Đề tài Sản xuất nước tương Shoyo theo phương pháp mới

men và một số chất khác. Các chất này phân bố không đều trong từng phần của hạt. Protein chủ yếu tập trung ở nội nhũ và lớp alơrông còn chất béo chủ yếu lại ở vỏ. Trong vỏ còn nhiều xelluloza, pentoza, và chất tro. Trong phôi thì nhiều đường và chất béo. Bảng 1.2.2.1 : Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%) Các phần của hạt Protein Tinh bột Chất béo Ðường Xenluloza Pentoza Tro Hạt Nội nhũ Vỏ và alơrông Phôi 100 65 27 8 100 100 - - 100 25 55 20 100 65 15 20 100 5 90 5 100 28 68 4 100 20 70 10 • Protein - Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,6¸25,8%. Ngoài protein còn có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,033¸0,061%. - Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu là gliadin và glutenin. Hai protein này chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì. Hai protein này không hòa tan trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten. Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau. Ðối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng 20-25% khối lượng hạt. Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ giãn đứt cao. - Thành phần hóa học của gluten phụ thuộc loại giống và chất lượng lúa mì. Trung bình trong gluten sấy khô chứa khoảng 85% protein, 2-3 % chất béo, 2% chất khoáng, còn lại khoảng 10-12% các chất gluxit. • Ðể đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau: - Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng đôi khi xám hoặc hơi vàng, gluten xấu thì màu xám. - Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là gluten tốt vì vậy sau khi xác định gluten tươi phải xác định lượng gluten khô. Bình thường gluten tươi chứa 65¸75% nước. - Ðộ đàn hồi: Là tính chất rất quan trọng của gluten. Nó thể hiện khả nãng giữ khí của bột. - Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột. - Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở của gluten. - Ðể đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng và chất lượng gluten mà về mặt dinh dưỡng cần phải chú ý tới thành phần aminoaxit của protein nữa. • Gluxit Trong thành phần của lúa mì có nhiều gluxit, trong đó tinh bột chiếm từ 48¸73%, ngoài ra còn có lượng đường khử từ 0,11¸0,37%, sacaroza 1,93¸3,67% và maltoza 0,93¸2,63%. • Chất tro Trong lúa mì có một lượng nhỏ chất tro. Nó phân bố không đều trong từng phần của hạt, chủ yếu là P, Ca và Mg. • Chất béo Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo. Theo Ivanop thì sự phân bố chất béo trong hạt chủ yếu tập trung ở phôi và cám còn nội nhũ rất ít. Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm axit béo no và không no ( panmitic, xtearic, licnoseric, oleic, linolic, linolenic). Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì được thể hiện qua bảng sau. Bảng 1.2.2.2 : Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì ( theo % chất khô) Hạt và sản phẩm chế biến Khoảng dao động Trung bình Hạt 1,42 - 3,20 1,92 Bột trắng (lõi bột của nội nhũ) 0,82 - 1,44 1,18 Cám (lớp alơrông và vỏ) 3,68 - 6,78 5,12 Phôi 7,14 - 15,80 8,76 • Vitamin Trong lúa mì có một lượng vitamin gồm vitamin A, nhóm B, H, E, K và một vài loại khác. Vitamin A, B1, B2, B3, E… chủ yếu tập trung ở phôi hạt vì vậy thường dùng cám mì để sản xuất các vitamin này. Ngoài những chất trên, trong lúa mì còn có một lượng chất men như amylaza, men thủy phân protein, men oxy hóa khử, lipoxydaza, phitaza, lipaza... 1.2.3 Tiêu chuẩn chọn lúa mì • Khối hạt có kích thước đồng đều,màu vàng sáng,hạt không bị hư hỏng. Bảng 1.2.3.1 : Tiêu chuẩn chọn lúa mì Độ ẩm =< 14.5 % Kim loại nặng Pb =<0.2 mg/kg Chất hữu cơ =<1.5 % m/m Chất vô cơ =<0.5% m/m Các loại ngũ cốc khác =<2 % m/m Nấm =<0.05 % m/m Hạt nhân bị hỏng =<6 % m/m Hạt nhân bị hỏng do côn trùng =<1.5 % m/m Xác động vật và côn trùng chết =<0.1 % m/m 1.3 Gạo : • Hạt gạo gồm có ba thành phần chính là nội nhủ (chiếm 93% trọng lượng hạt ),mầm (4 % ) và lớp vỏ cám (3%). • Hàm lượng các hợp chất hóa học trong các thành phần trên được trình bày trong bảng sau : Bảng 1.3.1 :Thành phần hóa học của hạt gạo ( % chất khô) Các hợp chất Tinh bột Protêin Chất béo Chất khô Khoáng Các chất khác Nội nhủ 90.2 7.8 0.5 0.4 0.6 0.4 Mầm 2.4 20.2 21.6 3.5 7.9 44.4 Lớp vỏ cám 16.0 15.2 20.1 10.7 9.6 28.4 • Tinh bột gạo gồm có : amylose ( 15-35%) và amylopectin ( 65-85% ). Trong nội nhủ ,tinh bột ở dạng hạt với kích thước trung bình 3-8 x10-6m. các hạt tinh bột có cấu trúc rất chặt chẽ. • Thành phần protêin trong hạt gạo gồm có : albumin 5% ,globulin 10% ,prolamin 5% ,glutelin 80% . phần lớn các protêin này không hòa tan được vào môi trường lên men. • Tiêu chuẩn chọn gạo : Gạo có kích thước hạt lớn,tròn , đồng đều, màu trắng, độ bền cao, khó bị gãy. 1.4 Nước :  Tiêu chuẩn nước trong sản xuất nước tương : Bảng 1.4.1 Tiêu chuẩn của nước Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Chỉ tiêu vật lý Mùi vị Độ trong (ống Dienert) Màu sắc (thang màu coban) Không có 100 mL 5o Chỉ tiêu hóa học pH CaO MgO Fe2O3 MnO BO4 3- SO4 2- NH4+ NO2 - NO3 - Pb As Cu Zn 6.0 - 7.8 50 - 100 mg/L 50 mg/L 0.3 mg/L 0.2 mg/L 1.2 - 2.5 mg/L 0.5 mg/L 0.1 - 0.3 mg/L không không 0.1 mg/L 0.05 mg/L 2 mg/L 5 mg/L F 0.3 - 0.5 mg/L Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí Chỉ số Coli (số Coli/1 lít nước) Chuẩn số Coli (số mL nước có 1Coli) Vi sinh vật gây bệnh < 100 cfu/mL < 20 >50 Không có 1.5 Muối : Thành phần chính của muối ăn là NaCl. Muối ăn sau khi sản xuất ở đồng muối phải được tinh chế trước khi đưa vào sản xuất. Trong sản xuất nước tương thường dùng muối hột hay muối xay.  Chỉ tiêu hóa học : - Muối sử dụng trong sản xuất nước tương càng ít tạp chất càng tốt vì ngoài thành phần chính NaCl còn lẫn tạp chất (MgSO4, MgCl2, KCl, CaSO4...). Muối Mg có vị đắng và dễ hút ẩm làm muối dễ chảy không có lợi trong sản xuất nước tương. - Độ ẩm : không quá 4%. - Màu sắc : trắng, có thể có ánh hồng hoặc vàng. - Mùi : không mùi - Vị : khi pha thành dung dịch 5% có vị mặn, không có vị khác. - Tình trạng : đồng nhất, không lẫn tạp