bacteria
Ngành (phylum) : Firmicutes
Lớp (class) : Bacilli
Bộ (ordo) : Bacillales
Họ (familia) : Bacillaceae
Chi (genus) : Bacillus
Loài (species) : Bacillus cereus

Hình 3: Bacillus cereus
+Bacillus cereus là trực khuẩn nhỏ, hình que, vi khuẩn tán huyết beta.
+Là vi khuẩn Gram dương,có khả năng di động.
+Có khả năng phân giải protein, cellulose và tinh bột nhờ có khả năng tiết
enzyme protease, glucosase và cellulase.
+Là vi khuẩn kị khí tuỳ nghi, thuộc nhóm vi sinh vật dị dưỡng.


+Có khả năng sinh bào tử.
1.2.3. Alcaligenes
Giới (regnum) : Bacteria
Ngành (phylum) : Proteobacteria
Lớp (class) : Beta Proteobacteria
Bộ (ordo) : Burkholderiales

Họ (familia) : Trichocomaceae
Chi (genus) : Aspergillus
Loài (species) : Aspergillus flavus


Hình 6: Aspergillus flavus
+Aspergillus flavus là một loai nấm mốc nhỏ, hình que.
+Là vi khuẩn Gram dương, có khả năng sinh bào tử.
+Là vi sinh vật kị khí,thuộc nhóm vi sinh vật dị dưỡng.
+Có khả năng tiết enzyme protease và glucosase để phân giải protein và
tinh bột.
1.2.6. Aspergillus oryzae
Giới (regnum) : Fungi
Ngành (phylum) : Ascomycota
Lớp (class) : Eurotiomycetes
Bộ (ordo) : Eurotiales
Họ (familia) : Trichocomaceae
Chi (genus) : Aspergillus
Loài (species) : Aspergillus oryzae

Hình 7: Aspergillus oryzae
+Aspergillus oryzae là một loại nấm nhỏ hình que.
+Là vi khuẩn Gram dương, có khả năng sinh bào tử.
+Thuộc nhóm vi sinh vật dị dưỡng.
+Nấm sợi Aspergillus oryzae lại có hoạt tính cao về các enzyme amylase
và proteinase nên có khả năng phân hủy protein và tinh bột cao.
1.2.7. Rhizopus


Giới (regnum) : Fungi

Bộ (ordo) : Actinomycetales
Họ (familia) : Streptomycetaceae
Chi (genus) : Streptomyces

Hình 9: Treptomyces
+Treptomyces là một loại vi khuẩn dang sợi.
+Là vi khuẩn Gram dương, có khả năng sinh bào tử.
+Là vi sinh vật kị khí, thuộc nhóm vi sinh vật dị dưỡng.


+Phân hủy tốt protein, lipid nhờ có hệ enzyme protease, lipase có hoạt tính
cao.
1.2.10. Micrococcus
Giới (regnum) : Bacteria
Ngành(phylum) : Ascomycota
Lớp (class) : Actinobacteria
Bộ (ordo) : Actinomycetales
Họ(familia) : Micrococcaceae
Chi(genus) : Micrococcus

Hình 11: Micrococcus
+Có hình cầu hay hình bầu dục.
+Là cầu khuẩn Gram dương, không di động.
+Là vi sinh vật hiếu khí.
+Thuộc nhóm vi sinh vật dị dưỡng.
+Có khả năng tiết enzyme protease, lipase và amylase để phân hủy cơ chất
cao
1.2.11. Clostridium
Giới (regnum) : Bacteria
Ngành (phylum) : Firmicutes

1.2.13. Penicillium camemberti
Giới (regnum) : Fungi
Ngành (phylum) : Ascomycota
Lớp (class) : Eurotiomycetes
Bộ (ordo) : Eurotiales
Họ (familia) : Trichocomaceae
Chi (genus) : Penicillium
Loài (species) : Penicillium camemberti

Hình 14: Penicillium camemberti
+Penicillium camemberti là một loài nấm có dạng sợi.
+Là vi sinh vật Gram dương.
+Có khả năng sinh bào tử.
+Là vi sinh vật hiếu khí.
+Thuộc vi sinh vật dị dưỡng.


