Nghiên cứu sản xuât nước chấm từ bã MALT bia và bánh dầu đậu phộng

n ra phương pháp sản xuất tốt nhất để đảm bảo sức khỏe của người tiêu dùng mà vẫn đảm bảo lợi nhuận cho mình. Ngày nay người ta thường sản xuất nước tương bằng hai phương pháp chủ yếu là phương pháp lên men truyền thống bằng việc sử dụng chủng nấm mốc Aspergillus oryzae và phương pháp hóa giải. Đối với phương pháp lên men truyền thống thì nước tương tạo ra đảm bảo an toàn sức khỏe cho người sử dụng. Tuy nhiên, thời gian tạo sản phẩm sẽ kéo dài, tốn chi phí sản xuất mà hiệu suất thủy phân cũng như lượng đạm trong nước chấm chưa được cao lắm. Ngược lại ở phương pháp hóa giải thì lại tỏ ra nổi trội về các điểm này. Đây là phương pháp cho hiệu suất thủy phân cao, rút ngắn thời gian sản xuất lại và giảm bớt các chi phí sản xuất. Tuy nhiên, có một điều không hay ở đây là khả năng tạo ra độc tố 3 – MCPD trong sản phẩm là khá cao. Vậy lý do gì chúng ta không kết hợp hai phương pháp để đưa ra một quy trình sản xuất chung để tạo ra các sản phẩm nước chấm vừa đạt yêu cầu về chất lượng an toàn thực phẩm, vừa tiết kiệm được chi phí sản xuất. Bên cạnh đó việc tái sử dụng, tận dụng những phế liệu, phụ phẩm ở một số các ngành công nghiệp khác đang là vấn đề được khuyến khích hiện nay. Nếu như từ trước tới nay thì người ta chỉ thường sử dụng đậu nành để sản xuất nước tương thì tại sao chúng ta không tận dụng các nguồn phụ phẩm như bã Malt bia thu nhận trong ngành công nghiệp bia và bánh dầu đậu phộng trong công nghiệp ép dầu để lên men sản xuất nước chấm. Với ý nghĩa thực tiễn cao, đồng thời góp phần tận dụng phụ phẩm trong các công nghệ sản xuất, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất nước chấm từ bã malt bia và bánh dầu đậu phộng”. Đề tài này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm vi sinh, Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp.Hồ Chí Minh. . MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Tận dụng việc sử dụng một số phụ phẩm trong đời sống hàng ngày để nghiên cứu, xây dựng quy trình sản xuất nước tương sạch bằng phương pháp bán hóa giải nhẹ. . Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 1.3.1. Ý nghĩa thực tế Đây là tính chất khá quan trong đối với đề tài vì: + Đáp ứng đúng với nguyện vọng của người tiêu dùng về một sản phẩm nước chấm sạch và an toàn. + Nghiên cứu tìm ra phương pháp sản xuất nước chấm tốt nhất không những đạt yêu cầu về chất lượng an toàn thực phẩm mà còn tiết kiệm được chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm. + Nâng cao giá trị kinh tế, giá trị sử dụng của các phụ phẩm trong đời sống như bã Malt bia và bánh dầu đậu phộng trong việc tận dụng chúng để làm nguyên liệu sản xuất nước chấm. 1.3.2. Ý nghĩa khoa học Đề tài này đúc kết từ tất cả những kiến thức em đã được học suốt 04 năm trên giảng đường Đại học và cả quá trình làm Luận văn tốt nghiệp tại phòng thí nghiệm Vi sinh của trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh. Những phân tích, đánh giá trong bài đều dựa trên các cơ sở khoa học của những nguồn tài liệu có liên quan đáng tin cậy. Bên cạnh đó còn có những chỉ dẫn, nhận định của các thầy cô chuyên môn của Khoa Môi Trường và Công nghệ Sinh học. 1.4. NỘI DUNG THỰC HIỆN + Thu thập các tài liệu có liên quan và bước đầu nghiên cứu, tìm hiểu về các phương pháp, quy trình sản xuất nước chấm lên men từ đậu nành. + Khảo sát tỷ lệ mốc tốt nhất để hiệu suất thủy phân nguyên liệu là cao nhất và có hương vị tương đương với các sản phẩm có trên thị trường. + Khảo sát tìm ra tỷ lệ phối trộn giữa bã Malt và bánh dầu trong nguyên liệu thích hợp để nâng cao hiệu quả sản xuất nước chấm. + Tìm ra phương pháp sản xuất nước chấm phù hợp đạt yêu cầu sản phẩm có chất lượng an toàn và tiết kiệm chi phí sản xuất. 1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Do kinh phí và thời gian (14 tuần) hạn hẹp nên đề tài nghiên cứu chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm và chỉ bước đầu sử dụng một số các phụ phẩm nhất định là bã Malt bia và bánh dầu đậu phộng để xây dựng quy trình sản xuất nước tương sạch. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC CHẤM LÊN MEN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM 2.1.1. Giới thiệu chung về nước chấm 2.1.1.1. Vai trò của nước chấm trong đời sống hàng ngày Ở Việt Nam có rất nhiều sản phẩm lên men như bia, rượu, muối chua rau quả, các thức uống lên men… Nhưng phổ biến hơn hết là một loại gia vị mà chúng ta thường sử dụng trong các bữa ăn hàng ngày, đó là “ Nước tương”. Ngoài ra, chúng ta có thể gọi chung các loại gia vi như thế này với tên gọi chung là nước chấm. Từ lâu, tương là một loại thực phẩm lên men truyền thống, giàu acid amin, có mùi vị đặc trưng. Chúng có tác dụng kích thích tiêu hoá nên khi dùng trong bữa ăn không chỉ có lợi cho sức khoẻ mà tạo thêm vị ngon cho món ăn. Chính vì thế mà có thể nói đây là một loại gia vị không thể thiếu trong đời sống của người Việt. 2.1.1.2. Đặc điểm của nước chấm lên men Về mặt sinh hoá nước tương là sản phẩm thuỷ phân nguyên liệu giàu protein từ động vật hay thực vật, dưới tác dụng xúc tác của các hoá chất như acid, bazơ mạnh hoặc dưới tác dụng của enzyme. Do đó thành mà phần chính của nó thường bao gồm nước, acid amine, muối, các peptide trọng lượng phân tử thấp… Ngày nay, ngoài cách lên men truyền thống bằng nấm mốc Aspergillus oryzae người ta còn sử dụng phương pháp hoá giải để sản xuất nước chấm có giá trị dinh dưỡng, hương vị thơm ngon và đạt độ đạm cao. Nếu sản xuất theo phương pháp hoá giải sẽ nhanh hơn, cho hiệu quả thuỷ phân tốt hơn. Tuy nhiên nếu sản xuất nước chấm với mức giống thuần chuẩn, đảm bảo điều kiện vô khuẩn tốt thì sản phẩm tạo ra cũng sẽ thơm ngon, có vị đặc trưng riêng. Đặc biệt là loại nước tương sản xuất theo công nghệ bán hoá giải, kết hợp những ưu điểm của hai phương pháp trên sẽ là hướng giải quyết lí tưởng trong việc sản xuất ra loại nước chấm đạt yêu cầu vè chất lượng cũng như việc đảm bảo hàm lượng 3 – MCPD ở mức thấp, đảm bảo sức khoẻ cho người tiêu dùng 2.1.1.3. Tình hình sản xuất chung Xì dầu có nguồn gốc từ Trung Quốc cổ đại và bắt đầu từ thời kỳ đó nó đã xâm nhập vào ẩm thực truyền thống của nhiều nền văn hóa Á Đông. Xì dầu được sử dụng rộng rãi như là một phần không thể thiếu để tạo hương vị trong nền ẩm thực Trung Hoa, ẩm thực Nhật Bản, ẩm thực Philippines, ẩm thực Triều Tiên... Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mặc dù bề ngoài khá giống nhau, nhưng các loại xì dầu được sản xuất tại các khu vực khác nhau là không giống nhau về mùi vị, hương thơm, độ mặn và thời hạn sử dụng. Chính vì thế, có thể là không hợp lý khi thay thế một loại xì dầu cho một loại xì dầu khác trong ẩm thực của một nền văn hóa nào đó. Là một đất nước Á Đông, người Việt cũng đã quen với việc sử dụng các loại nước chấm trong các bữa ăn hàng ngày. Vì nhu cầu sử dụng trên mà hiện nay trên thị trường có rất nhiều thương hiệu nước chấm lên men nổi tiếng như Tam Thái Tử, Chinsu, Nhị Ca… Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ mà các quy trình sản xuất nước tương ngày càng được nâng cao cả về chất lượng lẫn hiệu quả. Ngoài phương pháp lên men truayền thống, người ta còn áp dụng nhiều cách khác nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm như phương pháp hóa giải hoặc bán hóa giải. Tuy nhiên, trong thời gian qua người tiêu dùng đã khá hoang mang về vụ trong nước chấm có chứa độc tố 3 – MCPD vượt mức cho phép. Điều này đã ít nhiều ảnh hưởng đến thói quen, văn hóa của người Việt cũng như giá trị kinh tế mà nó đã mang lại. Và cho đến bây giờ tình hình sử dụng nước chấm trên thị trường đã tương đối ổn định