chất khi nhìn bằng mắt thường, không vón cục. - Kích thước : gồm những hạt tinh thể nhỏ, khi qua lưới sàng có kích thước 1×1mm thì lọt qua 95%. Bảng 1.5.1 :Thành phần tạp chất(mg/kg)trong muối Hàm lượng tạp chất Số mg/kg Độ tinh khiết 95-99,5% Iod Pb <2 Kali <35 Magie <0,13 Canxi <30 Ion sulfat <70 K4Fe(CN)6 <10 Na4Fe(CN)6 <10 CaCO3 <20 Cu <2 asen <0,5 cát <0,5 coliform không 1.6 Phụ gia bảo quản : Natri benzoate : chất bền vững, không mùi, hạt màu trắng hay bột kết tinh, có vị hơi ngọt, tan ít trong nước, ít độc, có tác dụng bảo quản thực phẩm, chống nấm mốc, có hoạt tính cao nhất ở pH 2.5 – 4. Trong bảo quản nước tương thường dùng natri benzoate có nồng độ 0.07 – 0.1 %. Tiêu chuẩn lựa chọn phụ gia bảo quản : - Có tính kháng khuẩn, nấm mốc và nấm men cao hoặc có tính chống oxy hóa xảy ra trong quá trình bảo quản. - Không gây độc cho người . - Không làm biến đổi hoặc rất ít tính chất hóa lý, cảm quan của thực phẩm. - Không tạo phản ứng phụ hoặc những sản phẩm độc hại cho sản phẩm B. GIỐNG VI SINH VẬT : • Những loại thường gặp nhất là Mucor mucedo, Rhizopus nigricans, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Penicillium protatum, Tricoderma liguorum. • Nấm mốc thường được dùng trong sản xuất shoyu là A. oryzae và A. sojae. Trong 65 chủng mốc koji dùng trong sản xuất shoyu thì 80% là A. oryzae và 20% là A. sojae. Tiêu chuẩn chọn giống: Trong sản xuất tương công nghiệp, khi lựa chọn một giống nấm mốc điều cấn nhất là phải tạo được giống vi sinh vật thuần chủng . Giống vi sinh vật đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện sau:  Hoạt lực protease cao : - Một số enzyme của A. oryzae được tìm thấy cả ở nội bào và ngoại bào. Trong môi trường nuôi cấy rắn A. oryzae trong sản xuất shoyu truyền thống, glutaminase có hoạt tính nội bào, trong khi các enzyme khác như protease và α-amylase thì hầu như có hoạt tính ngoại bào. Trong môi trường bị nhận chìm, A. oryzae tạo ít glutaminase hơn, và hầu hết đều thải ra ngoài tế bào. Sự nuôi cấy A. oryzae theo phương pháp này làm giảm sự tạo glutaminase, nhưng lại tăng tạo protease. - Sự giải phóng enzyme ra ngoài rất quan trọng cho việc thủy giải protein và tinh bột, vì vậy chủng nào có lượng enzyme ngoại bào cao sẽ được ưa chuộng hơn. Nếu không, phải cần những phương pháp để giải phóng enzyme nội bào ra ngoài.  Khả năng phát triển mạnh và chống tạp khuẩn tốt  Ảnh hưởng tốt đối với hương thơm  Không sinh độc tố (Aflatoxin)  Aspergillus oryzae:  Đặc điểm hình thái: Asp. Orizae 29B là loài nấm vi thể thuộc bộ Plectascales lớp Ascomycota, cơ thể sinh trưởng là một hệ sợi, bao gồm những sợi rất mảnh chiều ngang 5 – 7μm phân nhánh và có nhiều vách ngăn chia sợi thành nhiều tế bào.Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi thẳng đứng gọi là cuống đính bào tử, ở đầu cơ quan sinh sản vô tính. Khối mốc tương hay mốc nước chấm thường thấy có màu vàng chính là màu của bào tử của Asp. Oryzae  Điều kiện sinh trưởng: Độ ẩm canh trường 45 – 55% pH môi trường 5,4 – 6,5 Độ ẩm không khí 85 – 95% Nhiệt độ 27 – 30oC Thời gian 30 – 60h • Nguồn dinh dưỡng: - Nguồn cacbon: lấy từ hợp chất hữu cơ của : tinh bột gạo, lúa mì và đậu nành. - Nguồn Nitơ: lấy từ protein của các nguyên liệu giàu protein như đậu nành - Nguồn khoáng: đã có đủ trong nguyên liệu như trong pepton( đậu nành ),muối ,và gạo, lúa mì. - Nguồn các chất sinh trưởng : vitamin nhóm B ,acid amin Nấm mốc A. orizae có các loại enzyme sau: amilase, protease, các enzyme oxi hóa khử như glucooxydase. Glucooxydase xúc tác quá trình phản ứng oxy hóa glucose bằng oxy tạo thành acid gluconic, pH tối thích của nó là 5.5 – 5.8 , nhiệt độ tối thích 30 – 40 0C, trên 500C hoạt lực giảm rất nhanh, khi có cơ chất (glucose), tínhbền về nhiệt tăng, glucooxydase có tính chất oxy hóa sinh học cao và là chất kháng sinh.. Môi trường giữ giống và nhân giống: 40g đường, 25g nước chiết đậu, 25g thạch, pH 5,5 – 6,0 hoặc có thể sử dụng môi trường thạch malt thông thường. Từ ống nghiệm nhân giống trung gian ở các bình tam giác với môi trường gạo hoặc bắp mảnh đã hấp chín. Nuôi ở 28 – 29oC trong 3 – 4 ngày.  Một số vi sinh vật được sinh ra và có vai trò quan trọng : Pediococcus halophilus Zygosaccharomyces rouxii  Zygosaccharomyces rouii : Z. rouii là loài nấm men có thể phát triển được trong cả môi trường chứa muối và không chứa muối, có khả năng thích nghi mạnh với nồng độ muối trong khoảng 24 – 26 % hay độ ẩm 0.787 – 0.810.  Nhiệt độ và pH cần thiết cho sự phát triển của Z.rouii : - Môi trường không chứa muối: pH : 3 – 7, nhiệt độ: 20 – 350C. - Môi trường chứa muối: pH: 4 – 5, nhiệt độ: 400C.  Các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của Z. rouii: biotin, thiamine, pantothenic acid, inisitol. Hàm lượng inositol cần tăng cao trong môi trường nuôi cấy có chứa hàm lượng muối cao. 2. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ : Hình 2.1 : Qui trình công nghệ sản xuất shoyu Lúa mì Xay Gạo Xay Đậu nành Ngâm Hấp Trộn Giống Nước cc Nuôi mốc koji Ngâm Lên men Lọc ép Bánh shoyu Kiaga shoyu Thanh trùng Lọc ly tâm Sản phẩm Lắng trong Rang Rang Nước muối Dầu shoyu CAÁP LIEÄU BUÏI Taïp chaát nheï Taïp chaát lôùn I II Taïp chaát lôùn Taïp chaát beù Haït chính 3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH : 3.1. Xử lý nguyên liệu: 3.1.1 Tách tạp chất ,phân loại : đậu nành, lúa mì, gạo.  mục đích : chuẩn bị cho quá trình tiếp theo được thực hiện dễ dàng hơn. Quá trình này bao gồm các công đoạn tách những tạp chất kim loại,đồng thời loại bỏ 1 phần vi sinh vật bám trên bề mặt hạt. - Loại bỏ các tạp chất có trong nguyên liệu hay bám trên bề mặt vỏ (đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại). - Loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ.  