khotailieu com FF292462

Trong đoạn 7S còn có các hemaglutinin lectin mà phân tử của chúng có thể tạo thành phức bền với các hợp chất glucid, nó còn có các chất kiềm hãm protease như antitrypsin Kunitz… Ngoài ph

I GIỚI THIỆU NGUYỆN LIỆU

I.1 Tổng quan về cây đậu nành

Đậu nành, hay còn gọi là đậu tương (tên khoa học: Glycine soja Siebold et Zucc hoặc Glycine max (L.) Merrill, hay Soya hispida Maxim), có nguồn gốc từ phương Đông,

được thuần hóa đầu tiên ở Trung Quốc vào khoảng năm 644 trước CN

Tên thứ hai : Glycine max

Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt:

o Hình dạng: từ tròn tới thon dài và dẹt

o Màu sắc: vàng, xanh, nâu hoặc đen

o Kích thướt : 18-20g/100 hạt

Cấu trúc hạt đậu nành:

Hạt đậu nành gồm hai phần: vỏ hạt và phôi Vỏ bao bọc bên ngoài để bảo vệ phôi bên trong Vỏ hạt dày hay mỏng tùy theo giống, vỏ chỉ chiếm khoảng 8 % khối lượng hạt, phần phôi bên trong chứa hai tử diệp, chứa đạm và dầu nên chiếm 90 % trọng lượng

hạt (Đỗ Huy Bích và cộng sự, 2004)

Hình 1.1 : Cây đậu nành

I.1.1 Lịch sử phát triển đậu nành

Năm 2838 trước công nguyên, hoàng đế Trung Quốc Sheng Nung viết Materia Medica Trong tài liệu này, cây đậu nành được ghi chú là có giá trị vì khả năng làm thuốc Đậu nành được trồng đầu tiên ở Bắc Trung Quốc, từ đây đã truyền sang Nhật, Hàn Quốc và Nam Á Đậu nành đã được biết đến như là một thứ thuốc ở các tài liệu từ Trung Quốc, Ai Cập và Mesopotamia ở những năm 1500 trước công nguyên hay sớm hơn Ở thời ấy, những hợp chất đã lên mốc, lên men từ đậu nành đã được sử dụng như là những chất kháng sinh để trị vết thương và giảm sưng

Năm 1712, đậu nành được giới thiệu vào Châu Âu bởi Englebert Kaempfer, nhà thực vật học người Đức đã được học ở Nhật Một nhà thực vật học người Thụy Điển Carl

von Linne đã hoàn tất nghiên cứu đậu nành và đặt tên cho nó là Glycine max bởi những

nốt sần ở rễ Không may là đất và khí hậu không thích hợp ở Châu Âu đã làm cho sự thử nghiệm sản xuất đậu nành bị ngưng

Cây đậu nành đến Mỹ những năm 1800 Thời đó đậu nành được sử dụng như một ballast (vật nặng để giữ cho tàu thuyền thăng bằng khi không có hàng) cho những thuyền

có hành trình xa từ Trung Quốc và được dỡ hàng nhường chỗ cho hàng hóa trong chuyến

đi kế tiếp Vì tò mò, một vài nông dân đã trồng hạt đậu nành Cây đậu nành đầu tiên trồng ở Mỹ là cây đậu đã lớn lên ở Pennsylvania

Năm 1829, những nông dân Mỹ đã trồng đậu nành theo vụ và đến năm 1898 Bộ Nông Nghiệp Mỹ đã đem về một số giống khác từ Châu Á

Năm 1904, George Washington Carver đã khám phá ra rằng đậu nành giàu protein và dầu Người tiên phong về đậu nành William J Morse đã trải qua hai năm ở Trung Quốc và đã thu được 10 000 giống đậu nành khác phục vụ cho mục đích nghiên cứu ở Mỹ

Năm 1920, tiến sĩ John Harvey Kellogg đã đề ra sự thay thế đậu nành vào bữa ăn

và sữa đậu nành cho người tiêu dùng Tuy nhiên nông dân Mỹ đã không nắm bắt thời cơ cho tới khi những cánh đồng đậu nành ở Trung Quốc bị tàn phá trong thế chiến thứ II và cuộc nội chiến ở Trung Quốc năm 1940

Ngày nay đậu nành đã trở nên phổ biến và được trồng ở rất nhiều nước trên thế giới

Cây đậu nành có 4 loại lá : hai lá mầm, hai lá đơn, lá có ba lá chét và lá gốc Nốt

sần là phần vỏ rễ phình ra và trong đó có vi khuẩn Rhizobium japonicum sinh sống Vi

khuẩn này hình gậy, sống trong đất, có khả năng đi vào rễ và cố định đạm từ khí trời Một cây đậu có khoảng vài trăm nốt sần phân bố trên các rễ ở độ sâu 1m Vi khuẩn thường xuyên xâm nhập vào rễ, ở phần giữa đỉnh rễ và lông hút nhỏ nhất, tạo thành một chuỗi nhiễm là một ống có lỗ hở Mỗi vi khuẩn được bao bọc một màng tạo thành túi, nếu vi khuẩn đi vào chất nguyên sinh của tế bào rễ mà không được bọc một màng thì nó

sẽ tạo thành nốt sần không có tác dụng Ở trong túi, vi khuẩn nhân nhanh cho tới khi một vài vi khuẩn hoặc dạng vi khuẩn được hình thành Nốt sần có tập tính sinh trưởng hữu

hạn và bám vào rễ, phần giữa nốt sần là tế bào nhu mô đầy túi Bacteroids Túi Bacteroids chiếm 80% thể tích tế bào, còn lại 20% là nguyên sinh chất và các thành phần khác Phần giữa của Bacteroids là những tế bào không bị nhiễm vi khuẩn và phân chia mạnh tạo thành ống dẫn (nơi trao đổi giữa tế bào chủ và Bacteroids cố định đạm Nốt sần có thể tăng trưởng đến 60 ngày thì bắt đầu giảm tuổi thọ từ giữa và tiến dần ra ngoài, cuối cùng

bị thối Đạm được cố định ở Bacteroids Enzyme nitrogenase nằm ở Bacteroids chứa từ 2-5% tổng số đạm của nốt sần, nó có 2 ngăn : ngăn 1 chứa Mo-Fe-protein gọi là dinitrogenase và ngăn 2 là Fe-protein gọi là dinitrogenase reductase Trong quá trình cố định đạm sinh ra H2 Leghaemoglobin có ở trong nguyên sinh bao quanh Bacteroids và

ở vỏ của Bacteroids, có vai trò đưa oxy vào mô nốt sần Sản phẩm đầu tiên của cố định đạm là NH3 do vi khuẩn Brady Rhizobium japonicum tiết ra hầu hết NH3 sau đó chuyển hóa vào glutamin và glutamate ở cylosol tế bào chủ, các nhà khoa học cũng cho rằng

NH3 oxi hóa thành NO3- ở trong Bacteroids

Đậu nành thuộc nhóm vận chuyển ureide, allatoin và allansoic acid là dạng đạm chính được chuyển hóa từ nốt sần vào cây Ureide thủy phân thành urê và glyoxylate dưới sự xúc tác của allantoinase và allantoicase cho thấy trong quá trình chuyển hóa của allantoase dưới xúc tác của allantoicase Allantoicase được hình thành được hình thành dưới xúc tác của ureidoglycolase, nó chuyển thành glyoxylate và ha i phân tử urê tiếp theo lại được chuyển hóa do men urease thành amin acid Urease có mặt trong các bộ phận của cây Hoạt tính urease bị ức chế do thiếu nitơ nhưng Ni kích thích hoạt tính của urease, khi thiếu Ni dù đậu trồng ở điều kiện có nitơ, NO3- hay NH4 thì hiện tượng bị độc

do urê có thể xảy ra, do đó urê là sản phẩm của quá trình chuyển hóa nitơ trong điều kiện

cố định hay không cố định đạm

Cây đậu nành cho nhiều hoa nhưng tỷ lệ hoa không thành quả chiếm 20-80% Đậu nành có hoa dạng cánh bướm đặc trưng, ống đài năm cánh không bằng nhau Tràng hoa gồm cánh hoa cờ phía sau, hai cánh bên và hai cánh thìa phía trước tiếp xúc nhau nhưng không dính vào nhau Bộ nhị gồm 10 nhị chia làm hai nhóm, nhóm 1 gồm 9 nhị

và cuống dính với nhau thành một khối, nhóm 2 chỉ có một nhụy hoa, nhụy hoa có một

là noãn Vòi nhụy cong về phía nhị

Hạt đậu nành cũng như hạt của nhiều loại họ đậu khác là không có nội nhũ mà chỉ có một lớp vỏ bao quanh một phôi lớn Hình dạng hạt có hình cầu, dẹt, dài và oval Ở hạt trưởng thành, đầu của rốn là lỗ noãn, lỗ này được bao phủ bởi một lớp màng Ở đầu kia của rốn là rãnh nhỏ

Vỏ đậu nành có 3 lớp : biểu bì, hạ bì và lớp nhu mô bên trong Do vỏ của lớp tế bào mô đậu có lớp cutin che phủ nên sự trao đổi khí không xảy ra, sự trao đổi khí giữa phôi và mội trường qua rốn hạt Những mảnh của nội nhũ bị ép chặt vào vỏ hạt Lớp ngoài nội nhũ gọi là lớp aleuron gồm những tế bào hình lập phương nhỏ chứa đầy đạm

Hạt đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau : vàng, xanh, nâu, đen, có thể một màu, hai màu hay nhiều màu Một cây có thể có tới 400 quả đậu nành Một quả chứa từ

1-5 hạt (các giống thường từ 2-3 hạt), quả hơi cong có chiều dài từ 2-7 cm Màu sắc của quả phụ thuộc vào sắc tố caroten, xanthophyll, antocyanin

I.1.2 Đậu nành ở Việt Nam

Trước Cách mạng tháng 8/1945, diện tích đậu nành còn nhỏ Sau khi đất nước thống nhất thì diện tích đậu nành đã tăng Cả nước có 6 vùng sản xuất đậu nành : vùng Đông Nam Bộ có diện tích lớn nhất (26,2% diện tích đậu nành cả nước)

o Miền núi Bắc Bộ (24,7%)

o Đồng bằng sông Hồng (17,5%)

o Đồng bằng sông Cửu Long (12,4%)

o Đồng bằng ven biền miền Trung

o Tây Nguyên

Trong 10 năm trở lại đây, có hàng loạt giống đậu nành được nhập từ nước ngoài, thích nghi tốt trong điều kiện Việt Nam Một số được chon từ các tổ hợp lai hữu tính và

sử dụng đột biến Có thể phân chia thành các nhóm giống chính như sau

Bảng 1.1 : Một số giống đậu nành ở Việt Nam

Giống

Thời gian sinh trưởng (ngày)

Đặc điểm Khối lượng

(100 hạt )

Năng suất (tạ/ha)

AK06 93-95 Hoa tím, hạt vàng sáng 16-18 25-30 ĐT2000 100-110 Hoa tím, nhiều đốt 14-15 30-40

VỤ

HÈ

DT84 80-85 Hoa tím, hạt vàng sáng 18-22 15-30 ĐT93 80-82 Hoa tím, chín có màu

o Nhiều sinh tố, khóang chất, Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S

o Các vitamin A, B1, B2, D, E, F, các enzyme, sáp, nhựa, cellulose

Bảng 1.2: Thành phần hoá học của hạt đậu nành

Thành phần Tỷ lệ khối

lượng

Tỷ lệ phần trăm (%) Protein

1.1%

5.0%

5.1%

Bảng 1.4: Thành phần amino acid có trong protein đậu nành

(g/100 g protein)

Leucine Lysine Methionine Cystine Phenylalanine Tyrosine Threonine Tryptophan Valine

7.78 6.38 1.26 1.33 4.94 3.14 3.86 1.28 4.80

Bảng 1.5: Thành phần acid béo trong đậu nành

Lauric Myristic Palmitic Stearic Oleic Linoleic Linolenic

12:0 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3

4.5 4.5 11.6 2.5 21.1 52.4 7.1

Bảng 1.6: Hàm lượng các chất khoáng trong đậu nành

13 – 21.5

Inoxton Acid folic Vitamin A Vitamin E Vitamin K

1.9

2300 0.18 – 2.43 1.4 1.9

I.2.1 Protein đậu nành

Protein bao gồm :

o Protein dự trữ (globulin) có thể bị thủy phân trong thời gian hạt nảy mầm để làm

chất dinh dưỡng cho phôi sinh trưởng

o Protein cấu trúc (protein chức năng) như ezyme và chất kiềm hãm enzyme thì thường được định vị trong phần còn lại của tế bào

Trong hạt còn có một lượng nhỏ các hợp chất như oestrogen, goitrogen, fitat, saponin, sterol…Các hợp chất này và một số oligosaccharide không có lợi

Bằng phương pháp siêu ly tâm, người ta đã tách được bốn đoạn 2,7,11,15 Các globulin 7S và 11S chiếm trên 70% tổng lượng p rotein của hạt Phương pháp này được phát triển những năm 1970

Protein đậu nành được phân ra :

o Globulin 2S (gồm chất kiềm hãm trypsin, cytochrome c) chiếm 35% trọng lượng protein của hạt

o Globulin 11S (glycinin) được cấu tạo nên từ 12 tiểu phần (subunits) tương đối ưa béo : 6 tiểu phần có tính acid A và 6 tiểu phần có tính kiềm B Trong phân tử có

từ 42-46 nguyên tử lưu huỳnh dưới dạng các cầu disulfua nối các dưới đơn vị hay trong nội bộ một tiểu phần Glycinin dễ dàng bị phân ly thành các dưới đơn vị của mình khi gia nhiệt tới 800C ở lực ion thấp

o Globulin 7S là conglycinin thường chiếm 35% trọng lượng protein của hạt, là một glucoprotein Phân tử cấu tạo nên từ 3 tiểu phần có tính acid : , ’ và Các tiểu phần , ’ có thành phần acid amin rất giống nhau, thiếu cystein và cystine Dưới đơn vị không chứa cystein và methionine Trong đoạn 7S còn có các hemaglutinin (lectin) mà phân tử của chúng có thể tạo thành phức bền với các hợp chất glucid, nó còn có các chất kiềm hãm protease như antitrypsin Kunitz… Ngoài phương pháp trên, người ta còn sử dụng phương pháp Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE), thuốc nhuộm CBB G250 để tách được các globulin 7S và 11S ở một số cây đậu ở Mỹ và Nhật

Khi đun nóng dung dịch conglycinin loãng, pH = 7-8, lực ion yếu, đến 1000

C thì các phân tử của chúng sẽ phân ly thành các tiểu phần không có hiện tượng tập hợp phân

độ tập hợp sẽ tăng trong pH = 4-6 nhưng sẽ gần bằng 0 nếu pH acid hoặc kiềm

Dung dịch protein đậu nành đậm đặc được đun nóng ở pH gần trung tính sẽ tạo gel Khi lực ion yếu thì trạng thái này sẽ xảy ra từ 700C, thời điểm mà conglycinin giãn mạch Độ cứng của gel sẽ giảm cùng với nồng độ NaCl, các gel protein thường không chịu được sự thanh trùng Ở pH = 5,5 hay thêm ion Ca2+

làm đông tụ protein thành những khối Cả glycinin và conglycinin đều bị biến tính khi tiếp xúc với hỗn hợp nước – ethanol có hàm lượng rượu trên 20% theo thể tích Rượu càng kỵ nước thì sự giãn

mạch protein càng nhanh và độ cứng của gel càng lớn

I.3 Thành phần dinh dưỡng hạt đậu nành

Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu thành có nhiều điểm tương tự với sữa bò

o Sữa đậu nành có lượng protein cao gần bằng sữa bò, nhưng ít canxi hơn sữa bò Sữa đậu nành có ưu điểm là không có lactose, có thể thay thế sữa bò cho những người bị dễ bị đau bụng do lactose Sữa đậu nành cũng chứa ít chất béo bão hòa hơn sữa bò, có thể có lợi cho tim mạch hơn

o Đậu nành có tỷ lệ protit và lipit vượt xa lượng chất dinh dưỡng có trong thịt, nhiều nhất vẫn là protein Người ta thấy rằng protein động vật vừa khó hấp thu, vừa để lại những hợp chất cặn xấu cho cơ thể, làm suy thoái nhanh và gây ra nhiều chứng bệnh nan y, ngược lại protein đậu nành có lợi cho cơ thể, không để lại những hợp chất gây bệnh, lại có đặc tính đặc biệt về khả năng kết hợp với các prorein từ ngũ cốc, ở một mức độ nào đó, bổ sung cho nhau để tạo ra nhiều loại dưỡng chất tương ứng với nguồn gốc từ động vật như protein trong trứng, cá và nhiều loại khác Vì thế mà khi protein đậu nành dùng thay thế protein động vật làm giảm những khiếm khuyết mà protein động vật gây ra, đồng thời nhờ tính kết hợp, cung cấp cho cơ thể nhiều hợp chất phong phú đáp ứng quá trình trao đổi chất trong cơ thể

o Chất béo không bão hoà chiếm 60% so với bão hoà là 15%, trong đó có 2 loại axit linolenic và linolic ảnh hưởng tốt lên hệ tuần hoàn và phòng được ung thư

o Chất xơ của đậu nành gồm hai loại: xơ không tan ở phần vỏ bao (cellulose, lignin) và xơ tan ở phần đậu (pectin, gum)

o Nhiều hợp chất khác có trong đậu nành có tính dược lý cao, được các nhà khoa học lần lượt khám phá và họ đã khẳng định chúng có khả năng ngăn chặn hữu hiệu bệnh tim mạch, làm tăng khả năng chịu đựng các hoạt động cơ bắp, giảm khối lượng mỡ, giữ cho cơ thể thon thả và khoẻ mạnh

o Trong hạt đậu nành rất giàu vitamin A, E, K cùng với khoáng chất potassium sắt, kẽm và phốt pho bổ sung đảm bảo cho cơ thể có đầy đủ dưỡng chất

I.4 Chỉ tiêu chất lượng

Thông thường, chất lượng của đạm được đánh giá dựa vào thành phần acid amin thiết yếu Có tất cả 20 loại acid amin, nhưng trong đó chỉ có 8 loại là thiết yếu mà cơ thể không tự tổng hợp được, phải lấy từ nguồn thực phẩm ăn vào Loại đạm nào có sự phân

bố thành phần 8 acid amin thiết yếu giống với đạm của cơ thể thì được xem là đạm có chất lượng tốt

Người ta đã dùng các chỉ số BV (Biochemical Value) hoặc NPU (Net Protein Utilisation) để đo lường chất lượng của đạm Các chỉ số này càng cao có nghĩa là đạm ăn vào có khả năng được giữ lại cơ thể càng nhiều để tổng hợp thành đạm cơ thể So với các

nguồn đạm thực vật khác, đạm đậu nành có chỉ số BV cao hơn cả Nhưng so với đạm của các nguồn động vật như: trứng, thịt, cá, sữa thì đạm đậu nành có chỉ số BV thấp hơn Đó

là do đạm đậu nành thiếu hụt thành phần methionin

BV của protein isolate là 74

NPU của protein đậu nành là 61

I.5 Các sản phẩm thực phẩm từ đậu nành:

Do đậu nành có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, giúp ích cho co n người trong việc bổ sung lượng protein và lipid cần thiết cho cơ thể, nên được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau: y dược, nông nghiệp, chăn nuôi, công nghiệp…

Tuy nhiên khả năng ứng dụng của đậu nành được sử dụng nhiều nhất là trong thực phẩm Thực phẩm chế biến từ đậu nành có thể chia làm 2 nhóm lớn:

Nhóm thực phẩm không lên men:

Nước tương hoá giải

Các chất chiết từ protein đậu nành

I.6 Tổng quan về sản phẩm Protein Isolate:

I.6.1 Định nghĩa : của Association of American Feed Control Officials, Inc (AAFCO)

thì SPI được sản xuất từ bột đậu nành đã tách vỏ, tách béo và loại hết những phần không phải là protein và chứa ít nhất là 90% protein trên hàm lượng chất khô

Hình 1.2: Soy protein isolate dạng bột

Protein đậu nành là một sản phẩm được chế biến bằng cách trích ly protein từ đậu nành với hàm lượng protein cao (>90%), để cung cấp cho các nhà máy chế biến các sản phẩm thịt

Protein đậu nành có tính năng cải thiện cấu trúc hay tạo cấu trúc trong các dạng sản phẩm khác nhau (dạng gel, nhũ tương ), có khả năng giữ nước, liên kết các thành phần chất béo, protein nhanh chóng nên được đưa vào trực tiếp trong quá trình tạo nhũ tương

Protein isolate là protein đậu nành có hàm lượng protein cao nhất, được làm từ quá trình trích ly hạt đậu nành, loại bỏ hầu hết chất béo và carbohydrate Kết quả thu được là sản phẩm chứa trên 90% protein Vì vậy protein isolate có mùi vị trung tính so với các sản phẩm protein đậu nành khác Protein isolate từ đậu nành được sử dụng phần lớn trong công nghiệp thực phẩm

I.6.2 Ứng dụng trong công nghiệp của protein islolate

Protein isolate được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm với mục đích dinh dưỡng (tăng hàm lượng protein trong sản phẩm), cảm quan (ngon miệng hơn, hợp khẩu

vị hơn) và những lý do chức năng (cần thiết cho sự chuyển thành thể sữa, sự hấp thụ nước, chất béo, chất kết dính)

Protein isolate được sử dụng trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm sau:

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ II.1 Quy trình I

II 1.1 Làm sạch

II.1.1.1 Mục đích: tách loại tạp chất vô cơ, hữu cơ, đặc biệt là các tạp chất kim loại ảnh

hưởng đến quá trình vận hành thiết bị, đồng thời loại bỏ một số vi sinh vật, côn trùng gây hỏng hạt

II.1.1.2 Các biến đổi :

o Vật lý : loại tạp chất rắn khỏi nguyên liệu

o Sinh học: loại bỏ được một số vi sinh vật có lẫn trong tạp chất trong nguyên liệu

II.1.1.3 Thực hiện: đầu tiên đậu nành được qua thiết bị sàng rung để tách các tạp chất cơ

học lớn như đá, sỏi…, sau đó qua thiết bị tách từ Cuối cùng đậu nành được làm sạch trên rây, có thổi khí để tách tạp chất nhẹ, bụi

II.1.2 Nghiền, tách vỏ

II.1.2.1 Mục đích: làm vỡ hạt đậu nành để vỏ dễ dàng tách ra khỏi hạt Vỏ chiếm khoảng 7-8% thể tích hạt đậu

II.1.2.2 Biến đổi

o Vật lý: giảm kích thước của hạt đậu nành thành những hạt nhỏ, tăng nhiệt độ nguyên liệu do ma sát trong quá trình nghiền

o Hóa học: phân huỷ một số chất mẫn cảm với nhiệt độ như vitB1, vitC và nhiệt độ tăng có thể thúc đẩy phản ứng oxy hóa acid béo tự do có trong đậu nành

o Sinh học: loại một số vi sinh vật có trong vỏ đậu nành, một số vi sinh vật bị tiêu diệt

II.1.2.3 Thực hiện: đậu nành sau khi làm sạch (có thể qua sấy khô) được nghiền đến

kích thước thích hợp cho quá trình tách vỏ Sau khi nghiền, dưới tác dụng của dòng khí,

vỏ nhẹ được tách ra Quá trình nghiền sơ bộ phải được thực hiện cẩn thận, tránh làm vỡ vụn hạt, gây khó khăn cho quá trình tách vỏ

II.1.3 Cán tạo bánh (fraking)

II.1.3.1 Mục đích: phá vỡ cấu trúc tế bào, chuẩn bị cho quá trình trích ly c hất béo ra

khỏi đậu nành

II.1.3.2 Biến đổi

o Vật lý: giảm kích thước của đậu nành thành những hạt nhỏ, tăng nhiệt độ do ma sát trong quá trình cán

o Hóa học: phá vỡ cấu trúc tế bào

II.1.3.3 Thực hiện: đậu nành được đưa vào thiết bị cán trục tạo flakes Bề dày của flakes

đi khỏi thiết bị là khoảng 0.25 - 0.35 mm

II.1.4 Trích ly lipid bằng hexan

II.1.4.1 Mục đích: tách khoảng 99-99.5% dầu trong đậu nành

II.1.4.2 Biến đổi

o Hóa lý: chất béo được trích ly vào dung môi benzen

II.1.4.3 Thiết bị

o Nguyên lý hoạt động: Đậu nành sau khi cán được nhúng ngập trong lòng dung môi (sử dụng dung môi hexane lưu chuyển ngược chiều) Dịch trích bao gồm dung môi và dầu béo thu được ở ngăn đầu tiên của thiết bị được bơm sang ngăn tiếp theo bên trái Theo nguyên tắc như thế đậu nành có hàm lượng béo thấp nhất ở ngăn cuối cùng được tiếp xúc với dung môi hexane vừa vào thiết bị và quá trình trích ly dầu được thực hiện triệt để hơn Sản phẩm đậu nành sau tách

béo được gọi là Marc (phần xác), có hàm lượng béo 0.2 – 1%

the American Oil Chemists' Society, 04/04/1983 )

II.1.5 Tách hexan

II.1.5.1 Mục đích: tách hexan khỏi bã đậu nành sau khi tách béo

II.1.5.2 Biến đổi

o Hóa lý: hexan được tách khỏi bã đậu nành tại nhiệt độ sôi của hexan

II.1.5.3 Thiết bị

o Nguyên lý hoạt động: Bã đậu nành sau khi tách béo được đưa vào thiết bị flash

desolventizer Hệ thống flash desolventizer bao gồm ống tách dung môi, quạt

thổi hoàn lưu, bộ phận gia nhiệt cho hơi Các bộ phận này được sắp xếp sao cho hơi hexane được gia nhiệt dưới áp suất lên trạng thái quá nhiệt và tuần hoàn liên tục Flakes sau khi ra khỏi thiết bị trích ly được nhập liên tục vào hệ thống, và di chuyển dưới tác dụng của luồng hơi quá nhiệt (157-166oC) chuyển động cùng chiều với vận tốc rất cao Dòng hơi đưa nhiệt độ flakes lên khoảng 77-88o

C trong vòng 3 giây, trong khi đó nhiệt độ bay hơi của hexane là 65oC Bởi vì flakes đi vào thiết bị flash desolventizer với hàm ẩm thấp, trong khoảng thời gian ngắn nên hiện tượng protein bị biến tính rất ít xảy ra Khi flakes di chuyển qua ống dài tới buồng bốc, một lượng lớn dung môi được tách ra Flakes sau khi tách dung môi được thu hồi thông qua cyclone, và đi thẳng tới thiết bị khử mùi

nhằm loại bỏ dấu tích của dung môi

Hình 2.2: Hệ thống tách hexan

II.1.6 Hoà tan protein bằng dung dịch NaOH:

II.1.6.1 Mục đích

o Khai thác: hòa tan protein trong đậu nành đã tách béo.dung dịch

II.1.6.2 Biến đổi:

o Vật lý: sự thay đổi về thể tích, khối lượng tăng

o Hóa học: phần lớn protein trong bã đậu nành sẽ hoà tan vào dung dịch NaOH, tuy nhiên nếu ở pH cao có thể xảy ra sự racemic hóa, các acid amin chứa lưu huỳnh như cystein, cystin bị phá hỏng, Arg bị phân hủy một phần thành ornitin

và ure, ở pH cao cũng có thể thúc đẩy phản ứng maillard xảy ra

o Sinh học: một số vi sinh vật có thể bị ức chế trong môi trường kiềm

o Hoá sinh: một số enzym bị vô hoạt

II.1.6.3 Thực hiện: cho đậu nành đã tách béo vào bồn hình trụ, trong bồn có lấp cánh

khoáy, motor được lắp phía trên và thiết bị được thóat ra từ của đáy

II.1.6.4 Thông số công nghệ

o pH: 7.7-9

o Thời gian: 45 phút – 60 phút

o Nhiệt độ:550

C – 600C

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của dịch chiết nitrogen, chỉ số khúc xạ và pH

theo thời gian

II.1.7 Ly tâm

II.1.7.1 Mục đích:

o Khai thác: loại bỏ bã lọc ra khỏi dịch sau khi nghiền, thu nhận dịch chiết, làm sạch, nâng cao chất lượng dịch chiết

II.1.7.2 Biến đổi:

o Vật lý: sự thay đổi về thể tích, khối lượng giảm

o Hóa học: có tổn thất một ít protein, vitamin, chất màu… theo bã lọc

o Hóa lý: thay đổi trạng thái từ dung dịch dạng huyền phù sang lỏng

o Sinh học: một số vi sinh vật bị loại bỏ theo bã lọc

II.1.7.3 Thiết bị lọc ly tâm

o Cấu tạo:

o Nguyên tắc hoạt động: loại máy ly tâm này dùng để tách pha rắn và pha lỏng ra khỏi dung dịch huyền phù sệt Dịch huyền phù được bơm vào ống nhập liệu đầu buồng lọc Trục vít xoắn quay tạo ra lực ly tâm làm cho các hạt rắn chuyển động

ra khỏi tâm buồng lọc và va vào thành thiết bị Những hạt rắn này sẽ được trục vít đẩy về ống tháo bã Phần lỏng còn lại tiếp tục qua màng lọc theo ống tháo sản phẩm ra ngoài

o Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ly tâm là tính chất bã

II.1.8 Kết tủa protein:

II.1.8.1 Mục đích:

o Khai thác: thu nhận lượng protein hoà tan trong dung dịch

II.1.8.2 Các biến đổi trong quá trình kết tủa protein

o Hóa lý: thay đổi trạng thái từ dung dịch, hình thành khối kết tủa

o Sinh học: một số vi sinh vật bị ức chế do pH thấp

II.1.8.3 Thực hiện: dung dịch thu được sau quá trình ly tâm sẽ được bơm vào bồn kết

tủa Bồn kết tủa là bồn hình trụ, làm bằng thép không rỉ, có khả năng chống ăn mòn cao, trong bồn có hệ thống cánh khoáy được nói với motor ở đỉnh bồn Nhập liệu vào cửa đỉnh và kết tủa được tháo ra khỏi thiết bị ở của đáy Phần protein hoà tan sẽ được kết tủa bằng cách chỉnh pH của dung dịch về 4.5 là pH đẳng điện của protein globulin Để điều chỉnh pH dùng dung dịch HCl đậm đặc

II.1.9 Ly tâm

II.1.9.1 Mục đích: nhằm mục đích loại phần dịch có chứa các hợp chất hoà tan như polysaccharide… để thu được phần protein kết tủa

II.1.9.2 Các biến đổi trong quá trình ly tâm

o Vật lý: protein qua quá trình kết tủa và tách dịch được kết thành khối chặt hơn, tỷ trọng khối protein tăng

o Hoá học: độ tinh khiết của sản phẩm tăng do các phần hoà tan đã theo dịch ra ngoài

o Hóa lý: sau quá trình ly tâm ta thu được 2 phần, là phần nước dịch và phần protein

o Sinh học: một số vi sinh vật bị loại ra theo dịch Trong nước dịch có chứa đường

và các hợp chất dinh dưỡng khác là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển

II.1.9.3 Thiết bị ly tâm: tương tự thiết bị ly tâm ở quy trình một phần II.1.7.3

II.1.10 Rửa tủa

II.1.10.1 Mục đích: quá trình rửa tủa nhằm mục đích loại bỏ cặn, một phần dung dịch

HCl và các chất hòa tan (whey solubles) còn sót lại trong khối kết tủa

II.1.10.2 Biến đổi

Vật lý: có sự tăng lên về khối lượng và thể tích

Hoá học: có sự tổn hao chất khô vào trong nước rửa tủa

II.1.10.3 Thực hiện: : kết tủa thu được sau quá trình ly tâm sẽ được cho vào bồn rủa tủa

Bồn rửa tủa là bồn hình trụ, làm bằng thép không rỉ, trong bồn có hệ thống cánh khuấy được nối với motor ở đỉnh bồn Nhập liệu vào cửa đỉnh và dịch rửa được tháo ra khỏi thiết bị ở của đáy Phần protein hoà tan trong bồn sẽ được được trung hòa bằng dung dịch NaOH ở giai đoạn kế tiếp

II.1.11 Trung hòa bằng dung dịch NaOH

II.1.11.1 Mục đích: trung hòa hết acid còn dư trong sau quá trình rửa

II.1.11.2 Biến đổi

o Vật lý: làm tăng thể tích

o Hóa học: chuyển từ pH acid về pH trung tính

II.1.11.3 Thực hiện: cho từ từ dung dịch NaOH 1N vào bồn cho đến khi pH bằng 7 thì

dừng lại

II.1.12 Sấy phun

II.1.12.1 Mục đích

o Chế biến: tạo ra sản phẩm là SPI dạng bột mịn

o Bảo quản: sau sấy sản phẩm có hàm ẩm thấp (< 5%), trong thời gian ngắn nhưng tác nhân sấy ở nhiệt độ cao, nên vi sinh vật khó phát triển, do đó bảo quản sản

phẩm được lâu

II.1.12.2 Các biến đổi

o Vật lý: có sự giảm về khối lượng do nước bay hơi

o Hoá học: hàm ẩm giảm nhanh chóng Có thể xảy ra sự phân huỷ các chất mẫn cảm với nhiệt độ như mùi, hương Nhiệt độ cao cũng có thể gây biến tính một số