với sự căn thiệp của các cơ quan thẩm quyền. Vì vậy mà vấn đề đặt ra bây giờ là cho dù phương pháp nào đi nữa thì vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm phải được đặt lên hàng đầu, đó là tiêu chí chung cho các nhà sản xuất nước chấm hiện nay. (Hoàng Thị Nữ, 2007) 2.1.2. Công nghệ sản xuất nước chấm lên men 2.1.2.1. Cơ sở khoa học của phương pháp sản xuất nước chấm Đối với phương pháp lên men truyền thống Cơ sở khoa học của phương pháp này là tận dụng hệ men của vi sinh vật phát triển trên nguyên liệu giàu đạm, để qua quá trình thủy phân protein có trong nguyên liệu sẽ cho nước chấm. Bởi vậy trong quá trình sản xuất, người sản xuất phải nuôi mốc tốt mới có thể triệt để thủy phân protein, nâng cao hiệu suất tận dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm. Đối với phương pháp hóa giải Cơ sở khoa học của việc sản xuất nước chấm bằng phương pháp hóa giải là dùng hóa chất để thủy phân protein của nguyên liệu thành nước chấm. Bởi vậy, trong quá trình sản xuất đòi hỏi các nhà sản xuất phải đảm bảo tốt các điều kiện về nhiệt độ và thời gian để phản ứng xảy ra một cách triệt để. Mục đích cuối cùng cũng là để nâng cao hiệu suất sử dụng nguyên liệu và hạ giá thành sản phẩm. (Nguyễn Thị Diệu Bích, 2007) 2.1.2.2. Vi sinh vật trong sản xuất nước chấm Trong sản xuất công nghiệp, điều cần thiết là phải tạo được giống vi sinh vật thuần chủng. Đảm bảo giống khi đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện sau + Có ảnh hưởng tốt đến sự tạo thành hương cho sản phẩm + Có hoạt lực protease cao + Không chứa độc tố Aflatoxin + Khả năng tăng sinh tốt, dễ nuôi trong điều kiện thường + Thời gian nuôi mốc ngắn và cho ra protease có hoạt lực cao. Giống mốc dùng trong sản xuất nước chấm có thể là Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, Aspergillus teriol, Aspergillus niger … 2.1.2.3. Qui trình sản xuất nước chấm Qui trình sản xuất nước chấm truyền thống Khô đậu nành hoặc khô lạc Nghiền nhỏ Phối liệu và trộn nước Hấp chín Đánh cho tơi ra Nuôi nấm mốc Giống trung gian Trộn nước Cấy giống Nước và muối Bã 2 Nước muối Trích ly Lên men Bã 1 Phối chế Lọc rút Ngâm rửa Nước 1 Thanh trùng Nước chấm thành phẩm Đem ủ Cho gia súc Nước 2 Hình 2.1: Quy trình sản xuất nước chấm bằng phương pháp sử dụng vi sinh vật (Nguyễn Thị Diệu Bích, 2007). Thuyết minh quy trình + Nghiền nhỏ Nhằm mục đích để cho nước thấm đều vào nguyên liệu khi hấp chín, tăng diện tích tác dụng của enzyme và diện tích phát triển của mốc. Tuy nhiên nếu bột mịn và nhuyễn quá thì sẽ gây nên hiện tượng bị thiếu khí, ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm mốc sau này. Tốt nhất cỡ hạt đậu nành người ta thường nghiền là 1mm. + Phối liệu và trộn nước Để bổ sung thêm nguồn nguyên liệu giàu protein, đáp ứng tốt nhất môi trường dinh dưỡng cho nấm mốc Aspergillus oryzae phát triển ta có thệ bổ sung thêm bột bắp hoặc bột mì theo tỷ lệ 90% khô đậu đã nghiền với 10% bột bắp hoặc bột mì. Bên cạnh đó ta bổ sung nước vào khoảng 60 – 70 % so với lượng bột trên, rồi dùng thìa khuấy lên sao cho độ ẩm của nguyên liệu đạt khoảng 55 – 58 %. + Hấp chín Mục đích của việc hấp chín nguyên liệu : Sau khi hấp chín môi trường nguyên liệu trở nên thích hợp đối với sự phát triển của nấm mốc vì một phần của protein sẽ biến thành protein có tính hòa tan, còn tinh bột bị hồ hóa sẽ biến thành tinh bột có tính hòa tan và đường. Làm cho protein biến tính, các chất gây vẩn đục trong quá trình lên men sẽ bị phân giải. Do đó sản phẩm sau này thu đuoc75 sẽ không bị vẩn đục. Tiêu diệt hết các vi sinh vật bám trên nguyên liệu, tạo điều kiện cho nấm phát triển tốt nhất. Ta có thể nấu chín hoặc đem hấp khử trùng bằng các dụng cụ chuyên dụng như autoclave, nồi hấp… + Nuôi cấy nấm mốc Sau khi hấp chín, cho ra đảo tơi rồi làm nguội. Sau khi nguyên liệu đã nguội