Công nghệ sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành

thiết cho cơ thể như là: protein, glucid, một số chất khống và vitamin cần thiết cho cơ thể. So với các loại thuộc họ đậu khác, đậu nành là loại cĩ chứa hàm lượng protein cao nhất, hàm lượng protein trong một hạt đậu chiếm tới 38% trọng lượng của hạt đậu. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và cho biết rằng protein của đậu nành cĩ tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư, bệnh tim mạch và phịng tránh được bệnh lỗng xương. Các nghiên cứu khoa học cũng chứng minh rằng các sản phẩm lên men từ đậu nành ta cịn cĩ rất nhiều vitamin B12 mà vitamin này cĩ khả năng tổng hợp các chất cần thiết cho cơ thể, hạn chế được bệnh thiếu máu. Từ đậu nành ta cĩ thể làm ra nhiều sản phẩm bổ dưỡng như: sữa đậu nành, chao, tương, đậu phụng, nước tương …. Ngồi ra, từ đậu nành ta cũng cĩ thể tạo ra sản phẩm nước mắm chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng và thơm ngon. Nước mắm lên men từ đậu nành là một sản phẩm rất tốt cho người tiêu dùng, đặt biệt phù hợp với người ăn chay, nhất là khi xu hướng ăn chay trong cộng đồng người Việt chúng ta hiện nay ngày càng tăng. Chúng tơi chọn đề tài này với mong muốn mở rộng thêm vốn kiến thức của mình về loại nước mắm đặt biệt này, hy vọng rằng cĩ thể tạo ra một sản phẩm nước mắm cĩ chất lượng như nước mắm lên men từ cá nhưng cĩ hương vị đặc trưng của sản phẩm để phục vụ cho người tiêu dùng, mà quan trọng là người ăn chay. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu 1.1.1 Nguyên liệu đậu nành 1.1.1.1 Nguồn gốc cây đậu nành và cấu tạo của hạt đậu nành Cây đậu nành cĩ tên khoa học là Glycine Max Merril. Tên tiếng Anh là soyabeans. Tên tiếng Việt là đậu nành (miền Nam), đậu tương (miền Bắc). Đậu nành cĩ nguồn gốc từ Trung Quốc (miền đơng bắc) khoảng hơn ngàn năm trước cơng nguyên. Ngày nay, đậu nành đã trở thành một loại thực phẩm thiết yếu cho các dân tộc Châu Á và trên thế giới. Cây đậu nành ở Việt Nam cũng như các nước khác ở Đơng Nam Á và Nam Á đều cĩ nguồn gốc từ Đơng Bắc Á, cây đậu nành được trồng ở Việt Nam vào khoảng thế kỉ thứ VI. Hạt đậu nành cĩ nhiều hình dạng khác nhau: Hình trịn, bầu dục, trịn dẹt. Hạt đậu nành cĩ nhiều màu sắc khác nhau, trong đĩ đậu nành màu vàng là loại tốt nhất, được trồng và sử dụng nhiều, giá trị thương phẩm cao. Hình 1.1 Một số loại hạt đậu nành Hình 1.2 Hạt đậu nành màu vàng Hạt đậu nành gồm 3 bộ phận: Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt. Vỏ hạt cĩ chức năng bảo vệ phơi, nếu lớp vỏ bị vỡ thì hạt sẽ cĩ rất ít cơ hội nảy mầm. Phơi chiếm 2% trọng lượng hạt, chứa hai lá mầm và cĩ chức năng như cơ cấu dự trữ thức ăn. Ngồi ra, phơi cịn cĩ ba bộ phận khác: Rể mầm, trụ dưới lá mầm và trụ trên lá mầm. Tử diệp chiếm 90% trọng lượng hạt, chứa lượng protein và dầu cao nhất trong tồn hạt. Hình 1.3 Cấu trúc của hạt đậu nành Tùy theo kích thước của hạt, ta cĩ thề chia làm 3 loại: to (1000 hạt nặng từ 300g), trung bình (loại 1000 hạt nặng từ 150g-300g), nhỏ (1000 hạt nặng dưới 150g). 1.1.1.2 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và Việt Nam Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới Do hạt đậu nành cĩ giá trị dinh dưỡng cao và thời gian trồng ngắn, nên đậu nành trở thành cây trồng kinh tế quan trọng trên thế giới. Hạt đậu nành cũng cĩ khả năng dễ thích nghi nên nĩ đã được trồng ở khắp năm châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ (trên 70%), tiếp đến là châu Á. Bảng 1.1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới từ năm 2001 đến 2005 Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) 2001 76,077 23,20 176,761 2002 79,167 22,73 108,907 2003 83,600 23,40 188,929 2004 91,440 22,34 204,266 2005 91,386 23,00 209,532 Nguồn: FAOSTAT Database, 2006 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất đậu nành của 4 nước đứng đầu trên thế giới trong những năm gần đây Nước Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Mỹ 29,33 22,77 66,77 29,93 28,6 85,740 28,84 28,72 82,82 Braxin 18,52 28,08 52,02 21,52 23,14 49,793 22,89 21,92 50,1 Achentina 12,4 28,0 34,88 14,3 22,0 31,500 14,03 27,28 33,30 Trung 9,32 16,53 15,39 9,07 18,14 17,600 9,500 17,79 16,90 Nguồn: FAOSTAT Database, 2006 Tình hình sản xuất đậu nành trong nước Hiện nay, cả nước đã hình thành 6 vùng sản xuất đậu nành: vùng Đơng Nam Bộ cĩ diện tích lớn nhất (26,2% diện tích trồng đậu nành cả nước), miền núi Bắc Bộ 24,7%, đồng bằng sơng Cửu Long 12,4%, đồng bằng sơng Hồng 17,5%. Tổng diện tích 4 vùng này chiếm đến 80% diện tích trồng đậu nành cả nước. Cịn lại là đồng bằng ven biển miền Trung và Tây nguyên. Diện tích trồng đậu nành ở nước ta trong năm 2005 tăng 24,16%, sản lượng tăng 19,1% so với năm 2001 nhưng đáng chú ý nhất là năng suất đậu nành tăng khơng đáng kể do nhiều nguyên nhân: Hạn chế về giống, điều kiện canh tác, sự xuất hiện của những loại bệnh gây ảnh hưởng đến tình hình sản xuất. Bảng 1.3 Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam từ năm 2001-2005 Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2001 146,3 12,36 176,3 2002 140,3 12,56 176,3 2003 166,5 13,50 225,3 2004 190,0 12,63 240,0 2005 185,0 13,24 245,0 Nguồn: FAOSTAT Database, 2006 1.1.1.3 Kỹ thuật canh tác cây đậu nành Thời vụ trồng Đậu nành được trồng quanh năm nhưng với mỗi thời vụ canh tác khác nhau sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến sự sinh trưởng của cây trồng, tình hình sâu bệnh, năng suất, phẩm chất hạt, chi phí sản xuất. Với đặc tính dễ thích nghi, là cây trồng ngắn ngày (thời gian sinh trưởng từ 72 đến 90 ngày cho một vụ trồng), nên thích hợp cho việc bố trí vào các mơ hình luân canh để nâng giá trị kinh tế, đồng thời hạn chế sâu bệnh. Được trồng bốn vụ trong năm: Vụ Đơng xuân, Xuân hè, Hè thu, Thu đơng. Mơ hình canh tác Cĩ 2 mơ hình canh tác cây đậu nành: Mơ hình chuyên canh và mơ hình luân canh. Mơ hình chuyên canh: Chúng ta cày đất lúc cĩ độ ẩm vừa phải, tránh cày đất lúc cịn quá ướt. Trường hợp đất quá khơ, phải chủ động tưới nước và chờ đến khi đất cĩ đủ độ ẩm thích hợp. Tránh làm đất quá tơi, khi gặp trời mưa đất dễ bị đĩng vĩn, cản trở sự hút nước và chất dinh dưỡng của cây, cây sinh trưởng yếu, các nốt sần ít và nhỏ. Mơ hình luân canh: Trên chân đất ruộng, tiến hành gieo hạt đậu nành sau khi thu hoạch lúa, khi đất cịn độ ẩm thích hợp (cĩ thể kết hợp phủ rơm để giữ ẩm). Mật độ trồng Lượng giống sử dụng 70-80 kg/ha nếu là áp dụng tỉa. Nếu sạ, lượng giống 100-120 kg/ha. Mật độ trồng: Tỉa theo khoảng cách 40-10cm hay 30-20cm. Mỗi lỗ 3 cây (50 cây/m2), sau đĩ chừa lại 2 cây/lỗ. Khi gieo hạt thì gieo ở độ sâu 2,5cm. Tùy thuộc vào giống, thời vụ trồng, đất canh tác, trình độ thâm canh mà cĩ mật độ gieo trồng khác nhau. Phương pháp gieo hạt Trước khi gieo hạt, phơi lại hạt giống một nắng nhẹ trên nong, nia, cĩt, khơng được phơi trên nền xi măng, sân gạch khi nắng gắt. Gieo hạt khi đất đủ ẩm, trước khi gieo phải bĩn phân, gieo hạt xong phải lấp một lớp đất tơi xốp dày 2-3cm. Đối với đậu nành trên đất 2 vụ lúa: trước khi gieo hạt phải cho nước vào để đất đủ độ ẩm, sau trút sạch nước mặt, vạch thành hàng cách nhau 25-30cm để gieo, trên cùng một hàng gieo cách nhau 7-8cm/hạt, lấp hạt bằng đất trộn NPK hoặc là phân chuồng hoại mục. Vấn đề bĩn phân cho đậu nành Cùng thuộc nhĩm cây họ đậu, đậu nành cĩ khả năng cố định đạm, khả năng này là nhờ vi khuẩn Rhizobium jabonicum (cịn gọi là vi khuẩn cố định đạm). Vi khuẩn này sống trong điều kiện đất khơng bị ngập và đất phải thống khí, giúp tạo nốt sần trong