+Có khả năng phân giải protein nhờ hệ enzyme protease.
1.2.14. Mucor
Giới (regnum) : Fungi
Ngành (phylum) : Zygomycota
Lớp (class) : Zygomycetes
Bộ (ordo) : Mucorales
Họ (familia) : Mucoraceae
Chi (genus) : Mucor

Hình 15: Mucor
+Mucor là một loại nấm có dạng hình sợi.
+Là vi sinh vật Gram dương.
+Có khả năng sinh bào tử.

sau. Đã có những địa phương làm tương nổi tiếng như Bần Yên Nhân (Hưng
Yên), Cự Đà (Hà Đông) và Nam Đàn (Nghệ An).
2.1.2. Đặc tính của nước tương.
Xì dầu đích thực được lên men bằng men (là một trong hai loài nấm
Aspergillus oryzae hay A. sojae) cùng các vi sinh vật liên quan khác. Xì dầu
đích thực được sản xuất từ hạt đậu tương nguyên vẹn, nhưng nhiều loại rẻ tiền
được làm từ protein đậu tương thủy phân. Các loại xì dầu này không có màu sắc


tự nhiên của xì dầu đích thực và nói chung được nhuộm màu bằng nhuộm màu
caramel để có màu nâu đen
Theo truyền thống thì hạt đậu tương được lên men trong các điều kiện tự
nhiên, chẳng hạn như trong các bình hay lọ to để ngoài trời mà người ta tin rằng
sẽ tạo thêm hương vị cho sản phẩm.
Dường như tất cả các loại xì dầu đều được bổ sung thêm một chút rượu khi
đóng chai, có tác dụng như là chất bảo quản chống hư hỏng. Xì dầu nói chung
nên được bảo quản nơi râm mát, tránh bị nắng chiếu trực tiếp. Chai xì dầu đã mở
nắp mà không được lưu giữ nơi có nhiệt độ thấp sẽ hơi bị đắng. Mặc dù có nhiều
loại xì dầu, nhưng tất cả đều là chất lỏng màu nâu có vị mặn, được sử dụng để
tạo gia vị khi nấu ăn hay làm nước chấm.
2.1.3. Vai trò, công dụng của nước tương trong đời sống
Nước tương không phải là chất bổ sung đạm mà chỉ là nước chấm làm tăng
khẩu phần vị, chứ không có tác dụng bổ sung dinh dưỡng, không nên ăn nhiều.
Theo các nhà y học, mỗi ngày cơ thể con người cần 60g chất đạm, nên nước
tương không phải là chất cung cấp đạm chính. Độ đạm thấp nhất trong nước
tương là 10N. Người bình thường, tối đa mỗi ngày ăn 10ml nước tương thì chất
đạm do nó mang lại là không đáng kể.
Nước tương sử dụng chế biến các món ăn làm tăng tính hấp dẫn cho món
ăn, tạo nên màu sắc thật đẹp mắt. Dùng nước tương để chấm các loại rau củ
quả… tăng tính ngon miệng, kích thích ăn nhiều.

Biến đổi: Làm cho hạt sạch hơn, sáng hơn, tăng giá trị cảm quan, đồng thời
cũng tăng chất lượng sản phẩm.
Phương pháp thực hiện: cho đậu nành qua hệ thống làm sạch để loại bỏ tạp
chất.
2.2.2.2. Ngâm rửa
Ngâm rửa nhằm mục đích làm sạch các tạp chất còn sót lại sau quá trình
làm sạch và làm mềm hạt đậu giúp tiết kiệm thời gian và nhiên liệu trong quá
trình hấp. Trong quá trình ngâm rửa đậu nành có thể mất đi một số chất dinh
dưỡng hòa tan trong như vitamin, khoáng.
Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối.
Đầu tiên nguyên liệu sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền
chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới. Ngâm làm cho nước
thấm ướt nguyên liệu, làm chất bản mềm, bong ra.


Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên
mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun (p=2-3atm) hay vòi
hoa sen để xối.
2.2.2.3. Hấp
Mục đích: Khai thác các chất dinh dưỡng có trong đậu nành.
Các biến đổi của nguyên liệu:
+Vật lý: thay đổi cấu trúc hạt tinh bột và protein, nguyên liệu mềm hơn.
+Hóa học: làm chín tinh bột, làm protein bị biến tính sơ bộ thành những
chất mà vi sinh vật có thể sử dụng được.
+Sinh học: quá trình này cũng tiêu diệt vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên
liệu làm cho mốc phát triển thuận lợi.
Phương pháp thực hiện và thông số kỹ thuật: Trong quá trình hấp yếu tố
cần chú ý nhất là nhiệt độ và thời gian hấp. Nguyên liệu là đậu nành chỉ cần hấp
với thời gian như thế nào để có hàm lượng nước thích hợp và nguyên liệu mềm
hóa đầy đủ là được. Đối với nguyên liệu là tinh bột thì thời gian hấp cũng phải

hoạt lực cao, có khả năng thủy phân protein và tinh bột cao hơn.
Phương pháp thực hiện và thông số kỹ thuật: Bột mì được phối trộn sẽ là
nguồn tinh bột mà mốc sử dụng để làm nguồn thức ăn để sinh trưởng và phát
triển mạnh. Sự phát triển mạnh của mốc giống sẽ lấn át được các loại tạp mốc
khác xâm nhập và phát triển giúp cho độ thủy phân cao hơn. Vì vậy ta phải phối
trộn nguyên liệu giàu tinh bột với tỉ lệ thích hợp cùng với nguyên liệu giàu
protein là khô đậu nành. Ngoài ra bột mì cho vào còn có tác dụng giúp cho nước
tương thành phẩm có vị ngọt nhẹ và màu sắc sáng hơn.
 Phương pháp nuôi mốc thủ công: Sau khi tiếp giống xong, đánh đống cho tới khi
nhiệt độ đạt 30 – 35 oC thì tải ra khay, mành hoặc nong thưa thành lớp dày 1 – 2
cm cho vào phòng nuôi mốc. Giữ nhiệt độ phòng 28 – 30 oC trong thời gian 8 –
9 giờ và hàm ẩm trong phòng là 84 – 90%. Nói chung nhiệt độ này không thích
hợp với Mucoz, Penicillium và vi khuẩn và thời gian này bào tử mốc phát mầm
nhanh át các tạp mốc khác. Sau thời kỳ này nhiệt độ tăng nhanh gọi là thời kỳ
sinh trưởng cần đặc biệt chú ý nhiệt độ có thể đạt 31 – 34 oC. Khoảng 3 – 4 giờ
sau thấy khuẩn ti xuất hiện rõ rệt lúc này nguyên liệu hơi kết bánh. Khi nhiệt độ
đạt 37 oC thì phải lật mốc, đảo mốc để hạ nhiệt độ vì nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm
cho khuẩn ty phát triển không tốt, enzyme của mốc tích tụ không nhiều. Khi
nhiệt độ lên cao phải mở cửa thông gió, cấp không khí cho mốc và đẩy khí CO 2
trong phòng ra ngoài. Sau đó tiếp tục đảo nhiều lần để duy trì nhiệt độ 30 – 31
o
C trong khối mốc.
 Phương pháp nuôi mốc khối: Nguyên liệu được trải vào trong thùng, hộp hoặc
bể. Phương pháp này đã được áp dụng từ lâu ở một số nước, có ưu điểm là: năng


suất cao hơn nuôi mốc trên khay, mành. 1 m2 có thể nuôi được 75 – 80 kg
nguyên liệu (trong khi 1 m2 phòng nuôi mốc theo phương pháp thủ công chỉ
được 24 – 27 kg), giảm nhẹ sức lao động của công nhân và dễ cơ giới hóa. Quá
trình phát triển của mốc có thể chia làm ba giai đoạn.

