Tài liệu Cải tiến công nghệ sản xuất chao ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC  : VI SINH TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM VÀ THỰC PHẨM BÀI BÁO CÁO LÊN MEN TRUYỀN THỐNG Chủ đề : Page 1 A.Giới thiệu Chao là đề tài khá thú vị trong thực phẩm. Tuy chỉ là một món ăn dân dã bình thường nhưng nó lại có một vai trò khá quan trọng trong nền văn hóa ẩm thực của châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng. Bởi vì nếu phô mai là món ăn phổ biến của người châu Âu thì chao có thể xem là món phô mai phổ biến của người châu Á. Theo quy trình sản xuất, đó là một sản phẩm lên men truyền thống :hoa sữa đậu được lên men mốc dưới tác động của nấm mốc ở điều kiện thích hợp, tạo ra sản phẩm bổ dưỡng (vì chứa nhiều acid amin), lại vừa có hương vị đặc trưng. Chao đã có mặt ở Việt Nam từ rất lâu đời và phổ biến, nhất là khi xu hướng ăn chay của người Việt Nam ngày càng phổ biến. Ở Việt Nam, chao là một thực phẩm rất quen thuộc. trong rất nhiều bếp Việt, hũ chao nằm cạnh các hũ mắm muối khác như là một gia vị không thể thiếu. ta có thể xem chao là một món ăn, một thực phẩm chuyên biệt hoặc một loại gia vị. Tùy theo mỗi vùng miền mà có cách chế biến chao cũng như cách ăn chao khác nhau. ở Huế, người ta bày thịt luột ăn kèm với các loại quả và, chuối chát, dưa leo, khế với bát nước chấm là chao chùa đánh tan với chanh. Và món thịt trở nên thơm và béo. Ở Sài Gòn, món chao phổ biến nhất trên bàn nhậu của quán…lẩu dê. Biết bao người đã từng khen nức nở cái món nhũ dê nướng. Và tất cả đều đồng thanh nhất trí rằng, cái món độc ấy thiếu chao thì không ngon. Mỗi quán đều có cách pha chế nước chấm khác nhau nhưng tượng trưng là chao hòa tan với nước chao, đường, chanh hoặc giấm vừa ăn và có độ sền sệt. bát chao ngon thì khi chấm miếng thịt vào, chao bám lấy một lượng vừa đủ, không quá nhạt cũng không quá mặn. Miếng nhũ dê trở nên ngọt lừ và vương vấn hoài cái béo của chao trên đầu lưỡi. B.TỔNG QUAN VỀ CHAO 1. Nguyên liệu a. Giới thiệu về cây đậu nành: Page 2 Đậu nành là một loại cây trồng ngắn ngày, có nhiều tác dụng như: cung cấp thực phẩm cho người, nguyên liệu cho công nghiệp, thức ăn cho gia súc, nông sản xuất khẩu và cây luân, xen canh cải tạo đất tốt. Cây đậu nành với tên khoa học là Glycin max(L) Merrill, là một trong số cây trồng có lịch sử lâu đời nhất của loài người. Dựa vào sự đa dạng về hình thái, Fukuda(1993) và về sau nhiều nhà khoa học khác cũng đã thống nhất rằng, đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G. soja Sieb & Zucc (t. Hymovits, 1970). Trong một số công trình nghiên cứu, các nhà khoa học dùng tên G.usuriensis để thay cho tên trên. Từ Trung Quốc, đậu nành lan truyền dần khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vảo khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó được phát triển sang Nhật. Đến giữa thế kỉ 17, đậu nành mới được nhà thực vật học người Đức Engelbert Caempfer đưa về Châu Âu và đến năm 1954 đậu nành mới được du nhập vào Mỹ. Từ lâu các nhà khoa học đã mệnh danh đậu nành là một loại “thịt không xương “ do thành phần của nó rất giàu đạm thực vật. Loại đạm này rất tốt để thay thế cho thịt động vật vì có ít mỡ và cholesteron. Bản thân đậu nành có nhiều đạm chất hơn thịt, nhiều calium hơn sữa bò, nhiều lecithin hơn trứng và đầy đủ các amino acid cần thiết mà cơ thể không tạo ra được(8 loại ) Chất lượng đậu của nước ta tương đối tốt, có hàm lượng protein cao. Trong đó đậu nành có mầu vàng là tốt nhất nên được trồng và sử dụng nhiều hơn cả. Đậu nành là cây lấy hạt, cây có dầu quan trọng bậc nhất của thế giới, đứng hàng thứ tư sau cây lúa mì, lúa nước và ngô. Năm1994, sản lượng bột protein và Page 3 bột lấy dầu từ đậu nành trên toàn thế giới tương ứng là 80,2 triệu tấn và 78,1 triệu tấn. Do khả năng thích ứng khá rộng nên nó được trồng khắp năm châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất là châu Mỹ 73,03% tiếp đến là châu Á 23,15%… Hằng năm trên thế giới trồng khoảng 54 – 56 triệu ha đậu nành (1990 – 1992) với sản lượng khoảng 13–114 triệu tấn. Thời kỳ năm 1990 – 1992 so với thời kì từ năm 1979 – 1981, sản lượng đậu nành đă tăng lên 26,1% còn diện tích sử dụng tăng 8,8% (FAO, 1992). Hiện nay 88% sản lượng đậu nành thế giới được tập trung ở 4 quốc gia: Mỹ (52%), Brazil (17%), Argentina (10%), Trung Quốc (9%). Phần còn lại phân bố ở các nước sau: Canada, Ấn Độ, Indonesia, Nhật, Bắc & Nam Triều Tiên, Mexico, Paraguay, Rumani và Nga. b. Giá trị dinh dưỡng của đậu nành: Đậu nành được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người. Đậu nành còn được dùng để chữa bệnh tiểu đường, suy nhược thần kinh, suy nhược dinh dưỡng … Chất lượng đậu nành của nước ta tương đối tốt, protein khoảng 38–40%, trọng lượng 1000 hạt : 90–120g, hạt vàng hoặc xanh, rốn hạt nâu hoặc đen. Một số giống mới chọn gần đây có cải thiện hơn về chất lượng: hạt vàng, tròn, rốn trắng, ít nứt, trọng lượng 1000 hạt: 180–270g protein 43–47%. Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu nành (theo Sinha Sk, 1979): Loại hạt Calori Protein (g) Lipid (g) Glucid (g) Xơ (g) Tro (g) Hạt xanh 436 40,8 17,9 35,8 6,0 5,3 Hạt trắng 444 39,0 19,6 35,5 4,7 5,5 Hạt vàng 439 38,0 17,1 40,3 4,9 4,6 e Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau, trong đó đậu nành có màu vàng là tốt nhất nên được trồng và sử dụng nhiều. Thành phần hóa học trong các thành phần của hạt đậu nành (theo Kitrigin, 1981): Thành hạt Tử diệp phần Lipid % Protein % (Nx6,25) Carbohydrates % Tro % 23 43 29,0 5 Page 4 Phôi 11 41,1 43,0 4,4 Vỏ hạt 1 8,8 86,0 4,3 Thành phần hóa học của đậu nành thay đổi tùy loại đậu, thời tiết, đất đai, điều kiện trồng trọt. Có loại chứa hàm lượng protein lớn hơn 50%, lipid lớn hơn 22%.  Lipid : Chất béo trong đậu nành dao động từ 13,5–24%, trung bình 18%. Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6,4–15,1% acid béo no (acid stearic, acid acid archidonic) và 80–93,6% acid béo không no (acid enoleic, acid oleic). Trong dầu đậu nành còn chứa một lượng nhỏ phosphatid, đặc biệt nhiều lecinthin có tác dụng làm cơ thể trẻ lâu, sung sức, tăng trí nhớ, tái sinh mô, cứng xương, tăng sức đề kháng.  Carbohydrates: Glucid trong đậu nành khoảng 22–35,5%, trong đó 1–3% tinh bột. Carbohydrates được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% và loại không tan trong nước. Thành phần carbohydrates trong đậu nành : Loại Phần trăm % Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,4 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1  Protein và thành phần acid amin : Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%, trung bình là 36–40%. Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): albumin (6–8%), globulin (25–34%), glutelin(13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể. Về giá trị protein, đậu nành đứng hàng đầu về đạm nguồn gốc thực vật và không những về hàm lượng protein cao mà cả về chất lượng protein. Protein đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như lysin, Page 5 tryptophan,phenylalanin... Trừ methionin và cystein hơi thấp còn các acid amin khác của đậu nành có thành phần giống thịt. Thành phần các acid amin trong protein đậu nành: Loại acid amin Phần trăm% Isoleucine 1,1 Leucine 7,7 Lysine 5,9 Methionine 1,6 Cystein 1,3 Phenylalanine 5,0 Threonine 4,3 Tryptophane 1,3 Valine 5,4 Histidin 2,6  Chất tro: Chất tro trong đậu nành từ 4,5–6,8%. Nếu tính theo phần trăm chất khô toàn hạt thì thành phần tro như sau : P2O5 0,6–2,18% SO3 0,41–0,44% K2 O 1,91–2,64% Na2O 0,38% CaO 0,23–0,63% Cl 0,025% MgO 0,22–0,55% Chất khác 1,17% Ngoài ra còn có các nguyên tố khoáng khác: Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo…  Vitamin: Đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D. Thành phần vitamin như sau : Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng Thiamin 11–17,5 % Inociton 2300 mg% Riboflavin 3,4–3,6 % Vitamin A 0,18–2,43 % Niacin 21,4–23 mg/g VitaminE 1,4 mg% Page 6 Pyrydin 7,1–12 mg/g Vitamin K 1,9 mg% Biotin 0,8 mg/g Vitamin B1 0,54 mg% A.patothentic 13–21,5 mg/g Vitamin B2 0,29 mg% A.folic 1,9 mg/g Vitamin PP 2,3 mg%  Một số enzyme trong đậu nành: Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua hàng ruột do đó không nên ăn đậu nành sống. Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo. Phospholipase: thủy phân ester của acid acetic. Amylase: thủy phân tinh bột, -amylase có trong đậu nành với số lượng khá lớn. Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid. 2. Đậu phụ: a. Sơ lược về đậu phụﾧ Đậu phụ là một sản phẩm được sản xuất từ đậu nành. Đậu phụ không chỉ được sản xuất tại Việt Nam mà còn được sản xuất nhiều ở Trung Quốc, Nhật Bản, các nước Đông Nam Á và cả ở các nước châu Au như Hà Lan, Pháp, … Đậu phụ là sản phẩm trung gian để sản xuất chao. Bánh đậu phụ dùng để sản xuất chao có một số yêu cầu nghiêm ngặt hơn các loại đậu phụ dùng để ăn.Tiêu chuẩn bánh đậu phụ tốt nhất để sản xuất chao là:  Hàm lượng nước 68-72%,  pH = 6- 6.5  Không chứa vi sinh vật tạp và vi sinh vật kị khí. Đậu phụ có nhiều dạng khác nhau, chính vì thế mà cũng có tên gọi khác nhau. Tất cả các dạng và tên gọi khác nhau trên đều chia làm 3 loại: đậu phụ mềm, đậu phụ cứng, đậu phụ lụa. Trong đó đậu phụ mềm được sản xuất nhiều nhất ở nước ta. Trung Quốc sản xuất cả 3 loại. Nhật bản sản xuất nhiều loại đậu phụ lụa. Thành phần dinh dưỡng của 3 loại đậu phụ Thành dưỡng phần dinh Đậu phụ cứng Đậu phụ mềm Đậu phụ lụa Calories (gm) 120 86 72 Protein (gm) 13 9 9,6 Page 7 Carbohydrate (gm) 3 2 3,2 Chất béo (gm) 6 5 2,4 Chất béo no (gm) 1 1 - Cholesterol ĐậuÑäu nành Natri Danaønh (mg) 0 Loại bỏ tạp 0 8 0 Chất xơ (gm) Nước Canxi (mg) 1 Sắt (mg) 8 9 Ngâm 120 130 Đãi vỏ 30 Na2CO3 7 40 1 b. Quá trình và phương pháp sản xuất đậu phụ : Dùng tác động cơ học để phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt đậu, giải phóng các Nước thành phần có trong hạt đồng thời dùng môi hòa tan các chất đó Xay ướt nước làm dung thành dung dịch huyền phù. Sau đó lợi dụng tính chất hòa tan khác nhau giữa các chất, dùng phương pháp lọc để tách lấy 1 dung dịch nhũ tương trong đó chủ yếu là bọt Từ dung CO3 tụ của globulin, Dịch đậudựa vào tính Na chất đạmChất tan phá globulin. dịchsữa này, chất 2 đông thông qua các điều kiện pH, điện tích, nhiệt độ, … kết tủa chúng lại thành các hoa đậu rồi ép định hình thành bánh đậu phụ. Lọc thô Lọc bã Rửa Các phương pháp sản xuất đậu phụ: gồm có 2 phương pháp: Nước Dịch sữa Lọc tinh Bã Bã Thức ăn Phương gia súc pháp xay khô: Sữa đậu Đun sôi Phương pháp xay ướt: Kết tủa Ép thô Nước Page 8 Hoa đậu ép bánh II.SẢN XUẤT CHAO 1.Tổng quan về chao a.Giới thiệu Chao là một sản phẩm lên men từ sữa đậu nành đông đặc do vi sinh vật tiết ra enzyme để chuyển biến protein, chất béo, gluxit có trong sữa đậu nành thành những phân tử đơn giản như axit amin, axit béo, các đường đơn. Nhờ vậy chao có mùi thơm, béo đặc biệt. Page 9 Chao có nguồn gốc từ Trung Quốc. Do Trung Quốc sử dụng khá nhiều tiếng địa phương, và có nhiều trở ngại trong quá trình chuyển đổi từ tiếng Trung Quốc sang tiếng Anh, nên hiện nay chao có rất nhiều tên gọi, ví dụ như: tosufu, fusu, furu, tou–fu–ru, teou–fu–ru, fu–ju, fu–yu và foo–yue. Một số tên gọi khác của chao đi kèm với các thương hiệu nổi tiếng như to–fu–zu ở Mandarin, hay tau– zu (tao–hu–yi) ở Taiwan. Từ “sufu” là tên đầu tiên của chao xuất hiện trên các tài liệu. Sufu có nghĩa là sữa lên mốc. Ở các nước phương Tây, một số nhà nghiên cứu như Hesseltine, Wang gọi các sản phẩm chao là phô mai Trung Quốc. Họ đưa ra quy trình sản xuất như sau: ngâm đậu nành qua đêm, nghiền ướt để tạo chất sệt, đun sôi dịch này, lọc để lấy dịch chiết (sữa đậu nành), thêm vào muối biển hay muối Sulfate Calcium, Magnesium khi dịch vẫn còn nóng, sau đó kết lắng protein và lipid, gọi là dịch sữa đông. Kế đến đem đi ép, tách nước để thu sản phẩm. Về mặt dinh dưỡng chao có đầy đủ các chất bổ dưỡng của sữa đậu nành, nhưng dễ tiêu hóa vì các protit, lipid, gluxit đã được các enzyme của vi sinh vật chuyển hóa ra các phân tử đơn giản sẵn sàng được tiêu hóa và hấp thụ. Ở nước ta, việc làm chao đã có từ lâu đời. Đây là một sản phẩm truyền thống, có tính chất cổ truyền. Chao được làm và để lên men tự nhiên. Những mốc có sẵn trong không khí, cứ ủ là lên men, và sau khi lên men, cho vào keo, đổ đủ nước muối và rượu, thêm gia vị để cho chao chín, một thời gian sau là dùng được. Với phương pháp cổ truyền này, năng suất không cao, thời gian dài và nhất là bị tạp nhiễm nhiều loại vi sinh vật. Không những mốc chao mà còn có những mốc khác, nấm men và vi khuẩn cũng phát triển có khi có vi khuẩn gây bệnh, vi sinh vật gây thối, mốc làm đắng, có tiết độc tố mycotoxin… cho nên, đối với sản xuất công nghiệp, làm chao cần phải dựa trên cơ sở khoa học, làm có kỹ thuật để năng cao năng suất và chất lượng. Hiện nay chao đã được sản xuất để phục vụ trong nước và xuất khẩu ở Trung Quốc và Taiwan (Đài Loan). Vào năm 1977, sản lượng hàng năm ở Taiwan xấp xỉ 10.000 tấn và lượng tiêu thụ là khoảng 12g/người.tuần. Tuy nhiên, các nhà sản xuất chỉ biết về quy trình sản xuất mà không hiểu rõ về bản chất khoa học của quy trình b. Phân loại: - Phân loại theo hình dáng, màu sắc:chao nước, chao mặn, chao bánh, chao bột - Phân loại theo khối lượng tịnh:hũ lớn, hũ trung, hũ nhỏ c. Ứng dụng: được sử dụng nhiều trong thực phẩm - Làm nước chấm trong các món lẩu - Làm gia vị - Làm món ăn phụ Page 10 - Làm món ăn chính trong chùa. d. Cơ chế sản xuất chao Bản chất của quá trình sản xuất chao là do hệ enzyme có trong vi sinh vật phát triển trên bánh chao có vai trò làm xúc tác cho quá trình thủy phân protid của đậu nành thành các peptide và các acid amin; lipid thành các acid béo như acid stearic, acid linoleic, acid panmitic và các hợp chất este thơm làm cho chao có hương vị đặc trưng hấp dẫn, có vị béo ngậy, dễ tiêu hóa.     Ở nước ta, chao là một sản phẩm truyền thống, đã có từ lâu đời. Tuy nhiên chao được làm theo phương pháp cổ truyền tức lên men tự nhiên, lợi dụng hệ vi sinh vật có sẵn trong không khí để lên men. Phương pháp này năng suất không cao, thời gian lên men dài, đồng thời thường xuyên bị tạp nhiễm nhiều loại vi sinh vật khác như:mốc đắng, vi khuẩn gây bệnh, vi sinh vật gây thối…Do đó trong sản xuất công nghiệp cần chủ động dựa trên các cơ sở khoa học kĩ thuật để đạt hiệu quả kinh tế lẫn chất lượng tốt nhất e.Giá trị dinh dưỡng của chao. Được sử dụng nhiều trong thực phẩm. Có giá trị dinh dưỡng và hệ số tiêu hóa cao hơn rất nhiều so với đậu hũ (Vì về bản chất - chao là sản phẩm của quá trình thuỷ phân protein có trong đậu hũ thành các axit amin bằng phương pháp vi sinh vật nhờ enzym proteaza do các chủng nấm mốc tham gia vào quá trình lên men). Cung cấp acid amin: tăng độ hấp thu thức ăn. Cung cấp vitamin B12: sự thiếu sẽ gây ra những rối loạn về thần kinh, thiếu máu, kém trí nhớ. Bảng: Giá trị dinh dưỡng của chao so với đậu phụ Loại Năng Protein Chất Carbohydrat Xơ Tro Ca lượng (g) béo (g) (g) (g) (cal) (g) P Fe Na Đậu phụ 33 3.1 1.9 1.5 0.0 0.5 114 38 Chao 79 7.8 5.0 2.5 0.0 1.0 110 137 1.0 3700 55 0.8 4 f.Thành phần hoá học của chao : Bảng: Thành phần hoá học của chao Thành phần Các loại sản phẩm của chao Page 11 K 119 Chao nước Chao bánh Phần cái(%) Phần nước(%) Hàm ẩm 73-75 - 65-70 Đạm toàn phần 2-2.9 12.5-13 2.3-2.6 Đạm Formol 0.7-0.85 7.5-7.8 0.8-0.9 Đạm amôniac 0.3-0.4 2.5-3.0 0.3-0.4 Muối ăn 4.5-5 6-6.2 6.0-6.5 Chất béo 8-8.5 - 9.0-10.0 Độ chua 110.0-120 mg NaOH 0.1N/100g Các axít amin không thay thế Lizin 2.84-2.9 - 5.3-5.5 Treonin 3.3-3.5 2.8-2.9 - Valin 1.7-1.75 - 1.5-1.6 Triptophan 0.15-0.2 0.4-0.45 Phenilalanin 1.55-1.6 - 2.5-2.7 Izolơxin - - - Lơxin 1.8-1.9 - 0.8-0.9 Methionin 0.4-0.5 - 0.4-0.5 Hiện nay ở nước ta vẫn rất thông dụng với cách làm chao truyền thống, chao được làm tại nhà, hoặc các cơ sở sản xuất nhỏ với quy mô thủ công, dễ nhiễm nhiều tạp khuẩn, không đạt chất lượng ổn định. 2.Nguồn vi sinh vật và enzyme trong sản xuất chao: Việc chọn giống mốc sản xuất chao rất quan trọng. Tiêu chuẩn đối với một chủng vi sinh như sau: Khuẩn ty của nấm phải tròn,bóng,có màu trắng hoặc hơi vàng để chao sản xuất ra có màu đặc trưng. Cấu trúc của sợi nấm: phải chặt, dày, tạo một lớp màng vững chắc trên mặt bánh đậu. Không tạo ra mùi vị khó chịu do nấm bị nhiễm. Tạo được enzyme có hoạt tính thủy phân đạm cao.vật để sản xuất chao Vì thế muốn chao có chất lượng tốt, sản phẩm ổn định, trong sản xuất phải có vi sinh vật thuần chủng và tạo các điều kiện tối thích hợp như: nhiệt độ, độ ẩm, môi trường, pH, … để phát huy hết tính ưu việt của chúng. Page 12 Hệ vi sinh vật thường sử dụng làm chao :  Tác nhân nấm mốc. - Actinormucor elegans (chủ yếu) - M.hiemalis - M.silvaticus - M.sultiliscimus  Tác nhân vi khuẩn - Bacillus mycoides - Bacillus mensentericus và B.megatherium - Bacillus cereus - Bacillus Subtilis Wai (1929) đã phân lập được một chủng mốc dòng Mucor, và ông đặt tên là Mucor sufu(mốc chao). Ông tin rằng mốc này do nguồn gốc rơm rạ mà ra, vì người ta thường dùng rơm, rạ để ủ chao. Ở Việt Nam, Actinomucor elegant là loại nấm mốc được sử dụng rộng rãi nhất và là một trong những loài tốt nhất cho sản xuất chao. Ngoài ra còn có các loài M.hiemalis, M.silvaticus, M.praini. Tuy nhiên, người ta chỉ mua giống về sản xuất với quy mô nhỏ. Ở Trung Quốc, Đài Loan và một số nước có sản xuất chao, giống Actinomucor taiwanensis được sử dụng rộng rãi vì một số ưu điểm phù hợp với sản xuất quy mô công nghiệp. Một vấn đề của các nhà sản xuất hiện nay khi sử dụng các loài thuộc chủng Actinomucor là khi thời tiết nóng lên (nhất là vào mùa hè) thì các hoạt động của vi sinh vật này bị ức chế, gây ảnh hưởng đến sản xuất. Một tiến sĩ Trung Quốc là Bie-Zhong Han, tìm ra rằng Rhizopus oligosporus lại hoạt động bình thường ở mức nhiệt độ cao như thế. Tuy nhiên, sản phẩm chao sẽ có màu xám, gây ảnh hưởng đến giá trị cảm quan. 3. Quy trình làm chao cổ truyền: a. Cơ chế và nguyên tắc chung của sản xuất chao: Quá trình lên men đậu phụ các enzyme VSV tham gia quá trình thủy phân protein tạo thành acid amin, lipit thành ester thơm nên chao có gá trị dinh dưỡng cao và có mùi vị đặc trưng. VSV trong sản xuất chao thường có hoạt độ protease và amylase cao: nấm mốc Murco elegans, M.praini, vi khuẩn Bacillus subtilis. Việc chọn giống tốt để sản xuất chao rất quan trọng, quyết định chất lượng sản phẩm. Thành phần chính của đậu nành là protein, glucid nên lên men đậu nành chủ yếu là quá trình thủy phân potein glucid thành các phân tử như hơn dưới tác dụng của các enzyme. Các enzyme này chủ yếu do nấm mốc sinh tổng hợp enzyme amylase và protease. Ngoài ra trong quá trình lên men còn do các VSV khác sản sinh từ sản phẩm lên men nhờ quá trình trao đổi chất, các VSV này thường là các vi khuẩn. Page 13 Vi khuẩn háp thu các chất dinh dưỡng có phân tử nhỏ hơn acid amin, acid béo, acid mạch ngắn, các đường lên men và tạo thành sản phẩm lên men thải vào môi trường. Một số vi khuẩn khác qua quá trình trao đổi chất tạo hương cho sản phẩm. b. Qui trình làm chao Việt Nam Chao Việt Nam sản xuất theo phương pháp truyền thống có 3 giai đoạn:  Làm miếng chao.  Lên mốc chao.  Nấu chao chín. Sơ đồ sản xuất chao truyền thống: Đậu nành ngâm nướcxay nhuyễnlọcđun sôidịch sữa đậuđông tụ hoa đậucắt miếngthanh trùnglên mốcđể chao chíndịch mặnsản phẩm Giải thích quy trình  Làm miếng chao: Đậu nành tốt, đều hạt được ngâm qua đêm (5-6 giờ tuỳ tình trạng của đậu). Đậu được xay dưới dòng nước và thu được một khối lỏng, mịn. Lược qua vải thô để loại bỏ phần bã, còn lại là phần sữa lỏng. Pha thêm nước cho đủ tỷ lệ một phần đậu, mười phần nước và nấu dung dịch sữa lỏng này trong vòng 30 phút cho sôi chín và bốc mùi thơm. Dung dịch sữa lỏng để nguội xuống 500C (có thể dùng đồ khuấy cho mau nguội) và dùng nước chua để cô kết. Nước chua là nước ép của miếng chao để cho chua lên men lactic và thêm axit. (Ở lần làm chao đầu tiên có thể sử dụng axit từ dấm ăn hay axit acetic pha ra có pH 3). Lượng nước chua cho vào vừa đủ (đến khi có hiện tượng cô kết đủ). Khi cho nước chua vào, phải khuấy mạnh, khi cho đủ, thì ngưng khuấy và để cho cô kết từ từ. Khi cô kết hoàn toàn, khối kết đã đứng yên, phần nước ở trên được hút ra, phần đặc được cho khung gỗ có bề dày 2 – 2.5 cm, có vải mịn, dùng vật nặng ép lên để loại bỏ hết nước, có được đậu hủ. Nếu dùng 18kg đậu nành tốt, có thể thu được 55,5kg đậu hủ có 88 – 90 % nước. Đậu hủ này có hàm lượng nước cao, không thích hợp cho lên men chao vì dễ thúi và vi khuẩn dễ phát triển. Nên cần ép thêm cho đến khi hàm lượng nước không quá 83% và cho cắt ra từng miếng nhỏ có kích thước 2x2x1cm hay1x1x0,7cm. Page 14 Đậu hủ dùng làm chao có hàm lượng nước 83%, đạm không tan 9,1%, đạm tan 0,4%, chất béo 4%.  Lên mốc chao Các miếng chao được xếp vào khay có đục lỗ dưới đáy và được xếp cách đều nhau một khoảng cần thiết cho thông thoáng để mốc chao mọc đều khắp trên bề mặt của miếng chao. Đem các khay xếp vào phòng ủ và được xếp cách đều cho thông thoáng. Tuỳ điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và độ thông thoáng, trong vòng 36-48 giờ, mốc chao có trong không khí mọc lên iếng chao. Khi miếng chao đã phủ đầy các khuẩn ty từ trắng, ngả sang vàng xám là được. Không có mốc xanh, mốc đen phát triển, không có mùi khó ngửi là miếng chao tốt – có hàm lượng nước 74%, đạm tan 2,3%, đạm không tan10,4% và béo 4,3%. Ở thành phố Hồ Chí Minh, tuỳ theo mùa (mùa khô mát và mùa mưa ẩm) nên tạo điều kiện “tiểu khí hậu” thích hợp cho phòng ủ để mốc chao phát triển tốt, vi sinh vật tạp (nhất là mốc đen, mốc xanh, vi khuẩn gây thối rửa) không phát triển và các côn trùng ruồi, gián, chuột không xâm phạm được vào trong phòng ủ.  Để chao chín Khi mốc chao đã đủ chín, có mùi đặc trưng của chao, không có mùi úng thúi thì đem sắp vào keo, lọ để đổ dung dịch mặn vào và tiếp tục cho chao chín. Tuỳ theo lượng muối trong miếng chao và nồng độ muối trong nước chao mà người ta có khuynh hướng làm hai loại chao: chao nổi và chao chìm. (Thật ra thì không đáng để phân loại như thế). Chao ít muối (chao nổi) mau chua hơn chao nhiều muối (chao chìm) nhưng dễ bị thúi. Để làm loại chao này không thúi, người ta phải dùng bột chống mốc Sodium benzoat. Nên sử dụng nước muối 13 – 14 0Bê và 10% rượu etylic cùng với gia vị để lên men yếm khí làm cho chao chín từ từ. Thường thì từ 40 đến 60 ngày, thì chao chín. Sau đó, hấp keo chao ở lò nóng để thanh trùng trước khi phân phối tiêu dùng. Chất gia vị thường được dùng để làm amù sắc và tăng hương vị chao. Người ta dùng gạo lứt đỏ và đậu nành rang nghiền ra thành bột để cho vào dung dịch mặn, cùng với ớt xay nhỏ để làm chao có màu đỏ hoặc dùng gạo lên men, nghiền thành bột để cho thêm hương vị rượu cho chao. Đôi khi cũng dùng tiêu, hương hoa hồng. Theo phương pháp truyền thống, các công đoạn diệt khuẩn rất cần thiết để ngăn sự tạp nhiễm vi sinh vật nhất là vi khuẩn chưa được quan tâm nên phẩm Page 15 chất chao thường xảy ra có mùi hôi thúi, vị đắng. do đó phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh trong các công đoạn sản xuất chao. C.ĐẶT VẤN ĐỀ: Chao Việt Nam là sản phẩm truyền thống có từ xa xưa, sản xuất chao thường sử dụng phương pháp truyền thống, ngại thay đổi, thế nên ta có thể thấy được các khuyết điểm sau: Sản xuất chỉ đạt mức độ quy mô nhỏ, hợp tác xá, hộ gia đình Sản xuất bằng các chủng giống vi sinh vật không xác định có trong rơm rạ dùng để ủ chao, gây các mẻ chao không đồng nhất, hoặc sản phẩm bị đắng, hư hỏng do nhiễm. Các giống vi sinh vật mua về không kiểm tra được chất lượng, cũng dẫn đến những hậu quả trên, ngoài ra còn tooins kém thêm chi phí. Ở Việt Nam, Actinomucor elegant là loại nấm mốc được sử dụng nhiều nhất và là một trong những loài tốt nhất cho việc sản xuất chao. Tuy nhiên, do đặc tính không chịu nhiệt của nó gây khó khăn cho sản xuất ở quy mô công nghiệp. Giống Actinomucor taiwaiensis được sử dụng rộng rãi vì một số ưu điểm phù hợp với sản xuất quy mô công nghiệp ở Trung Quốc, Đài Loan và một số nước có sản xuất chao. Tuy nhiên, sản phẩm chao có mùi khác lạ hơn so với chao Việt Nam, mà có thề do một số sản phẩm phụ sau khi thủy phân của nó như các ester, alcohol… Rhizopus oligospours lại hoạt động bình thường ở mức nhiệt độ cao như thế. Tuy nhiên sản phẩm chao sẽ có màu xám, ảnh hưởng cảm quan. Chính vì thế, chúng tôi đề nghị một phương pháp cải tiến chao Việt Nam như sau:sử dụng phương pháp tái tổ hợp tạo chủng Actinomucor elegant cải tiến và ứng dụng vào công nghệ sản xuất chao với quy mô công nghiệp và bổ sung một số cải tiến trong quy trính sản xuất. Phương pháp này nhằm mục đích: Tạo chủng nấm mốc chịu được nhiệt độ cao thích hợp với quy mô công nghiệp. giải được bài toán khó cho việc sử dụng nấm mốc cho cải tiến chao Việt Nam. Lập nên quy trình sản xuất khép kín cho sản phẩm chao và đạt được độ đồng nhất cho sản phẩm. Đưa sản phẩm chao trở thành thực phẩm có giá trị, an toàn đối với người sử dụng. Trong đậu nành có isoflanoes, chất trị ung thư, bệnh tim, bệnh loãng xương, rối loạn kinh nguyệt, chất