rễ cây họ đậu. Nhờ hút chất đạm từ khơng khí, khi nốt sần trưởng thành nĩ sẽ cung cấp chất đạm lại cho cây sử dụng. Do đĩ việc bĩn phân quá nhiều cho cây đậu nành là khơng cần thiết. Chăm sĩc cây Khi cây được 1-2 lá thật, tiến hành tỉa dặm để đảm bảo mật độ cây trồng trên ruộng. Kết hợp với các lần bĩn phân, làm cỏ và vun gốc đậu. Cĩ thể làm cỏ bằng tay, hoặc nếu sử dụng thuốc diệt cỏ thì phải xử lý trước khi gieo đậu 1-2 ngày. Đậu nành là cây trồng cạn nhưng kém chịu hạn. Nhu cầu nước của cây đậu nành lớn nhất vào thời kỳ ra hoa kết quả, nên thời kỳ này cần tưới đủ ẩm cho cây. Nếu thời kỳ này mà bị thiếu nước sẽ giảm năng suất. Đậu nành khi gieo cần độ ẩm 50% mới mọc được tốt. Cần tránh đất bị ngập ngúng và đĩng vĩn. 1.1.1.4 Phương pháp thu hoạch và bảo quản hạt đậu nành Phương pháp thu hoạch hạt đậu nành Cần xác định độ chín trước khi thu hoạch. Thời kỳ chín sinh lý là 50% số lá trên cây đã chuyển sang màu vàng. Thời điểm thích hợp nhất để thu hoạch hạt đậu nành là khi cây đạt đến thời kỳ chín hồn tồn, là khi hầu hết tất cả các lá trên cây đã chuyển sang màu vàng, rụng, khoảng 95% số trái trên cây chuyển sang màu nâu xám. Khi thu hoạch, chúng ta cắt ngang cây về phơi khơ đập lấy hạt. Nên thu hoạch vào lúc nắng ráo, phơi khơ và đập ngay, hoặc đập sau khi ủ 1-2 ngày; sàng sẩy loại bỏ rác, tạp chất, hạt xanh non, hạt nhỏ, phơi hạt đến khi khơ giịn. Tuyệt đối khơng được phơi hạt trên sân gạch, khơng được phơi quá nắng. Chọn ngày nắng ráo, cây thu hoạch về cắt bỏ rễ, lá rồi đem phơi 1 nắng, buổi chiều xếp dựng đứng trong nhà, khơng được xếp đống, gây hấp hơi bốc nĩng, gây mốc hỏng hạt giống. Tiến hành ủ 2-3 ngày đêm để cho quả chin đều, hạt vàng khơng nứt. Khi gặp nắng gắt cần tranh thủ phơi ngay, bỏ qua giai đoạn ủ để tránh khi trời mưa, khơng khí ẩm sẽ làm mốc hạt. Đem phơi thêm 1 nắng, đập lấy hạt đợt 1, phơi khơ, chọn lọc làm hạt giống. Số quả cịn trên cây, đem ủ đống thêm 1-2 ngày cho hạt chín tiếp, sau đĩ đem phơi 1 nắng và thu hoạch đợt cuối cùng dùng làm đậu thương phẩm. Hạt sau khi được tách ra khỏi vỏ, sau đĩ cần tiến hành phơi khơ. Phơi khơ: Sấy bằng hệ thống làm khơ với độ ẩm khơng khí tự nhiên và nhiệt độ 35- 400C. Trong quá trình sấy luơn kiểm tra độ ẩm và nhiệt độ hàng giờ. Khi hạt đậu nành đạt tới độ ẩm 10% thì dừng lại và đưa hạt vào làm sạch cơ bản. Hệ thống làm sạch cơ bản gồm 3 bộ phận cơ bản: Sàng những hạt tốt lọt qua sàng, những vật to ở trên sàng được loại bỏ. Phân loại hạt, những hạt to đầu, đẹp ở trên sàng, những hạt nhỏ lọt qua lỗ được loại bỏ. Sau khi làm sạch cơ bản, hạt giống được đưa vào đĩng gĩi theo quy định của cấp giống và cho vào kho bảo quản. Phương pháp bảo quản hạt đậu nành Hạt đậu nành dễ bị mất sức nảy mầm so với lúa, bắp…. Hạt bị mất sức nảy mầm, vỏ hạt và tử diệp chuyển sang màu sậm. Độ bĩng của vỏ hạt giảm, hạt dễ bị mốc. Thời hạn cho phép bảo quản phụ thuộc vào đặc tính giống, cơng nghệ trước thu hoạch, nhiệt độ và độ ẩm khơng khí lúc bảo quản. Trong đĩ, nhiệt độ và độ ẩm khơng khí là yếu tố quan trong nhất. Giảm càng thấp độ ẩm, càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phơi càng khơ, bảo quản càng lâu hơn. Độ ẩm của hạt khi đưa vào bảo quản là khoảng 12%. Hạt đậu nành khơng những phải phơi thật khơ mà cịn phải được bảo quản trong điều kiện thật khơ ráo, cĩ độ ẩm khơng khí càng thấp càng tốt. 1.1.1.5 Các hiện tượng hư hỏng của hạt đậu nành và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản. Nguyên nhân gây hư hỏng và làm giảm chất lượng đậu nành Trong quá trình thu hoạch cĩ sử dụng cơ giới hĩa làm cho hạt đậu bị xây xát vỏ, vỡ nát làm giảm trọng lượng hạt. Do nấm mốc, vi sinh vật gây hại làm cho hạt bị biến chất, giảm sút chất lượng hạt đậu nành. Đậu nành lại là nguồn thức ăn rất tốt cho