thì tiến hành cấy giống vào. Trước khi cấy giống nên trộn đều giống với một số nguyên liệu rồi rắc đều lên bề mặt nguyên liệu, đánh tơi ra rồi cho vào khay, nong dày khoảng 1 – 2 cm và cho vào phòng nuôi mốc. Phòng nuôi mốc phải giữ nhiệt độ từ 28 – 300C, độ ẩm 85 – 90%. Đây là giai đoạn bào tử mốc phát triển và lấn át các tạp mốc khác. Sau đó là đến giai đoạn sinh trưởng của mốc, nhiệt độ có thể tăng lên tới 31 – 340C. Khoảng 3 – 4 giờ sau, khuẩn ty bắt đầu xuất hiện rõ rệt, ta phải đảo mốc để hạ nhiệt độ tránh làm ảnh hưởng đến sự phát triển của khuẩn ty và làm cho enzyme của mốc tích tụ không nhiều. Lúc này nhiệt độ của khối mốc đạt 30 – 320C. Tiếp đến là lúc mốc bắt đầu hình thành bào tử, nhiệt độ có xu hướng giảm dần. Vì thế ta phải gia nhiệt để khối mốc duy trì nhiệt độ 30 – 320C. Sau đó mốc bắt đầu chuyển sang màu ngả vàng, đây là giai đoạn enzyme hình thành nhiều nhất. Quá trình nuôi cấy nấm mốc kết thúc khi khối mốc bắt đầu chuyển sang màu vàng hoa cau và thời gian kéo dài khoảng 36 – 42 giờ. + Giai đoạn lên men hoặc thủy phân Lên men là quá trình tận dụng enzyme của mốc để thủy phân các chất có trong nguyên liệu. Trong đó, chủ yếu là các protein và tinh bột được thủy phân tạo thành các thành phần cần thiết của nước chấm. Quá trình này chịu ảnh hưởng của bốn yếu tố chính : Lượng nước cho vào khi lên men Nhiệt độ khi lên men Thời gian lên men Thao tác khi lên men Sau khi kết thúc quá trình lên men, căn cứ vào hàm lượng nước trong dịch men để tính toán lượng muối và nước cần bổ sung cho đạt nồng độ quy định. + Giai đoạn trích ly Trích ly được tiến hành ngay sau khi cho muối vào nguyên liệu và ngâm. Sau khi trích ly lần 1 ta thường thu được dịch nước chấm đậm màu, có vị ngọt và chiếm khoảng 60 – 80% lượng nguyên liệu lên men. Tiếp đến ta cho thêm nước muối 15 – 18O Be vào bã sau khi trích ly lần một và ngâm khoảng 12 – 16 giờ rồi lại tiến hành trích ly lần 2. Đây là cách làm vừa tiết kiệm nguyên liệu vừa nâng cao chất lượng nước chấm. Phối chế Có thể pha trộn các dịch trích ly khác nhau với các nồng độ và tỷ lệ khác nhau để thu các sản phẩm nước chấm có độ đạm khác nhau. + Thanh trùng sản phẩm Nước chấm sau khi trích ly phải tiến hành thanh trùng để tăng thêm màu sắc và hương vị. Đồng thời thanh trùng sản phẩm còn có tác dụng tiêu diệt những vi sinh vật trong nguyên liệu lên men và kéo dài thời gian bảo quản. Có thể đun trực tiếp hoặc sử dụng các nồi hơi. Thanh trùng ở nhiệt độ 60 – 700C khoảng 1 giờ 30 phút – 2 giờ vì với nhiệt độ này không làm ảnh hưởng đến chất lượng của nước chấm. + Đóng chai và thành phẩm Qui trình sản xuất nước chấm bằng phương pháp hóa giải Khô đậu hoặc khô lạc NaOH hoặc Na2CO3 HCl Đảo trộn Nước Gia nhiệt phân giải Trung hòa Bã lọc Nước Ngâm Lọc Bã lọc 1 Bã lọc Lọc Thành phẩm Bã lọc 2 Hình 2.2 : Quy trình sản xuất nước chấm bằng phương pháp hóa giải Đối với phương pháp hóa giải thì các phân tử protein chuyển thành các chất trung gian tương đối đơn giản rồi cuối cùng thành các axit amin đơn giản dưới tác dụng của HCl. Với quá trình thủy phân trên các chất khác cũng bị biến đổi theo. + Tinh bột è Đường Mantose è Glucose + Cellulose è Pentose è Fuafaran + Chất béo è Glycerin và các axit béo Trong phương pháp sản xuất nước chấm bằng phương pháp hóa giải thì cần chú ý đến ba yếu tố : Nhiệt độ thủy phân, nồng độ acid HCl và thời gian thủy phân. 2.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM MỐC ASPERGILLUS ORYZAE Hình 2.3: Hình nấm mốc Aspergillus oryzae 2.2.1. Phân loại Giới : Nấm Ngành : Ascomycota Lớp : Eurotiomycetes Bộ : Eurotiales Họ : Trychocomaceae Giống : Aspergillus Loài : Aspergillus oryzae 2.2.2. Cấu tạo cơ quan dinh dưỡng Chủng nấm mốc Aspergillus oryzae có cấu tạo sợi phân nhánh nhưng khác với nhiều loài nấm bậc thấp khác (Phycomyces) ở chỗ là chúng có thể dạng sợi, có màu vàng hoa cau, rất mảnh (chiều ngang 5-7 mm). Những sợi này sinh trưởng ở ngọn, vừa dài vừa phân nhánh, phát triển nhanh tạo thành một đám chằng chịt các sợi được gọi là khuẩn ty hay sợi nấm (Hypha) hợp lại thành hệ sợi nấm (Mycelium). Có 2 loại khuẩn ty Khuẩn ty cơ chất (hay khuẩn ty dinh dưỡng) Đây là loại khuẩn ty kích thước nhỏ, màu trắng, phát triển sâu vào cơ chất giúp nấm mốc bám chặt vào cơ chất và hấp thụ thức ăn chứa trong đó. Các khuẩn ty này bện lại thành khối dài ăn sâu vào cơ chất hút chất dinh dưỡng. Khi già hệ sợi này ngã sang màu vàng Khuẩn ty khí sinh Loại này có kích thước lớn hơn khuẩn ty cơ chất nhiều lần, trong suốt. Chúng phát triển trên bề mặt cơ chất và hướng vào không khí để hút oxy và từ khuẩn ty khí sinh về sau sẽ có một số sợi phát triển thành cơ quan sinh sản đặc biệt mang bào tử. Aspergillus oryzae là những cơ thể hiếu khí sống hoại sinh hoặc kí sinh, không có khả năng quang hợp tạo chất hữu cơ mà sống nhờ khả năng hấp thụ các loại thức ăn có sẵn qua bề mặt khuẩn ty. Sợi nấm có vách ngăn chia sợi thành nhiều tế bào (nấm đa bào). Mỗi sợi nấm phát triển thành những bộ phận khác nhau. Dưới cùng, nơi tiếp giáp với môi trường dinh dưỡng là sợi nấm. 2.2.3. Đặc tính sinh hóa 2.2.3.1. Điều kiện phát triển của nấm mốc Aspergillus oryzae + Độ ẩm môi trường 45 % tối ưu cho sự hình thành bào tử, 55 – 58 % tối ưu cho sự hình thành enzyme. + PH môi trường từ 5.5 – 6.5. + Độ ẩm không khí là 85 – 95%. + Nhiệt độ nuôi cấy là 27 – 300C. Đây là chủng nấm mốc hiếu khí hoàn toàn. + Thời gian tạo bào tử 60 – 70 giờ. Thời gian tạo enzym amylase là 30 – 36 giờ. 2.2.3.2. Hệ enzym của nấm mốc Aspergillus oryzae Nấm mốc có khả năng tổng hợp rất nhiều loại enzyme cần thiết cho các hoạt động sống và để thích ứng với mọi hoàn cảnh như protease, amylase, pectinase, oxidase, xenlulase… Tuy nhiên, trong đó có hai enzyme được đặc biệt quan tâm là amylase và protease. Đây là hai loại enzyme có khả năng thương mại cao. Bảng 2.1: Đặc điểm enzyme amylase của nấm mốc Aspergillus oryzae Loại amylase PH tối ưu Nhiệt độ tối ưu a - amylase 5,5 – 5,9 500 C– 57oC b - amylase 4,8 30oC Glucoamylase 4,8 500C 2.2.3.3. Ứng dụng của mốc Aspergillus oryzae Aspergillus oryzae là loại nấm sợi quan trọng trong công nghiệp và được xem như là “vi sinh vật của dân tộc Nhật”. Cách đây hàng trăm năm, nó đã được dùng để lên men rượu sake, pate đậu phộng, tương ở Nhật. Khả năng tổng hợp amylase của Aspergillus oryzae là rất cao, vài gram trong 1 lít canh trường mà nấm men chỉ bằng khoảng 1/100 – 1/1000 của chúng. Và người ta nhận thấy rằng Aspergillus oryzae lên men tương ngon hơn so với một số chủng khác vì loại mốc này có khả năng biến đổi tinh bột của gạo nếp thành đường làm tương có vị ngọt. Tuy nhiên hai loài thường được sử dụng trong lên men truyền thống là Aspergillus oryzae và Aspergillus sojae có hình thái và màu sắc khá giống với hai loài nguy hiểm là Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus. Đây là hai lài có khả năng sản sinh độc tố Aflatoxin gây bệnh ung thư. Asp. oryzae được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ lên men truyền thống ở nhiều nước Châu Á như Việt Nam (làm tương), Trung Quốc, Nhật Bản, Philipin, Indonesia… Hiện nay với ngành khoa học hiện đại chúng ta đã nghiên cứu và sử dụng một số chủng Aspergillus oryzae, Aspergillus niger trong công nghiệp sản xuất enzyme (a - amylase, glucoamylase ) trong các ngành chế biến thực phẩm. 2.