Các biến đổi trong quá trình làm sạch : Chủ yếu là biến đổi về cảm quan, các biến đổi khác hầu như không đáng kể : - Cảm quan : Làm cho hạt sạch hơn, sáng hơn, tăng giá trị cảm quan, đồng thời cũng tăng chất lượng sản phẩm.  phương pháp thực hiện : - phân loại bằng sàng rung : tách đá ,sỏi… - phân loại bằng nam châm : tách tạp chất kim loại. - phân loại bằng sức gió : phương pháp này được sử dụng khi tạp chất có kích thước bằng kích thước hạt cần làm sạch, nhưng khối lượng riêng của tạp chất và hạt khác nhau. Đầu tiên, đậu nành được qua thiết bị sàng rung để tách các tạp chất cơ học lớn như đá, sỏi. sau đó,khối hạt được đưa qua thiết bị nam châm để tách kim loại. sau cùng, đậu nành được làm sạch trên rây,có thổi khí để tách bỏ bụi,tạp chất nhẹ và một phần vi sinh vật.  Thiết bị : Hình 3.1.1.1 : thiết bị tách tạp chất 3.1.2 Ngâm đậu nành :  mục đích ; chuẩn bị - làm hạt đậu mềm, giúp dễ tách vỏ hơn - giúp quá trình hấp chín dễ dàng hơn,nhanh hơn - cải thiện màu sắc, mùi,vị sản phẩm - Vô hoạt một phần các chất ức chế enzyme Trypsin (Trypsic) và enzyme Lipoxygenase. - Giảm hàm lượng oligosaccharide (raffinose, stachyose)  Các biến đổi của nguyên liệu : - vật lí : hạt đậu nành hút nước,trương nở dẫn đến tăng về kích thươc và khối lượng. hạt đậu trở nên mềm hơn - Hóa lí : hạt đậu nành bị hydrat hóa. Một phần các oligosaccharide như raffinose, stachyose (là nguyên nhân gây khó tiêu ) được trích ly ra khỏi hạt đậu nành. - Cảm quan : làm giảm bớt mùi hen của đậu nành - Hóa sinh : Dưới tác dụng của nhiệt độ và pH kiềm, các enzyme Lipoxygenase, các chất ức chế enzyme Trypsin sẽ bị vô hoạt. Đồng thời, một số protein cũng bị biến tính  Phương pháp thực hiện :  Thiết bị - Cấu tạo : thiết bị hình trụ có cánh khuấy - Nguyên tắc hoạt động : đậu nành được gầu tải Hình 3.1.2.1 : thiết bị ngâm Thông số công nghệ : -tỉ lệ đậu : nước là 1: 3 (w/w) - nhiệt độ ngâm đậu : dao động trong khoảng 20-250C - thời gian ngâm : từ 6-8 giờ. Thời gian dài hay ngắn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi protêin. Sau khi ngâm hạt đậu có độ ẩm 55-65% là tốt. tách đôi hạt đậu kiểm tra,thấy mặt đậu bằng phẳng,không có vêt lõm là được. 3.1.3 Hấp đậu nành :  Mục đích: khai thác. Hấp làm chín bột, protein bị biến tính, đây là nguồn thức ăn cho nấm mốc phát triển . Đồng thời hấp cũng có mục đích tiêu diệt vi sinh vật.  Biến đổi: - Vật lý: nguyên liệu trở nên mềm hơn - Hóa học: protein bị biến tính - Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật bề mặt giúp cho nấm mốc dễ phát triển hơn.  Thiết bị: nồi hấp áp lực cao Nöôùc ngöng Hôi nöôùc Ñaàu vaøo Ñaàu ra Hình 3.1.3.1 : thiết bị hấp  Thông số công nghệ: đối với nguyên liệu phối trộn như trên thì :  Áp lực: 1.2–1.4kg/cm2  Thời gian: 20–30 phút Nguyên liệu sau hấp phải chín đều , hấp cho đến khi chuyển sang màu hơi nâu là được, không quá sẫm màu, có mùi thơm của đậu tương 3.1.4 Rang lúa mì và gạo :  Mục đích: chuẩn bị. Mục đích là làm biến đổi tính chất cơ lí của hạt tinh bột làm cho quá trình xay tiếp theo được dễ dàng hơn. Hạt có độ bền cơ học giảm,độ dòn tăng lên,hạt dễ dàng vỡ ra.  Biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: nhiệt độ tăng - Hóa học: độ ẩm giảm, tinh bột bị biến tính. - hóa lí : hiện tượng bay hơi ẩm và các hợp chất dễ bay hơi, quá trình này làm cho cấu trúc bên trong hạt trở nên dòn,xốp - hóa sinh và vi sinh : enzim và vi sinh vật bị vô hoạt hoàn toàn.  