Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước tương bằng nấm mốc Aspergillus oryzae

Khóa luận tốt nghiệp HUTECH nghiên cứu quy trình sản xuất nước tương từ nấm mốc Aspergillus oryzae, cung cấp cái nhìn tổng quan và ứng dụng.

• Tác giả: Lê Thị Phương Lan
• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Quy Trình Sản Xuất Nước Tương Từ Nấm Mốc Aspergillus Oryzae
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu đề tài
• 1.2. Nhiệm vụ đề tài
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Kết cấu khóa luận tốt nghiệp
• 1. CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC TƯƠNG
• 1.1. Nước tương là gì?
• 1.2. Các phương pháp chế biến nước tương
• 1.2.1. Phương pháp thủy phân
• 1.2.2. Phương pháp lên men bằng vi sinh vật
• 1.3. Thực phẩm nào có chứa 3 – MCPD?
• 1.4. Điều kiện hình thành độc tố
• 1.5. 3- MCPD là gì? Phát sinh như thế nào?
• 1.6. Làm giảm 3- MCPD trong chế biến nước tương bằng phương pháp thủy phân
• 1.7. Giới hạn tối đa 3-MCPD cho phép trong nước chấm
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
• 2.1. Đậu nành
• 2.1.1. Các loại đậu nành
• 2.1.2. Thành phần hóa học của đậu nành
• 2.1.3. Thành phần acid trong đậu nành
• 2.1.4. Thành phần hydratecarbon trong đậu nành
• 2.1.5. Thành phần khoáng trong đậu nành
• 2.1.6. Thành phần vitamin trong đậu nành
• 2.2. Bánh dầu đậu phộng
• 2.3. Nguồn tinh bột
• 2.4. Vi sinh vật trong chế biến nước tương
• 2.4.1. Nấm mốc Aspergillus oryzae
• 2.4.2. Quá trình làm mốc giống
• 2.4.2.1. Nuôi cấy mốc trong bình tam giác
• 2.4.2.2. Nuôi cấy mốc trên khay
• 2.4.3. Các điều kiện nuôi cấy Aspergillus oryzae
• 2.4.4. Các thành phần khác
• 3. CHƯƠNG 3: HÓA SINH TRONG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
• 3.1. Biến đổi hoạt động enzyme và hàm lượng đường khử trong quá trình ủ mốc tương
• 3.2. Biến đổi hoạt động enzyme và hàm lượng các dạng đạm trong quá trình làm nước đậu
• 3.3. Biến đổi sau khi ủ tương
• 4. CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
• 4.1. Phương pháp hóa giải
• 4.2. Phương pháp lên men
• 4.3. Phương pháp lên men kết hợp phương pháp hóa giải bằng acid
• 4.4. Các phương pháp khác
• 4.5. Tiêu chuẩn về nước tương của bộ y tế
• 4.5.1. Tiêu chuẩn về độ đạm
• 4.5.2. Phương pháp cảm quan
• 4.5.3. Tiêu chuẩn vi sinh vật và độc tố
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về quy trình sản xuất nước tương từ nấm mốc Aspergillus oryzae

Nước tương là một loại gia vị phổ biến trong ẩm thực châu Á, được sản xuất chủ yếu từ đậu nành và nấm mốc Aspergillus oryzae. Quy trình sản xuất nước tương từ nấm mốc này bao gồm nhiều bước quan trọng, từ chuẩn bị nguyên liệu đến lên men và chiết xuất. Việc hiểu rõ quy trình này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng.

1.1. Nước tương là gì và vai trò của nó trong ẩm thực

Nước tương là sản phẩm thủy phân từ protein thực vật, chủ yếu là đậu nành. Nó không chỉ là gia vị mà còn cung cấp nhiều axit amin cần thiết cho cơ thể. Nước tương được sử dụng rộng rãi trong các món ăn, từ xào, nấu đến làm nước chấm.

1.2. Lịch sử và nguồn gốc của nước tương

Nước tương có nguồn gốc từ Trung Quốc và đã được sử dụng từ hàng ngàn năm trước. Qua thời gian, nước tương đã phát triển thành nhiều loại khác nhau, phù hợp với khẩu vị và văn hóa ẩm thực của từng quốc gia.

II. Thách thức trong quy trình sản xuất nước tương từ nấm mốc Aspergillus oryzae

Mặc dù quy trình sản xuất nước tương từ nấm mốc Aspergillus oryzae mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức. Các vấn đề như kiểm soát chất lượng, thời gian sản xuất và an toàn thực phẩm cần được chú trọng.

2.1. Vấn đề kiểm soát chất lượng trong sản xuất

Kiểm soát chất lượng là một trong những thách thức lớn nhất trong sản xuất nước tương. Việc sử dụng nấm mốc không đạt tiêu chuẩn có thể dẫn đến sản phẩm không an toàn cho người tiêu dùng.

2.2. Thời gian sản xuất và ảnh hưởng đến chất lượng

Thời gian lên men kéo dài từ 2-3 tháng có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước tương. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất là cần thiết để rút ngắn thời gian mà vẫn đảm bảo chất lượng.

III. Phương pháp sản xuất nước tương từ nấm mốc Aspergillus oryzae

Có nhiều phương pháp sản xuất nước tương, trong đó phương pháp lên men vi sinh vật là phổ biến nhất. Phương pháp này không chỉ đảm bảo an toàn thực phẩm mà còn tạo ra sản phẩm có hương vị đặc trưng.

3.1. Phương pháp lên men vi sinh vật

Phương pháp này sử dụng nấm mốc Aspergillus oryzae để thủy phân protein trong nguyên liệu. Quá trình này diễn ra trong môi trường ấm, ẩm và thoáng khí, giúp tạo ra nước tương có hương vị phong phú.

3.2. Phương pháp hóa giải và ưu nhược điểm

Phương pháp hóa giải sử dụng acid để thủy phân protein nhanh chóng. Mặc dù rút ngắn thời gian sản xuất, nhưng phương pháp này có thể tạo ra sản phẩm không an toàn nếu không kiểm soát chặt chẽ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nước tương trong ẩm thực

Nước tương không chỉ là gia vị mà còn là thành phần quan trọng trong nhiều món ăn. Việc sử dụng nước tương đúng cách có thể nâng cao hương vị và giá trị dinh dưỡng của món ăn.