chống oxi hóa, còn làm giảm bớt cảm giác nóng bừng mặt ở phụ nữ thời kì mãn kinh, làm tăng tính miễn dịch, làm giảm các triệu chứng của bệnh tiểu đường, bớt sạn túi mật… Page 16 Isoflanoes (phytoestrogen)- là một hóa chất thực vật có cấu trúc tương tự như chất kích tố sinh dục của phái nữ( female hormone estrogen ) và có chức năng giống nhưestrogen. Trong nhiều loại thực vật thì đậu nành là loại thực phẩm duy nhất có chứa chất isoflanoes. Rất nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định chất isoflanoes trong đậu nành có khả năng phòng chống: bệnh loãng xương, tăng huyết áp, tim mạch, chứng tăng cholesterol trong máu, một số bệnh ung thư và các triệu chứng thời kì mãn kinh. Về tỉ lệ isoflanoes trong đậu nành, các nhà khoa học kết luận cứ 1g đậu nành khô thì thu được 3mg isoflanoes. Isoflanoes gồm 2 thành phần chính là genistein và đaizein:  Tác dụng genistin: - Chống estrogen (anti- estrogen) bằng cách ngăn cản không cho sản sinh estrogen khi quá lượng estrogen cần thiết cho cơ thể. - Ngăn ngừa sự phát triển cuả các tế bào ung thư. - Kích thích các tế bào ung thư làm cho chúng trở trạng thái bình thường. - Ngăn cản sự lớn mạnh của các tế bào ung thư DNA nhưng không ngăn cản sự lớn mạnh của các tế bào bình thường. - Chống oxi hóa.  Tác dụng của Daidzein - Có khả năng ngăn cản sự hao mòn xương và sự phát triển của chứng bệnh xốp xương. - Chống oxi hóa (anti- oxidant) và chống ung thư( anti cancer) - Kích thích các tế bào ung thư máu để trở thành thứ khác và chuyển hoán chúng về trạng thái bình thường.  Nhưng trong quá trình sản xuất đậu nành thì chất này đã bị lọai ra trong quá trình lọc vì Isoflavon là chất không phân cực nên nó không tan được trong nước. Để cải tiến Chao có chất lượng tốt cho sức khỏe chúng ta cần giữ được Isoflavon .  Isoflavon không tan trong nước do nó không liên kết được với nước. Vì vậy muốn giữ được Isoflavon trong dịch lọc,chúng ta có thể thêm Dextrin , Maltogenic amylase. Maltogenic amylase sẽ thủy phân dextrin thành glucose ,glucose sẽ gắn vào Isoflavon giúp nó tan đuợc trong nước.,trong dịch lọc lúc này sẽ có Isoflavon.  Trong quá trình tủa ,để Isoflavon tủa thì cần bổ sung thêm amylase cắt liên kết giữa glucose và Isoflavon.Như vậy kết tủa có chứa Isoflavon. Trong thành phần của đậu nành, hàm lượng khoáng và vitamin chiếm tỉ lệ khá ổn đinh trong nguyên liêụ. Tuy nhiên, một lượng lớn các Page 17 chất khoáng và vitamin đã không được tìm thấy trong sản phẩm chao. Có thể nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do quá trình lọc và kết tủa trong quá trình sản xuất chao đã loại bỏ khoáng và vitamin trong nguyên liệu. để khắc phục hiện tượng trên chúng tôi đã đề nghị phương pháp cải tiến: Vitamin và khoáng dễ tan trong nước. Để cải tiến chao có chất lượng tốt ta phải giữ được các thành phần vitamin và khoáng trong nguyên liệu . trong quá trình kết tủa dịch lọc có thể một phần vitamin và khoáng bị loại theo dịch lọc. Do đó cần bổ sung thêm một số chất hỗ trợ để gữ được vitamin và khoáng này. D.PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN: 1.Phương pháp tái tổ hợp: a. Thu nhận gen: Mục đích tạo đoạn gen chịu nhiệt ở Rhizopus oligosporus vào Actinomucor elegans, để tăng khả năng chịu nhiệt ở nhiệt độ 35oC, nhằm nâng cao năng suất. Ta sử dụng phương pháp tổng hợp gen từ mRNA của gen tương ứng,vì nó có nhiều ưu điểm. Phương pháp này dựa vào quá trình phiên mã ngược, nhờ sử dụng enzyme phiên mã ngược reverse trascriptase. Nó có khả năng tổng hợp nên DNA một mạch được gọi là c-DNA từ khuôn mRNA. Nhờ enzyme này mà ta có thể tổng hợp hầu như bất cứ gen chuyên biệt nào miễn có mặt mRNA của gen đó. Đoạn cDNA kép gắn vào plamisd và biến nạp vào tế bào nhận Actionmucor elegans để tạo dòng c-DNA. b.Vector chuyển gen: Để plamsid có thể tồn tại trong tế bào Eukaryote, ta nên chọn plasmid vòng tròn 2 micrometer, dài khoảng 6300pb, có nhiều trong nấm men Saccharomyces cerevisiae. Tạo plasmid tái tổ hợp: gắn đoạn DNA vào vector chuyển gen để tạo plasmid có mang DNA lạ gọi là plasmid tái tổ hợp. Sử dụng phương pháp dùng enzyme terminal transferase: dựa vào khả năng đặc hiệu của enzyme terminal transferase