Thiết bị: Rang thùng quay  Thông số công nghệ:  Nhiệt độ rang: 170 – 1800C  Thời gian: 5 – 7 phút. 3.1.5 Xay gạo và lúa mì :  Mục đích: chuẩn bị cho quá trình phối trộn và nuôi mốc . Gạo và lúa mì được nghiền nhỏ để khi ph ối trộn, nước thấm đều hơn . Nghiền còn nhằm mục đích tăng diện tích phát triển của nấm mốc và khả năng xúc tác của enzyme khi thủ y phân . Kích thước nguyên liệu sau khi nghiền càng mịn càng tốt .  Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý:  Kích thước nguyên liệu: giảm  Nhiệt độ trong khối nguyên liệu: tăng do ma sát giữa các hạt với nhau và với máy nghiền.  Thiết bị và thông số công nghệ : -Gạo được xay bằng thiết bị nghiền búa Ñaàu vaøo Ñaàu ra Hình 3.1.5.1: mặt cắt máy nghiền búa Beater Mill -Lúa mì được xay bằng thiết bị nghiền trục ( 4 trục hoặc 6 trục ) Hình 3.1.5.2 : Thiết bị nghiền trục 3.2. Trộn :  Mục đích : chuẩn bị cho quá trình nuôi giống tốt hơn.  Biến đổi : khối nguyên liệu với giống đươc trộn đều  Phương pháp thực hiện và các thông số kỹ thuật: Khi đưa giống vào nên trộn giống trước với một số nguyên liệu cho đều, sau đó dùng nguyên liệu này rắc đều lên nguyên liệu định cấy giống. Khi rắc nên rắc đều và trộn kỹ để có mốc giống đều khắp trên khối nguyên liệu và mốc phát triển đồng đều cũng làm cho nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng đều.  Thiêt bị : máy trộn khô hay sàn,khay Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu và mốc được cho vào từ dưới máy trộn, sau đó khởi động vít tải để trộn đều nguyên liệu với mốc. Ñaàu vaøo Ñaàu ra Hình 3.2.1: Máy trộn khô 3.3. Nuôi mốc koji : - Làm koji là quá trình lên men bề mặt của hỗn hợp đậu nành nấu/hấp và bột mì ,gạo rang. Nó được chủng giống với bào tử Aspergillus oryzae hoặc A.sojae và được ủ ở 25°C trong 2-3 ngày để thu được sự phát triển dày đặc và sự tạo bào tử xanh vàng chỉ ra rằng mức độ cao của enzim đã được tạo ra. Những enzim này bao gồm peptidases, proteinases, glutaminase, amylase, pectinases và cellulases cần thiết cho sự thuỷ phân từng phần của đạm và các hợp chất carbon của vật liệu thô.  Mục đích: khai thác, tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển đều trên môi trường nuôi cấy để hình thành các hệ enzyme cần thiết có hoạt lực cao , có khả năng thủy phân protein và tinh bột đạt hiệu suất cao , đặc biệt là enzyme protease và amylase.  Biến đổi:  Hóa sinh : sự tổng hợp các enzyme , đặc biệt là protease và amylase. - Vai trò của enzyme trong phân giải protein : - Hoạt tính của enzyme trong Koji : Khi so sánh với các loại nấm mốc khác, Aspergillus oryzae có hoạt tính peptidase cao nhất. Chúng chứa protease kiềm và acid và tất cả hoạt tính enzyme quan trọng trong sự phân giải các mô thực vật như pectin, tinh bột, cellulose. A. oryzae cũng chứa glutaminase.  Sinh học: nấm mốc phát triển và sinh trưởng, tăng sinh khối.  Vật lý: nhiệt độ tăng do quá trình hô hấp của nấm mốc. - Phương pháp nuôi mốc thủ công.  