Mục đích: tạo pH thích hợp cho enzyme protease và amylase của nấm mốc
hoạt động. Biến đổi sâu sắc thành phần nguyên liệu theo hướng tạo ra sản phẩm
nước tương.
Các biến đổi:
+Hóa sinh: enzyme protease thủy phân phân tử protein thành những chất
trung gian tương đối đơn giản peptide, polypeptide và cuối cùng thành các acid
amin đơn giản. Tinh bột enzyme amylase thủy phân thành đường maltose và
cuối cùng thành glucose.
+Vật lý: -Nhiệt độ: trong quá trình thủy phân nhiệt độ dịch thủy phân tăng
dần vì quá trình thủy phân là quá trình tỏa nhiệt.
-Nồng độ chất khô: phản ứng thủy phân tạo ra các hợp chất đơn giản như
đường, acid amin…làm cho nồng độ chất khô trong dịch tăng lên.
-Độ nhớt: protein bị thủy phân dần thành acid amin và peptide cùng với tác
dụng của nhiệt độ cao làm cho độ nhớt dịch thủy phân giảm dần.
Phương pháp thực hiện và thông số kỹ thuật: Cho nước vào mục đích để
tăng nhiệt và giữ nhiệt của sản phẩm, (mốc thường có hàm ẩm 27 – 30%), thúc
đẩy tác dụng phân giải và cải tiến hương vị của nước tương cho phù hợp với thị
hiếu của người tiêu dùng. Vì nếu nước quá ít sẽ làm cho nước tương có màu
đậm và có mùi hồ cháy, còn nếu nước quá nhiều thì thời gian lên men sẽ rất lâu.
Thường lượng nước trộn vào 40 – 50% so với nguyên liệu tương đương 60 –
70% so với mốc. Nguyên liệu sau khi đã ủ xong (lên mốc vàng hoa cau), làm
tơi, để ủ đống cho tới khi nhiệt độ đạt 37 – 45 oC thì bắt đầu cho nước vào. Khi
cho nước vào nên dùng nước có nhiệt độ 60 oC để khi cho vào bể lên men,
nguyên liệu có nhiệt độ 53 oC. Khi trộn nước phải trộn nhanh rồi cho ngay vào
thùng hoặc bể lên men. Trên mặt nguyên liệu rải một lớp muối kín để phòng tạp
khuẩn xâm nhập. Đậy nắp để hơi nước không bay đi và nhiệt độ không bị giảm.
2.2.2.10. Quá trình trích ly – lọc
Mục đích: trích ly các chất hòa tan trong nguyên liệu để tạo ra nước tương
thành phẩm và lọc ra lấy dịch nước tương.
Phương pháp thực hiện và thông số kỹ thuật: Dùng nước muối có nồng độ

thiết cho người tiêu dùng.
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Vi sinh vật trong tự nhiên vô cùng đa dạng và phong phú, chúng có vai trò
tích cực lẫn tiêu cực đối với đời sống con người. Với năng lực chuyển hoá mạnh
mẽ và khả năng sinh sản nhanh chóng của các vi sinh vật cho thấy tầm quan
trọng to lớn của chúng trong thiên nhiên cũng như trong các hoạt động cải thiện
chất lượng sống của con người. Hiểu được những đặc tính phát triển của vi sinh
vật có lợi cho con người, con người đã tạo ra những ứng dụng vi sinh trong công
nghệ sinh học, trong đời sống, sản xuất hằng ngày, cải tạo môi trường sống và
đem lại nguồn thu nhập kinh tế.
Ngày nay, môi trường càng có nhiều vi sinh vật sinh sống và phát triển, vì
vậy con người phải hạn chế những tác hại đó bằng cách vệ sinh nơi ở, vệ sinh cá


nhân và nơi công cộng…để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật có hại. Đồng
thời nuôi cấy các vi sinh vật có lợi trong các sản phẩm phục vụ lợi ích con
người.
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS.TS. Nguyễn Thành Đạt, TS Mai Thị Hằng_Giáo Trình Vi Sinh
Học_NXB ĐH Sư Phạm_2007.
2. />3. />4. />5. />q=bacillus+cereus&biw=1014&bih=576&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=
X&ved=0ahUKEwiR1_StuLrJAhWEGZQKHVEEDz8QsAQIKA
E. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN