nghiên cứu chế biến sữa đậu nành từ hạt đậu nành nẩy mầm

Với mục đích xác lập chế độ tiệt trùng tối ưu cho sản phẩm sữa đậu nành nẩy mầm tiệt trùng, nội dung nghiên cứu tập trung vào khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tiệt trùng đến

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN THỤY VÂN DUYÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH TỪ HẠT

ĐẬU NÀNH NẨY MẦM

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CầnThơ, 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH TỪ HẠT

ĐẬU NÀNH NẨY MẦM

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

ThS Dương Thị Phượng Liên Nguyễn Thụy Vân Duyên MSSV: 2101974

Lớp:CNTP K36

CầnThơ, 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Cần Thơ, ngày 1 tháng 12 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thụy Vân Duyên

LỜI CẢM TẠ - -

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Cô Dương Thị Phượng Liên, người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian em thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình chỉ dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ cũng như Quý thầy cô thuộc khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian em học tập tại trường

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm K36 đã luôn giúp

đỡ, động viên và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt thời gian cùng nhau học tập cũng như trong thời gian tôi thực hiện đề tài vừa qua

Cần Thơ, ngày 1 tháng 12 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thụy Vân Duyên

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH v

DANH SÁCH BẢNG vi

TÓM TẮT vii

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 TỔNG QUAN 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 KHÁI QUÁT ĐẬU NÀNH VÀ ĐẬU NÀNH NẨY MẦM 2

2.1.1 Đậu nành 2

2.1.2 Đậu nành nẩy mầm 6

2.2 KHÁI QUÁT SỮA ĐẬU NÀNH VÀ SỮA ĐẬU NÀNH NẨY MẦM 9

2.2.1 Sữa đậu nành 9

2.2.2 Sữa đậu nành nẩy mầm 12

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH 14

2.3.1 Phương pháp sản xuất truyền thống 14

2.3.2 Phương pháp sản xuất công nghiệp 14

2.3.3 Ưu điểm của phương pháp sản xuất công nghiệp so với phương pháp truyền thống 16

2.4 MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH NẨY MẦM 16

2.4.1 Rửa, tách vỏ 16

2.4.2 Xay 16

2.4.3 Lọc 17

2.4.4 Gia nhiệt 17

2.4.5 Đóng chai 17

2.4.6 Tiệt trùng 17

2.4.7 Làm nguội 18

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 20

3.1.1 Thời gian và địa điểm 20

3.1.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất sữa đậu nành nảy mầm 20

Đậu nành giống MTD760 20

3.1.3 Hóa chất 20

3.1.4 Thiết bị, dụng cụ 20

Máy làm hạt mầm Greenlife model 611 để thực hiện quá trình nẩy mầm Sử dụng máy làm sữa đậu nành Kangaroo (KG 602) để chế biến sữa nấu 20

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.2.1 Phương pháp thí nghiệm 21

3.2.2 Các phương pháp phân tích 21

3.2.3 Quy trình thí nghiệm 22

3.2.4 Bố trí thí nghiệm 23

3.2.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm 24

3.2.4.3 Thí nghiệm 3: So sánh chất lượng cảm quan của sản phẩm nghiên cứu với các sản phẩm trên thị trường 27

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NẨY MẦM ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA SỮA ĐẬU NÀNH 29

4.1.1 Ảnh hưởng của thời gian nẩy mầm đến độ đặc tính vật lý và thành phần hóa học của sữa đậu nành 29

4.1.2 Ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến chất lượng cảm quan của sữa 30

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TIỆT TRÙNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 32

4.2.1 Sự thay đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian truyền nhiệt 32

4.2.2 Ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến F 34

4.3 So sánh chất lượng cảm quan mẫu sản phẩm nhiên cứu với các sữa đậu nành trên thị trường 35

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 37

5.1 KẾT LUẬN 37

5.2 ĐỀ NGHỊ 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC 1 40

PHỤ LỤC 2 43

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Một số thiết bị dùng trong phòng thí nghiệm 20

Hình 2 Sơ đồ quy trình chế biến 22

Hình 3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 24

Hình 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 26

Hình 5 Đồ thị biểu diễn tương quan giữa các thuộc tính cảm quan và các mẫu sản phẩm 30 Hình 6 Sự phân nhóm chất lượng cảm quan sản phẩm 31

Hình 7 Mẫu sữa được làm từ hạt đậu nành nẩy mầm ở 0 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ, 60 giờ 32

Hình 8 Đồ thị biểu diễn thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm với các thời gian giữ nhiệt khác nhau ở mức nhiệt độ 115oC 33

Hình 9 Đồ thị biểu diễn thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm với các thời gian giữ nhiệt khác nhau ở mức nhiệt độ 118oC 33

Hình 10 Đồ thị biểu diễn thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm với các thời gian giữ nhiệt khác nhau ở mức nhiệt độ 120oC 33

Hình 11 Kết quả phân tích thành phần chính mối tương quan giữa các thuộc tính cảm quan và sản phẩm trong thí nghiệm so sánh chất lượng sản phẩm nghiên cứu với sản phẩm trên thị trường 35