vi sinh vật và cơn trùng phá hoại mạnh, rất dễ bị mốc, oxy hố, lượng axit béo tăng lên, phẩm chất của đậu nành giảm xuống. Nếu thuỷ phần của hạt 15 - 16% và bảo quản trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ rất dễ dẫn đến hiện tượng tự bốc nĩng. Nếu trong khối hạt lẫn nhiều tạp chất hoặc sâu hại nước nghiêm trọng thì khả năng biến chất của hạt tương đối lớn. Khối lượng chất khơ cĩ thể bị tiêu hao do quá trình hơ hấp của hạt hay do các vi sinh vật ăn mất, thủy phần phần lớn bị giảm do quá trình thốt hơi nước tự nhiên. Trong quá trình bảo quản nếu xảy ra các biến đổi sinh hĩa bất lợi sẽ làm thay đổi thành phần dinh dưỡng và một số sinh vật gây hại sinh ra độc tố. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản đậu nành Hạt đậu nành dễ bị mất sức nẩy mầm so với lúa, bắp, cao lương,…Hạt bị mất sức nẩy mầm, vỏ hạt và tử diệp chuyển sang màu sậm. Độ bĩng của vỏ hạt giảm, hạt dễ bị mốc. Thời hạn cho phép bảo quản phụ thuộc vào đặc tính giống, cơng nghệ trước thu hoạch, nhiệt độ và ẩm độ khơng khí lúc bảo quản. Trong đĩ, nhiệt độ và ẩm độ khơng khí là yếu tố quan trọng. Giảm càng thấp ẩm độ, càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phơi càng khơ, bảo quản càng được lâu hơn. Hạt đã được phơi thật khơ, nhưng nếu bảo quản trong điều kiện ẩm (ẩm độ trong khơng khí cao), hạt đậu nành sẽ hút ẩm trở lại. Trong trường hợp này, hạt sẽ bị mất sức nẩy mầm nhanh chĩng. Do đĩ hạt đậu nành, khơng những phải phơi thật khơ, mà cịn phải được bảo quản trong điều kiện thật khơ ráo, cĩ ẩm độ khơng khí càng thấp càng tốt. Giảm càng thấp ẩm độ, càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phương pháp bảo quản: phương pháp cổ truyền (bảo quản được từ 3 – 7 tháng); quy luật Harrington. Khoảng nhiệt độ: Cứ gia tăng 50C nhiệt độ của mơi trường, sẽ giảm phân nửa thời gian bảo quản. Khoảng ẩm độ: Cứ gia tăng 1% ẩm độ, sẽ giảm phân nửa thời gian bảo quản. 1.1.1.6 Giá trị kinh tế của cây đậu nành Cây đậu nành được mệnh danh là “Ơng Hồng trong các loại cây họ đậu”, khĩ cĩ thể tìm thấy một cây trồng nào cĩ giá trị kinh tế cao như cây đậu nành. Giá trị về mặt thực phẩm: Hạt đậu nành cĩ thành phần dinh dưỡng cao. Protein của đậu nành cĩ phẩm chất tốt nhất trong số các loại protein cĩ nguồn gốc từ thực vật. Hạt đậu nành cĩ chứa hàm lượng chất béo cao hơn các loại đậu khác nên được coi là cây cung cấp dầu thực vật quan trọng. Dùng dầu đậu nành thay cho mỡ động vật cĩ thể tránh được xơ mỡ động mạch. Đậu nành cịn là vị thuốc để chữa bệnh, đặt biệt đậu nành đen cĩ tác dụng tốt cho tim, gan, thận, dạ dày và ruột. Đậu nành là thức ăn rất tốt cho người bệnh tiểu đường, thấp khớp, thần kinh suy nhược và suy dinh dưỡng. Giá trị về mặt cơng nghiệp Đậu nành là nguyên liệu của nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phịng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bơi trơn trong ngành hàng khơng, nhưng chủ yếu đậu tương dùng để ép dầu. Hiện nay trên thế giới cây đậu nành là cây đứng đầu về cung nguyên liệu cho ngành ép dầu, dầu đậu nành chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật. Đặc điểm của dầu đậu nành là khơ chậm, chỉ số iot cao (120-127), ngưng tụ ở nhiệt độ -15 đến -180C. Từ dầu đậu nành người ta cĩ thể chế ra hàng trăm sản phẩm cơng nghiệp khác như: làm nến, xà phịng v.v… . Giá trị về mặt nơng nghiệp Làm thức ăn cho gia súc: Đậu nành là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, 1kg hạt đậu nành tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuơi. Tồn cây đậu nành (thân, lá, quả, hạt) cĩ hàm lượng khá cao nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi cĩ thể làm thức ăn gia súc, hoặc nghiền khơ làm thức ăn tổng hợp cho gia súc. Các sản phẩm phụ như khơ dầu cĩ thành phần dinh dưỡng NPK khá cao vì thế làm thức ăn gia súc rất tốt. Cải tạo đất: Đậu nành là cây trồng luân canh cải tạo đất rất tốt do cây đậu nành cĩ khả năng cố định đạm 1ha trồng đậu nành nếu sinh trưởng tốt, để lại trong đất từ 30-60 kg N. Trong hệ thống luân canh, nếu bố trí cây đậu nành vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ cĩ tác dụng tốt đối với cây trồng sau, gĩp phần tăng năng suất cả hệ thống cây trồng mà giảm chi phí bĩn N. Thân, lá của cây đậu nành dùng để bĩn ruộng thay phân hữu cơ rất tốt bởi hàm lượng N chiếm khoảng 19%. 