Thiết bị : theo phương pháp làm nước tương truyền thống , hỗn hợp sau cấy giống trải đểu trên khay gỗ và đặt trong phòng nuôi mốc. Trong quá trình nuôi mốc cần trang bị quạt ly tâm có lưu lượng gió 6000 m3/tấn nguyên liệu giờ với áp lực 100mmH2O.  Thông số công nghệ: PROTEINS Alkaline Proteinase Semi-Alkaline Proteinase Proteinase trung tính I và II Proteinase acid I - III PEPTIDES Acid Carboxypeptidase I - IV Leucine Aminopeptidase I - VII AMINO ACIDS GLUTAMINE GLUTAMIC ACID PYROGLUTAMIC ACID Glutaminase  Nhiệt độ: 28 – 30 0C  Độ ẩm không khí: 85 – 90 %  Thời gian đặt trong phòng nuôi mốc : 2 – 3 ngày để thu được sự phát triển dày đặc và sự tạo bào tử xanh vàng chỉ ra rằng mức độ cao của enzim đã được tạo ra.  Bề dày lớp mốc trong khay: 1 – 2 cm  Hàm lượng nước trong khối nguyên liệu 27 – 37 % sẽ cho hoạt tính enzyme protease và amylase cao nhất. Hình 3.3.1 : Khay nuôi mốc - Phương pháp nuôi mốc khối. o 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, năng suất cao hơn nuôi mốc trên khay, mành. 1m2 có thể nuôi được 75 – 80 kg nguyên liệu (trong khi 1m2 phòng nuôi mốc theo phương pháp thủ công chỉ được 24 – 27kg), giảm nhẹ sức lao động của công nhân và dễ cơ giới hoá. o Nuôi mốc nhằm thu nhận được số lượng enzyme cao nên các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thoáng khí đóng vai trò rất quan trọng , đặt biệt là nhiệt dộ. Vì vậy trong suốt quá trình nuôi mốc cần chú ý tới các yếu tố này. o Quá trình phát triển của nấm mốc chia làm 3 giai đoạn:  Sau khi cấy giống 6 – 8 h, nhiệt độ tăng dần.  Giai đoạn sợi nấm phát triển mạnh, nhiệt tạo ra nhiều và hệ sợi thường kết thành tảng. 3 – 4h sau khuẩn ty xuất hiện rõ rệt.  Sau 24h, bào tử của nấm mốc chuyển sang màu vàng hoa cam. • Trong suốt quá trình nuôi mốc , nhiệt độ và độ ẩm của khối nguyên liệu được kiểm soát bằng cách đảo trộn . Nếu đảo trộn trễ , nhiệt độ khối nguyên liệu tăng cao , khuẩn ty phát triển không tốt , làm giảm khả năng sinh tổng hợp enzyme và có thể làm mốc giống bị chết.  Thiết bị: - Quạt: để thông khí tốt cần trang bị quạt ly tâm có lưu lượng 6000m3/tấn nguyên liệu × giờ với áp lực 100mm cột nước. Nói chung tuỳ theo khối nguyên liệu mà chọn quạt. Bảng 3.3.1: Bảng chọn năng suất quạt phụ thuộc vào loại bể Loại bể (kg) 400 800 1000 1200 Năng suất quạt (m3/giờ) 2400 4800 6000 7200 - Bể nuôi mốc: có chiều dài khoảng 8m, chiều rộng khoảng 1,2 – 1,5m và mương cấp khí ở đáy bể có độ dốc 3 – 40 và công suất mỗi bể chỉ nên tối đa 1200kg. - Để đảm bảo nhiệt độ của không khí 28 – 320C và hàm ẩm của nó là 95%, mỗi bể nuôi mốc phải có ống phun hơi nóng và tia nước ở đầu mỗi bể. Nói chung ở thời kỳ 2, nhiệt độ tăng tới 35 – 360C thì cứ 1 giờ chạy quạt 10 phút để hạ nhiệt và cấp ẩm. Về mùa hè có thể sử dụng quạt nhiều hơn mùa đông. Khoâng khí saïch Hình 3.3.2: Bể nuôi mốc 3.4 Ngâm :  Mục đích :  chuẩn bị : - Tiêu diệt và ức chế nấm mốc và một số vi sinh vật có hại, nhưng enzyme vẫn phát triển tốt. - Tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic và nấm men phát triển - Tạo vị - Hòa tan một số protein tan trong muối loãng.  