Hình 12 Đồ thị biểu diễn đường chuẩn 41

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (% tính trên căn bản khô) 2Bảng 2 Tỉ lệ các thành phần trong hạt đậu nành 3Bảng 3 Thành phần acid amin tối cần thiết của đậu nành và thành phần acid amin chất lượng chuẩn của FAO (g/16g Nitrogen) 4Bảng 4 Thành phần carbohydrate trong đậu nành 5Bảng 5 Thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành 5Bảng 6 Ảnh hưởng của quá trình và phương pháp nấu lên các thành phần hóa học của đậu nành (Giza 21) 8Bảng 7 Thành phần hóa học của một số loại sữa 10Bảng 8 Các tính chất vật lý và hóa học của sữa đậu nành làm từ đậu nành nảy mầm (28 h)

và đậu nành không nảy mầm 13Bảng 9 Ảnh hưởng của thời gian nẩy mầm đến đặc tính vật lý của sữa đậu nành 29Bảng 10 Ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến hàm lượng đường tổng và vitamin C trong sữa 30Bảng 11 Giá trị tiệt trùng F tính được cho mỗi chế độ tiệt trùng đã được bố trí 34Bảng 12 Hàm lượng Vitamin C tính cho mỗi chế độ tiệt trùng đã được bố trí 34Bảng 13 Thống kê chất lượng mẫu sữa đậu nành nảy mầm và các mẫu sữa trên thị trường 36

Với mục đích xác lập chế độ tiệt trùng tối ưu cho sản phẩm sữa đậu nành nẩy mầm tiệt trùng, nội dung nghiên cứu tập trung vào khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm Thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở khảo sát chế độ tiệt trùng cho sản phẩm ở các mức nhiệt độ 115 o C, 118 o C, 120 o C

và các mức thời gian 5 phút, 10 phút, 15 phút, 18 phút, 20 phút, 22 phút, 25 phút Kết quả tính toán giá trị F cho thấy có 3 chế độ tiệt trùng đạt yêu cầu với F>20 là

120 o C - 10 phút, 120 o C - 15 phút, 120 o C - 20 phút Dựa vào hàm lượng vitamin C trong sản phẩm chọn được mẫu với chế độ tiệt trùng ở 120 o C - 10 phút Sản phẩm với chế độ tiệt trên tối ưu trên được đánh giá so sánh chất lượng cảm quan với các sản phẩm sữa đậu nành trên thị trường Kết quả cho thấy sản phẩm nghiên cứu có chất lượng cảm quan tương đương các mẫu sữa được ưa thích trung bình trên thị trường

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN

Đậu nành hay còn gọi là đậu tương, đỗ tương (Glycine Max Merril) là một loại hạt

có vai trò quan trọng về mặt dinh dưỡng cho con người, là một nguồn tốt của các hợp chất phenol với tính chống oxy hóa và có một số lượng cực kỳ cao của chất isoflavone, một nhóm các kích thích tố nữ đã được báo cáo để có thể giảm nguy cơ mắc bệnh nội tiết tố và tránh lão hóa Sữa đậu nành, chiết xuất nước đậu nành, thường được sản xuất bằng cách nghiền đậu nành ngâm với nước Như một nguồn

rẻ tiền và có nguồn gốc protein thực vật, sữa đậu nành là một trong những đồ uống truyền thống quan trọng nhất được tiêu thụ rộng rãi ở các nước châu Á Để đáp ứng với sự gia tăng dần dần trong kinh doanh và tiêu dùng, các sản phẩm mới đã được giới thiệu vào thị trường sữa đậu nành Một số thay đổi cơ bản được thực hiện để các hương vị hoặc các nguồn đậu tương, những sáng kiến gần đây nhất tập trung vào sản xuất sữa đậu nành có chứa thêm các thành phần hoạt tính sinh học, có thể giúp tăng cường sức khỏe và giảm nguy cơ bệnh tật Trong nghiên cứu này, một sự thay đổi đã được thực hiện với phương pháp làm sữa đậu nành thông thường bằng cách bắt đầu quá trình với đậu tương nẩy mầm trong thời gian ngắn để khắc phục được những hạn chế với sữa đậu nành Quá trình nẩy mầm là một thời gian hoạt động trao đổi chất mạnh mẽ, kết hợp các quá trình hô hấp, thay đổi cấu trúc dưới mức tế bào, tổng hợp phân tử và thủy phân, và chuyển đổi của các protein, chất béo

và carbohydrate tăng giá trị dinh dưỡng của đậu nành Nẩy mầm được công nhận như một phương pháp rẻ tiền và đơn giản, nâng cao giá trị dinh dưỡng và làm giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng Tuy nhiên, những ảnh hưởng của sự nẩy mầm trong thời gian ngắn trên các thành phần hoạt tính sinh học chưa rõ ràng và có thể thay đổi rất nhiều với điều kiện nẩy mầm khác nhau Việc thực hiện công đoạn nẩy mầm trước khi chế biến giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm sữa đậu nành nhờ vào các thành phần có hoạt tính sinh học hình thành trong quá trình nẩy mầm, Tuy nhiên, quá trình nẩy mầm có làm ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm hay không là một vấn đề rất đáng được quan tâm Phần nghiên cứu này góp phần giải quyết vấn đề nêu trên

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nhằm mục đích lựa chọn thời gian cho đậu tương nẩy mầm tốt nhất có thể được sử dụng để sản xuất sữa đậu nành nấu có giá trị cảm quan tốt

Tìm ra nhiệt độ và thời gian tiệt trùng thích hợp giúp sản phẩm đạt chất lượng tốt

