Lên men đậu nành

Lên men đậu nành

MỤC LỤC

1 Giới thiệu về cây đậu nành 2

2 Giá trị dinh dưỡng của đậu nành 2

2.1 Protein và thành phần acid amin 3

2.2 Lipid 4

2.3 Carbohydrates 4

2.4 Chất tro 4

2.5 Vitamin 5

2.6 Một số enzyme trong đậu nành 5

II.SẢN XUẤT ĐẬU PHỤ 5

1 Sơ lược về đậu phụ 5

2 Các phương pháp sản xuất đậu phụ 6

2.1 Phương pháp xay ướt 6

2.2 Phương pháp xay ướt 10

III.SẢN XUẤT CHAO 13

1.Tổng quan về chao 13

2 Nguồn vi sinh vật 15

3 Qui trình làm chao Việt Nam 16

4 Sản xuất chao theo phương pháp hiện đại 18

5 Quy trình sản xuất vi sinh vật 23

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chao 25

6.1.Ảnh hưởng của muối 25

6.2 Ảnh hưởng của sự thủy phân 26

6.3 Ảnh hưởng của các phương pháp bảo quản 27

6.4 Ảnh hưởng của các peptid 27

7 Một số hiện tượng hư hỏng của chao 27

7.1 Hiện tượng chao bị đắng 27

7.2 Có mùi khó chịu 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

1

I Nguyên liệu

1 Giới thiệu về cây đậu nành:

Đậu nành là một loại cây trồng ngắn ngày, có nhiều tác dụng như: cung cấp thực phẩm cho người, nguyên liệu cho công nghiệp, thức ăn cho gia súc, nông sản xuất khẩu

và cây luân, xen canh cải tạo đất tốt

Cây đậu nành với tên khoa học là Glycin max(L) Merrill, là một trong số cây trồng có lịch sử lâu đời nhất của loài người

Dựa vào sự đa dạng về hình thái, Fukuda(1993) và về sau nhiều nhà khoa học khác cũng đã thống nhất rằng, đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát

từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G soja Sieb & Zucc (t Hymovits, 1970) Trong một số công trình nghiên cứu, các nhà khoa học dùng tên G.usuriensis để thay cho tên trên Từ Trung Quốc, đậu nành lan truyền dần khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vảo khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó được phát triển sang Nhật Đến giữa thế kỉ

17, đậu nành mới được nhà thực vật học người Đức Engelbert Caempfer đưa về Châu

Âu và đến năm 1954 đậu nành mới được du nhập vào Mỹ

Đậu nành là cây lấy hạt, cây có dầu quan trọng bậc nhất của thế giới, đứng hàng thứ tư sau cây lúa mì, lúa nước và ngô Năm1994, sản lượng bột protein và bột lấy dầu

từ đậu nành trên toàn thế giới tương ứng là 80,2 triệu tấn và 78,1 triệu tấn

Do khả năng thích ứng khá rộng nên nó được trồng khắp năm châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất là châu Mỹ 73,03% tiếp đến là châu Á 23,15%… Hằng năm trên thế giới trồng khoảng 54 – 56 triệu ha đậu nành (1990 – 1992) với sản lượng khoảng 13–114 triệu tấn Thời kỳ năm 1990 – 1992 so với thời kì từ năm 1979 – 1981, sản lượng đậu nành đă tăng lên 26,1% còn diện tích sử dụng tăng 8,8% (FAO, 1992)

Hiện nay 88% sản lượng đậu nành thế giới được tập trung ở 4 quốc gia: Mỹ (52%), Brazil (17%), Argentina (10%), Trung Quốc (9%) Phần còn lại phân bố ở các nước sau: Canada, Ấn Độ, Indonesia, Nhật, Bắc & Nam Triều Tiên, Mexico, Paraguay, Rumani và Nga

2 Giá trị dinh dưỡng của đậu nành:

Đậu nành được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người Theo Đỗ Tất Lợi, đậu nành còn được dùng để chữa bệnh tiểu đường, suy nhược thần kinh, suy nhược dinh dưỡng …

Chất lượng đậu nành của nước ta tương đối tốt, protein khoảng 38–40%, trọng lượng 1000 hạt: 90–120g, hạt vàng hoặc xanh, rốn hạt nâu hoặc đen Một số giống mới chọn gần đây có cải thiện hơn về chất lượng: hạt vàng, tròn, rốn trắng, ít nứt, trọng lượng 1000 hạt: 180–270g protein 43–47%

Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu nành (theo Sinha Sk, 1979):

Loại hạt Calori

e

Protein (g) Lipid (g) Glucid (g) Xơ (g) Tro (g)

2

Hydrate cacbon % Tro %

2.1 Protein và thành phần acid amin :

Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%, trung bình

là 36–40% Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): albumin (6–8%), globulin (25–34%), glutelin(13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể

Về giá trị protein, đậu nành đứng hàng đầu về đạm nguồn gốc thực vật và không những về hàm lượng protein cao mà cả về chất lượng protein Protein đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như lysin, tryptophan Trừ methionin và cystein hơi thấp còn các acid amin khác của đậu nành có thành phần giống thịt

Thành phần các acid amin trong protein đậu nành:

3

Trong dầu đậu nành còn chứa một lượng nhỏ phosphatid, đặc biệt nhiều lecinthin

có tác dụng làm cơ thể trẻ lâu, sung sức, tăng trí nhớ, tái sinh mô, cứng xương, tăng sức

đề kháng

2.3 Carbohydrates:

Glucid trong đậu nành khoảng 22–35,5%, trong đó 1–3% tinh bột Carbohydrates được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% và loại không tan trong nước

Thành phần carbohydrat trong đậu nành :

2.6 Một số enzyme trong đậu nành:

Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua hàng ruột do đó không nên ăn đậu nành sống

Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo

Phospholipase: thủy phân ester của acid acetic

Amylase: thủy phân tinh bột, β-amylase có trong đậu nành với số lượng khá lớn.Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo

II.SẢN XUẤT ĐẬU PHỤ

1 Sơ lược về đậu phụ

Đậu phụ là một sản phẩm được sản xuất từ đậu nành Đậu phụ không chỉ được sản xuất tại Việt Nam mà còn được sản xuất nhiều ở Trung Quốc, Nhật Bản, các nước Đông Nam Á và cả ở các nước châu Au như Hà Lan, Pháp, …

Đậu phụ có nhiều dạng khác nhau, chính vì thế mà cũng có tên gọi khác nhau Tất cả các dạng và tên gọi khác nhau trên đều chia làm 3 loại: đậu phụ mềm, đậu phụ cứng đậu phụ lụa

Trong đó đậu phụ mềm được sản xuất nhiều nhất ở nước ta Trung Quốc sản xuất

cả 3 loại Nhật bản sản xuất nhiều loại đậu phụ lụa

5

 Thành phần dinh dưỡng của 3 loại đậu phụ

- Không chứa vi sinh vật tạp và vi sinh vật kỵ khí

 Quá trình sản xuất đậu phụ : dùng tác động cơ học để phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt đậu, giải phóng các thành phần có trong hạt đồng thời dùng nước làm dung môi hòa tan các chất đó thành dung dịch huyền phù Sau đó lợi dụng tính chất hòa tan khác nhau giữa các chất, dùng phương pháp lọc để tách lấy 1 dung dịch nhũ tương trong

đó chủ yếu là chất đạm tan globulin Từ dung dịch này, dựa vào tính chất đông tụ của globulin, thông qua các điều kiện pH, điện tích, nhiệt độ, … kết tủa chúng lại thành các hoa đậu rồi ép định hình thành bánh đậu phụ

2 Các phương pháp sản xuất đậu phụ

2.1 Phương pháp xay ướt

2.1.1 Qui trình sản xuất

6

Đu Danành Loại bỏ tạp chất

Ngâm

Đãi vỏ

Dịch sữa đậu thô

Lọc thô

Lọc tinhDịch sữa

Bã

Thức ăn gia súc

Nước

Bã

Sữa đậu

Đun sôiKết tủa

2.1.2.Giải thích qui trình

 Giai đoạn ngâm hạt

Trong phương pháp xay ướt, hạt đậu phải qua giai đoạn ngâm Ngâm hạt nhằm mục đích làm hạt đậu hút nước và trương lên Khi đó các phân tử nước có tính lưỡng cực sẽ tác động lên các phân tố protein, lipit, gluxit và xenluloza Quá trình này xảy ra qua hai giai đoạn:

- Giai đoạn đầu là quá trình solvat hoá Ở giai đoạn này các liên kết trong hạt đậu chưa bị phá vỡ

- Giai đoạn hai xảy ra khi các phân tử nước tiếp tục tác động và làm phá vỡ liên kết các phân tử trong hạt đậu và chuyển chúng sang trạng thái dịch thể keo linh động nằm trong các tế bào hạt đậu

Có 3 yếu tố ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình ngâm hạt thời gian ngâm, lượng nước ngâm và nhiệt độ nước ngâm

- Thời gian ngâm:

+ Nhiệt độ ngoài trời từ 150C – 250C, ngâm 5 – 6 giờ

+ Nhiệt độ ngoài trời từ 250C – 300C, ngâm 3 – 4 giờ

Kết thúc giai đoạn ngâm là thời điểm độ ẩm hạt đậu đạt 55% - 65% là tốt nhất

- Nhiệt độ nước ngâm: Nếu ngâm ở nhiệt độ cao, tốc độ trương của hạt nhanh nhưng độ trương của hạt lại nhỏ Nếu độ trương nhỏ thì các thành phần trong hạt đậu chỉ ở trạng thái keo đông, không phải dịch thể keo, do đó khó hoà tan

