Nghiên cứu quy trình sản xuất natto từ đậu nành việt nam​

Mục đích nghiên cứu Để góp phần phổ biến rộng rãi sản phẩm Natto đến với người tiêu dùng Việt Nam cũng như hạ giá thành sản phẩm, người thực hiện đề tài đã chọn “Nghiên cứu quy trình sả

ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NATTO

TỪ ĐẬU NÀNH VIỆT NAM

Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH NGUYỄN TRỌNG CẨN

Sinh viên thực hiện: PHẠM HUỲNH MINH TÂM MSSV: 1151110299 Lớp: 11DSH02

TP Hồ Chí Minh, 2015

ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NATTO

TỪ ĐẬU NÀNH VIỆT NAM

Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH NGUYỄN TRỌNG CẨN

Sinh viên thực hiện: PHẠM HUỲNH MINH TÂM MSSV: 1151110299 Lớp: 11DSH02

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

TP Hồ Chí Minh, 2015

Khoa: Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)

1 Họ và tên sinh viên được giao đề tài: Phạm Huỳnh Minh Tâm

Ngành : Công Nghệ Sinh Học

Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học

2 Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất Natto từ đậu nành Việt Nam

3 Các dữ liệu ban đầu:

• Quy trình dự kiến cho thí nghiệm

• Các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài

4 Các yêu cầu chủ yếu:

• Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

• Xây dựng quy trình sản xuất, sản xuất thử và kiểm tra chất lượng sản phẩm

• Sơ bộ tính kinh tế

5 Kết quả tối thiểu cần phải có:

• Thực hiện các yêu cầu ở mục 4

• Nộp 1 bài khóa luận tốt nghiệp và 1 đĩa CD về văn phòng khoa

Ngày giao đề tài: 20/05/2015 Ngày nộp báo cáo: 21/09/2015

TP.HCM, ngày tháng năm 2015

Chủ nhiệm ngành Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

nào khác Em hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này

TP HCM, Ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Phạm Huỳnh Minh Tâm

viên Trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh đã tận tình quan tâm giảng dạy cho em những kiến thức về ngành công nghệ sinh học Trường đã tạo mọi điều kiện cho em được học tập trong môi trường nghiêm túc và chuyên nghiệp nhất, điều đó

đã giúp em trang bị được nhiều kiến thức chuyên môn để hoàn thành đồ án tốt nghiệp và kết thúc khóa học của bản thân một cách tốt đẹp nhất

Em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến thầy GS TSKH, Nguyễn Trọng Cẩn

đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chi tiết cho em những kiến thức và kinh nghiệm trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Bên cạnh đó, em cũng gửi lời cám ơn đến các thầy cô phụ trách phòng thí

nghiệm đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điệu kiện thuận lợi để em có thể thực hiện công tác nghiên cứu hoàn thiện đồ án tốt nhất

Em cũng muốn gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên đang thực hiện các đồ án tại phòng thí nghiệp của Trường Đại Học Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh đã hỗ trợ em thực hiện các đánh giá cảm quan cho đồ án tốt nghiệp của mình

Cuối cùng, em xin gửi lời chúc sức khỏe chân thành nhất đến tất cả mọi người

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH VẼ viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Tình hình nghiên cứu 1

3 Mục đích nghiên cứu 1

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Kết quả đạt được của đề tài 2

7 Kết cấu của ĐA/KLTN 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU 3

1.1 Tổng quan về Natto 3

1.1.1 Nguồn gốc phát hiện đậu nành lên men Natto 3

1.1.2 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích của Natto 3

1.1.2.1 Giá trị dinh dưỡng của Natto 4

1.1.2.2 Lợi ích của Natto 5

1.1.3 Tình hình sản xuất Natto trên thị trường 12

1.1.4 Giới thiệu sơ nét về quy trình sản xuất truyền thống sản phẩm đậu nành lên men Natto Nhật Bản 14

1.1.5 Bản chất sinh hóa của quá trình lên men Natto 15

1.2 Tổng quan về đậu nành (đậu tương) 15

1.2.1 Nguồn gốc và tình hình sử dụng đậu nành trên thế giới 16

1.2.2 Hình thái và cấu trúc 18

1.2.3 Thành phần các chất dinh dưỡng của đậu nành 18

1.2.3.1 Protein và thành phần acid amin 20

1.2.3.2 Lipid 20

1.2.3.3 Carbohydrate 20

1.2.3.4 Chất khoáng 21

1.2.3.5 Vitamin 21

1.2.3.6 Enzyme 22

1.2.4 Lợi ích từ đậu nành 22

1.2.4.1 Cung cấp protein 22

1.2.4.2 Ngăn chặn ung thư 22

1.2.4.3 Ngăn chặn chứng loãng xương 23

1.2.4.4 Lợi ích trong nông nghiệp 23

1.3 Vi khuẩn lên men Natto 25

1.3.1 Phân loại vi khuẩn 25

1.3.2 Hình dạng vi khuẩn và hình thái khuẩn lạc 25

1.3.3 Đặc điểm sinh lý 26

1.3.4 Ứng dụng 26

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng 28

2.1.1 Nguyên liệu 28

2.1.2 Thiết bị thí nghiệm 28

2.1.3 Hóa chất 29

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.1 Phương pháp hóa lý 29

2.2.2 Phương pháp cảm quan 31

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 33

2.3 Xây dựng quy trình sản xuất Natto từ đậu nành Việt Nam dự kiến 34

2.4 Bố trí thí nghiệm 35

2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dịch lên men giống và thời gian lên men đến quá trình lên men Natto 35

2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH lên men đến quá trình lên men Natto 37

2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến quá trình lên men Natto 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dịch men giống và thời gian lên men đến quá trình lên men Natto 39

3.1.1 Ảnh hưởng của hàm lượng dịch men giống và thời gian lên men đến hoạt độ của enzyme protease được tạo thành 39

3.1.2 Ảnh hưởng của hàm lượng dịch men giống và thời gian lên men đến điểm cảm quan sản phẩm 42

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men Natto 45

3.2.1 Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ của enzyme protease được tạo thành 45

3.2.2 Ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan sản phẩm 46

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men Natto 48

3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ của enzyme protease được tạo thành 48

3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến điểm cảm quan sản phẩm 49

3.4 Xây dựng quy trình sản xuất Natto 50

3.4.1 Sơ đồ quy trình 50

3.4.2 Thuyết minh quy trình 51

3.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm Natto 53

3.5.1 Chất lượng cảm quan 53

3.5.2 Chất lượng hóa học và vi sinh vật 55

3.6 Sơ bộ tính kinh tế cho sản xuất 1 kg Natto tại phòng thí nghiệm 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