1.1.1.7 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành So với thịt động vật, đậu nành cĩ nhiều chất dinh dưỡng hơn. Trong 100g đậu nành: 450Kcal, 34g đạm, 18g béo, 165mg calcium, 11mg sắt. Trong khi đĩ thịt bị loại ngon chỉ cĩ: 165 Kcal, 21g đạm, 9g béo, 10mg calcium, 3mg sắt. Đạm đậu nành cĩ thể thay thế cho đạm động vật vì khơng cĩ cholesterol. Đậu nành cũng cĩ nhiều calcium hơn sữa bị, nhiều lecithin hơn trứng. Các amino acid cần thiết cho cơ thể thì đều cĩ trong đậu nành. Với trè em, chất đạm của đậu nành là mĩn ăn quý giá giúp các em bổ sung chất dinh dưỡng đầy đủ, nhất là đối với trẻ em dị ứng sữa bị. Đậu nành là thức ăn đầy đủ chất dinh dưỡng, lại dễ tiêu hĩa, cĩ giá trị dinh dưỡng như sữa bị, giúp phát triển và tái tạo màng tế bào kể cả tế bào thần kinh, chống lỗng xương, là thức ăn tốt nhất cho trẻ em bị cịi xương và suy dinh dưỡng. Trong số các loại đậu, đậu nành là loại đặc biệt cĩ khả năng ngăn ngừa và phát triển bệnh ung thư. Để trao đổi và kết thúc những khám phá mới về đậu nành trong lĩnh vực y khoa phịng ngừa và chữa trị bệnh ung thư, National Cancer Institute ở Washington DC đã tổ chức hội nghị khoa học vào ngày 27 tháng 6 năm 1990, quy tụ hầu hết các nhà khoa học cùa các viện nghiên cứu và các giáo sư của các trường đại học nổi tiếng trên thế giới để thảo luận về các chất chống ung thư của đậu nành. Các nhà khoa học đã đưa ra ý kiến và đồng ý rằng đậu nành cĩ khả năng ngăn ngừa bệnh ung thư, họ đã xác định được năm chất cĩ đặc tính chống lại mầm ung thư cĩ trong đậu nành: protease inhibitors, phytate, phytosterols, saponins, isoflavones. Đặc biệt trong đĩ là hợp chất isoflavones cĩ cơng thức hĩa học gần giống như kích thích tố nữ estrogen, vì thế nĩ được mệnh danh là estrogen thảo mộc (phytoestrogen) và được nghiên cứu về cơng dụng đối với cơ thể. Đậu nành cịn cĩ một số tác dụng dược lý khác như: bảo vệ gan, làm giảm cholesterol trong máu (FDA đã cho phép ghi trên nhãn các sản phẩm đậu nành là: cĩ lợi cho sức khỏe & giảm nguy cơ bệnh vành tim.), chống oxy hĩa. Bảng 1.4 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu nành của các loại hạt khác nhau Loại hạt Kcal Protein(g) Lipid(g) Glucoside(g) Xơ(g) Hạt vàng 444 40,8 19,6 40,3 6 Hạt xanh 439 39 17,3 35,8 5,2 Hạt trắng 436 38 17,2 35,8 4,9 Bảng 1.5 Thành phần hĩa học của hạt đậu nành (theo Kitrigin, 1981) Hợp phần của hạt Khối lượng hạt(%) Protein (%) lipid(%) Cacbohydrat (%) Tro (% ) Đậu hạt 100 40,0 21,0 34,0 4,9 Tử diệp 90,3 43,0 23,0 29,0 5,0 Vỏ đậu 8,0 8,8 1,0 86,0 4,3 Phơi 2,4 41,1 11,0 43,0 4,4 Thành phần hĩa học của hạt đậu nành: Protein và thành phần acid amin Protein là chất quan trọng nhất trong thành phần hĩa học của hạt đậu nành. Protein đậu nành chứa đầy đủ các amino acid cần thiết cho cơ thể. Hàm lượng protein trong đậu nành rất cao, dao động từ 29,6-50,5%, trung bình là từ 36-40%. Trong khi đĩ hàm lượng protein của gạo chỉ cĩ 6,2-12%, ngơ: 9,8-13,2%, thịt bị: 21%, cá: 17-20%, thịt gà: 20%, thịt heo: 19%, trứng: 13-15%. Protein đậu nành là loại dễ tiêu hĩa, phần lớn các thức ăn từ đậu nành rất dễ tiêu hĩa. Protein đậu nành bổ dưỡng tương đương thịt nhưng cĩ ưu điểm là khơng sinh độc tố cho cơ thể. Thịt động vật chứa nuleo-abuminnoid, chất này cĩ chứa bazơ xanthic cĩ nhân puric tạo ra những chất độc, trong khi đậu nành chứa para-nuleo-abuminnoid khơng cĩ chứa bazo xanthic nên khơng gây độc. Trong protein đậu nành cĩ thành phần lysine và globulin cao, trong khi các loại nơng sản khác thì lại thiếu. Globulin chiếm đến 85-95% cịn lysine chiếm 16%, hơn hẳn gạo (3%), cá (<2%), mà lysine là một amino acid quan trọng cần thiết cho quá trình phát triển của trẻ em. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành cịn cĩ methyonine và tryptophane, ngồi ra cịn cĩ các acid amin khác với số lượng khá cao tương đương lượng amino acid cĩ trong thịt. Trong chế độ ăn hàng ngày, nếu dùng 6g đậu nành thì khơng cần bổ sung thêm methionin, lượng methionin cĩ trong đậu nành là 500mg/kg. Bảng 1.6 Thành phần acid amin trong hạt đậu nành Acid amin Hàm lượng (%) Isoleucine 4,2 Leucine 7,9 Lysine 7,9 Methionine 1,6 Cysteine 3,3 Phenylalanine 5,2 Threonine 4,4 Trytophan 1,4 Valine 5,5 Histidine 2,6 Bảng 1.7 So sánh hàm lượng acid amin (%) của đậu nành với các protein khác nhau. Amino acid Đậu nành Cá Sữa Thịt bị Trứng Isoleucine 4,2 6,0 7,2 5,2 7,1 Leucine 7,9 8,4 10,2 8,2 8,4 Lysine 7,9 8,8 8,1 9,3 6,8 Methionine 1,6 3,4 4,0 3,3 4,7 Cysteine 3,3 4,0 4,3 2,9 3,3 Phenylalanine 5,2 3,9 5,3 4,5 5,4 Threonine 4,4 4,6 4,4 4,2 5,5 Trytophan 1,4 1,0 1,6 1,1 1,9 Valine 5,5 6,0 7,6 5,0 8,1 Histidine 2,6 2,0 2,6 3,5 2,2 Lipid Đậu nành chứa hàm lượng lipid cao hơn các loại đậu khác (16-20% trọng lượng khơ của hạt) nên được xem là loại cây cung cấp dầu thảo mộc. Lipid của đậu nành cĩ khoảng 85% là acid béo khơng no, trong đĩ 8-9% acid linoleic, acid này là 1 loại acid béo cĩ 3 nối đơi, acid này được xem là một acid béo cĩ lợi khơng những về mặt tiêu hĩa như các acid béo khơng no khác mà nĩ cịn cĩ trách nhiệm chuyển hĩa cholesterol làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch. Lipid của đậu nành cĩ mùi vị thơm ngon, chúng ta nên sử dụng dầu đậu nành thay cho mỡ động vật sẽ tốt cho sức khỏe. Bảng 1.8 Thành phần acid béo trong đậu nành Acid béo no % Acid béo chưa no % Myristic 1 Hexdecenoic 5 Phalmitic 11 Oleic 25 Stearic 4 Linoleic 51 Arachidoic 1 Linolenic 9 Carbohydrates Chiếm khoảng 34% trọng lượng khơ của hạt. Phần này khơng chứa tinh bột nên ít giá trị dinh dưỡng hơn so với protein và lipid. Phần carbohydrate cĩ thể chia làm 2 loại: loại tan và khơng tan trong nước, thành phần tan chiếm khoảng 10% tổng số. Bảng 1.9 Thành phần carbohydrate trong đậu nành Hydratecarbon Hàm lượng (%) Cellulose 4,0 Hemicelluloses 15,4 Stachyose 3,8 Raffinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1 Chất khống Thành phần khống chiếm khoảng 5% trọng lượng khơ của hạt. Đậu nành chứa gần như đầy đủ các chất khống cần thiết cho cơ thể. Trong đĩ chiếm nhiều nhất là các khống sau: Bảng 1.10 Thành phần khống trong đậu nành Chất khống Hàm lượng Ca 0,16 – 0,47% P 0,41 – 0,82 % Mn 0,22 – 0,24% Zn 37mg/kg Fe 90 – 150mg/kg Chất tro Chất tro trong đậu nành từ 4,5-6,8%. Nếu tính theo phần trăm chất khơ tồn hạt thì thành phần tro như sau: P2O5: 0,6-2,18% SO3: 0,41-0,44% K2O: 1,91-2,64% Na2O: 0,38% CaO: 0,23-0,63% Cl: 0,025% MgO: 0,22-0,55% Chất khác: 1,17% Ngồi ra cịn cĩ các nguyên tố khống khác: Fe, Al, I, Mn, Cu, …. Vitamin Đậu nành chứa rất nhiều vitamin khác nhau. Trong đĩ, vitamin tan trong nước chiếm một lượng lớn, ngoại trừ vitamin C và D. Ngồi ra trong đậu nành cịn cĩ vitamin K, một vitamin tương đối hiếm ở thực vật. Đồng thời, ở các sản phẩm lên men từ đậu nành cịn cĩ nhiều vitamin B12. Lưu ý: Ngồi những thành phần dinh dưỡng kể trên, trong đậu nành cịn chứa chất kháng enzyme tiêu hĩa trypsin, chất sinh bướu giáp, chất ngưng kết hồng huyết cầu, chất kháng vitamin. Các chất này dễ bị phân hủy bởi nhiệt, nên cần đun