Đặt vấn đề Thực phẩm lên men là thực phẩm đã trải qua quá trình lên men, trong thời gian lên men một số thành phần trong thực phẩm bị chuyển hóa bởi những tác động của vi sinh vật hoặc enzyme (Đỗ Thị Bích Thủy và Trần Bảo Khánh, 2022). Các loại thực phẩm lên men như: rượu vang, bia, rau củ quả lên men, sữa chua, miso, natto,… thường chứa các vi sinh vật và các enzyme hỗ trợ hệ tiêu hóa và hệ miễn dịch của con người, chúng đóng vai trò quan trọng trong chế độ ăn uống trên thế giới. Natto là một trong những loại thực phẩm lên men từ đậu nành được sản xuất và tiêu thụ chủ yếu ở Nhật Bản, ngoài ra chúng cũng được tiêu thụ ở một số nước khác như: Mỹ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Việt Nam. Natto có mùi thơm đặc trưng với kết cấu mềm ẩm và dính nhớt, thường được sử dụng kèm với nước tương, mù tạt, các loại gia vị khác và cũng có thể được dùng với cơm chín.
Natto thường được bảo quản ở nhiệt độ 5–20°C trong vòng 20 ngày, ngắn hơn so với thời gian bảo quản của một số sản phẩm lên men khác như sữa chua, phô mai… (Reddy và cộng sự, 1986), do chúng có độ ẩm khá cao khoảng 59,5% (T. Weng và Tsao, 2010). Trước đây, natto chưa được sử dụng phổ biến như hiện nay do người tiêu dùng chưa biết nhiều đến những lợi ích của chúng mang lại cho sức khoẻ như bây giờ. Ngày nay, mọi người quan tâm nhiều hơn đến các thực phẩm tốt cho sức khoẻ và natto là một trong những thực phẩm có giá trị ý nghĩa đối với sức khỏe của con người nên ngày càng có nhiều nghiên cứu về natto được thực hiện như việc nuôi cấy những vi sinh vật có trong natto và ứng dụng chúng vào các loại nguyên liệu khác.
Điều này đã tạo điều kiện phù hợp hơn cho các nước không trồng được đậu nành hoặc có sản lượng đậu nành thấp vẫn có thể tạo ra natto, nhờ vậy mà dòng sản phẩm natto trở nên đa dạng hơn với nhiều hương vị mới hơn. Đậu nành (đậu tương), là một trong những loại hạt phổ biến và giàu chất dinh dưỡng cho con người. Đặc biệt đây là nguồn thực vật có giàu hàm lượng protein 40,3%, lipid 21%, carbohydrate 33,9% và có hàm lượng tro là 4,9% dựa trên trọng lượng khô của hạt đậu nành nguyên liệu (Perkins, 1995). Loại đậu nành có vỏ màu vàng hay còn được gọi là đậu nành vàng quen thuộc hơn với người Việt Nam nói riêng và những người trên thế giới nói chung.
Ngoài loại đậu nành đó thì còn có một loại đậu nành khác có vỏ màu đen hay còn được gọi là đậu nành đen. Theo báo Japan Times cho rằng đậu nành đen bắt nguồn gốc 1 từ Trung Quốc và cũng khá phổ biến ở một số nước khác Việt Nam, Nhật Bản, Hàn Quốc,. Chính vì những lí do nêu trên, nhóm chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu việc nuôi cấy Bacillus subtilis natto (B. subtilis natto) trên đậu nành đen trong đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất natto đậu nành đen” nhằm khảo sát các điều kiện ảnh hưởng trong quá trình lên men để tìm ra điều kiện phù hợp nhất tạo ra sản phẩm natto đậu nành đen và đánh giá các đặc điểm, tính chất của sản phẩm.
Mục tiêu đề tài Đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất natto đậu nành đen (Glycine max (L.) Merrill)” được thực hiện nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố (nhiệt độ lên men, hàm lượng men vi sinh vật, thể tích dung dịch NaCl 0,85% và thời gian lên men) đến quá trình lên men natto đậu nành đen bởi chủng vi khuẩn B. subtilis natto, đánh giá chất lượng và xác định thời gian bảo quản sản phẩm natto đậu nành đen. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là hạt đậu nành đen (Glycine max (L.) Merrill), quá trình lên men natto từ hạt đậu nành đen Việt Nam và sản phẩm natto đậu nành đen.
Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ lên men, hàm lượng men vi sinh vật, thể tích dung dịch NaCl 0,85% và thời gian lên men) đến chất lượng của sản phẩm natto đậu nành đen. Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm của khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm của trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Nội dung nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất natto đậu nành đen (Glycine max (L.) Merrill)” gồm các nội dung được thực hiện như sau: - Tổng hợp tài liệu, thử nghiệm và xây dựng quy trình thích hợp để sản xuất natto đậu nành đen ở quy mô phòng thí nghiệm và có thể áp dụng ở quy mô lớn hơn. - Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng sản phẩm natto đậu nành đen.
2 - Khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng men vi sinh vật đến chất lượng sản phẩm natto đậu nành đen. - Khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích dung dịch NaCl 0,85% sử dụng trong quá trình lên men đến chất lượng sản phẩm natto đậu nành đen. - Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm natto đậu nành đen. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Thông qua các kết quả nghiên cứu sẽ xây dựng được quy trình công nghiệp sản xuất natto đậu nành đen bằng chủng B.
Kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm và các đối tượng khác có quan tâm. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu này có thể được áp dụng ở quy mô sản xuất lớn hơn như quy mô pilot, quy mô công nghiệp thay vì sản xuất thủ công theo quy mô hộ gia đình. Ngoài ra từ việc nghiên cứu này cũng có thể cung cấp cho thị trường một sản phẩm natto mới làm đa dạng hóa thị trường sản phẩm natto. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về natto 2. Giới thiệu về sản phẩm natto Natto (hình 2.1) là một trong những loại thực phẩm lên men từ đậu nành đã có mặt lâu đời ở Nhật Bản và các nước trong khu vực Châu Á. Natto được tạo ra sau quá trình lên men đậu nành bởi vi khuẩn B. Các sản phẩm natto đạt chất lượng tốt sẽ có lớp chất nhầy dính màu trắng phủ bên ngoài hạt đậu, có hương vị đặc trưng, không có mùi amoni quá nặng và không có mùi ôi thiu, độ cứng của hạt vừa phải không quá mềm cũng không quá cứng, có màu sắc đặc trưng của đậu nành, khi khuấy bằng đũa có thể tạo ra một lớp sợi nhớt và dính.
Sau khi lên men, các sản phẩm natto có thể được sử dụng ngay mà không cần chế biến lại, thường được bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh ở nhiệt độ dưới 10°C trong 5 ngày hoặc bảo quản đông lạnh tại -18°C hoặc thấp hơn trong 12 tháng (Hu và cộng sự, 2010; Yoshikawa và cộng sự, 2014). Natto đậu nành Nhật Bản Có nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc của natto, hầu hết mọi người nghĩ rằng natto có nguồn gốc từ Trung Quốc, cũng có ý kiến khác cho rằng natto có nguồn gốc từ phía bắc của Nhật Bản cách đây khoảng 1000 năm trước (Hu và cộng sự, 2010). Trong nghiên cứu khác của Shurtleff và Aoyagi (2012) thì cho rằng natto được nhắc đến lần đầu tiên vào năm 1405 trong nhật ký của Noritoki Fujiwara lúc đó natto được gọi là Itohiki daizu. Cũng trong nghiên cứu đó có đề cập rằng, vào tháng 8 năm 1906, ông S.
Sawamura là người đầu tiên phân lập được B. subtilis natto và đã đặt tên cho loại vi sinh vật mới được phát hiện đó. Sau đó, ông đã chứng minh rằng chủng vi khuẩn này chịu trách nhiệm cho quá trình lên men natto và nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học ở Nhật Bản (Shurtleff và Aoyagi, 2012). 4 Ban đầu natto được xem là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho các nhà sư ăn chay, hoàng gia, các gia đình quý tộc và các chiến binh Nhật Bản (Y.
Liu và cộng sự, 2021). Cùng với sự phát triển của công nghệ, natto đã thay đổi từ sản xuất theo kiểu xưởng tại gia đình sang sản xuất kiểu nhà máy. Vào năm 1983, Nhật Bản xây dựng tiêu chuẩn công nghiệp của natto (Kiuchi và cộng sự, 2004), nhờ vậy mà sản phẩm natto được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn. Trong báo cáo mới nhất của WHO về Thống kê y tế Thế giới năm 2018, cho thấy danh sách xếp hạng tuổi thọ trung bình của Nhật Bản cao nhất trong 20 năm, trung bình đạt 84 tuổi, trong đó tuổi thọ của nữ là 87 và của nam là 81 (Y.
Liu và cộng sự, 2021). Cũng có nhiều ý kiến cho rằng, việc sử dụng natto thường xuyên trong bữa ăn của người Nhật là lý do Nhật Bản có thể trở thành quốc gia có tuối thọ cao nhất trên thế giới. Phân loại natto Theo như các tìm hiểu và nghiên cứu thì trên thị trường có ba loại natto là Itohiki- natto, Yukiwari-natto và Hama-natto (Ohta, 1986), các loại natto này có phương pháp sản xuất khác nhau nên mỗi loại sẽ có vẻ ngoài và mùi vị đặc trưng riêng biệt. Itohiki-natto còn được gọi là "natto", một loại thực phẩm lên men truyền thống của Nhật Bản (Rocchi và cộng sự, 2024).
Nó được sản xuất bằng cách lên men đậu nành nguyên hạt nấu chín trộn với Bacillus natto, một chủng B. Trong sản phẩm này, hình dạng của đậu nành nguyên hạt nấu chín được duy trì như ban đầu và trên bề mặt của đậu được phủ một chất nhớt có chứa polyme axit glutamic do B. subtilis natto sản xuất (Ho và cộng sự, 2006). Yukiwari-natto được được tạo ra bằng cách trộn Itohiki-natto với gạo (koji) và muối, bổ sung thêm Aspergillus oryzae (A.
Yukiwari-natto thường ủ ở nhiệt độ 25°C đến 30°C trong khoảng 2 tuần nhằm ổn định hương vị và chất lượng của sản phẩm (Kiuchi và cộng sự, 1976). Hama-natto được tạo ra bằng cách lên men đậu nành nấu chín, trên bề mặt đậu được bổ sung Aspergillus oryzae (A. Bên trong Hama-natto đã phân lập được hai chủng Aspergillus oryzae với các hoạt tính thủy phân mạnh protein và tinh bột (Asano và Saito, 1954). Từ các nghiên trước đây đã cho rằng các enzyme koji cũng như các vi sinh vật trong quá trình lên men Hama-natto sẽ tạo ra các loại hương vị khác nhau cho sản phẩm.
Ngoài ra thì hương vị đặc trưng của Hama-natto cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi hàm lượng acid béo tự do tồn tại trong sản phẩm (Matsumoto, 1965).