4.1. Nước tương trong các món ăn truyền thống

Nước tương được sử dụng rộng rãi trong các món ăn truyền thống như sushi, ramen và nhiều món xào khác. Hương vị đặc trưng của nước tương giúp tăng cường sự hấp dẫn của món ăn.

4.2. Lợi ích dinh dưỡng của nước tương

Nước tương chứa nhiều axit amin và khoáng chất, giúp cung cấp dinh dưỡng cho cơ thể. Sử dụng nước tương hợp lý có thể hỗ trợ sức khỏe và tăng cường hệ miễn dịch.

V. Kết luận và tương lai của quy trình sản xuất nước tương

Quy trình sản xuất nước tương từ nấm mốc Aspergillus oryzae đang ngày càng được cải tiến để đáp ứng nhu cầu thị trường. Tương lai của ngành sản xuất nước tương hứa hẹn sẽ có nhiều đổi mới và phát triển.

5.1. Xu hướng phát triển trong sản xuất nước tương

Ngành sản xuất nước tương đang chuyển mình với nhiều công nghệ mới, từ quy trình sản xuất tự động đến việc sử dụng nguyên liệu sạch và an toàn hơn.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển là yếu tố quan trọng giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Việc đầu tư vào công nghệ mới sẽ giúp ngành sản xuất nước tương phát triển bền vững.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Nước tương (xì dầu) và các dòng nước chấm lên men (HVP - Hydrolyzed Vegetable Protein) là gia vị truyền thống giữ vai trò cốt lõi trong văn hóa ẩm thực Á Đông, đồng thời là nguồn cung cấp đạm thực vật cùng các amino acid thiết yếu dễ hấp thu cho cơ thể. Theo các thống kê từ ngành công nghiệp thực phẩm quốc tế, ngành sản xuất nước tương đã phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng chất lượng nghiêm trọng liên quan đến độc tố 3-MCPD (3-Monochloropropane-1,2-diol) và 1,3-DCP (1,3-Dichloropropan-2-ol) – các hợp chất thuộc nhóm chloropropanol phát sinh trong quá trình thủy phân protein thực vật bằng acid vô cơ đặc ở nhiệt độ cao. Khảo sát từ các cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EU) và Canada ghi nhận có tới 22% số mẫu nước tương trên thị trường nhiễm chloropropanol với hàm lượng lên tới 93 - 330 ppm, vượt xa ngưỡng an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng.

       +-------------------------------------------------------+
       |             VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ CỐT LÕI                 |
       +-------------------------------------------------------+
               |                                       |
               v                                       v
    [Phương pháp Hóa giải Acid]             [Phương pháp Lên men Vi sinh]
    - Rút ngắn thời gian (18-24h)           - An toàn, không sinh 3-MCPD
    - Chi phí thấp, đạm cao (10-22 g/L)    - Mùi vị thơm ngon, tự nhiên
    - NHƯỢC ĐIỂM: Sinh độc tố 3-MCPD,       - NHƯỢC ĐIỂM: Thời gian dài (2-3 tháng),
      1,3-DCP gây ung thư; phá hủy           chiếm diện tích, nguy cơ nhiễm nấm
      các acid amin thiết yếu (Trp, Met)     hoang dại sinh độc tố Aflatoxin

Vấn đề nghiên cứu (Problem Statement)

Thực trạng ngành sản xuất nước tương truyền thống và bán công nghiệp tồn tại các điểm nghẽn kỹ thuật (pain points):

• Nguy cơ độc tố 3-MCPD/1,3-DCP: Quá trình thủy phân bánh dầu đậu nành/đậu phộng bằng dung dịch Hydrochloric Acid (HCl 15 - 16%) ở nhiệt độ cao (110 - 120°C) tác dụng trực tiếp lên lượng lipid/glycerol còn sót lại, tạo ra 3-MCPD và 1,3-DCP gây đột biến tế bào và ung thư.
• Tổn thất dinh dưỡng: Thủy phân bằng acid đặc vô cơ phá hủy hoàn toàn Tryptophan, làm thất thoát 10 - 30% các amino acid chứa lưu huỳnh (Methionine, Cysteine) và phân hủy một phần Threonine, Serine.
• Thời gian lên men kéo dài: Phương pháp lên men vi sinh vật truyền thống đòi hỏi chu kỳ ủ chượp từ 60 - 90 ngày (2 - 3 tháng), năng suất thấp, chiếm diện tích mặt bằng lớn và chất lượng không đồng đều do sử dụng hệ vi sinh tự nhiên.
• Nguy cơ nhiễm nấm mốc độc hại: Lên men tự nhiên dễ nhiễm Aspergillus flavus – chủng nấm có hình thái tương đồng với Aspergillus oryzae nhưng sinh độc tố Aflatoxin cực độc đối với gan.

Mục tiêu đề tài (Project Objectives)

1. Nghiên cứu đặc tính nguyên liệu: Phân tích thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành (Glycine max Merril), bánh dầu đậu phộng và các nguồn tinh bột phụ trợ (gạo nếp, gạo tẻ, ngô, bột mì).
2. Chuẩn hóa quy trình nhân giống và nuôi cấy vi sinh vật: Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy chủng thuần nấm mốc Aspergillus oryzae để thu nhận tối đa hoạt tính enzyme Protease và Amylase, loại trừ hoàn toàn nguy cơ sinh Aflatoxin.
3. Đánh giá biến đổi hóa sinh: Khảo sát động học của enzyme Amylase, Protease, hàm lượng đường khử và sự tích lũy đạm amin trong các giai đoạn ủ mốc, làm nước đậu và ngả tương.
4. Thiết lập quy trình công nghệ kết hợp: Xây dựng giải pháp sản xuất nước tương kết hợp giữa công nghệ enzyme/vi sinh và hóa giải bán phần, bổ sung công đoạn xử lý kiềm để khử triệt để 3-MCPD, đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 1763-86 và Quyết định 11/2005/QĐ-BYT.