So sánh chất lượng cảm quan của sản phẩm nghiên cứu được với các sản phẩm sữa đậu nành đang phổ biến trên thị trường

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 KHÁI QUÁT ĐẬU NÀNH VÀ ĐẬU NÀNH NẨY MẦM

2.1.1 Đậu nành

2.1.1.1 Nguồn gốc và tình hình phân bố

Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merril Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau, trong đó đậu nành màu vàng là loại tốt nhất được trồng và sử dụng nhiều Đậu nành được trồng hơn 5000 năm Đậu nành được sử dụng rất đa dạng như dùng trực tiếp hạt khô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành dầu đậu nành, nước tương, làm bánh kẹo, sữa đậu nành, okara…Đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia súc

Quê hương của đậu nành là Đông Nam Châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ Tại Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, vùng trung du phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang), Chiếm hơn 40% diện tích đậu nành cả nước, ngoài ra còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây, Đồng Nai, Đắc Lắc, Đồng Tháp

2.1.1.2 Thành phần hóa học

Hạt đậu nành là một dạng nguyên liệu rất giàu protein

Bảng 1 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (% tính trên căn bản khô)

(Nguồn: Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

Trong thành phần hoá học của đậu nành, người ta chỉ quan tâm đến hai nhóm protein và lipid Nhóm glucid của đậu nành không thuộc loại có giá trị dinh dưỡng cao

Thành phần hạt đậu nành gồm: glucid 15- 25%, chất béo 15- 20%, protein 35- 45%, muối khoáng 6%, có các vitamin B, B2, PP, A, D, E, có các loại men tiêu hóa như amylase, lipase và protease, chất chống men trypsin, chất chống đông máu, chất sinh bướu giáp và chất phytoestrogen còn gọi là estrogen thực vật

(Nguồn: Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

Đậu nành chứa 35- 45% protein, có đủ 8 loại acid amin cần thiết mà cơ thể không tổng hợp được; casein đậu nành có nhiều thành phần như casein sữa bò và tốt hơn

Bảng 3 Thành phần acid amin tối cần thiết của đậu nành và thành phần acid amin chất lượng chuẩn của FAO (g/16g Nitrogen)

Acid amin Đậu nành Gạo Gluten lúa

mì

Bắp nghiền

Tiêu chuẩn FAO

(Nguồn: Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

Hàm lượng lipit trong đậu nành dao động từ 13,5- 24%, trung bình chiếm 18% trọng lượng chất khô Trong nhóm lipit của đậu nành có 2 thành phần quan trọng là glycerin và leucithin Trong các chất béo loại chất béo không no chiếm tỷ lệ đến hơn 80%, ngoài ra còn có phospholipide quan trọng là leucithin

Carbohydrate chiếm 34% trên căn bản khô Carbohydrate hòa tan chiếm tỷ lệ khoảng 10% gồm các loại đường không khử như: Sucrose, riffinose, stachyose Raffinose và stachyose là các oligosaccharide mà con người không thể tiêu hóa được

Bảng 4 Thành phần carbohydrate trong đậu nành

(Nguồn: Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

Thành phần khoáng chiếm khoảng 5-6 % trên căn bản khô gồm calcium, phosphor, magnesium, kẽm, sắt Các kim loại trong đậu nành có giá trị sinh học không cao vì acid phytic trong đậu nành kết hợp với chúng tạo thành chất không tan phytate kim loại

Bảng 5 Thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành

(Nguồn: Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

Năng lượng sinh học của đậu nành được tính dựa trên năng lượng sinh học của các

Năng lượng sinh học trung bình của đậu nành tính trên căn bản khô là 450kcal/100g

2.1.1.3 Các thành phần có hại

a Chất ức chế enzyme tiêu hóa protein

Trong đậu nành có chứa chất ức chế trypsin làm giảm khả năng tiêu hóa protein đậu

và làm lớn tụy tạng Chất ức chế trypsin bị vô hoạt bởi nhiệt độ nấu thông thường

b Hemagglutinin

Là protein có khả năng kết hợp với hemoglobin nên làm giảm hoạt tính của hemoglobin Là chất độc đối với động vật Tuy nhiên dễ bị phá hủy ở nhiệt độ nấu thông thường

2.1.2 Đậu nành nẩy mầm

Nẩy mầm là một quá trình sinh học tự nhiên của tất cả các cây cao Trong quá trình nẩy mầm, một số thay đổi về số lượng và chất lượng xảy ra trong hạt giống Những thay đổi này phụ thuộc vào loại rau, loại hạt giống và điều kiện nẩy mầm Nhiều nhà nghiên cứu đã phát triển quá trình nẩy mầm như một công cụ thay thế để hạn chế mùi và vị không mong muốn, cũng như sự hiện diện của các chất không dinh dưỡng trong cây họ đậu Reihaneh và Jamuna (2007) đã công bố quá trình nẩy mầm làm tăng đáng kể mức protein và thiamin, sắt, canxi và tinh bột của tất cả các mẫu

cây họ đậu Chen & Thacker (1978) cho thấy, sau 5 ngày nẩy mầm, có sự gia tăng nhẹ trong tổng số nitơ, giảm nhẹ trong nitơ protein Hạt nẩy mầm là nguồn cung cấp acid ascorbic, riboflavin, choline, thiamin, tocopherols và acid pantotheric (Sangronis & Machado, 2007).Sangronis & Machado (2007) đã đánh giá những thay đổi trong hoạt động chất ức chế trypsin, acid phytic, tannin, axit ascorbic, thiamin, khả năng tiêu hóa protein, và các khoáng chất trong đậu nẩy mầm Nẩy mầm có thể nâng cao giá trị dinh dưỡng của cây họ đậu bằng cách hình thành các enzyme, bao gồm α-galactosidase loại bỏ hoặc làm giảm yếu tố không dinh dưỡng Nẩy mầm đã được chứng minh là một quá trình tốt để làm tăng hàm lượng polyphenol cũng như tăng hoạt động các chất chống oxy hóa (Duenas và cộng sự, 2009) Wang và cộng sự (1996) báo cáo rằng sau 24 giờ nẩy mầm dẫn đến sự giảm đáng kể trong các oligosaccharides trong các loại đậu, 17 - 70% trong raffinose, 35 - 75% trong stachyose và 66 - 91% trong verbascose Có thể thấy rằng raffinose trong đậu nành biến mất hoàn toàn sau 96 giờ nẩy mầm (East và cộng sự, 1972) Nẩy mầm là phương pháp có hiệu quả nhất để làm giảm acid phytic, stachyose và raffinose Nẩy mầm lưu giữ một lượng lớn các loại khoáng so với các quá trình khác Ngoài ra, sự sụt giảm trong tổng số carbohydrate và giảm hàm lượng đường là

do vai trò của chúng như là một nguồn năng lượng trong quá trình nẩy mầm (Marian và cộng sự, 1985; Naveeda và Jamuna, 2005) Vitamin C được tìm thấy với hàm lượng cao (25mg/100g) ở đậu nẩy mầm mà không có trong đậu nành chưa nẩy mầm.(Ndonda Charles Kayembe,2011)

Nẩy mầm làm giảm hoạt động chất ức chế trypsin, tannin, và polyphenol, làm tăng chất dinh dưỡng trong đậu nành, chẳng hạn như hàm lượng protein, acid amin, vitamin của chúng

Bảng 6 Ảnh hưởng của quá trình và phương pháp nấu lên các thành phần hóa học của đậu nành (Giza 21)

(%)

Protein thô (%) (NX 6,25)

Dầu thô (%)

Tro (%)

Chất xơ thô(%)

Carbohydrate (%)

37,85 38,00

38,20

38,55

38,85 38,90

20,25

20,00 20,00 19,25

18,35 18,20

17,50

17,20

17,00 16,80

5,80

5,72 5,65 5,30

4,50 4,35

4,00

3,82

3,72 3,70

7,12

7,80 7,95 9,20

9,35 9,50

9,75

9,83

10,20 10,35

31,28

29,78 29,60 29,00

29,95 29,85

30,55

30,60

30,23 30,35

Ngâm

( Nguồn: Ramadan E.A,2012)

2.2 KHÁI QUÁT SỮA ĐẬU NÀNH VÀ SỮA ĐẬU NÀNH NẨY MẦM

2.2.1 Sữa đậu nành

2.2.1.1 Khái quát sữa đậu nành

Sữa đậu nành, chiết xuất từ đậu nành trong nước, thường được sản xuất bằng cách nghiền đậu nành ngâm với nước Như một nguồn rẻ tiền và phổ biến chứa hàm lượng protein cao, sữa đậu nành là một trong những đồ uống truyền thống quan trọng nhất được tiêu thụ rộng rãi ở các nước châu Á, bao gồm Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore và Thái Lan Trong những thập kỷ gần đây, nhiều bằng chứng đã chỉ ra các mối quan hệ mạnh mẽ giữa việc tiêu thụ thực phẩm đậu nành và các hiệu ứng tăng cường sức khoẻ Sữa đậu nành sở hữu một sự kết hợp cân bằng dinh dưỡng tương tự sữa bò, không chứa cholesterol, gluten và lactose, nhưng chứa các hợp chất hóa học từ sự quang hợp có hoạt tính sinh học liên quan đến sức khỏe

Do đó, nó đã phổ biến đến người tiêu dùng phương Tây tại các nước châu Âu, Úc

và Hoa Kỳ, đặc biệt là người ăn chay, bệnh nhân dị ứng sữa hoặc người không dung

nạp lactose, người sử dụng sữa đậu nành thay thế sữa So sánh thành phần hóa học của sữa đậu nành với một số loại sữa khác được trình bày trong bảng 7

Bảng 7 Thành phần hóa học của một số loại sữa

( Nguồn: Standard Tables of Food Composition, Japan)

2.2.1.2 Tác dụng của sữa đậu nành

a Giảm cholesterol xấu trong máu

Trong số các loại thực phẩm giàu chất béo có nguồn gốc thực vật, sữa đậu nành đang ngày càng được ưa chuộng Nhà nghiên cứu Ethan Bank ở trung tâm Nghiên cứu Y khoa New England đã chỉ ra rằng sữa đậu nành giúp giảm cholesterol “xấu” trong máu Cũng do khả năng làm giảm cholesterol trong máu nên sữa đậu nành có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch như xơ vữa động mạch, cao huyết áp, tai biến mạch máu não… theo tỉ lệ cứ 1% cholesterol “xấu” được giảm trong máu thì các dạng nguy cơ tim mạch cũng giảm 1%.Ngoài ra, theo nghiên cứu của Đại học Alabama ở Birmingham (Hoa Kỳ), sữa đậu nành có thể giúp tránh tích tụ mỡ ở vùng bụng

b Giảm tải cho hệ tim mạch

Ở các nước châu Á, sữa đậu nành từ lâu được xem như một loại thực phẩm kỳ diệu bởi đậu nành giàu đạm và acid amin thiết yếu, nhiều vitamin nhóm B (B1, B2, B3,

B6) và vitamin E, giàu các khoáng chất Ca Fe, Mg, K, Na và chứa hoạt chất Isoflavone có tác dụng rất tốt với phụ nữ

Thí nghiệm của các nhà khoa học thuộc trường đại học Tulane ở New Orleans (Hoa Kỳ) trên 302 người lớn bị cao huyết áp cho thấy sau một thời gian dài dùng đậu nành thường xuyên, huyết áp của nhóm người này đã giảm rõ rệt Vì thế hiệp hội Bác sĩ Liên bang Mỹ đã cho phép ghi trên các sản phẩm có nguồn gốc từ đậu nành câu “Có lợi cho sức khỏe và giảm nguy cơ bệnh mạch vành” Tháng 10/1999 cơ quan kiểm tra thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cũng đưa ra kết luận “25g đậu nành trong khẩu phần ăn hằng ngày với ít chất béo bão hòa và cholesterol có thể làm giảm nguy cơ đau tim”

2.2.2 Sữa đậu nành nẩy mầm

Để đáp ứng với sự gia tăng dần dần trong kinh doanh và tiêu dùng, các sản phẩm mới đã được giới thiệu vào thị trường sữa đậu nành Một số sản phẩm mới được nghiên cứu nhằm thay đổi hương vị hoặc các nguồn đậu tương Tuy nhiên, những sáng kiến gần đây nhất đang tập trung vào sản xuất "sữa đậu nành chức năng" Sữa đậu nành chức năng có thể được coi như sữa đậu nành có chứa thêm các thành phần hoạt tính sinh học và có thể giúp tăng cường sức khỏe và giảm nguy cơ bệnh tật Đậu nành là một nguồn tốt của các hợp chất phenol với tính chống oxy hóa và

có một số lượng cực kỳ cao của chất isoflavone, một nhóm các kích thích tố nữ đã được báo cáo để có thể giảm nguy cơ mắc bệnh nội tiết tố và tuổi tác Tuy nhiên, sự hiện diện của các chất kháng dinh dưỡng, chẳng hạn như các chất ức chế trypsin (TI), lectin, axit phytic và oligosaccharides khó tiêu hoá, đã hạn chế tiêu thụ của nó

Vì vậy, việc sửa đổi phương pháp chế biến có thể là một cách hiệu quả để cải thiện các thành phần hoạt tính sinh học tăng cường sức khoẻ và làm giảm các hợp chất không mong muốn ban đầu hiện tại trong đậu nành, để hỗ trợ phát triển sản phẩm đậu nành chức năng sữa

Quá trình làm nóng trong sữa đậu nành thông thường làm đáng kể phá hủy hầu hết các yếu tố kháng dinh dưỡng trong sữa đậu nành và cải thiện khả năng tiêu hóa của protein đậu nành, là tốt Tuy nhiên, các hợp chất như axit phytic, làm ngăn trở sự sẵn có của canxi, không giảm đáng kể Đồng thời, nếu nhiệt độ quá cao để loại bỏ hoạt động chất ức chế trypsin ở mức độ lớn có thể gây thiệt hại cho các axit amin, cũng như mất mát trong giá trị dinh dưỡng tổng thể của sữa đậu nành

Trong nghiên cứu này, một sự thay đổi đã được thực hiện với phương pháp làm sữa đậu nành thông thường bằng cách bắt đầu quá trình với đậu tương nẩy mầm trong thời gian ngắn trong một nỗ lực để khắc phục được những hạn chế của sữa đậu nành Quá trình nẩy mầm là một thời gian hoạt động trao đổi chất mạnh mẽ, kết hợp các quá trình, chẳng hạn như hô hấp, thay đổi cấu trúc dưới mức tế bào, tổng hợp phân tử và thủy phân, và chuyển đổi của các protein được lưu trữ, chất béo và carbohydrate để hỗ trợ việc thành lập cây giống ban đầu Nó từ lâu đã là cách hàng đầu để nâng cao giá trị dinh dưỡng của đậu nành, để tăng việc sử dụng nó Mặc dù lao động bổ sung, làm việc và chi phí được yêu cầu để sản xuất đậu tương nẩy mầm

so với những hạt giống ban đầu, nẩy mầm vẫn được công nhận như một phương pháp rẻ tiền và đơn giản, xem xét đa tác dụng của nó trong việc nâng cao giá trị dinh dưỡng và làm giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng Bao gồm: tăng hàm lượng vitamin (ví dụ, vitamin C và riboflavin) và chất khoáng sẵn có (ví dụ như canxi) cải thiện khả năng tiêu hóa protein, thủy phân của oligosaccharides, giảm nồng độ của các chất ức chế trypsin, lectin, axit phytic và hoạt động lipoxygenase dẫn đến hương

vị không mong muốn của đậu nành, và làm giàu phenolics, isoflavone aglycones và glycosides saponin Nhiều chất trong số này liên quan chặt chẽ đến chất lượng sữa đậu nành và có thể là thuộc tính quan trọng của sữa đậu nành Do đó, nẩy mầm có thể là một bước tiến rất mạnh và hiệu quả cho sản xuất sữa đậu nành chức năng, vì