Kết luận 57

Kiến nghị 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 1

A Nattokinase 1

B Điểm giống và khác nhau giữa chao và Natto 8

C Đường chuẩn Tyrozin trong phương pháp Anson cải tiến 9

D Một số hình ảnh trong lúc nghiên cứu 10

E Xử lý số liệu bằng Statgraphíc 11

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

NA: Nutrition Agar

LB: Luria Bertami

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng chủ yếu của Natto 4

Bảng 1.2 Thành phần các chất có trong hạt đậu nành (% khối lượng) 18

Bảng 1.3 Hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam 19

Bảng 1.4 Thành phần Carbohydrate trong đậu nành 20

Bảng 1.5 Thành phần khoáng trong đậu nành 21

Bảng 1.6 Thành phần vitamin trong đậu nành 21

Bảng 2.1 Các bước dựng đường chuẩn Tyrosin 31

Bảng 2.2 Các bước chuẩn bị mẫu enzym để đo hoạt tính 31

Bảng 2.3 Bảng điểm đáng giá cảm quan sản phẩm Natto 32

Bảng 3.1 Hoạt độ protease được tạo thành sau 6h 39

Bảng 3.2 Hoạt độ protease được tạo thành sau 12h 39

Bảng 3.3 Hoạt độ protease được tạo thành sau 18h 40

Bảng 3.4 Hoạt độ protease được tạo thành sau 24h 40

Bảng 3.5 Hoạt độ protease được tạo thành sau 30h 40

Bảng 3.6 Điểm cảm quan của sản phẩm sau 6h 42

Bảng 3.7 Điểm cảm quan của sản phẩm sau 12h 42

Bảng 3.8 Điểm cảm quan của sản phẩm sau 18h 42

Bảng 3.9 Điểm cảm quan của sản phẩm sau 24h 43

Bảng 3.10 Điểm cảm quan của sản phẩm sau 30h 43

Bảng 3.11 Hoạt độ protease được tạo thành ở các pH khác nhau 45

Bảng 3.12 Điểm cảm quan của sản phẩm ở các pH khác nhau 46

Bảng 3.13 Hoạt độ protease được tạo thành ở các nhiệt độ khác nhau 48

Bảng 3.14 Điểm cảm quan của sản phẩm ở các nhiệt độ khác nhau 49 Bảng 3.15 So sánh cảm quan của Natto sản xuất thử nghiệm và Natto thương phẩm

BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Thành phần dinh dưỡng của Natto 4

Hình 1.2 Công thức hóa học của poly-γ-Glutamic acid trong thành phần Natto 7 Hình 1.3 Hiệu ứng của Nattokinase lên sợi máu 9

Hình 1.4 Một số sản phẩm trên thị trường từ Natto 12

Hình 1.5 Một số sản phẩm Natto khác trên thị trường 13

Hình 1.6 Natto bọc trong rơm theo phương pháp truyền thống 14

Hình 1.7 Hạt đậu nành 16

Hình 2.1 Men giống Bacillus subtilis Natto sử dụng trong nghiên cứu 28

Hình 2.2 Sở đồ quy trình sản xuất Natto dự kiến 34

Hình 2.3 Sở đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dịch men giống và thời gian lên men 36

Hình 2.4 Sở đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH 37

Hình 2.5 Sở đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 38

Hình 3.1 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng dịch men giống và thời gian lên men đến hoạt độ enzyme protease được tạo thành khi lên men Natto 41

Hình 3.2 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng dịch men giống và thời gian lên men đến điểm cảm quan của sản phẩm Natto 44

Hình 3.3 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ pH đến hoạt độ enzyme protease được tạo thành khi lên men Natto 46

Hình 3.4 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ pH đến điểm cảm quan của sản phẩm Natto 47

Hình 3.5 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ enzyme protease được tạo thành khi lên men Natto 48

Hình 3.6 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến điểm cảm quan của sản

phẩm Natto 49

Hình 3.7 Sơ đồ sản xuất Natto 50 Hình 3.8 Natto sản xuất thử nghiệm (hình trái) và Natto thương phẩm của Nhật

Bản (hình phải) 54

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Natto (納豆) là một loại thức ăn truyền thống độc đáo của người Nhật Bản được lên men từ đậu nành Natto ngày càng được sử dụng rộng rãi, phổ biến trên thế giới, đặc biệt là các nước châu Mỹ và châu Âu vì lợi ích to lớn mà nó mang lại mà giá thành lại rẻ và dễ chế biến Enzyme Nattokinase có trong Natto không nhứng giúp làm tan máu đông mà việc sử dụng sản phẩm Natto còn giúp làm chắc xương, giảm đau khớp, nhức đầu, ngừa bệnh tả, thương hàn, kiết lị do chứa hàm lượng vitamin K cao Mặt khác Natto còn giúp cải thiện hệ tiêu hóa, ngừa táo bón, ung thư, các bệnh về tim mạch, chống lão hóa và béo phì Với các tính chất trên và đang có tiềm năng phát triển cao trên thế giới – Natto cần được quan tâm nghiên cứu và phát triển

2 Tình hình nghiên cứu

Natto hiện đang được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, nhưng vẫn còn rất mới lạ với số đông người tiêu dùng ở Việt Nam Hiện nay trên thị trường Việt Nam, người tiêu dùng chỉ có thể mua Natto nhập khẩu từ Nhật Bản tại các siêu thị hoặc các nhà hàng Nhật Bản với giá khá cao

3 Mục đích nghiên cứu

Để góp phần phổ biến rộng rãi sản phẩm Natto đến với người tiêu dùng Việt Nam cũng như hạ giá thành sản phẩm, người thực hiện đề tài đã chọn “Nghiên cứu quy trình sản xuất Natto từ đậu nành Việt Nam”

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Natto sẽ được lên men ở quy mô phòng thí nghiệm với trọng tâm là tìm ra điều kiện lên men tiêu chuẩn cho sản phẩm Trên cơ sở đó, đề tài nghiên cứu các vấn

đề sau:

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dịch men giống đến quá trình lên men

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men

- Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men

6 Các kết quả đạt được của đề tài

Khảo sát và chọn được những thông số tối ưu cho quy trình sản xuất Natto từ đậu nành Việt Nam Thành phẩm tạo thành đạt được điểm cảm quang tương đối tốt về mùi vị, màu sắc và trạng thái

7 Kết cấu của ĐA/KLTN

Đồ án tốt nghiệp gồm:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về nguyên vật liệu

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết luận và kiến nghị

Do đồ án thực hiện trong thời gian ngắn và phương tiện nghiên cứu tại phòng thí nghiệm còn nhiều thiếu thốn, bên cạnh đó người thực hiện đề tài mới làm quen với công tác khoa học nên kinh nghiệm bản thân còn hạn chế, vì vậy mà đồ

án tốt nghiệp còn nhiều sai sót Rất mong quý thầy cô thông cảm và cho ý kiến

đề đồ án được hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU

1.1 Tổng quan về Natto

1.1.1 Nguồn gốc phát hiện đậu nành lên men Natto [25]

Cho tới nay chưa rõ nguồn gốc của Natto từ đâu vì các sản phẩm tương tự Natto cũng có mặt từ rất lâu ở các nước Nam Á Nhưng tại Nhật có một số vùng ở Đông Bắc Nhật Bản quận Akita được cho là quê hương của Natto Một truyền thuyết ở Nhật bản kể rằng tướng Minamoto Yoshiie trong trận chiến vào những năm 1083 ở miền Đông Bắc đã phát hiện ra Natto Một ngày nọ thì doanh trại của Yoshiie bất ngờ bị quân địch tập kích trong khi binh sĩ đang nấu đậu nành làm thức ăn cho ngựa Trong cơn hỗn loạn thì người ta đã vội vàng cho đậu nành đang nấu dở vào những cái túi rơm và không mở trong suốt mấy ngày liền Khi mở ra thì đậu đã lên men và sinh mùi kỳ lạ Một người lính ăn thử thấy rất ngon mới trình lên tướng Yoshiie và vị tướng cũng bị cái mùi vị kỳ lạ kia quyến rũ Người ta cho rằng đến thời Edo (1603 - 1867) thì Natto đã trở thành món ăn hàng ngày trong bữa ăn của người Nhật và cách chế biến được thay đổi nhiều trong thời Taisho (1912 - 1926) khi những nhà nghiên cứu tìm được cách chiết xuất vi khuẩn Nattokinase mà không cần đến rơm Phát hiện này đã đơn giản hóa quá trình sản xuất Natto và đạt hiệu quả cao hơn và ngành sản xuẩt món ăn này đã thay đổi nhiều từ đó

Tuy nhiên trong hội chợ đậu nành quốc tế được tổ chức ở Akita (Nhật Bản) năm

1993 rất nhiều sản phẩm tương tự Natto đã được trưng bày có nguồn gốc từ nhiều nước như Nepan, Thái Lan, Indonesia và Nigeria [13]

1.1.2 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích của Natto

Hiệu quả của Natto một phần là do nó được làm từ đậu nành Ngoài ra trong quá

trình lên men, Bacillus subtilis Natto sản xuất ra nhiều loại enzyme, vitamin, axit

amin và các chất dinh dưỡng độc đáo khác Những chất này làm cho Natto trở thành một loại thực phẩm bổ dưỡng, có lợi cho sức khoẻ và độc đáo Đáng chú ý trong số

đó là Nattokinase và Pyrazine có tác dụng ngăn chặn và điều trị bệnh tắc nghẽn

mạch máu Natto cũng cung cấp vitamin B12 thường có xu hướng thiếu ở những người ăn kiêng và được coi là pho mát thực vật

1.1.2.1 Giá trị dinh dưỡng của Natto

Thành phần chủ yếu của Natto (tính cho một đơn vị sản phẩm khối lượng 175 g) bao gồm:

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng chủ yếu của Natto [29]

1.1.2.2 Lợi ích của Natto

• Ngăn chặn bệnh ung thư [28] [15]

Tác dụng ngăn chặn ung thư của Natto một phần là do những chất có sẵn trong thành phần của đậu nành và không bị thuỷ phân trong quá trình hoạt động của vi sinh vật Đó là các hợp chất Isoflavone như Genestein, Daidzein Thêm vào đó, đậu nành còn chứa Selenium là một chất khoáng có khả năng ngăn chặn ung thư Những protein dạng sợi trong đậu nành cũng góp phần làm sạch đường ruột và nhờ đó nó

có hiệu quả trong việc ngăn chặn ung thư ruột già Một lượng lớn Cenlulase tồn tại

trong đậu nành lên men tổ hợp với oligosaccharit mà vi khuẩn Bacillus subtilis

Natto tạo thành protein dạng sợi cũng giúp giải phóng các chất thải và các chất sinh

ung thư Thông thường 100 g Natto chứa 7 g protein dạng sợi Ngoài ra, vi khuẩn

Bacillus subtilis Natto tự bản thân chúng cũng có hiệu quả ngăn chặn ung thư nhờ

tác dụng kháng lại các chất sinh ung thư Theo tờ Thể thao hàng ngày số ra ngày 25 tháng 9 năm 1996 “Một nghiên cứu tiến hành trên chuột do giáo sư Yukio Kameda tại đại học Kanazawa đã cho thấy chuột được cấy tế bào gây ung thư sau đó được tiêm vi khuẩn phân lập từ Natto hoàn toàn không có sự phát triển của các tế bào ung thư hoặc có tốc độ phát triển tế bào ung thư chậm hơn với chuột không được tiêm” Những kết quả trên cho thấy nếu ăn các sản phẩm từ đậu nành, đặc biệt là Natto, thường xuyên sẽ rất có hiệu quả trong việc ngăn chặn nhiều căn bệnh ung thư Theo bác sĩ Dean Ornish, giám đốc Viện nghiên cứu Y học Sausalito, California thì số trường hợp ung thư tuyến tiền liệt ở đàn ông Nhật Bản chỉ bằng 1/4 ở Mỹ Tuy nhiên những người Nhật di cư tới Mỹ thì số trường hợp ung thư đột ngột tăng

Lý do là được giải thích là do người Nhật ăn nhiều các sản phẩm có nguồn thực vật hơn đặc biệt là nhiều các loại thực phẩm truyền thống của Nhật làm từ đậu nành Một báo cáo khác của bác sĩ Amy S Lee Đại học Miền nam Califonia cũng cho rằng sự tồn tại của một loại Isoflavone được gọi là Genistein làm giảm sự phát triển của các tế bào ung thư của chuột Ông nói rằng Châu Á tiêu thụ lượng đậu nành nhiều gấp 20 - 30 lần Châu Mỹ Và đây có thể là lí do giải thích cho tỉ lệ mắc các

chứng ung thư ở đây thấp hơn ở Châu Mỹ Trung tâm nghiên cứu ung thư tại Hawai năm 1997 đã báo cáo rằng Genisteinm, Daidzein và các loại Isoflavone khác tồn tại trong đậu nành cũng có hiệu quả trong ngăn chặn ung thư tử cung, ung thư

vú và ung thư thận

Theo bác sĩ Cathy Read, Tổ chức ngăn chặn bệnh dịch tại London, 1995: “Khoa học đã chỉ rõ hiệu quả bảo vệ của chế độ ăn kiêng sử dụng nhiều protein đậu nành là một phần lí do giải thích tại sao phụ nữ ở Trung Quốc và Nhật Bản lại có tỉ lệ ung thư vú thấp hơn” Theo nghiên cứu về ung thư ruột kết tại Khoa y tế Trường đại học Havard, cho thấy: Ăn đậu phụ có thể giảm được một nửa nguy cơ ung thư ruột kết [15] Một nghiên cứu khác tại Nhật được thực hiện năm 1984 cũng kết luận: Thực phẩm từ đậu nành có thể giảm tới 80% nguy cơ ung thư trực tràng và tới 40% ung thư ruột kết Khi nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ăn kiêng đến bệnh ung thư vú ở Singapore năm 1991 người ta thấy rằng: “Phụ nữ ăn nhiều các sản phẩm từ đậu nành giảm một nửa nguy cơ mắc bệnh ung thư vú so với những người phụ nữ sử dụng ít các sản phẩm đậu nành hơn Bệnh ung thư vú thấp nhất được tìm thấy ở những phụ nữ sử dụng 55 g đậu nành/ngày, lượng này tương đương với 2 suất đậu nành/ngày” Cũng qua nghiên cứu ở 8000 đàn ông, người ta thấy rằng những người

ăn đậu phụ một lần/tuần hoặc ít hơn có nguy cơ mắc ung thư tiền liệt tuyến nhiều gấp 3 lần so với những người ăn đậu phụ hàng ngày [15] Genistein là một chất ức chế đặc hiệu của enzyme tyrozin kinase, topoisomerase II và protein histidin kinase Histidin kinase điều khiển hoạt động của các thụ thể tế bào biểu bì và các yếu tố sinh trưởng thực bào đơn nhân Tyrozin kinase cũng kết hợp với sản phẩm gen đột biến gây ung thư và có thể có ảnh hưởng lên sự phát triển của tế bào thông qua các

cơ chế ngăn chặn

• Ngăn chặn chứng loãng xương

Tác dụng ngăn chặn chứng loãng xương của Natto là tổng hoà của nhiều yếu tố Thứ nhất đó là do ảnh hưởng các hợp chất Isoflavone có sẵn trong đậu nành Bên

cạnh đó trong quá trình lên men đậu nành vi khuẩn Bacillus subtilis Natto cũng tạo

ra các thành phần có ảnh hưởng tích cực trong việc tăng khả năng hấp thụ Ca cho cơ thể như vitamin K2, axit glutamic

Xương được cấu thành bởi axit γ-glutamic kết hợp với Ca Vitamin K đóng vai trò trung gian trong tổ hợp đó, giúp cho sự tạo thành xương Vitamin K tồn tại trong

tự nhiên ở 2 dạng K1 và K2 Vitamin K1 có trong rong biển, gan và các loại rau Vitamin K2 có trong các sản phẩm lên men như pho mát hoặc đậu nành lên men trong đó Natto được xác định là có số lượng đáng ngạc nhiên là 870 micrograms vitamin K2 trong 100 g Natto Một nghiên cứu đã cho kết quả là mức độ vitamin K2 ở những người bị bệnh loãng xương thì thấp hơn ở những người không mắc bệnh này mặc dù mức vitamin K1 ở hai nhóm người này như nhau kết quả này cho thấy vai trò quan trọng của vitamin K2 trong việc ngăn ngừa bệnh loãng xương Một nghiên cứu khác cũng cho thấy rằng axit polyglutamic, một axit tồn tại ở phần nhầy của Natto được tạo ra trong quá trình lên men, cũng làm tăng khả năng hấp thụ

Ca của hệ tiêu hoá [15]

Hình 1.2 Công thức hóa học của poly-γ-Glutamic acid trong thành phần Natto

• Ngăn chặn bệnh đau tim, đột quỵ và tình trạng suy nhược cơ thể

Trong thành phần của Natto có Pyrazine là một enzyme ngăn chặn hiện tượng đông máu Còn một enzyme khác là Nattokinase được bác sĩ Dr.Hiroyuki Sumi khám phá ra trong quá trình nghiên cứu năm 1990 tại đại học Chicago Enzyme Nattokinase là một tác nhân có thể làm tan cục máu đông rất tốt Các cục máu đông

Có báo cáo cho rằng có tới 60% trong số nguyên nhân ra tình trạng lão suy là do các cục máu đông có trong não Natto có 2 enzyme hữu ích, một loại ngăn chặn sự đông máu và một loại làm tan cục máu đông một khi nó được tạo thành, trong việc ngăn chặn các bệnh tim mạch Trong khi enzyme Urokinase, một loại enzyme chiết xuất

từ Urine được dùng làm thuốc chữa bệnh giá trị là 1500 USD/một liều lại chỉ có tác dụng trong 30 phút thì chỉ 100 g Natto cũng có hiệu quả tương tự chỉ với giá 1 USD, và khi vào cơ thể nó lại tác dụng kéo dài có thể lên tới 8 giờ Một số các bác

sĩ ở Nhật cho rằng những người bị bệnh hoặc có nguy cơ mắc bệnh tim nên sử dụng Natto 2 lần/tuần Ăn Natto cũng giúp cho việc giảm cholesterol trong máu Trung tâm y tế đại học Y khoa Gifu đã thực hiện một nghiên cứu trên 1242 đàn ông và

3596 phụ nữ và kết quả cho thấy là với những người ăn nhiều Natto hơn thì mức độ cholesterol thấp hơn [28]

Natto đã là thức ăn chủ yếu trong chế độ ăn kiêng của người Nhật trong một thời gian dài gần 1000 năm Nó đặc biệt phổ biến trong cư dân sống ở phía đông Nhật Bản Gần đây lượng tiêu thụ Natto tính trên một đầu người mỗi năm là 2 kg Cho đến nay chưa có nghiên cứu nào cho thấy Natto có những hiệu ứng phụ bất lợi Nó cũng được biết là không gây ra dị ứng đối với người tiêu dùng Ở Nhật một số các bác sĩ bắt đầu sử dụng Natto như một loại thuốc trong quy mô thí nghiệm Một vài bệnh nhân bị bệnh các tĩnh mạch võng mạc mắt bị cô lập do các cục máu xuất hiện trong tĩnh mạch võng mạc làm ngăn cản máu đến mắt đã được điều trị bằng cách ăn Natto 2 lần một tuần và đã có kết quả rõ ràng [28]

Trong đậu nành có chứa nhiều lecithin và linoleic, hai axit này có tác dụng loại

bỏ cặn bẩn cho dòng máu Protein trong đậu nành giúp đảm bảo tính đàn hồi của mạch máu, ngăn chặn bệnh tắc nghẽn động mạch vành, vỡ động mạch ở não và chứng huyết áp cao Do đó nếu ăn nhiều Natto những căn bệnh thường mắc phải ở những người trưởng thành có thể được ngăn chặn hoặc cải thiện

Nghiên cứu thực hiện năm 1989 của trường đại học Harvard trên 20.000 đàn ông

Mỹ chỉ ra rằng sử dụng aspirin hàng ngày lảm giảm chứng suy tim do xuất hiện cục

máu đông 44% Aspirin có xu hướng làm máu dễ tan, và nó được biết là nguyên nhân gây ra bệnh chảy máu dạ dày Tuy nhiên nghiên cứu gầy đây cho rằng ăn các sản phẩm đậu nành mỗi ngày cũng có hiệu quả tương tự mà lại không gây ra tác dụng phụ [15]

Tuy nhiên do Nattokinase nhạy cảm với nhiệt độ và mất hiệu quả của ở 700C nên cách tốt nhất để Natto phát huy tác dụng hiệu quả là ăn không cần đun chín [28]

Hình 1.3 Hiệu ứng của Nattokinase lên sợi máu

• Tác dụng kháng khuẩn

Vi khuẩn Natto có hiệu quả kháng khuẩn với các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn gây bệnh thương hàn và vi khuẩn gây ra bệnh Hamburger Theo nghiên cứu của một

số nhà khoa học Nhật Bản thì axit Dipicolinic chính là tác nhân kháng khuẩn mà vi

khuẩn Bacillus subtilis Natto tạo ra Trong một kiểm tra thực hiện bởi Khoa nghiên cứu sức khoẻ cộng đồng Nagano số lượng vi khuẩn E.coli 0-157 đã giảm mạnh khi

cho dịch chiết vi khuẩn Natto bổ sung vào môi trường

Trước đây khi chưa có các chất kháng sinh, tại Nhật Natto được dùng như một loại thuốc chống lại các căn bệnh như bệnh lỵ, sốt rét và các bệnh đường ruột khác Năm 1936 tại Nhật, có một thí nghiệm được thực hiện về hiệu ứng kháng sinh của Natto Kết quả cho thấy Natto có thể hạn chế sự tiết các vi khuẩn gây bệnh sốt rét kí sinh trong một thời gian ngắn với bệnh nhân không có hiệu quả sau 5 tháng điều trị

Một nghiên cứu tại Nhật trên họ vi khuẩn Bacillus tìm ra rằng các vi khuẩn này

có khả năng tạo ra một số chất kháng sinh như bacitracin, polymyxin và urethin

Bào tử của vi khuẩn Natto trong đường ruột có thể gây ức chế đối với các vi khuẩn Samonella [28]

• Cải thiện khả năng tiêu hóa và ngăn chặn sự rối loạn trong ruột

Trong điều kiện thuận lợi vi khuẩn Natto có thể tăng sinh gấp đôi sau 30 phút và tạo nhiều enzyme có tác dụng trợ giúp cho sự tiêu hóa của đường ruột Điều này giúp các thành phần dinh dưỡng trong đậu nành vốn khó được tiêu thụ ở người có thể được hấp thụ dễ dàng khi ta ăn Natto Những enzyme này bao gồm: Protease chuyển hoá protein thành axit amin; amylase chuyển hóa cacbonhydrate phức tạp thành các đường glucose; lipase cắt các chất béo bão hoà thành glyxerin và axit béo; cenlulase phân cắt cenlulose thành cacbonhydrate đơn giản hơn; các enzyme khác

như urease, peroxidase, catalase và pectinase Hầu hêt các vi khuẩn có lợi cho tiêu

hoá thì bi giết chết trong dạ dày do axit trước khi vào ruột, nhưng vi khuẩn Natto thì

có thể sống sót, phát triển và trợ giúp cho quá trình tiêu hoá [28]

• Ngăn chặn sự lão hoá và béo phì

Lecithin đóng vai như là chất hoạt động bề mặt Nó được tìm thấy với số lượng lớn trong các sản phẩm làm đẹp Nó làm cân bằng nước và chất béo trong tế bào da

và trên bề mặt da Người ta cho rằng phụ nữ Nhật có làn da nhẵn, mịn hơn phụ nữ Châu Âu và Châu Phi do họ sử dụng nhiều sản phẩm đậu nành mà các thực phẩm này lại chứa nhiều lecithin Đậu nành chứa 18% chất béo, trong đó 85% là chất béo

chưa bão hoà bao gồm axit linoleic và axit linolenic Hai axit béo này có tác dụng tương tự như lecithin, do đó người ta cho rằng đậu nành ngăn chặn sự già hoá của mạch máu và kéo dài tuổi thọ của chúng Lecithin cũng ngăn chặn huyết áp cao gây

ra do bệnh xơ cứng động mạch và sự trì trệ gây ra do giản chất béo trong cơ thể Lecithin còn có tác dụng mạnh mẽ trong việc chuyển thành dạng sữa các cholesterol

dư thừa trong máu và giúp cơ thể loại những cục máu đông khỏi cơ thể Natto giàu vitamin đặc biệt là vitamin E, một chất chống oxy hóa và tăng cường tuần hoàn máu giúp ngăn chặn những tác hại từ bên ngoài và giữ cho làn da trẻ trung [28]

• Giúp phát triển trí não

Kẽm là thành phần chủ chốt trong số các vitamin cần thiết cho sự sống Nguyên

tố này được gọi là khoáng chất thông minh do nó là thành phần cần thiết cho sự phát triển của não bộ và hệ thần kinh Nó đóng vai trò quan trọng trong sự tổng hợp protein và tạo collagen Nguyên tố này cũng cần thiết trong cơ chế điều hoà đường huyết và do đó có tác dụng trong việc bảo vệ cơ thể khỏi căn bệnh đái tháo đường, một căn bệnh đang ngày càng xuất hiện nhiều trên thế giới khi mà điều kiện sống ngày càng cao, gây ra nhiều tác dụng nguy hiểm và khoa học hiện nay chưa có thuốc chữa Các nghiên cứu đã cho thấy kẽm đóng vai trò quan trọng trong sự truyền các xung thần kinh giữa các tế bào não Sự thiếu hụt kẽm trong quá trình mang thai và quá trình tiết sữa đã được nhận thấy là có liên quan tới nhiều khác biệt bẩm sinh trong hệ thần kinh của đứa trẻ Sự thiếu hụt kẽm gây cho trẻ sự yếu kếm trong học tập, tính lãnh cảm, tính thờ ơ và sự chậm phát triển trí tuệ

Đậu nành là loại thực phẩm có hàm lượng kẽm cao nhưng lượng kẽm này lại khó được hấp thu vào cơ thể do tác dụng của các chất ức chế enzyme tripsin cũng tồn tại trong đậu nành Nhưng trong quá trình hoạt động của mình các vi khuẩn Natto đã loại bỏ gần như hoàn toàn các chất ức chế này [14] [15]

1.1.3 Tình hình sản xuất sản phẩm Natto trên thị trường[10]

Mỗi năm ở Nhật người ta tiêu thụ khoảng 50,000 tấn Natto Thành phố Kumamoto và Mito ở Nhật Bản là hai nơi nổi tiếng về chất lượng Natto Ngày nay người ta sản xuất Natto hàng loạt đựng trong những hộp nhựa và thường bán kèm với một gói nhỏ nước chấm Shoyu và mù tạt vàng Mọi người có thể mua Natto nhập từ Nhật ở các cửa hàng thực phẩm Nhật trên trên khắp thế giới với giá khoảng

3 - 5 USD cho một hộp Natto Thường thì Natto nhập luôn được làm đông và cần phải rã đông trước khi dùng

Hình 1.4 Một số sản phẩm trên thị trường từ Natto

Ở Việt Nam, Natto hầu như chưa nhận được sự quan tâm của người dân, rất ít người biết đến và có thể ăn được Natto Ở các nhà hàng Nhật trên nước ta, giá của một phần cơm trắng với Natto và một chén súp Miso có giá khá cao (khoảng 80.000 đồng) Với giá bình dân hơn, ông Eda Kaname định cư trên đường Lê Thánh Tôn bán một hộp Natto 50 g với giá 50.000 đồng Ông lập gia đình ở Việt Nam và chuyên làm Natto theo phương pháp cổ truyền và là nhà cung cấp Natto chính cho các quán ăn Nhật ở Sài Gòn Các quán ăn trên đường Bùi Viện cũng bán cơm phần với Natto có giá khoảng 30.000 đồng/phần

Với nhiều lợi ích khác nhau, Natto đang được sự quan tâm trên toàn thế giới, đặc biệt là Mỹ Natto có mặt trong tất cả các cửa hàng bách hóa với nhiều dạng mặt

hàng khác nhau, đa dạng Thị trường Natto: 193 tỉ Yen tương đương khoảng 40 nghìn tỉ đồng

Hình 1.5 Một số sản phẩm Natto khác trên thị trường

1.1.4 Giới thiệu sơ nét về quy trình sản xuất truyền thống sản phẩm đậu nành

lên men Natto Nhật Bản[23]

Để làm Natto người ta chọn hạt đậu nành nhỏ để quá trình lên men dễ dàng hơn Đậu nành được rửa rồi ngâm trong nước khoảng 12 - 24h và quá trình này sẽ làm tăng kích thước của hạt đậu Sau đó đậu nành được đem đi hấp mềm khoảng 6 tiếng, có thể dùng nồi áp suất để giảm bớt thời gian Cuối cùng đậu nành được trộn với dung dịch men Natto Những nhà sản xuất khác nhau có thể sẽ thêm bớt những thành phần khác nhau để tạo nên hương vị đặc trưng Và kể từ lúc này thì người ta

sẽ phải rất cẩn thận, tránh không cho vi khuẩn có hại xâm nhập Theo những người

có kinh nghiệm thì nếu thấy đậu đổi màu vàng thì là loại hảo hạng, còn màu đen là loại xấu nhất Ngoài ra còn có nhiều loại vi khuẩn khác cho ra màu sắc của tương khác nhau và chất lượng cũng phụ thuộc vào đó Hỗn hợp đậu nành và men được ủ

ở 40oC trong hơn một ngày, sau đó nó được làm lạnh và cho vào tủ lạnh chừng một tuần để Natto sản sinh ra những sợi nhớt Ngày xưa thì người ta đựng đậu nành đã hấp trong những cái giỏ bằng rơm rạ, đây là nguồn cung cấp vi khuẩn Natto tự nhiên Rồi Natto được hình thành khi gặp điều kiện nhiệt độ thuận lợi như trong lòng đất hay gần ngọn lửa

Hình 1.6 Natto bọc trong rơm theo phương pháp truyền thống

1.1.5 Bản chất sinh hóa của quá trình lên men Natto

- Quá trình lên men chính: đậu nành sau khi luộc chín sẽ được bổ sung giống

vi khuẩn Bacillus subtilis Natto và được ủ ở nhiệt độ 400C trong vòng 20 - 24h

Trong quá trình này, Bacillus subtilis Natto tiết ra các enzyme protease, amylase,

urease, lipase, cellulase, pectinase… thuỷ phân các hợp chất phức tạp có trong đậu nành thành các đơn phân đơn giản Lúc này, pH trong sản phẩm Natto giảm, các amino acid liên kết với nhau hình thành hệ gel Đến khi protein bị thuỷ phân hết thì amino acid bị amôn hoá hình thành amoniac sẽ kết hợp với mùi các hớp chất khác tạo nên mùi đặc trưng cho sản phẩm Amoniac càng sinh ra nhiều thì giá trị dinh dưỡng của Natto càng giảm nên chúng ta nên dừng quá trình lên men khi lượng amoniac sinh ra là thấp nhất Vị ngọt trong sản phẩm Natto là do đường đơn thuỷ phân từ tinh bột

- Quá trình lên men phụ: Ủ lạnh sản phẩm ở 40C sau khi lên men trong 24h để điều vị, kích thích quá trình kéo sợi protein làm tăng độ nhớt Sau quá trình này, có thể bảo quản lạnh đông để kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm lên men

1.2 Tổng quan về đậu nành (đậu tương) [24]

Nguyên liệu chủ yếu dùng trong lên men tạo Natto là hạt đậu nành

Đậu nành hay còn gọi là đậu tương, tên khoa học Glycinen Max là loại ngũ cốc

giàu protein, lipid, glucid, vitamin và muối khoáng, có đặc tính sinh học do chứa hầu hết các acid amin không thay thế và còn hỗ trợ khi thiếu thức ăn động vật Vì thế đậu nành là loại ngũ cốc quan trọng trong ngành lương thực thực phẩm thế giới 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 ở các tính Hà Tây, Đồng Nai, Đăklăk Theo thống kê mỗi năm nước ta trồng khoảng 200.000 ha đậu nành, chủ yếu là vụ đông, sản lượng khoảng 300.000 tấn/năm Tuy vậy nhu cầu này mới đáp ứng được khoảng 25% nhu cầu trong nước

và nhu cầu này tăng khoảng 10%/năm

Hình 1.7 Hạt đậu nành

1.2.1 Nguồn gốc và tình hình sử dụng đậu nành trên thế giới [17]

Đậu nành là loại ngũ cốc có hàm lượng protein rất cao Chúng có nguồn gốc từ Châu Á và được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong rất nhiều loại thực phẩm Từ ngàn đời nay cư dân các nước Châu Á đặc biệt là Trung Quốc và Nhật Bản đã sử dụng rất nhiều các sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc từ đậu nành Các sản phẩm này được ưa thích và sử dụng phổ biến do hàm lượng protein cao, giá thành rẻ, sẵn

có và có tác dụng duy trì sức khoẻ cho người tiêu dùng Trong vài thập kỉ trở lại đây những các nhà khoa học Phương Tây đang cố gắng để tìm hiểu tại sao người

Phương Đông lại ít gặp vấn để với các căn bệnh ung thư như ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư ruột kết, ung thư trực tràng, bệnh loãng xương, các bệnh tắc nghẽn mạch máu Sau nhiều nghiên cứu, các kết quả cho thấy khoa học đã chứng minh được các tác dụng này của đậu nành có đựơc là do trong thành phần của đậu nành và các sản phẩm của chúng có chứa một số chất hoá học, vitamin và các chất

có hoạt tính sinh học hữu ích

Tuy có nguồn gốc từ các nước Châu Á nhưng 45% diện tích sản xuất tương ứng với 55% sản lượng đậu nành trên thế giới được sản xuất tại Mỹ với sản lượng 75 triệu tấn (năm 2000) Ngoài Mỹ, các nước sản xuất đậu nành lớn trên thế giới bao gồm Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ Hiện nay sản lượng sản xuất đậu nành ngày càng tăng do đây là nguồn protein thực vật vô cùng quan trọng đối với cuộc sống của con người Chúng được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm,

là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất dầu nành, thức ăn cho động vật, chế biến các sản phẩm sữa thực vật, nguồn cung cấp nhiên liệu sinh học…

Đậu nành là loại hạt có hàm lượng protein cao nhất trong các loại thực vật với hàm lượng hơn 30% Ngoài ra nó còn chứa nhiều axit amin cần thiết cũng như các vitamin và khoáng chất Các sản phẩm từ đậu nành do đó là nguồn thực phẩm quan trọng trong đời sống nhất là với dân cư Châu Á Trải qua hàng nghìn năm sử dụng con người ta đã phát minh ra rất nhiều cách chế biến đậu nành Nhờ đó mà ngày nay chúng ta có được một số lượng phong phú các sản phẩm từ đậu nành Các sản phẩm truyền thống bao gồm bột đậu nành, sữa đậu, đậu phụ; Các sản phẩm đậu nành lên men như Thua nao (Thái Lan), Kinema (Ấn Độ, Nêpal), Natto, tempeh, shoyu, miso (Nhật), Đậu phụ lên men (Trung Quốc), Chao (Việt Nam); Các sản phẩm mới là đậu nành được tách chiết thu protein, có hàm lượng protein cao, là nguyên liệu để tạo thành các sản phẩm giả thịt, cung cấp protein phục vụ cho những người ăn chay với số lượng ngày càng tăng trên thế giới Dầu thực vật cũng là một sản phẩm được tách chiết từ đậu nành nhờ hàm lượng lipid rất cao Đậu nành cũng là nguồn cung cấp dầu thực vật dồi dào do sản lượng đậu nành sản xuất hàng năm trên thế giới là rất lớn Từ đậu nành người ta còn sản xuất sữa đậu nành, một loại sữa thực vật giúp

giảm hàm lượng cholesterol cho người sử dụng và đang ngày càng phổ biến Công nghiệp sản xuất thức ăn gia súc cũng sử dụng đậu nành làm nguyên liệu do giá thành và chất lượng hợp lý

* Cấu trúc hạt: gồm 3 phần chính là vỏ hạt, phôi và tử diệp

- Vỏ: là lớp ngoài cùng của hạt đậu nành, có nhiều loại màu sắc và là yếu tố cho việc xác định giống đậu nành, có tác dụng bảo vệ phôi mầm

- Phôi: là rễ mầm, là phần sinh trưởng của hạt khi nảy mầm

- Tử diệp: gồm hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng cho hạt

Bảng 1.2 Thành phần các chất có trong hạt đậu nành (% khối lượng) [3]

Thành phần % khối lượng

toàn hạt

Protein (%)

Lipid (%)

Carbohydrate (%)

Tro (%)

40,0 43,0 8,8 41,1

20,0 23,0 1,0 11,0

35,0 29,0 86,0 43,0

4,9 5,0 4,3 4,4

1.2.3 Thành phần các chất dinh dưỡng của đậu nành

So với các nguyên liệu thực phẩm chính hiện nay, đậu nành thực sự giàu dinh dưỡng, vừa có nguồn protein cao nhất trong các loại đậu vừa là dược liệu quý Đậu nành có hàm lượng dinh dưỡng thay đổi rộng phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng trọt nhưng nhìn chung chúng chứa 35 – 40% protein, 15 - 25% chất béo,

15 - 30% carbohydrate; các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các vitamin A, B1, B2, D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose và khoảng 5% tro [1]

Theo số liệu phân tích của công ty Ajinomoto, Thái Lan 1994, hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam như bảng 1.3

Bảng 1.3 Hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam [6]

Chỉ tiêu Đơn vị

Hạt đậu nành trồng

ở Đồng Nai

Hạt đậu nành trồng

ở An Giang

Khô đậu nành ép công nghiệp

Khô đậu nành ép thủ công

38,06 18,00 8,45 0,39 0,59 0,72 1,53 2,62 1,76 1,74 3,03 1,67 2,05

47,81 1,50 0,60 2,66 0,61 0,72 1,69 3,03 1,83 1,85 3,39 1,65 2,34

42,94 3,00 1,40 2,72 0,57 0,75 1,67 2,85 1,95 1,84 3,32 1,77 2,27 Isoflavones trong đậu nành dao động từ 4,39 mg/g đến 15,58 mg/g, có khả năng phòng chống nhiều loại bệnh ung thư và bệnh tim mạch

Ngoài ra, đậu nành cũng rất giàu chất khoáng và nhiều chất xơ

1.2.3.1 Protein và thành phần acid amin

Trong thành phần hóa học của đậu nành, protein chiếm một lượng rất lớn, protein đậu nành được tạo bởi các acid amin không thể thay thế được với lượng khá cao, tương đương với lượng acid amin có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng khác

Hàm lượng protein dao động trong hạt đậu nành từ 29,6 - 50,5%, trung bình chiếm 36 - 40% trọng lượng chất khô

1.2.3.2 Lipid

Hàm lượng lipid trong đậu nành giao động từ 13,5 - 24%, trung bình chiếm 18% trọng lượng chất khô Lipid chứa nhiều ở nhân hạt đậu nành, tỏng nhóm lipid của đậu nành có 2 thành phần chính là Glyceride và Lecithin

Glycerid đậu nành chứa nhiều acid béo không no khoảng 50-60% Acid Linoleic nên dầu nành được coi là thực phẩm có giá trị sinh học cao

1.2.3.3 Carbohydrate

Cacbonhydrate trong đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng khô, trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể Carbohydrat được chia làm 2 loại:

- Đường tan 10%, Sucrose 5%, Stachyose 4%, Rafinose 1%

- Chất xơ không tan 20%, hôn hợp polysaccharide và dẫn xuất của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chất khác của acid peptid

Bảng 1.4 Thành phần Carbohydrate trong đậu nành

Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,2

1.2.3.4 Chất khoáng

Thành phần chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành

Bảng 1.5 Thành phần khoáng trong đậu nành

Một số enzyme khác như: amylase, protease, phospholipase, lipoxienase

1.2.4 Lợi ích từ đậu nành

1.2.4.1 Cung cấp protein

Hiện nay quy mô dân số thế giới đang không ngừng tăng lên Tương ứng với nó

là nhu cầu về lương thực, thực phẩm ngày càng trở nên cấp thiết Với hàm lượng protein cao nhất trong các loại thực phẩm từ 30 - 42 % đậu nành đã, đang và sẽ góp phần không nhỏ trong việc đáp ứng nhu cầu protein cho con người, đặc biệt là ở các nước có nền kinh tế kém phát triển Điều này lí giải tại sao ngày nay đậu nành lại được quan tâm nghiên cứu, phát triển và sử dụng

1.2.4.2 Ngăn chặn ung thư

Mặc dù đã được sử dụng từ rất lâu đời nhưng những tác dụng về mặt y học của đậu nành mãi sau này mới được biết tới cho đến khi khoa học phát triển Những tác dụng của đậu nành ban đầu được nhận thấy khi tỉ lệ mắc bệnh ung thư ở phụ nữ Châu Á thấp hơn nhiều so với phụ nữ phương Tây Sau nhiều nghiên cứu người ta

mới nhận ra rằng khẩu phần ăn của người phương Đông có chứa nhiều sản phẩm từ đậu nành hơn hẳn so với khẩu phần ăn của người Phương Tây là một phần nguyên nhân dẫn đến kết quả có lợi này Những nghiên cứu đầu tiên được tiến hành từ những năm 1980 về đậu nành đã tìm thấy ở đậu nành những đặc tính đáng ngạc nhiên Những nghiên cứu này cho thấy các hợp chất Isoflavone trong đậu nành có thể là nguyên nhân ban đầu mang lại cho đậu nành những hiệu quả có lợi đối với sức khoẻ Chúng giúp giảm sự phát triển của một số căn bệnh ung thư như ung thư

vú, ung thư buồng trứng và ung thư tiền liệt tuyến Trong thành phần của Isoflavone, Genistein đóng vai trò như là yếu tố ức chế sự hình thành mạch máu, các enzyme trong đó có enzyme Tyrozin kinase một loại enzyme ảnh hưởng trực tiếp trong việc hình thành và phát triển của các tế bào ung thư; Genistein và Daidzein có khả năng bất hoạt sự phát triển của ung thư vú và ung thư ruột kết, bằng cách ngăn chặn sự phát triển của khối u và làm cho các tế bào trở nên già cỗi

và mất khả năng sinh sản Theo nghiên cứu trên phụ nữ Trung Quốc có sự liên quan giữa việc sử dụng đậu nành và sự giảm bớt chứng ung thư vú ở phụ nữ tiền mãn kinh [15] Điều này được giải thích là do việc ăn đậu nành đã làm biến đổi hormon đặc trưng ở phụ nữ tiền mãn kinh, dẫn đến làm giảm các yếu tố gây ung thư vú [12]