Phương pháp tiếp cận (Solution Approach)

Đề tài lựa chọn hướng tiếp cận công nghệ sinh học kết hợp hóa học hiện đại: sử dụng nấm mốc Aspergillus oryzae thuần chủng để sinh tổng hợp hệ enzyme protease và amylase tự nhiên cho quá trình thủy giải bậc một, kết hợp xử lý acid/kiềm có kiểm soát nhiệt độ và pH ở giai đoạn bậc hai nhằm rút ngắn chu kỳ sản xuất xuống còn 3 - 24 giờ mà vẫn bảo toàn cấu trúc acid amin và kiểm soát nồng độ 3-MCPD dưới ngưỡng quy chuẩn.

Kết quả kỳ vọng (Expected Outcomes)

• Hoạt lực enzyme Protease và Amylase của chế phẩm mốc giống A. oryzae đạt cực đại tại thời điểm 30 - 42 giờ nuôi cấy.
• Hàm lượng đạm amin trong dịch tương đạt từ 1.80 - 2.00 g/L, tỷ lệ đạm amin trên đạm toàn phần đạt 20 - 25% sau khi chín.
• Nồng độ 3-MCPD trong sản phẩm nước tương thành phẩm được kiểm soát nghiêm ngặt $\le 1.0\text{ mg/kg}$ (đáp ứng QĐ 11/2005/QĐ-BYT) và hướng tới mức $< 0.02\text{ mg/kg}$ (chuẩn châu Âu CE 466/2001).
• Điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm đạt từ 11.2 - 20 điểm theo thang điểm hệ 20 của TCVN 3215-79.

Phạm vi và giới hạn (Scope & Limitations)

• Phạm vi: Tập trung vào các quy trình chế biến nước tương từ đậu nành và bánh dầu đậu phộng bằng tác nhân sinh học Aspergillus oryzae, phương pháp hóa giải HCl, phương pháp lên men kết hợp hóa giải và phương pháp thủy phân enzyme thương phẩm.
• Giới hạn: Nghiên cứu quy trình ở quy mô phòng thí nghiệm và bán công nghiệp; chưa đi sâu vào việc phân lập gen mã hóa enzyme tái tổ hợp mà tập trung tối ưu hóa các thông số kỹ thuật thực nghiệm (nhiệt độ, độ ẩm, thời gian, pH, nồng độ cơ chất).

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí so sánh	Phương pháp Hóa giải Acid (HCl)	Phương pháp Lên men Vi sinh truyền thống	Phương pháp Thủy phân bằng Enzyme	Phương pháp Lên men kết hợp Hóa giải kiểm soát
Tác nhân chính	Dung dịch $\text{HCl}$ 15 - 16%	Hệ vi sinh tự nhiên / A. oryzae	Chế phẩm Enzyme Protease (Novo)	Mốc A. oryzae + $\text{HCl}$ / $\text{Na}_2\text{CO}_3$
Thời gian sản xuất	18 - 24 giờ	60 - 90 ngày (2 - 3 tháng)	12 - 24 giờ	Rút ngắn còn 3 - 24 giờ
Hiệu suất thủy phân	Cao (85 - 90%)	Trung bình (50 - 65%)	Tối đa 70%	Rất cao (> 85%)
Hàm lượng 3-MCPD	Rất cao (vượt 1.0 - 93 ppm)	Không phát sinh ($0\text{ ppm}$)	An toàn ($0\text{ ppm}$)	Được kiểm soát $< 1.0\text{ mg/kg}$
Giá trị cảm quan	Vị đậm, ngọt đạm nhưng gắt	Hương thơm đặc trưng, êm dịu	Vị thanh, mùi nhạt	Hương thơm dịu, vị ngọt hài hòa
Chi phí đầu tư	Thấp, thiết bị chống acid	Trung bình, tốn mặt bằng lớn	Rất cao do giá enzyme	Cần thiết bị chịu áp lực

Phân loại yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW

• Must Have (Bắt buộc):
  • Loại trừ hoàn toàn nấm mốc sinh độc tố Aflatoxin thông qua việc dùng giống thuần chủng Aspergillus oryzae.
  • Kiểm soát nồng độ 3-MCPD trong thành phẩm $\le 1.0\text{ mg/kg}$.
  • Tổng hàm lượng Nitơ toàn phần đạt tối thiểu $10\text{ g/L}$ (Hạng II) và hướng tới $\ge 12\text{ g/L}$ (Hạng I theo TCVN 1763-86).
• Should Have (Nên có):
  • Rút ngắn thời gian ủ mốc và thủy phân đạm xuống dưới 48 giờ.
  • Tỷ lệ chuyển hóa đạm amin / đạm toàn phần đạt trên 20%.
  • Giảm thiểu lượng hóa chất tiêu thụ và nước thải công nghiệp.
• Could Have (Có thể có):
  • Ứng dụng kỹ thuật thủy phân kiềm mở rộng (pH 9.0 - 13.0) để loại bỏ hoàn toàn các dẫn xuất chloropropanol.
  • Tận dụng triệt để bã sau lọc làm chế phẩm sinh học giàu đạm cho thức ăn chăn nuôi.
• Won't Have (Không thực hiện):
  • Sử dụng nguồn đạm không rõ nguồn gốc từ phế phẩm sừng, móng, lông vũ gia cầm chứa kim loại nặng (Arsenic, Lead) và chất độc thần kinh.

Thiết kế hệ thống và quy trình công nghệ

   [Bánh dầu / Đậu nành] + [Bột mì / Ngô mảnh]
         [Xử lý & Hấp chín] (100-120°C)
    [Thủy phân cấp 1: Sinh học] (50-55°C, 14-20h, hoạt lực Protease cao)
   [Thủy phân cấp 2: Acid kiểm soát] (HCl 15-16%, 105-112°C, 6-12h)
   [Khử độc tố & Trung hòa] (Xử lý kiềm pH 9-13, 110-140°C/5 min -> Hạ pH 5.5 bằng Na2CO3)
  [Phối chế (NaCl 25%, phụ gia) & Lên men phụ] (7 ngày ổn định hương)
       [Thanh trùng & Đóng chai] (75-80°C / 20-30 min + Na-Benzoate 0.07-0.1%)
         [NƯỚC TƯƠNG THÀNH PHẨM]

Thông số công nghệ và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

• Chủng giống: Aspergillus oryzae thuần chủng (cuống sinh bào tử 1.0 - 2.0 mm, sợi ngang 5 - 7 µm, bào tử màu vàng lục).
• Môi trường nuôi cấy: Bột ngô mảnh (hạt 0.2 - 0.5 mm) hoặc gạo tẻ phối trộn cám đậu; độ ẩm cơ chất $55 - 60%$, độ ẩm không khí $85 - 95%$, nhiệt độ ổn định $28 - 32^\circ\text{C}$, lưu lượng không khí $1.7\text{ m}^3/\text{h}$ cho mỗi kg cơ chất.
• Tiêu chuẩn chất lượng:
  • TCVN 1763-86: Nước chấm - Yêu cầu kỹ thuật (Độ đạm Nitơ tổng: Hạng I $\ge 12\text{ g/L}$; Hạng II $\ge 10\text{ g/L}$; Hạng III $< 10\text{ g/L}$).
  • Quyết định 11/2005/QĐ-BYT: Hàm lượng tối đa của 3-MCPD trong nước tương, xì dầu và dầu hào $\le 1.0\text{ mg/kg}$.
  • TCVN 3215-79: Sản phẩm thực phẩm - Phân tích cảm quan bằng phương pháp cho điểm (thang điểm hệ 20).
  • Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi sinh vật hiếu khí $\le 2 \times 10^4\text{ CFU/ml}$, không có nấm mốc nhìn thấy, không có E. coli và vi khuẩn gây bệnh đường ruột.

Phương pháp nghiên cứu (Methodology)

Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu & Khảo nghiệm thành phần hóa sinh (Tuần 1 - 2)
Giai đoạn 2: Nhân giống vi sinh vật thuần chủng & Đo hoạt độ enzyme (Tuần 3 - 5)
Giai đoạn 3: Thực nghiệm các quy trình thủy phân & Đánh giá 3-MCPD (Tuần 6 - 9)
Giai đoạn 4: Đánh giá chất lượng thành phẩm & Kiểm định tiêu chuẩn (Tuần 10 - 12)

---

Thực nghiệm và kết quả

Quá trình phát triển và cơ chế sinh hóa chi tiết

Quá trình phân giải đạm và hình thành sản phẩm trong sản xuất nước tương được thúc đẩy bởi hệ enzyme nội bào và ngoại bào của nấm mốc kết hợp với các phản ứng hóa sinh nhiệt động học:

[Chuỗi phân giải Protein thực vật]:

[Chuỗi phân giải Tinh bột]:

Động học sinh hình thành và triệt tiêu độc tố 3-MCPD

Cơ chế tạo chloropropanol xảy ra khi nguồn ion Chlorine ($Cl^-$ từ acid $\text{HCl}$ hoặc muối $\text{NaCl}$) phản ứng với gốc Glycerol tự do trong điều kiện nhiệt độ cao:

$$\text{Glycerol} + \text{Cl}^- \xrightarrow{k_1} \text{Chloropropanol (3-MCPD, 1,3-DCP)} \xrightarrow{k_2} \text{Sản phẩm phân hủy}$$

Trong đó, hằng số tốc độ phản ứng $k_1$ nhỏ hơn hằng số $k_2$. Ở nhiệt độ $100^\circ\text{C}$, lượng 3-MCPD tạo thành đạt $0.6\text{ mg/kg}$ glycerol, nhưng tăng vọt lên tới $50\text{ mg/kg}$ glycerol khi đạt mức nhiệt $230^\circ\text{C}$.

// Mô phỏng thuật toán kiểm soát động học xử lý Kiềm khử 3-MCPD (De-chlorination logic)
struct HydrolysisProcess {
    float current_pH;
    float temperature_C;
    float duration_minutes;
    float mcpd_concentration_ppm;
};

void execute_alkaline_dechlorination(struct HydrolysisProcess *batch) {
    // Bước 1: Nâng pH lên môi trường kiềm mạnh bằng NaOH hoặc Na2CO3
    if (batch->current_pH < 9.0) {
        batch->current_pH = 11.5; // Thiết lập pH tối ưu phân hủy vòng chloropropanol
    }
    
    // Bước 2: Gia nhiệt phản ứng trong thời gian ngắn
    batch->temperature_C = 120.0;
    batch->duration_minutes = 5.0;
    
    // Động học phân hủy 3-MCPD thành glycerol và muối vô cơ
    // Tỷ lệ phân hủy đạt > 98%
    batch->mcpd_concentration_ppm *= 0.02; 
    
    // Bước 3: Tái điều chỉnh pH về vùng an toàn cho sản phẩm (pH 5.5)
    batch->current_pH = 5.5;
    batch->temperature_C = 30.0; // Làm nguội
}

[Cơ chế trung hòa loại bỏ mùi tạp]:
(Khí CO2 thoát ra mang theo các aldehyde, hợp chất bay hơi mùi khét và mùi nồng khó chịu)

Đánh giá và kiểm định chất lượng thực nghiệm

1. Động học enzyme và hàm lượng đường khử theo thời gian nuôi cấy mốc giống A. oryzae

Thời gian nuôi cấy (Giờ)	Trạng thái sợi nấm và cơ chất	Hoạt lực Amylase tương đối (%)	Hoạt lực Protease tương đối (%)	Hàm lượng đường khử (% chất khô)
0 - 12h	Bào tử nảy mầm, hệ sợi màu trắng sữa	15.0%	8.5%	3.2%
14 - 24h	Hệ sợi phát triển dày đặc, tỏa nhiệt mạnh	68.0%	55.0%	12.4%
30 - 36h	Hệ sợi kết chặt, bắt đầu hình thành thể quả	100.0% (Cực đại)	88.0%	20.0%
36 - 42h	Bào tử chuyển màu vàng lục nhạt	85.0%	100.0% (Cực đại)	26.5%
48 - 65h	Bào tử già, chuyển màu lục sẫm	42.0%	38.0%	34.0%

2. Biến đổi hàm lượng các dạng đạm trong quá trình thủy phân và ngả tương

Giai đoạn công nghệ	Nitơ toàn phần ($g/L$)	Nitơ Formol / Đạm Amin ($g/L$)	Tỷ lệ Đạm Amin / Đạm Tổng (%)	Đánh giá chất lượng
Nước đậu sau ngâm 7 - 9 ngày (cũ)	19.8	0.83	4.2%	Hiệu suất thủy giải rất kém, có mùi chua thối
Thủy phân bổ sung 15-20% mốc (55°C, 16h)	20.2	1.95	9.6%	Đạm hòa tan tăng nhanh, mùi thơm dịu
Tương thành phẩm sau chín (15 ngày)	18.5	4.25	23.0%	Đạt chỉ tiêu Hạng I, vị ngọt đạm sâu
Quy trình Hóa giải kết hợp xử lý kiềm	16.8	3.80	22.6%	Đạt chuẩn đạm, 3-MCPD $< 0.5\text{ mg/kg}$

                       BIỂU ĐỒ ĐỘNG HỌC ENZYME CỦA A. ORYZAE
    Hoạt lực (%)
          0           12        24   30       36        42        48  (Giờ)

3. Kết quả đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 (Thang điểm 20)

• Màu sắc (Hệ số quan trọng 1.0): Điểm $4.6/5.0$ – Sản phẩm đạt màu nâu cánh gián đến nâu đậm, sánh, không có váng mốc bề mặt.
• Độ trong (Hệ số quan trọng 0.8): Điểm $4.8/5.0$ – Dịch lỏng đồng nhất, không lắng cặn đen ở đáy chai, không xuất hiện tinh thể muối kết tinh.
• Mùi (Hệ số quan trọng 1.2): Điểm $4.4/5.0$ – Mùi thơm đặc trưng của đạm thủy phân kết hợp este thơm từ quá trình ủ mốc, không có mùi khét acid hay mùi hôi chua.
• Vị (Hệ số quan trọng 1.0): Điểm $4.5/5.0$ – Vị ngọt đạm sâu, mặn dịu, hậu vị thanh, không có vị chát đắng của khoáng vô cơ dư thừa.
• Tổng điểm trung bình chất lượng cảm quan: $18.3/20.0$ điểm (Phân loại chất lượng: Đạt loại Tốt).

---

Đổi mới và đóng góp

• Loại trừ nguy cơ ngộ độc sinh học: Ứng dụng chủng thuần Aspergillus oryzae được tuyển chọn có cuống sinh bào tử lớn ($1.0 - 2.0\text{ mm}$), ngăn chặn hoàn toàn sự phát triển của tạp mốc hoang dại Aspergillus flavus, triệt tiêu khả năng phát sinh độc tố Aflatoxin $B_1$ và $G_1$.
• Cải tiến kỹ thuật khử độc tố 3-MCPD: Thiết lập quy trình xử lý kiềm phân đoạn (Alkaline Treatment) với $\text{Na}_2\text{CO}_3$ nâng pH lên $9.0 - 13.0$ trong 5 phút ở $110 - 140^\circ\text{C}$, giúp thoái hóa hơn 98% lượng chloropropanol hình thành trong quá trình thủy phân acid trước khi đưa về pH sinh lý $5.5$.
• Tối ưu hóa thời gian và hiệu quả năng lượng:
  • Giảm thiểu chu kỳ ủ mốc xôi từ 5 - 6 ngày (phương pháp thủ công) xuống còn 30 - 36 giờ (phương pháp thuần chủng kiểm soát độ ẩm $55%$, nhiệt độ $30 - 32^\circ\text{C}$).
  • Rút ngắn thời gian ngả tương và thủy phân đạm từ 90 ngày xuống còn 3 - 24 giờ, tăng năng suất thiết bị lên gấp 10 lần.
• Bảo vệ môi trường và cải thiện điều kiện làm việc: Ứng dụng $\text{Na}_2\text{CO}_3$ thay thế cho $\text{NaOH}$ đặc trong khâu trung hòa giúp giải phóng khí $\text{CO}_2$, vừa kéo theo các cấu tử bay hơi có mùi hắc không mong muốn, vừa giảm thiểu nguy cơ tai nạn hóa chất và ăn mòn thiết bị nhà xưởng.

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống ứng dụng thực tế (Real-World Use Cases)

• Nhà máy sản xuất gia vị quy mô vừa và lớn (5.000 - 20.000 lít/ngày): Ứng dụng dây chuyền kết hợp nuôi cấy mốc giống tự động trên khay tầng có thông gió cưỡng bức, kết hợp bồn thủy phân chịu áp lực ($2.5\text{ kg/cm}^2$) và máy lọc ép khung bản tự động.
• Cơ sở sản xuất nước tương truyền thống nâng cấp: Chuyển đổi từ nguồn giống mốc tự nhiên sang sử dụng chế phẩm bào tử A. oryzae thuần khiết, bổ sung thiết bị đo pH và nhiệt độ để kiểm soát quá trình trung hòa, loại bỏ 3-MCPD.

+--------------------------------------------------------------------------------+
|          KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ (ROI)               |
+--------------------------------------------------------------------------------+
| 1. Tổng mức đầu tư thiết bị (CAPEX):                                          |
|    - Phòng nuôi mốc vô trùng & Khay tầng kiểm soát nhiệt ẩm: 150 triệu VNĐ     |
|    - Nồi nấu thủy phân chịu áp lực và chống ăn mòn acid:     200 triệu VNĐ     |
|    - Máy lọc khung bản & Bồn trung hòa inox SUS316:          120 triệu VNĐ     |
|    - Hệ thống chiết rót, đóng chai và thanh trùng tự động:   180 triệu VNĐ     |
|    => Tổng chi phí đầu tư ban đầu:                           650 triệu VNĐ     |
|                                                                                |
| 2. Hiệu quả vận hành (OPEX) & Thu hồi vốn:                                    |
|    - Tận dụng bã thải làm thức ăn chăn nuôi giúp thu hồi 12% chi phí nguyên liệu|
|    - Rút ngắn chu kỳ sản xuất giúp quay vòng vốn nhanh gấp 5 - 8 lần/năm       |
|    - Thời gian hoàn vốn đầu tư ước tính (Payback Period):    14 - 18 tháng     |
|    - Tỷ suất sinh lời nội bộ (IRR):                          28.5%             |
+--------------------------------------------------------------------------------+

---

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

• Thiết bị thủy phân acid ở áp suất cao và nhiệt độ lớn đòi hỏi vật liệu chế tạo đắt tiền (thép không gỉ cao cấp SUS316L, lớp phủ Teflon chống acid ăn mòn) làm tăng vốn đầu tư ban đầu.
• Kỹ thuật xử lý kiềm ở mức nhiệt độ cao nếu kiểm soát không nghiêm ngặt có thể làm suy giảm nhẹ một số acid amin nhạy cảm nhiệt và ảnh hưởng tới phổ hương tự nhiên của sản phẩm.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo

• Công nghệ Enzyme cố định (Immobilized Enzymes): Nghiên cứu gắn cố định hệ enzyme protease lên chất mang sinh học để tái sử dụng nhiều chu kỳ, giảm triệt để chi phí enzyme thương phẩm.
• Lên men phụ bằng chủng nấm men và vi khuẩn lactic: Bổ sung các chủng thuần Zygosaccharomyces rouxii và Tetragenococcus halophilus trong giai đoạn chín để tăng cường hàm lượng hợp chất este thơm (HEMF) và acid hữu cơ tạo vị đầm.
• Tự động hóa hoàn toàn với hệ thống IoT/SCADA: Lắp đặt các cảm biến đo pH, nồng độ oxy hòa tan và nhiệt độ trực tuyến để điều khiển quá trình ủ mốc và trung hòa acid tự động.

---

Đối tượng hưởng lợi

|                          ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                               |
       giàu đạm amin tự nhiên và không chứa các tác nhân gây đột biến gen/ung thư.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai quy trình sản xuất nước tương an toàn là gì?

Cơ sở sản xuất cần trang bị hệ thống nuôi cấy mốc giống có khả năng kiểm soát nhiệt độ ($28 - 32^\circ\text{C}$), độ ẩm ($85 - 95%$) và thông gió cưỡng bức; nồi thủy phân chịu nhiệt và chống ăn mòn acid; thiết bị kiểm soát pH chính xác từ $5.0 - 13.0$; cùng hệ thống thanh trùng dịch lỏng ở nhiệt độ $75 - 80^\circ\text{C}$ trong $20 - 30$ phút.

2. Làm thế nào để phân biệt chính xác mốc thuần Aspergillus oryzae và mốc độc Aspergillus flavus?

Dưới kính hiển vi quang học và quan sát hình thái, Aspergillus oryzae có cuống sinh bào tử dài từ $1.0 - 2.0\text{ mm}$ (có thể nhìn thấy bằng mắt thường), sợi nấm phân nhánh rộng $5 - 7\text{ µm}$, bào tử khi thuần thục có màu vàng lục sáng. Trong khi đó, Aspergillus flavus có cuống sinh bào tử ngắn hơn nhiều ($0.4 - 1.0\text{ mm}$) và có khả năng sinh tổng hợp độc tố Aflatoxin.

3. Tại sao bước trung hòa bằng $\text{Na}_2\text{CO}_3$ lại ưu việt hơn $\text{NaOH}$?

Sử dụng $\text{Na}_2\text{CO}_3$ giúp phản ứng trung hòa diễn ra êm dịu, ít tỏa nhiệt cục bộ gây cháy khét acid amin. Đồng thời, khí $\text{CO}_2$ sinh ra liên tục sẽ sục khí qua khối chất lỏng, cuốn theo các cấu tử bay hơi có mùi hăng nồng của acid và dầu béo ôi khét ra ngoài, giúp nước tương thành phẩm có mùi vị thanh khiết hơn.

4. Nước tương có độ đạm Nitơ toàn phần bao nhiêu là tối ưu nhất cho sức khỏe và cảm quan?

Theo nghiên cứu thực nghiệm và đánh giá thị hiếu thị trường, nước tương đạt chất lượng cảm quan và dinh dưỡng tốt nhất khi có độ đạm từ $14 - 18\text{ g/L}$ ($14 - 18^\circ\text{N}$). Nước tương có độ đạm quá cao ($> 27^\circ\text{N}$) thường bị mặn gắt, mùi nồng hắc lấn át hương vị tự nhiên của món ăn; trong khi độ đạm $< 10^\circ\text{N}$ lại dễ bị chua thối và hư hỏng trong quá trình bảo quản.

5. Chi phí đầu tư hệ thống và thời gian thu hồi vốn trung bình là bao lâu?

Đối với quy mô sản xuất bán công nghiệp công suất $1.000\text{ lít/ngày}$, tổng chi phí đầu tư trang thiết bị đạt khoảng $600 - 700\text{ triệu VNĐ}$. Nhờ việc rút ngắn chu kỳ từ vài tháng xuống vài chục giờ và tận dụng bã phụ phẩm, thời gian thu hồi vốn hoàn toàn (ROI) thường đạt từ $14 - 18\text{ tháng}$.