nó bao gồm những lợi ích chính được sản xuất từ sửa đổi khác, như quá trình lên men, nhưng có nhiều ưu điểm hơn Tuy nhiên, những ảnh hưởng của sự nẩy mầm trong thời gian ngắn trên các thành phần hoạt tính sinh học không phải là rất rõ ràng

và có thể thay đổi rất nhiều với điều kiện nẩy mầm khác nhau, và cho dù các mô hình sẽ thay đổi sau khi sữa đậu nành thông thường quá trình thực hiện vẫn chưa rõ Các dự án hiện tại nhằm mục đích thiết lập các điều kiện nẩy mầm đậu tương tối ưu, theo đó đậu tương nẩy mầm có thể được sử dụng để sản xuất sữa đậu nành chức năng Những thay đổi trong TIA, hàm lượng axit phytic và TPC trong sữa đậu nành được sản xuất với đậu tương nẩy mầm cho thời điểm khác nhau đầu tiên đã được nghiên cứu Điều kiện nẩy mầm tối ưu với thời gian nẩy mầm cụ thể được lựa chọn bằng cách so sánh giá trị của ba chỉ số Ngoài ra, đánh giá hồ sơ cá nhân trên các thuộc tính chất lượng đã được thực hiện để sữa đậu nành được làm từ đậu tương nẩy mầm ở điều kiện tối ưu Lý tưởng nhất, cải thiện được quan sát đồng thời trong cả

ba biến số nghiên cứu và phân tích thêm giúp đánh giá chất lượng thực phẩm tổng thể của sữa đậu nành Các dữ liệu được cung cấp trong dự án này sẽ có giá trị cho việc thành lập một dòng sữa đậu nành mới lạ với tính chất chức năng và cải thiện

chất lượng thực phẩm so với quy ước (Susu Jian , Weixi Cai and Baojun Xu, 2013)

Bảng 8 Các tính chất vật lý và hóa học của sữa đậu nành làm từ đậu nành nảy mầm (28 h) và đậu nành không nảy mầm

Sữa đậu nành không nảy mầm

Sữa đậu nành nảy mầm

Năng suất sữa ( g sữa/100g

kể giữa hai phương pháp điều trị (p <0,05)

(Nguồn: Susu Jiang 1, Weixi Cai 2 and Baojun Xu ,2013)

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH

2.3.1 Phương pháp sản xuất truyền thống

Các sản phẩm truyền thống từ đậu nành như thức uống đậu nành, tofu… được sản xuất theo từng mẻ Đậu nành hạt được rửa và ngâm nước trong một thời gian nhất định, phụ thuộc vào nhiệt độ nước ngâm và lượng nước ngâm, rồi chuyển sang công đoạn xay, phá vỡ cấu trúc hạt đậu nành thu dịch sệt và tiến hành lọc nóng để phân riêng phần bã và dịch lỏng Với phương pháp sản xuất truyền thống này thì thức uống đậu nành có mùi hương đậu và hậu vị rất khó chịu, mặc khác sản lượng rất thấp và chất lượng sản phẩm không ổn định qua từng mẻ khác nhau Cùng với những hạn chế của thức uống đậu nành truyền thống, mức độ ưa thích và các yêu cầu khác của người tiêu dùng đối với loại hình sản phẩm này ngày càng tăng và đây

là nguyên nhân thúc đẩy sự phát triển các phương pháp sản xuất hiện đại

2.3.2 Phương pháp sản xuất công nghiệp

Những công đoạn chính trong phương pháp sản xuất công nghiệp :

- Ngâm đậu nành: đậu nành được ngâm nước để các phân tử xenluloza trương nở, giảm được thời gian nghiền theo yêu cầu và tăng tỉ lệ chiết xuất các chất dinh dưỡng Thời gian ngâm đậu nành phụ thuộc nhiệt độ của nước ngâm và mức độ chín của hạt đậu Sau khi ngâm, đậu nành có khối lượng gấp 2,2 lần so với ban đầu

- Nghiền: quá trình nghiền thích hợp là quá trình phân tán hạt đậu nành thành những phần có kích thước vô cùng nhỏ để giảm thời gian nâng nhiệt, thuận lợi cho sự chiết lọc và điều quan trọng là thu hồi tối đa hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong hạt đậu, nâng cao chất lượng sản phẩm

- Xử lý nhiệt cho dịch nghiền: dịch nghiền được phối trộn với nước rồi nâng nhiệt nhằm:

+ Giảm hoạt lực của các enzyme kháng trypsin, những enzyme này gây cản trở quá trình tiêu hóa

+ Giảm hoạt lực của lypoxygenase, đây là nguyên nhân hình thành hương đậu tương trong các sản phẩm chế biến từ đậu nành

+ Nâng cao chất lượng protein, củng cố giá trị của sản phẩm

+ Thuận tiện cho việc thu hồi và chiết tách dịch đậu lỏng từ dịch nghiền

+ Hiệu suất thu hồi protein cao

+ Tăng thời gian bảo quản của dịch đậu tinh chế vì đã tiêu diệt được một lượng lớn

vi sinh vật Nếu thời gian xử lý nhiệt vượt quá quy định sẽ dẫn đến việc phá hủy các acid amin làm giảm chất lượng protein và làm nghèo đi giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