sơi trước khi làm thức ăn. Bảng 1.11 Thành phần vitamin trong đậu nành Các vitamin Hàm lượng (mg/kg) Thiamin 11,0 – 17,5 Riboflavin 3,4 – 3,6 Niacine 21,4 – 23,0 Pyridoxin 7,1 – 12,0 Biotin 0,8 Pantothenic acid 13,0 – 21,5 Acid folic 1,9 Inositol 230 Vitamin A 0,18 – 2,43 Vitamin E 1,4 Vitamin K 1,9 Bảng 1.12 Bảng so sánh thành phần dinh dưỡng trong đậu nành với sữa bị và sữa mẹ Thành phần trong 100ml sữa Sữa đậu nành Sữa bị Sữa mẹ Calories (Kcal) 55,00 59,00 62,00 Nước (g) 88,60 88,60 88,60 Protein (g) 4,40 2,90 1,40 Lipid (g) 2,50 3,30 3,10 Carbohydrates (g) 4,80 4,50 7,20 Chất tro (g) 0,62 0,70 0,20 Calcium (mg) 28,50 100 35,00 Natri (mg) 2,50 26,00 15,00 Phosphor (mg) 60,30 90,00 25,00 Sắt (mg) 1,50 0,10 0,20 Vitamin B1(mg) 0,04 0,04 0,02 Vitamin B2 (mg) 0,02 0,15 0,03 Niacine (mg) 0,62 0,20 0,20 1.1.2 Nguyên liệu bột mì Protein của bột mì cĩ 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin. Trong 4 loại này, chủ yếu là glutelin và prolamin, chiếm khoảng 75% tồn lượng protein. Trong bột mì, glucid chiếm tỷ lệ cao nhất và là thành phần chủ yếu cấu tạo nên lớp vỏ hạt, nội nhũ. Trong tinh của gạo mì cĩ một lượng glucose (0,1-0,37%) và các loại đường khác (1-3,7%), các loại đường này rất quan trọng đối với quá trình lên men. Lipid của bột mì cĩ 2 loại no và khơng no. Thành lipid là nguyên nhân làm cho bột mì bị ơi chua khi gặp nhiệt độ và độ ẩm cao. Ngồi ra, trong bột mì cịn cĩ một số enzyme như: amylase, protease, lipase, men oxi hĩa khử và một số vitamin như: B1, B2, PP, Ca và một lượng nhỏ vitamin A và E. Bảng 1.13 Thành phần hĩa học của bột mì Thành phần Hàm lượng Nước 11,61% Glucid 73,80% Protein 12,48% Lipid 1,78% Vitamin B1 0,48mg PP 76mg Calcium 36mg 1.2 Tổng quan về sinh vật 1.2.1 Yêu cầu chung về vi sinh vật trong sản xuất nước mắm Muốn đưa nước mắm vào sản xuất cơng nghiệp, trước tiên ta phải cĩ giống thuần khiết vì nĩ quyết định đến hương vị, hiệu suất sử dụng nguyên liệu và phẩm chất sản phẩm và là điều kiện cơ bản để ổn định sản xuất, khơng gây hư hỏng trong sản xuất. Giống đưa vào sản xuất phải cĩ điều kiện sau: Hoạt lực của protease cao. Sức phát triển mạnh và chống tạp khuẩn tốt. Khơng sinh độc tố. Ảnh hưởng tốt đối với hương thơm Cĩ khả năng sử dụng được nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm như các phụ phẩm…. 1.2.2 Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành là vi khuẩn Bacillus subtilis. 1.2.2.1 Phân loại của vi khuẩn Bacillus subtilis. Giới: Bacteria Ngành: Firmicutes Lớp: Bacilli Bộ: Bacillales Họ: Bacillaceae Giống: Bacillus Lồi: Bacillus subtilis 1.2.2.2 Đặc điểm Là loại trực khuẩn Gram (+), hình que ngắn, hiếu khí, các tế bào tồn tại riêng rẽ hay dính lại với nhau tạo thành chuỗi ngắn. Khi cịn non cĩ khả năng di động nhờ tiêm mao, về sau tiêm mao rụng khi tế bào già nên vi khuẩn mất khả năng di động trong mơi trường. Khi gặp điều kiện khơng thuận lợi của mơi trường sống, tế bào sẽ hình bào tử. Kích thước của tế bào khơng lớn hơn kích thước tế bào nên vi khuẩn giữ nguyên hình dạng khi hình thành bào tử. Bào tử khĩ nhuộm màu hơn, bền hơn đối với nhiệt và các yếu tố phá hủy khác. Bào tử cĩ chứa acid dipicolinic (5-10% so với chất khơ), được bao bọc bởi vỏ trong cấu tạo từ glycan peptid và vỏ ngồi. Bào tử, khuẩn lạc cĩ màu kem hoặc nâu, cĩ nhiều nếp nhăn, khi phát triển trên mơi trường lỏng thì dính liền nhau như một lớp màng mỏng. Bacillus subtilis thường là khơng sinh độc tính, nhưng cĩ khả năng sản sinh ra chất kháng sinh để tiêu diệt những vi khuẩn khác. 1.2.2.3 Sự phân bố trong tự nhiên Bacillus subtilis cĩ mặt khắp nơi trong tự nhiên, chúng cĩ nhiều trong rơm và cỏ khơ nên cịn cĩ tên gọi là “trực khuẩn cỏ khơ”, chúng cịn phân bố rộng rãi trên bề mặt các loại hạt và các sản phẩm chế biến từ hạt. Trong bột mì, Bacillus subtilis chiếm khoảng 75-95% số vi khuẩn tạo bào tử. Bacillus subtilis cũng hiện diện trong rễ cây, nơi tiếp xúc giữa rễ và mơi trường đất xung quanh. Những rễ cây và sự liên kết sinh học cĩ thể làm ảnh hưởng lớn đến hĩa học của đất và tạo ra mơi trường độc cho đất. Người ta nhận thấy rằng nhĩm vi khuẩn Bacillus subtilis cĩ mặt ở khắp nơi và dường như cĩ thể đĩng vai trị đáng kể (cĩ lợi cũng như cĩ hại) trong quá trình biến đổi sinh học từ các nguyên liệu dùng để sản xuất như bột mì, bột gạo, … đến các sản phẩm thực phẩm truyền thống như tương, chao, cơm mẻ …. 1.2.2.4 Tác hại Do bào tử Bacillus subtilis cĩ thể phát triển ở những nhiệt độ, pH và nồng độ muối cao nên cĩ thể gây hư hỏng thực phẩm. Đồ hộp nếu bị nhiễm Bacillus subtilis sẽ cĩ mùi vị thối chua rất khĩ chịu, khơng tạo gas hoặc cĩ thể tạo gas trong mơi trường cĩ đường. Năm 1885, Laurent phát hiện Bacillus subtilis phát triển trên khoai tây và bánh mì, làm cho sản phẩm bị chảy nhớt. Chúng cũng là thủ phạm gây hư hỏng các sản phẩm sữa, bánh ngọt, kẹo cĩ nhân nhất là khi bảo quản các sản phẩm ở nhiệt độ nĩng. 1.2.2.5 Lợi ích Tạo kháng sinh Bacillus subtilis cĩ thể sản sinh ra nhiều loại kháng sinh cĩ ích đối với nhiều loại vi trùng gây bệnh như: subtilin (Humfed & Feustel, 1943), eumycin (Jonhson & Burdon, 1946), bacilin (Foster & Woodruff, 1946), bacillomin (Shitikell & poplavskii, 1955) và cịn cĩ nhiều kháng sinh khác nữa. Sinh tổng hợp enzyme Amylase: amylase là hệ enzyme phổ biến trong giới vi sinh vật. Các enzyme này thuộc nhĩm enzyme thủy phân xúc tác sự thủy phân các lien kết nội phân tử trong polysaccharit với sự tham gia của nước. Bacillus subtilis cĩ khả năng tạo một lượng lớn α-amylase ngoại bào, phân giải tinh bột nhanh gấp 2,5 lần so với α-amylase của nấm mốc. α-amylase của Bacillus subtilis tác dụng lên amilose tạo ra các dextrin cĩ mạch dài khoảng 6-8 gốc gluose, sản phẩm cuối cùng của sự thủy phân bởi amylase là glucose và mantose đến 70-75%. pH tối thích cho hoạt động dextrin hĩa và đường hĩa của enzyme α-amylase Bacillus subtilis là 5,6-6,2. Protease: Các enzyme protease xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết peptid hoặc protein. Bacillus subtilis cĩ khả năng tổng hợp protease ngoại bào phân giải protein và các cơ chất cao phân tử khác cĩ rong mơi trường dinh dưỡng thành các dạng phân tử thấp để vi sinh vật cĩ thể dễ dàng hấp thụ Cellulase: Được tổng hợp từ nhiều chủng vi sinh vật khác nhau. Người ta đã nhận thấy khả năng phân giải xellulose của một số động vật ăn cỏ là do trong da dày chúng cĩ chứa một số loại vi khuẩn cĩ khả năng sinh enzyme cellulase. Ngồi nhĩm vi khuẩn trong da dày của động vật ăn cỏ, cịn cĩ nhiều lồi vi sinh vật trong đất, nước, khơng khí, cây cỏ, thực vât chết, phân động vật. Trong nhĩm vi khuẩn thì cĩ Bacillus subtilis, Acetobacter xylinum,… 1.3 Các thành phần khác trong sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành 1.3.1 Giới thiệu về nguyên liệu muối Muối trong tự nhiên gồm cĩ mỏ, muối giếng, muối ở đáy hồ nước mặn và muối biển. Tùy theo phẩm chất và cơng dụng của mỗi loại muối người ta chia ra: muối ăn – muối cơng nghiệp – muối làm phân. Muối dùng để sản xuất nước mắm là muối ăn. Muối là nguyên liệu khơng thể thiếu trong quá trình sản xuất nước chấm, thiếu muối nước chấm sẽ khơng được hình thành. Muối được dùng để ức chế vi sinh vật phát triển trong thực phẩm, trừ các loại vi vật chịu mặn. Thành phần chính của muối là NaCl, ngồi ra cịn cĩ các tạp chất như canxi, magie…, tỷ lệ của muối NaCl và các tạp chất tùy thuộc vào từng loại muối mà người ta muốn sản xuất. Muối sử dụng trong sản xuất nước chấm cĩ chất lượng càng tốt sẽ giúp cho nước chấm càng thơm ngon. Yêu cầu của muối trong sản xuất nư._.