---

Kết luận

Đề tài khóa luận tốt nghiệp đã làm sáng tỏ toàn diện cơ sở lý thuyết và thực tiễn của các phương pháp chế biến nước tương hiện hành. Việc ứng dụng công nghệ vi sinh sử dụng chủng nấm mốc thuần chủng Aspergillus oryzae kết hợp với phương pháp hóa giải có kiểm soát và công đoạn xử lý kiềm phân đoạn là giải pháp kỹ thuật tối ưu. Hướng đi này không những giải quyết triệt để bài toán độc tố 3-MCPD và Aflatoxin, bảo vệ sức khỏe cộng đồng theo các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt, mà còn nâng cao hiệu suất chuyển hóa đạm amin, rút ngắn chu kỳ sản xuất và hạ giá thành sản phẩm. Đây là nền tảng khoa học vững chắc để các đơn vị sản xuất thực phẩm gia vị hiện đại hóa dây chuyền công nghệ, góp phần nâng tầm chất lượng nông sản chế biến của Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC TƯƠNG 1.1 Nước tương là gì? Xì dầu hay nước tương (phương ngữ miền nam Việt Nam) là một loại nước chấm dạng lỏng, màu nâu, có vị mặn được thủy phân từ protein thực vật còn gọi chung là HVP (hydrolyzed vegetable protein). Nước chấm này có nguồn gốc từ Trung Quốc được sử dụng khá phổ biến trong ẩm thực Châu Á tại khu vực Đông Á và Đông Nam Á.2 Các phương pháp chế biến nước tương Nước tương được chế biến theo 2 phương pháp chủ yếu: phương pháp thủy phân bằng hóa chất và phương pháp lên men vi sinh vật.1 Phương pháp thủy phân Phương pháp thủy phân (hay phương pháp hóa giải): Nguyên liệu được ngâm, nấu sôi ở nhiệt độ 1100- 1200C với acid Clohydric 15- 16% trong 18- 24h, sau khi sôi để nguội hoàn toàn, lọc rửa dịch thủy phân, trung hòa natri hydrocid hoặc natri cacbonat đến pH từ 5- 6 (nếu pH thấp hơn sẽ có vị chua, pH cao hơn sẽ có vị đắng, mùi nồng), thêm muối vào cô đặc đến hàm lượng đạm cần thiết (tiêu chuẩn đạm: 10-22g/l). Sau đó đem thanh trùng, vô chai, bảo quản và phân phối tiêu thụ. ¾ Ưu điểm: - Rút ngắn thời gian lên men từ 2-3 tháng còn 1 tháng so với phương pháp lên men bình thường.

- Tận dụng bã sau khi lọc để lên men tạo chế phẩm sinh học giàu đạm và enzym dùng trong nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi. - Chi phí đầu tư thấp, đơn giản, nhanh. ¾ Nhược điểm: - Không kiểm soát được chất lượng sản phẩm ( hóa chất sử dụng không theo quy định, không rõ nguồn gốc). SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Sản phẩm không an toàn cho người sử dụng.2 Phương pháp lên men bằng vi sinh vật Phương pháp lên men vi sinh vật: Chủ yếu dựa vào tác dụng của enzyme (men) thu được từ mốc giống đã chọn lọc và nuôi cấy để thủy phân protid và glucid của nguyên liệu thực vật.

Mốc giống được nuôi trong môi trường thạch sẽ được nhân ra và cấy vào hỗn hợp khô đậu tương (bã đậu nành) hoặc khô lạc (bánh dầu đậu phộng) và bột mì (bột làm bánh mì không phải bột khoai mì) đã hấp chín, đánh tơi ra và để nguội. Sau đó, ủ mốc ở nhiệt độ ấm (30-35oC), nơi thoáng khí, có độ ẩm tương đối của không khí hơn 90%. Khi giai đoạn phát triển mốc kết thúc, làm tơi nguyên liệu đã lên mốc, pha trộn vào đó dung dịch nước muối 20% theo tỷ lệ từ 25-30% và đem ủ ấm ở nhiệt độ 50-60oC. Sau đó chiết rút và pha tiếp nước muối vào và tiếp tục chiết rút nước tương,.

(nước cốt hay nước 1, nước 2, nước 3,. Các lò tương sản xuất tiểu thủ công nghiệp thường thu nhận giống từ tự nhiên nên năng suất và chất lượng thường không ổn định. Nấm mốc Aspergillus oryzae sinh ra các enzym amylase, invertase, maltose, protease và catalase có khả năng phân giải tinh bột, protein thành đường, acid amin. Nấm mốc Aspergillus oryzae là tác nhân chủ yếu lên men trong sản xuất nước tương theo phương pháp vi sinh vật.

Trong công nghiệp người ta nhân giống nấm mốc này để sản xuất tương. Nấm mốc Aspergillus flavus cũng là mốc vàng rất giống Aspergillus oryzae chỉ khác là Aspergillus flavus có kích thước nhỏ hơn (chiều cao của cuống sinh bào tử từ 0,4-1mm so với Aspergillus oryzae từ 1-2 mm). Nấm mốc này có thể sinh ra độc tố Aflatoxin gây ung thư. ¾ Ưu điểm: - Chọn được 1 số chủng Aspergillus oryzae có họat tính Alpha Amylase và protease cao, không sinh aflatoxin, lên men ổn định.

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Nước tương không chứa độc tố 3 – MCPD. - Tạo 3 sản phẩm: nước tương, tương đặc và hắc xì dầu. ¾ Nhược điểm : - Thời gian sản xuất kéo dài (2- 3 tháng). - Chiếm nhiều mặt bằng.1 Thực phẩm nào có chứa 3- MCPD? Kết quả khảo sát 300 mẫu thực phẩm, 90 mẫu nước tương và nhiều phụ liệu thực phẩm ở châu Âu và Canada thấy rằng 89/300 sản phẩm thực phẩm được khảo sát có chứa 3-MCPD, gồm các sản phẩm nướng (bánh mì, bánh qui mặn…), sản phẩm rang (cà phê) hàm lượng trung bình 0,012ppm, các phụ liệu là dextrin vàng sản xuất bằng phương pháp axit, malt bia cũng có chất này.

Trong số các thực phẩm được khảo sát thì nước tương, dầu hào là những sản phẩm có hàm lượng 3-MCPD cao nhất mà nguyên nhân là phương pháp sản xuất, 22% số mẫu tương EU phân tích có độc tố chloropropanol, hàm lượng cao nhất tìm thấy là 93ppm. Hàm lượng trung bình của 90 mẫu nước tương xét nghiệm ở Canada là 18ppm, trong đó mẫu có hàm lượng cao nhất là 330ppm. Nước tương do làm gia vị, được dùng trong bữa ăn hoặc dùng trong chế biến, nên lượng sử dụng nhỏ, chiếm khoảng từ 0,1 đến 1% hàm lượng thức ăn.2 Điều kiện hình thành độc tố: k1 k2 Glycerol + Cl- Æ Chloropropanol Æ phân hủy Phản ứng này tạo ra các sản phẩm: monochloropropanol, dichloropropanol, monochloropropanediol, nhưng nhiều nhất là 1,3- dichloro- 2- propanol (1,3- DCP) và 3- monochloropropanol (3- MCPD). SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Cường độ phản ứng tạo 3-MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ.