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHỤ PHẨM SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM 2.3.1. Bánh dầu đậu phộng 2.3.1.1. Giới thiệu chung về bánh dầu đậu phộng Trong bánh dầu còn sót lại rất nhiều các thành phần dinh dưỡng mà trong ngành công nghệ ép dầu chưa thể sử dụng hết. Một số thành phần hóa học tiêu biểu như: + Protein + Glucid + Photphatide + Chất sáp + Các chất màu + Vitamin + Các glucozide + Hydrocacbua + Acid hữu cơ + Các chất vô cơ khác Trong đó lipid, protein và glucid là thành phần chiếm chủ yếu trong bánh dầu. Trước đây nguồn bã này thường được sử dụng làm thức ăn cho gia súc và phân bón, nhưng nếu chúng ta có thể sử dụng chế biến thành sản phẩm cho người thì sẽ kéo theo giảm hàng loạt giá thành các sản phẩm chính. 2.3.1.2 Xử lí bánh dầu đậu phộng Bánh dầu sau khi ép còn lại khá nhiều dầu và các chất dinh dưỡng khác. Do vậy, phải có biện pháp bảo quản đúng đắn và cẩn thận để không làm hư hỏng bánh dầu mà yếu tố gây hại nhất là sự xuất hiện độc tố Aflatoxin - chất có nguy cơ gây ung thư. + Xử lý bánh dầu trước khi bảo quản Điều hòa ẩm độ, tách tạp chất, phân loại theo kích thước, nghiền nhỏ những phần có kích thước lớn và làm nguội bánh dầu. + Xử lý bánh dầu trong khi bảo quản: Bánh dầu trong quá trình bảo quản có thể xảy ra hiện tượng tự bốc nóng. Do vậy, phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ khối bột và có biện pháp làm thoáng. Bánh dầu phải được sắp xếp theo từng khu vực riêng biệt theo thứ tự, thời gian chế biến. Nếu có biểu hiện tự bốc nóng thì cần phải di chuyển khối hạt ra chỗ khác và thông gió cho khối hạt. 2.3.1.3. Ứng dụng của bánh dầu + Ép viên làm thức ăn cho gia súc. + Ép thành bánh để sử dụng làm phân bón. + Sử dụng bánh dầu xay nhỏ để lên men chế biến nước chấm. Đây là nguồn nguyên liệu giàu protein có tiềm năng rất lớn trong tương lai. 2.3.2. Malt Malt đại mạch là hạt đại mạch được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo (nảy mầm trong môi trường và độ ẩm nhất định). Malt là nguyên liệu truyền thống, thiết yếu không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia. Qua quá trình nảy mầm một lượng lớn các enzyme xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch như: enzyme amylase, enzyme protease. Các enzyme này là những nhân tố thực hiện việc chuyển các chất trong thành phần hạt đại mạch thành các chất đơn giản (các acid amin tự do, các loại đường, các vitamin…) mà nấm men có thể sử dụng để lên men tạo sản phẩm bia. Hình 2.4: Malt vàng Hình 2.5: Malt đen 2.3.2.1. Bã malt Bia là một loại nước giải khát lên men rất bổ dưỡng. Vì thế nhu cầu sản xuất bia ngày càng tăng đáng kể. Bên cạnh đó một số phụ phẩm trong ngành công nghiệp bia cũng tăng khá nhiều, nếu ta không có biện pháp xử lí sẽ gây lãng phí và ô nhiễm môi trường. Tận dụng nguồn phụ phẩm này chúng tôi đã sử dụng bã malt bia trong qui trình sản xuất nước chấm lên men. Sau khi các thành phần của malt hòa tan vào nước để thu nhận dịch đường thì người ta thường lọc để loại bỏ vỏ và những phần nội nhũ của hạt đại mạch không tan (bã malt). Cứ trung bình 100 kg malt tạo nên 130 – 150 kg bã ướt có chứa 70 – 80% hàm lượng nước. Trong bã khô có các thành phần với giá trị trung bình như sau: + Protein 28% + Chất béo 8,2% + Chất chiết không chứa nitơ 41% + Xenluloza 17,5% + Chất vô cơ 5,3% Thông thường bã malt có dạng sền sệt, có màu nâu nhạt, vị ngọt và mùi mạch nha. Bảng 2.2: Bảng thành phần bã malt (%). Chỉ số Bã thô (%) Bã sấy (%) Độ ẩm 76,3 9,0 Protêin 6,63 25,5 Lipid 1,70 7,50 Chất hòa tan không có N2 9,72 37,3 Cenlulose 5,10 16,0 Tro 1,20 4,60 Nhiệt lượng bã tính bằng calo 115 440 (Densikow M.T., 1963) 2.3.2.2. Ứng dụng của bã malt Trong bã malt còn sót lại một lượng chất dinh dưỡng khá lớn (25 – 30%) chiếm khoảng 1/5 giá trị dinh dưỡng của hạt đại mạch. Ngoài ra, lượng chất xơ trong bã khá lớn nên rất tốt cho quá trình tiêu hóa tốt. Vì thế người ta thường sử dụng để làm thức ăn gia súc, đặc biệt là các gia súc nuôi để lấy sữa và thịt (trâu, bò, lợn). Tuy nhiên, chúng thường không chứa bất kì một loại vitamin nào nên không thể chỉ sử dụng bã malt làm thức ăn gia súc mà phải bổ sung thêm một số thực phẩm khác. Trong bã bã còn sót lại một ít đường và có nhiều protein nên thời tiết nóng rất dễ bị chua. Thông thường hàm lượng chất chiết còn lại trong bã là 0,8–1%. Kết luận Tận dụng một số phụ phẩm trong ngành công nghệ ép dầu và bia làm nguồn nguyên liệu ban đầu. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện lên men nước chấm từ những nguyên liệu nói trên ở qui mô phòng thí nghiệm tạo bước mở đầu cho việc nghiên cứu và đưa ra quy trình sản xuất thực tế. CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM 3.1.1. Địa điểm Các thí nghiệm được thực hiện tại nhà và phòng thí nghiệm Vi sinh của Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học. 3.1.2. Thời gian thực hiện Từ ngày 01/04/2009 đến 30/06/2009. 3.2. VẬT LIỆU TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.2.1. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm + Bếp điện, bếp gas + Máy đo pH + Microwave + Máy chưng cất đạm + Và một số dụng cụ khác của phòng thí nghiệm 3.2.2. Hoá chất + Formol + CH3COOH + Acid citric + Phenolphtalein + NaOH 0.1 N và khan + HCl đậm đặc 3.2.3. Nguyên liệu + Bã malt bia thu nhận tại công ty bia Vinaken + Bã bánh dầu mua tại chợ Thủ Đức + Bào tử nấm mốc tự sản xuất tại phòng thí nghiệm Vi Sinh và tại nhà. 3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mốc Aspergillus oryzae lên quá trình thuỷ phân Tỷ lệ mốc Aspergillus oryzae có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thủy phân, chất lượng sản phẩm tạo thành nên chúng ta phải tiến hành khảo sát để tìm ra tỷ lệ mốc tốt nhất. Ở thí nghiệm này ta tiến hành khảo sát cho từng tỷ lệ mốc Aspergillus oryzae khác nhau là 3%, 4% và 5% cho vào so với lượng bã Malt bia và bánh dầu đậu phộng. Thí nghiệm được bố trí như sau: Bảng 3.1: Chỉ tiêu theo dõi trong quá trình khảo sát các tỷ lệ mốc khác nhau lên quá trình thủy phân Tỷ lệ mốc Chỉ tiêu theo dõi 3% 4% 5% Đạm Formol Cách tiến hành Phối trộn cố định 30% bã malt bia và 70% bánh dầu đậu phộng cho tất cả các nghiệm thức. Sau đó bổ sung nước sao cho độ ẩm môi trường đạt khoảng 60%. Đem hấp khử trùng ở 1210C trong 15 phút, để nguội. Tiến hành cấy mốc với 3 tỷ lệ mốc khác nhau là 3%, 4% và 5% so với tổng nguyên liệu và quan sát sự phát triển của chúng, ta có 3 nghiệm thức. Sau 30 – 36 giờ nấm mốc mọc lên có màu vàng hoa cau đều. Ta ngưng việc nuôi cấy nấm mốc tại đây, tiến hành quá trình thủy phân. Ta cho nước muối (10%) so với nguyên liệu theo tỷ lệ 3 : 1 vào để thực hiện quá trình thủy phân. Thời gian thủy phân là 20 ngày và tiến hành đo đạm formol 2 ngày / 1 lần. Yếu tố cố định: Bã malt bia (30%) và bánh dầu đậu phộng (70%). Nhiệt độ thủy phân là 55 - 580C. Thời gian thủy phân là 20 ngày, tiến hành đo đạm formol 2 ngày / 1 lần. Lượng nước muối (10% muối) : nguyên liệu = 3 : 1 Chỉ tiêu theo dõi: Khảo sát hàm lượng đạm formol được tạo thành của từng nghiệm thức ứng với các tỷ lệ mốc khác nhau khi bổ sung vào nguyên liệu. Thí nghiệm được tiến hành một cách ngẫu nhiên và lặp lại ba lần. 3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự thay đổi tỷ lệ bã malt bia lên quá trình thuỷ phân Trong bã malt còn chứa lại khá nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là còn sót lại một lượng đường rất có ý nghĩa trong việc cung cấp một phần nguồn thức ăn dinh dưỡng cho nấm mốc. Bên cạnh đó việc phối trộn các tỉ lệ bã malt khác nhau sẽ tạo ra các độ xốp, độ thoáng khí khác nhau cho môi trường ảnh hưởng đến hô hấp và phát triển của nấm mốc. Vì thế mà chúng tôi tiến hành khảo sát để tìm ra tỷ lệ phối trộn bã malt bia tốt nhất cho quy trình sản xuất nước chấm lên men. Chúng tôi tiến hành phối trộn nguyên liệu giữa bã malt và bánh dầu đậu phộng theo các tỷ lệ P1 = 1 : 9, P2 = 2 : 8, P3 = 3 : 7, P4 = 4 : 6 và P5 = 5 : 5. Thí nghiệm được bố trí như sau: Bảng 3.2: Chỉ tiêu