Khai thác : tách enzyme ra khỏi bề mặt hệ nấm. ( vì enzyme liên kết với bề mặt hệ nấm bằng liên kết ion.  Thiết bị : thiết bị hình trụ có cánh khuấy  Thông số công nghệ : thời gian ngâm khoảng 3 giờ. 3.4. Lên men :  Mục đích: chế biến. Tạo pH thích hợp cho enzyme protease và amylase của nấm mốc hoạt động , làm b iến đổi sâu sắc thành phần nguyên liệu theo hướng tạo ra sản phẩm là nước tương.  Biến đổi: - Hóa sinh:  Protein thủy phân thành những chất trung gian như peptide , polypeptide và cuối cùng là thành các acid amin đơn giản dưới tác d ụng của enzyme protease.  Tinh bột bị thủy phân thành đường maltose và glucose do enzyme amylase. • Hóa lí : pH giảm (pH đầu của dung dịch khoảng 6.5 – 7 ) do sự hình thành các acid hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme protease và amylase hoạt động và góp phần ức chế các vi sinh vật tạp không có lợi cho quá trình lên men. - Vật lý:  Thể tích: tăng do có bổ sung nước muối  Nhiệt độ: tăng ( phản ứng thủy phân là phản ứng tỏa nhiệt)  Độ nhớt: giảm do sự thủy phân protein thành acid amin và nhiệt độ tăng. - Cảm quan:  Màu sắc: tạo màu cho nước tương. - Hóa học : - Trong sản xuất, một lượng koji được khuấy trộn với nước muối (22 – 23% muối) → hỗn hợp moromi → lên men kín (6 - 12 tháng). - umami được sinh ra từ các axit amin của protein đậu nành đã được sản xuất bởi các vi sinh vật - Muối và nước sau đó được bổ sung vào Koji để tạo mash moromi, sau đó lên men và thời gian khoảng sáu tháng. Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men moromi, các enzym sản xuất bởi các mốc Koji phá vỡ các protein trong đậu nành để tạo thành các axit amin, trong đó tăng cường umami. Các enzym cũng lao xuống tinh bột trong lúa mì và gạo để hình thành đường, và đây là những yếu tố tạo hương vị độc đáo và màu sắc cho nước tương. - Trong quá trình lên men, nồng độ muối cao và sự thay đổi pH đã tiêu diệt A. oryzae và A. sojae. Cơ chất trong đậu nành và lúa mì được thủy giải bởi hệ enzym như proteinase, amylase và peptidase sinh ra trong quá trình koji trước đó. - Giai đoạn sau của quá trình lên men moromi (khoảng 6 tháng) ở 15- 200c,Pediococcus halophilus phát triển và sản sinh ra acid lactic, làm giảm pH. Loài Pediococcus halophilus là vi khuẩn chịu mặn và đặc trưng cho sản phẩm shoyu, được xác định như là lactobacillus chính trong hỗn hợp moromi. pH của vật liệu khởi đầu là 6,5 - 7,0; nồng độ muối 16-18%, tạo tính hoạt động trong nước (water activity - WA) là 0,80, đây là điều kiện thích hợp cho P. halophilus. - PH ban đầu của hỗn hợp nhanh chóng giảm xuống vì enzyme phân giải protein và tạo thành acid lactic. Khi pH đạt đến 5,5; lactobacilli được thay thế bằng sự phát triển của Zygosaccharomyces rouxii. Đi kèm với sự giảm pH là sự lên men rượu xảy ra mạnh bởi Z.rouxii. Sau 60 ngày, một lượng lớn ethanol được tạo ra bởi tác động của sự thông khí và tăng nhiệt. Kết quả thu được là 2- 3% ethanol và nhiều thành phần hương thơm được sản xuất bởi nấm men. Hình 3