- Điều chế: Vị ngọt và hương liệu là những yếu tố làm tăng giá trị sử dụng cho sản phẩm

- Bổ sung các yếu tố cần thiết: sữa đậu nành có thể bổ sung các thành phần khác nhau

để làm tăng giá trị dinh dưỡng, ví dụ: Ca, các chất chống oxy hóa, vitamin các loại, hàm lượng chất xơ hay các thành phần khác

- Đồng hóa-tiệt trùng: trong giai đoạn này sự chiết tách dịch đậu có chứa huyền phù với các thành phần có kích cỡ khác nhau, quá trình đồng hóa sẽ giúp hệ nhũ tương được đồng nhất, ổn định về kết cấu, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Dưới áp lực của quá trình đồng hóa, các phân tử này bị cắt mạch, giãn nở, thay đổi cấu trúc làm chúng bị phá vỡ thành những phân tử có kích thước nhỏ, phân tán đồng đều trong dịch, liên kết bền vững hơn và trạng thái đồng nhất hoàn toàn Sau đồng hóa, dịch được chuyển sang thiết bị tiệt trùng để tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật, bào tử có

mặt trong sản phẩm, ổn định chất lượng sản phẩm

2.3.3 Ưu điểm của phương pháp sản xuất công nghiệp so với phương pháp truyền thống

Loại bỏ hay kiểm soát được các enzyme oxy hóa béo- nguyên nhân hình thành một

số vị lạ và làm giảm chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản sản phẩm

Hiệu quả thu hồi protein cao từ việc kiểm soát các phản ứng kháng trypsin trong dịch lọc và giảm hoạt lực của các enzyme kháng trypsin

Thu hồi tối đa hàm lượng protein và các thành phần dinh dưỡng, làm tăng chất lượng và giá trị sử dụng sản phẩm

Làm tăng giá trị năng lượng và đa dạng hóa sản phẩm do việc bổ sung các thành phần cần thiết đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng

Do áp dụng cơ chế tiệt trùng tiêu diệt các vi sinh vật, bào tử, sản phẩm có độ an toàn cao, mặc khác với thời gian thực hiện cực ngắn nên các thành phần dinh dưỡng không biến đổi do nhiệt, sản phẩm có chất lượng cao và ổn định

2.4 MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH NẨY MẦM

2.4.1 Rửa, tách vỏ

Quá trình này nhằm loại bỏ các tạp chất có trong đậu nành hay bám trên bề mặt vỏ đậu nành như: đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại, và đồng thời loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên bám trên vỏ Thu được triệt để hàm lượng protein trong quá trình nghiền vì loại được sự ngăn cản của lớp vỏ Làm giảm bớt hàm lượng oligosaccharide (raffinose, stachyose), tăng khả năng tiêu hóa và loại bỏ mùi đậu,

vị đắng và các chất gây ảnh hưởng xấu đến màu của sản phẩm có trong vỏ

2.4.2 Xay

Phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt đậu nành để trích ly các chất protein, gluxit, lipit vào

trong nước tạo thành một dung dịch huyền phù đồng thời vô hoạt enzyme

lipoxydase và giảm mùi đậu nành

2.4.3 Lọc

- Loại bỏ thành phần bã đậu, thu lấy dịch huyền phù sữa là hỗn hợp có thành phần chính là chất béo và protein

- Giúp cho quá trình truyền nhiệt tốt hơn trong các giai đoạn sau

- Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm

2.4.4 Gia nhiệt

- Tiêu diệt vi sinh vật có hại

- Diệt một số enzyme

- Phân hủy các chất có hại có trong đậu như chất ức chế trypsine, hemaglutinine

- Khử mùi tanh và cải thiện mùi vị trong sữa của đậu nành

- Nấu còn làm tăng giá trị dinh dưỡng của sữa và giá trị cảm quan được nâng cao, đồng thời còn có tác dụng bảo quản sản phẩm được lâu dài

Ngoài ra trong quá trình nấu, ta còn bổ sung thêm vani nhằm:

- Tạo mùi thơm cho sản phẩm

- Làm cho màu sắc sản phẩm đẹp và hài hòa hơn

Đồng thời bổ sung thêm đường với tỷ lệ là 9% nhằm tạo vị ngọt cho sản phẩm

2.4.5 Đóng chai

Bảo quản sản phẩm, tránh sự xâm nhập của các chất bẩn và vi sinh vật từ bên ngoài vào trong sản phẩm Hoàn thiện tính thẩm mỹ cho sản phẩm, thuận lợi cho quá trình tiệt trùng vận chuyển và phân phối

Dịch sữa được chiết rót nóng ở nhiệt độ 80 ÷ 85 0C vào chai thủy tinh nhằm để bài khí còn trong chai, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vậ, giảm độ nhớt trong quá trình chiết rót Rót nhẹ nhàng để tránh tạo bọt khí Nếu có bọt khí, phải để cho hết bọt khí rồi mới đóng nắp Vì nếu có bọt khí thì sẽ tạo môi trường cho vi sinh vật hiếu khí phát triển, gây nguy hiểm cho quá trình tiệt trùng, làm nổ chai Sau đó tiến hành đóng nắp

2.4.6 Tiệt trùng

Tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa sự hoạt động của vi sinh vật và bào tử của