có thể gắn cùng một loại nucleotide thành chuỗi vào đầu mút 3’OH của mạch DNA. Đoạn DNA sau khi thu nhận từ Rhizopus oligospourus, được ủ với enzyme terminal transferase tạo hai đầu mút 3’GGGGG. Khi trộn lẫn hai loại DNA lại với nhau, các đầu mút có trình tự bổ sung với nhau sẽ bắt cặp trên đoạn DNA của thu nhận từ nấm mốc có thể gắn vào plasmid. Enzyme polymeraseI sẽ gắn các nucleotide tương ứng vào chỗ trống và ligase sẽ hàn gắn lại. Page 18 c. Biến nạp DNA tái tổ hợp vào tế bào: Sau khi tạo được plasmid tái tổ hợp mang gen chịu nhiệt, tiếp theo là đưa nó vào tế bào nấm mốc Actinomucor elegans không mang plasmid. Ta có thể sử lý bằng hóa chất(CaCl2) kèm sốc nhiệt thì DNA tái tổ hợp được đưa vào tế bào nhiều hơn. Hiệu quả tạo các thể biến nạp nhiều hơn. Có nhiều phương pháp biến nạp DNA tái tổ hợp vào trong tế bào nhưng chúng không thích hợp cho tế bào nấm mốc. ví dụ: điện biến nạp thì tế bào chết cao, vi tiêm thường sử dụng cho động vật có vú, bắn DNA vào tế bào sử dụng cho động vật. d. Chọn lọc: Sau khi chuyển DNA tái tổ hợp vào trong tế bào nấm mốc Actinomucor elegans ta phải nuôi cấy chúng ở nhiệt độ 35 0C để chọn lọc những nấm mốc đạt yêu cầu cho sinh sản để tạo dòng. e. Sự biểu hiện của gen: Muốn gen tạo dòng có biểu hiện tổng hợp protein cần cấu tạo vector có đủ các yếu tố phiên mã và dịch mã, được gọi là vector biểu hiện. Nếu gen không nằm giữa promoter và dấu hiệu kết thúc, nó không được phiên mã. Gen của ta được tổng hợp từ c-DNA không có promoter nên phải gắn chúng cạnh promotor thì mới có biểu hiện phiên mã. Tuy nhiên, ngày nay người ta sử dụng phương pháp PCR, là một phương pháp đơn giản khếch đại nhanh nhiều bản sao của các đoạn DNA mà không qua tạo dòng. PCR là quá trình khếch đại một trình tự DNA đặc hiệu invitro do sự xúc tác enzyme DNA polymerase. Sự khếch đại nói chung được thực hiện nhờ các chu trình nhiệt lặp lại gồm đun nóng( 95 0 C), làm nguội (37-650) và ủ lâu ở 720C . trong dung dịch có các đoạn mồi, mỗi loại sẽ bắt cặp bổ sung với đầu mạch đơn tương ứng. Nhờ vậy, một mạch kép DNA sau phản ứng cho DNA polymerase thực hiện hai mạch DNA kép và có thể thực hiện chu trình khếch đại theo cấp số nhân 2 n. II . Sản xuất chao theo phương pháp hiện đại. Có rất nhiều loại chao khác nhau nhưng về cơ bản quy trình công nghệ nào cũng gồm 5 bước: - Sản xuất đậu phụ làm chao. - Nuôi mốc. - Ướp muối. - Lên men và chế biến. Page 19 - Đóng gói. Để sản xuất chao có chất lượng tốt, một số công đoạn và yêu cầu vệ sinh cần được bổ sung vào quy trình cho hoàn chỉnh như sau:  Khi cô sữa đậu nành bằng nước chua, nên lưu ý cho tỷ lệ khoảng 6% muối ăn để giúp ngăn ngừa vi sinh vật tạp nhiễm phát triển làm ung thúi chao.  Nên dùng CaSO4 hay MgSO4 với nồng độ 0,03 - 0,04N thay cho nước chua để cô kết sữa đậu nành, có lợi hơn là cấu trạng miếng chao, thích hợp hơn và còn là nguồn calcium cho sản phẩm. Nhưng trước khi ủ mốc, phải nhúng chao vào dung dịch nước mặn chứa 6% muối ăn và 2,5% axit citric C6H8O7OH trong khoảng 1 giờ để có pH 3 – 4 cho mốc chao phát triển tốt.  Trước khi cho lên mốc, các miếng chao cần được thanh trùng (hấp ở 1000C trong khoảng 15 phút để diệt khuẩn).  Nên phân lập và nuôi nhân mốc chao thuần chủngng chi trong khi gieo miếng chao để ủ, để các loại mốc đen, mốc xanh không phát triển được. Các mốc Mucor elegans, Mucor hiemalis, Mucor silvaticus, Mucor subtilissimus đều có đặc tính lên men chua tốt nhưng mốc Mucor elegans là tốt nhất. Chao thành phẩm tốt, khi các miếng chao còn nguyên miếng, bề mặt nguyên vẹn, nhẵn mịn. Trạng thái của chao chắc, không rã nát, lợn cợn hạt, có màu vàng ngà đặc trưng, không đen thâm hoặc xanh đen, nước chao không đục. Chao có mùi chua đặc trưng không có mùi thúi hoặc hôi. Vị của chao béo, thơm và hơi chua, dịu, không có vị đắng, tanh hoặc vị khó chịu nào khác. Chao làm từ đậu nành sạch, nước muối lắng lược tốt… sẽ không có cát hoặc vật thể lạ. Chao làm từ nước chua lên men lactic ở 41 0C có hàm lượng đạm toàn phần, tính trên chất khô khoảng 55%, từ axit acetic hàm lượng đạm có thể lên đến 57,1% và so với cô đặc bằng calcium sulfat là 54% tính trên chất khô. 1. Quy trình sản xuất chao: Page 20