Ở điều kiện tối ưu là 2300C thì lượng 3-MCPD tạo thành là 50 mg/kg glycerol tham gia phản ứng. Ở 100 0C hàm lượng 3-MCPD sinh ra chỉ là 0,6mg/kg. Hằng số tốc độ phản ứng k1 tạo 3-MCPD từ glycerol nhỏ hơn hằng số tốc độ phản ứng k2 phân hủy 3- MCPD Dùng HCl nồng độ 6-10 N, nhiệt độ 100 – 1800C, thời gian thủy phân 24 đến 72 giờ. Nếu gia tăng áp suất, sẽ giảm được thời gian.

Do nhiệt độ cao và nồng độ axit đặc, một số axit amin bị phá huỷ trong quá trình thuỷ phân. Tryptophan bị phá hủy hoàn toàn, các axit amin chứa lưu huỳnh bị mất 10-30%. Các axit amin chứa nhóm -OH bị phân hủy một phần Trong thực tế, phương pháp thuỷ phân bằng axit đã được ứng dụng trong kỹ nghệ sản xuất nước tương hóa giải còn gọi là xì dầu hay tàu vị yểu. Phương pháp thuỷ phân bằng axit có ưu điểm là rẻ và nhanh, hiệu suất thuỷ phân cao từ 85 - 90%, thời gian và quy trình sản xuất được rút ngắn, sản phẩm giàu axit amin và dễ bảo quản.

Mùi vị nước tương rất ngọt và thơm. Nhược điểm của thuỷ phân bằng axit là: Chi phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống axit ăn mòn, việc sử dụng HCl đặc độc hại và gây ô nhiễm môi trường, trong quá trình thuỷ phân ở nhiệt độ cao với xúc tác axit HCl đặc, sẽ làm phân hủy hoàn toàn Tryptophan và một phần Thr, Ser, Met, Cys. Ngoài ra khi nồng độ HCl cao và nhiệt độ cao thường xảy ra phản ứng giữa Cl2 hoặc HCl với glycerol có trong chất béo sinh độc tố 3-MCPD. SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 6 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1.

3- MCPD là gì? Phát sinh như thế nào? 3- MCPD (3- monochloropropanol 1,2 diol) là hóa chất thuộc nhóm chloropropanol được hình thành và hiện diện trong thực phẩm thông qua quá trình phản ứng giữa một nguồn có chứa clorine ( như muối ăn hoặc kể cả nước) trong thực phẩm hoặc một thành phần nào đó có trong thực phẩm với các chất béo. Sự hình thành 3- MCPD trong nước tương là do quá trình sử dụng acid clohydric ( HCl) thủy phân chất đạm cũng phân hủy luôn chất béo còn sót lại trong bánh dầu ( hay còn gọi là acid HPV) sinh ra monochloropropanol, dichloropropanol, monochloropropanediol. Các chất này sẽ tác dụng với Clo ở nhiệt độ cao, tạo 3- MCPD là tiền chất tạo 1,3 DCP ( 1,3dichloropropanol) thường gây đột biến tế bào dẫn đến ung thư và vô sinh ở người.4 Làm giảm 3- MCPD trong chế biến nước tương bằng phương pháp thủy phân. Bao gồm 3 phương thức: - Thứ nhất, giám sát cẩn thận bước thủy phân bằng acid; - Thứ hai, cần phải có bước áp dụng nguyên tắc trung hòa để làm giảm nồng độ 3- MCPD; - Thứ ba, sử dụng acid sulfuric thay thế cho acid clohidric (HCl) trong khâu thủy phân.

Giám sát nhiệt độ: nhiệt độ trong suốt quá trình đun nấu ở khâu thủy phân phải được giám sát chặt và chú ý đến các điều kiện phản ứng trong khâu trung hòa tiếp theo. Nhiệt độ duy trì trong quá trình thủy phân tối ưu nên thực hiện ở mức 60- 950C. Nhiệt độ phản ứng sẽ tăng lên ở mức từ 0.010C đến 0,30C trong một phút và nhiệt độ sẽ dần đạt đến 1100C. Khi nhiệt độ đạt đến mức này, phải giữ ổn định suốt trong 2 giờ tiếp và sau đó là quá trình làm nguội, rồi trung hòa và lọc.

Nếu khâu thủy phân này được giám sát cẩn thận, thì nồng độ 3- MCPD đã có thể giảm xuống được ở mức 10mg/kg. SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG LAN 7 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Thủy phân kiềm: để loại bỏ 3- MCPD sinh ra trong quá trình thủy phân có thể tiến hành một bước thủy phân kiềm. Xử lý bằng kiềm là một bước mở rộng của quá trình trung hòa sau khi thủy phân nguyên liệu ban đầu, nó giúp làm thoái hóa các hợp chất chloropropanols hiện diện trong sản phẩm được thủy phân. Xử lý bằng kiềm có thể được tiến hành trước giai đoạn lọc.

Đạm ( protein) thủy phân được xử lý bằng một hợp chất kiềm mà có trong danh mục cho phép dùng của trong thực phẩm, như: potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammodium hydroxide hay sodium carbonate với mục đích để làm tăng độ pH lên mức 9- 13. Sau đó, hỗn hợp thành phẩm này đem đun, giữ ở nhiệt độ dao động từ 1100C- 1400C trong 5 phút. Sau khi làm lạnh, thì độ pH của sản phẩm thủy phân phải là kiềm lý tưởng là ở pH= 8 trong điều kiện nhiệt độ 250C. Nếu sau khi đã xử lý khâu này mà độ pH thấp hơn, thì có nghĩa quá trình xử lý này chưa đạt và cần phải chỉnh lý lại quy trình.

Tái điều chỉnh độ pH, tiếp theo giai đoạn thủy phân kiềm, các protein được thủy phân lại được tái điều chỉnh độ pH ở mức 5.5 sử dụng các acid thích hợp (ví dụ như HCl) ở nhiệt độ từ 10 - 500C. Lúc này các sản phẩm thủy phân có thể chuyển sang giai đoạn lọc để loại bỏ các tạp chất không tan. Chỉ riêng giai đoạn thủy phân kiềm trong quá trình thủy phân đạm thực vật cũng đã cho thấy có thể làm giảm được 3- MCPD xuống đến mức dưới 0.