để sản phẩm không bị hỏng và biến chất trong thời gian bảo quản Loại bỏ những hợp chất gây mùi khó chịu còn sót trong sữa Nhờ vậy thời gian bảo quản sản phẩm được kéo dài, chất lượng của sản phẩm ổn định

Nếu nhiệt độ quá cao kèm theo thời gian tiệt trùng dài: sẽ ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị sản phẩm do hiện tượng caramen trong dịch sữa, làm cho sữa có màu vàng sẫm, độ nhớt sản phẩm thay đổi gây tổn thất các thành phần dinh dưỡng trong sữa đậu nành Nếu nhiệt độ thấp hơn yêu cầu: vi sinh vật không bị tiêu diệt hoàn toàn xảy ra những biến đổi trong sữa như: đông tụ protein, sự lên men tự nhiên của vi khuẩn lactic làm sản phẩm có vị chua, mùi khó chịu, trạng thái sản phẩm thay đổi Trong quá trình tiệt trùng, ghi nhận nhiệt độ tâm của sản phẩm trong suốt thời gian gia nhiệt tiệt trùng, tính toán giá trị tiệt trùng F (thời gian cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật tại một nhiệt độ nhất định) theo công thức:

T

t F

0

)

10

Với T(i) là nhiệt độ tâm của sản phẩm ở từng thời điểm ghi nhận nhiệt độ, 0C

Tref là nhiệt độ tham chiếu, được chọn là 1210C

Z là khoảng nhiệt độ cần thiết để giảm mật số vi sinh vật xuống 10 lần, được chọn là 100C

t là khoảng chênh lệch thời gian giữa 2 lần ghi nhiệt độ

2.4.7 Làm nguội

- Đưa sản phẩm về nhiệt độ phòng nhằm thuận tiện cho quá trình bảo quản

- Ngăn cản sự phát triển trở lại của các bào tử (nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của các bào tử khoảng 60 – 70 0C)

Sau khi tiệt trùng xong, tắt công tắc thiết bị Cho các chai vào trong các rổ làm nguội ở nhiệt độ thường, sau khi chai hạ nhiệt độ xuống khoảng 60-70 0C thì ta cho các chai vào bồn nước đã được xả đầy

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

3.1.1 Thời gian và địa điểm

Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông

nghiệp và Sinh học ứng dụng – Trường Đại học Cần Thơ

Thời gian nghiên cứu: từ ngày 08/08/2013 đến 13/12/2013

3.1.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất sữa đậu nành nảy mầm

Máy làm hạt mầm Greenlife model 611 để thực hiện quá trình nẩy mầm Sử dụng máy làm

sữa đậu nành Kangaroo (KG 602) để chế biến sữa nấu

Tỉ trọng kế, pH kế, máy đo độ nhớt, máy đo quang phổ, water bath, cân điện tử, tủ

hút, tủ sấy, máy ghép nắp, vải lọc, nồi hấp tiệt trùng và một số dụng cụ cần thiết

khác trong phòng thí nghiệm Một số dụng cụ sử dụng được giới thiệu qua hình 1

Hình 1 Một số thiết bị dùng trong phòng thí nghiệm

Cân phân tích Nồi thanh trùng

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Phương pháp thí nghiệm

Để xác định thời gian nẩy mầm thích hợp cho việc chế biến sữa đậu nành, sử dụng máy làm sữa đậu nành gia đình Kangaroo (KG 602) Các mẫu được đo pH, tỉ trọng,

độ nhớt, xác định hàm lượng vitamin C và đánh giá chất lượng cảm quan

Để xác định chế độ tiệt trùng cho sản phẩm đóng chai sản xuất với qui mô phòng thí nghiệm, sản phẩm được chế biến theo qui trình tham khảo với qui mô xưởng thực nghiệm Mẫu sản phẩm có chế độ tiệt trùng tối ưu được so sánh chất lượng cảm quan với các sản phẩm sữa đậu nành trên thị trường

Các thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên Mỗi thí nghiệm được lặp lại 2 lần, kết quả chọn thông số tối ưu của thí nghiệm trước làm cơ sở cho thí nghiệm sau Các thí nghiệm được khảo sát trên công đoạn cho nẩy mầm đậu nành và tiệt trùng sản phẩm sữa đậu nành nẩy mầm tiệt trùng

3.2.2 Các phương pháp phân tích

- Xác định thời gian nẩy mầm thích hợp cho hạt nẩy mầm sau 0, 24, 36, 48, 60 giờ

bằng cách chế biến các mẫu đậu nành sau nẩy mầm sau các khoảng thời gian nêu trên thành sữa nấu bằng máy làm sữa đậu nành qui mô gia đình Các mẫu sữa nấu được xác định pH, tỉ trọng, độ nhớt, hàm lượng vitamin C và phân tích chất lượng cảm quan

- Xác định hàm lượng đường trong dịch sữa bằng phương pháp 3,5- dinitrosalicylic acid(www.intechopen.com,

www.elearnbiotechnology.com/practical_project.php?id=5&type=practical&chapter=5)

- Xác định nhiệt độ và thời gian tiệt trùng thích hợp thông qua giá trị F theo phương pháp toán lý ( Lý Nguyễn Bình, Nguyễn Nhật Minh Phương, 2011), hàm lượng vitamin C

- Số liệu thu thập và xử lý bằng phần mềm Stagraphic 4.0 Sử dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) để đưa ra kết luận về sự sai biệt giữa các giá trị trung bình của các nghiệm thức