1.2.4.3 Ngăn chặn chứng loãng xương

Bên cạnh tác dụng giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư đậu nành cũng được biết tới như là một loại thực phẩm giúp ngăn chặn chứng loãng xương nhất là ở phụ nữ tiền mãn kinh Isoflavone cụ thể là daidzein có thể duy trì độ chắc của xương nhờ giữ cho xương lượng Ca cần thiết mà không gây ra một hiệu ứng phụ có hại nào Một

số nghiên cứu cho thấy rằng tỉ trọng xương, chiều dài xương lớn hơn và giảm sự tiết

Ca trong urine khi chế độ ăn kiêng có chứa các sản phẩm từ đậu nành hoặc khi cơ thể được cung cấp Isoflavone với hàm lượng nhất định [15]

1.2.4.4 Lợi ích trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp đậu nành là một loại cây dễ trồng phù hợp với nhiều điều kiện canh tác của nông dân, cho năng suất cao, thích hợp với nhiều loại đất trồng,

làm tăng hàm lượng đạm trong đất do khả năng cố định đạm của vi khuẩn chứa trong rễ Ở nước ta hiện nay có nhiều giống đậu nành mới được nghiên cứu thử nghiệm và đưa vào nuôi trồng đã cho năng suất cao, khả năng chống chịu bệnh hại cao như giống đậu DT 84, DT 90 của Viện Di truyền Nông Nghiệp Cùng với việc nghiên cứu thử nghiệm các giống đậu nành trong nước thì chúng ta cũng nhập khẩu các giống đậu nành có năng suất cao, chất lượng tốt và có khả năng chống chịu bệnh hại và các điều kiện khắc nghiệt của môi trường Chính vì thế mà trong những năm gần sản lượng đậu nành ở nước không ngừng tăng lên đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn trong sản xuất thực phẩm và thức ăn chăn nuôi Theo tập quán canh tác tại một số vùng ở nước ta, đậu nành thường được trồng vào mùa đông xen giữa vụ lúa

hè thu và đông xuân Điều này giúp tận dụng tối đa diện tích đất nhàn rỗi đồng thời cũng cải thiện được tình trạng của đất trồng và tạo thêm thu nhập cho người nông dân Chính vì thế mà việc trồng đậu nành ngày càng được nhà nước quan tâm hỗ trợ

về giống vốn, tạo điều kiện tốt nhất để có thể phát triển quy mô trồng đậu, đẩy mạnh nông nghiệp phát triển

Tuy có nhiều lợi ích như vậy nhưng những thức ăn từ đậu nành lại khó được hấp thụ Điều này được giải thích là do trong thành phần của đậu nành có chứa một số chất có tác dụng ức chế enzyme tiêu hoá của cơ thể Một nhược điếm khác của đậu nành là trong thành phần của nó có chứa axit phytic và các muối của axit này Chúng ngăn cản sự hấp thu của cơ thể đối với các nguyên tố khoáng như Fe, Ca,

Mg, và Zn Thật may mắn là những nhược điểm này của đậu nành được khắc phục nhờ quá trình lên men.Trong quá trình này các tác nhân lên men sản sinh ra các enzyme có tác dụng phân cắt protein thành các polypeptide, làm biến tính các protein gây ức chế trypsin, một enzyme có tác dụng tiêu hoá của cơ thể; Cũng trong quá trình lên men mà hàm lượng các phyte giảm đáng kể Chính nhờ lên men mà ngày nay chúng ta có được một phổ sản phẩm vô cùng phong phú từ đậu nành - Một nguồn thực phẩm rẻ, sẵn có, dễ trồng, dễ chế biến Natto là một sản phẩm như vậy Loại thức ăn này được sản xuất từ đậu nành hấp chín sau đó lên men nhờ một

loại vi sinh vật có trong tự nhiên sau này được đặt tên là Bacillus subtilis Natto

1.3 Vi khuẩn lên men Natto

1.3.1 Phân loại vi khuẩn [6]

Sau khi tiến hành phân lập và định tên người ta đã xác định rằng Natto là loại thực phẩm lên men tương đối thuần khiết Vi khuẩn đóng vai trò chủ yếu

trong Natto là loài Bacillus subtilis chủng Natto

Giới Bacteria Ngành Firmicutes Lớp Bacilli

Bộ Bacillales

Họ Bacillaceae Chi Bacillus

Loài Bacillus subtilis Natto B.natto có mặt ở khắp mọi nơi trong tự nhiên, chúng có nhiều trong rơm

cỏ nên còn gọi là “trực khuẩn rơm cỏ” Chúng còn phân bố trên bề mặt các loại hạt và các sản phẩm được chế biến từ các loại hạt đó Trong bột mì, B.subtilis chiếm khoảng 75 - 95% vi khuẩn tạo bào tử Trong các sản phẩm thực phẩm truyền thống như mắm, tương, cơm mẻ (cơm lên men chua)… cũng có mặt của chúng và có vai trò đáng kể trong quá trình biến đổi sinh học

1.3.2 Hình dạng vi khuẩn và hình thái khuẩn lạc [20]

Bacillus là trực khuẩn nhỏ, thẳng, có kích thước 0,5-2,5 x 1,2-10 µm,

thường xếp thành cặp đôi hay chuỗi ngắn, hai đầu tế bào tròn hoặc hơi vuông Bào tử hình bầu dục có kích thước 0,9 – 0,6 µm, không phân bố theo một nguyên tắc chặt chẽ nào - lệch tâm hoặc gần tâm nhưng không chính tâm

Là trực khuẩn Gram dương, hiếu khí, khi còn non di động bằng tiên mao,

về già, tiên mao rụng nên mất khả năng di động

Khuẩn lạc khô hoặc nhớt, vô màu hay có màu trắng xám nhạt, hơi nhăn hay tạo thành lớp màng mịn lan trên bề mặt thạch, có mép nhăn, mép lồi lõm nhiều hay ít, bám chặt vào mặt thạch

Các Bacillus subtilis có khả năng thuỷ phân nhanh chóng hầu hết các cơ chất có

nguồn gốc động thực vật gồm xenlulose, tinh bột, pectin, protein, agar, hydrocacbon, gelatin…có khả năng lên men các loại đường như glucose, arabinose, xylose, manitol và có khả năng sử dụng citrat

Ngoài ra các chủng này còn có hoạt tính bacteriocin, tạo ra các chất subtilisin; tạo axit từ các đường; nitrat hoá; phản nitrat hoá; cố định nitơ; tự dưỡng; hô hấp tuỳ nghi; là vi khuẩn ưa axit; ưa kiềm; ưa nhiệt; ưa tối; sống ký sinh; hầu hết tạo bào tử nên có khả năng sống sót cao trong môi trường, ở bất kỳ nơi nào chúng chiếm ưu thế

Môi trường thuận lợi để Bacillus subtilis phát triển tốt là môi trường LB hoặc

môi trường thạch dinh dưỡng NA

1.3.4 Ứng dụng [5] [17]

Bacillus đã được sử dụng từ rất lâu trong lịch sử Sự lên men đậu tương thực hiện

bởi các chủng Bacillus subtilis Natto tạo ra Natto đã được sử dụng nhiều ở Nhật trong hàng nghìn năm nay Các chủng Bacillus subtilis khác cũng có nhiều ứng

dụng trong đời sống Có loại có hoạt tính diệt nấm tự nhiên, và được sử dụng như là