theo dõi trong quá trình khảo sát các tỷ lệ bã malt khác nhau lên quá trình thủy phân Tỷ lệ bã Malt Chỉ tiêu theo dõi 10% 20% 30% 40% 50% Đạm Formol Cách tiến hành Sau khi đã chọn được tỷ lệ giống thích hợp ở thí nghiệm 1, ta tiếp tục tiến hành khảo sát xem tỷ lệ bã malt bia nào là thích hợp nhất. Phối trộn nguyên liệu giữa bã malt bia và bánh dầu đậu phộng theo các tỷ lệ như sau: P1 = 1 : 9, P2 = 2 : 8, P3 = 3 : 7, P4 = 4 : 6 và P5 = 5 : 5, ta có được 5 nghiệm thức. Sau đó bổ sung nước làm ướt rồi đem hấp khử trùng ở 1210C trong 15 phút. Trong đó lượng nước cho vào đảm bảo môi trường sau khi hấp khử trùng độ ẩm đạt khoảng 60%. Để nguội và tiến hành cấy cùng một tỷ lệ mốc giống là 3% so với tổng nguyên liệu. Nuôi ủ mốc khoảng 30 – 36 giờ, trong quá trình này ta phải chú ý đảo trộn để hạ nhiệt độ khối nguyên liệu. Khi nấm mốc đã lên đều khắp bề mặt nguyên liệu và có màu vàng hoa cau thì kết thúc quá trình nuôi ủ mốc. Cho nguyên liệu vào các lọ sứ để tiến hành quá trình thủy phân, bổ sung nước muối (10%) so với tổng nguyên liệu theo tỷ lệ 3 : 1. Yếu tố cố định: Tỷ lệ nấm mốc cấy vào nguyên liệu là 3%. Nhiệt độ thủy phân là 55 - 580C. Thời gian thủy phân là 16 ngày và tiến hành đo đạm formol 2 ngày / 1 lần. Lượng nước muối (10%) cho vào so với tổng nguyên liệu là 3 : 1. Chỉ tiêu theo dõi: Khảo sát hàm lượng đạm formol tạo thành cho từng nghiệm thức qua các ngày thủy phân khác nhau để đánh giá tỷ lệ phối trộn giữa bã Malt và bánh dầu đậu phộng như thế nào là tốt nhất cho quá trình thủy phân. Thí nghiệm được tiến hành một cách ngẫu nhiên và lặp lại 3 lần. 3.3.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu tận dụng bã malt bia và bánh dầu đậu phộng để sản xuất nước chấm bằng phương pháp bán hoá giải nhẹ (kết hợp giữa thuỷ phân bằng protease của nấm mốc Aspergillus oryzae và HCl (Acid chlohydric). Phương pháp bán hóa giải nhẹ là sự kết hợp của hai phương pháp lên men truyền thống và phương pháp hóa giải. Sản xuất nước chấm lên men theo phương pháp này sẽ kiểm soát được hàm lượng 3 – MCPD có mặt trong nước chấm cũng như rút ngắn được thời gian thủy phân và chi phí sản xuất. Trong đó ngoài tác nhân thủy phân là enzyme tạo ra từ nấm mốc Aspergillus oryzae mà ta còn sử dụng thêm HCl để tăng hiệu suất thủy phân. Chúng tôi tiến hành bổ sung HCl vào dịch thủy phân với các nồng độ khác nhau là 6%, 7% và 8%. Bố trí thí nghiệm như sau Bảng 3.3 : Chỉ tiêu theo dõi trong quá trình khảo sát nồng độ HCl khác nhau lên quá trình thủy phân. Nồng độ HCl (%) Chỉ tiêu theo dõi 6% 7% 8% Đạm formol Cách tiến hành: Sau khi đã chọn được tỷ lệ cấy mốc và tỷ lệ phối trện bã Malt bia thích hợp ở các thí nghiệm trên. Ta tiến hành tiếp tục khảo sát phương pháp nào cho hiệu quả thủy phân cao nhất mà vẫn đạt chất lượng về an toàn thực phẩm. Sử dụng tỷ lệ bã malt bia và bánh dầu đậu phộng là 3 : 7 cho tất cá các mẫu. Bổ sung nước và đem hấp khử trùng ở 1210C trong 15 phút, để nguội. Ta cũng cố định tỷ lệ mốc cấy vào nguyên liệu giống nhau cho tất cả các mẫu là 3%. Ủ mốc khoảng 30 – 36 giờ cho đến khi mốc phát triển đều và có toàn một màu vàng hoa cau thì ta kết thúc việc nuôi cấy. Bóp tơi nguyên liệu, cho vào lọ thủy tinh và bổ sung nước muối (10%) theo tỷ lệ 3 : 1 so với nguyên liệu. Thời gian thủy phân ở giai đoạn này kéo dài khoảng 6 ngày với t0 thủy phân = 55 - 580C. Sau đó, ta sẽ bổ sung vào dịch thủy phân tác nhân HCl ở các nồng độ khác nhau (6%, 7% và 8%) tương ứng với từng mẫu. Như vậy ta sẽ có 3 nghiệm thức. Yếu tố cố định: Tỷ lệ nấm mốc cấy vào nguyên liệu là 3%. Tỷ lệ bã malt : bánh dầu đậu phộng = 3 : 7. Nhiệt độ thủy phân là 55 - 580C. Lượng HCl cho vào dịch thủy phân là 25% so với tổng nguyên liệu. Tỷ lệ lượng nước muối (10%) cho vào so với tổng nguyên liệu là 3 : 1. Tiến hành đo đạm formol 2 ngày / 1 lần. Chỉ tiêu t._.