Nhiệt độ nước ngâm dùng để ngâm đậu tốt nhất là 200C – 250C

- Lượng nước ngâm: thường được sử dụng Đậu : Nước = 1 : 2,5

Lượng nước ngâm này sẽ giúp độ trương của hạt đậu đạt tương đối cao, độ chua thấp (khoảng 2,23g axit axetic trên 100g đậu) và sự hao tổn chất khô nhỏ (chỉ 0,6g/100g đậu)

 Xay

Xay là một quá trình cơ học để phá vỡ tế bào, nhằm giải phóng protein, lipit, gluxit, … Nhờ có nước hoà tan các chất này và chuyển chúng sang dạng huyền phù Yếu tố có ảnh hưởng quan trọng nhất trong giai đoạn xay là lượng nước cần thiết cho vào trong khi xay Nếu ít nước sẽ xảy ra hiện tượng hoà tan các chất kém và tạo ma sát

8

mạnh gây ra hiện tượng tăng nhiệt Nhiệt tăng làm protein biến tính, do đó khả năng tan của protein sẽ kém đi Nếu quá nhiều nước sẽ làm tăng lượng hoà tan các chất nhưng lại gây ra khó khăn trong các giai đoạn chế biến sau.

Nước dùng để xay bột tốt nhất nên theo tỉ lệ: Đậu : Nước = 1 : 6

Trong khi xay phai cho nước chảy vào liên tục Trong quá trình xay, saponin sẽ tạo bọt vì vậy phải cho chất phá bọt, chất phá bọt thường dùng với tỷ lệ 0,05% so với lượng đậu từ máng dẫn vào

- Nồng độ sữa: 0,4 – 0,5 Be

- pH dịch sữa: 6 – 6,5

- Lượng sữa thu được từ 1kg đậu là 9 lít

Thành phần hoá học của dịch sữa như sau:

- Đạm tổng số 27 – 30 g/l

- Lipit 13 – 16 g/l

- Gluxit 3,2 – 4,5 g/l

- Chất khô 5 – 4,5 g/lSữa sau khi lọc xong thường có 15.000 – 20.000 vi khuẩn lactic/1 cm3 Nếu để lâu, sữa sẽ có phản ứng hoá học xảy ra như:

C6H12O6 = 3CH3COOH + 2H2O

2CH3COOH + H2O = 2CH3CHOHCOOH

Lượng axít lactic được tạo thành sẽ làm thay đổi pH dịch sữa Sự thay đổi pH sẽ làm thay đổi căn bản tích chất protein Khi pH sữa tới gần điểm đẳng điện của protein đậu nành thì khối sữa sẽ đóng vón lại, gây khó khăn cho quá trình ép sau này Do đó sữa

kể từ khi xay đến khi lọc xong không nên kéo dài quá 30 phút về mùa hè và 50 phút về mùa đông

Bã đậu là phần rắn sau khi lọc Thành phần hoá học của bã đậu gồm có:

- Protein: 3-4% - Gluxit: 5-6%

- Lipit:1-2% - Độ ẩm: 8-90%

 Gia nhiệt, kết tủa

9

Dịch sữa sau khi lọc xong phải đem gia nhiệt ngay Gia nhiệt nhằm phá enzym kháng tripxin và độc tố aflatoxin, diệt vi sinh vật, khử mùi tanh của đậu nành, phá vỡ lớp solvat tạo điều kiện cho các phân tử sữa gần lại nhau hơn và dễ keo tụ hơn.

Thời gian gia nhiệt càng nhanh càng tốt Thời gian đun sôi 100 lít sữa trong phạm vi 5-10 phút là tốt nhất Trong quá trình đun sôi nên khuấy đảo luôn để tránh cháy khét dung dịch sữa

Sau khi đun sữa phải kết tủa sữa ngay Sự kết tủa protein có nhiều nguyên nhân như do sự tác dụng của nhiệt, sự thay đổi pH về vùng đẳng điện, tác dụng của muối

Trong quá trình kết tủa, ta đun sữa đến 95 – 1000C để gây biến tính nhiệt và dùng tác nhân gây kết tủa protein Tác nhân gây kết tủa có nhiều loại như nước chua tự nhiên, CaCl2, CaSO4, axit clohidric, axit lactic, axit axetic, … Trong các loại tác nhân kết tủa trên, dùng nước chua tự nhiên là thích hợp nhất Khi dùng nước chua để kết tủa đòi hỏi người sử dụng phải có rất nhiều kinh nghiệm

Điều kiện để kết tủa như sau:

- Nhiệt độ dịch sữa khi kết tủa > 950C

- pH của dịch sữa khi kết tủa >6

- pH của nướcchua 4 – 4,5

pH của nước chua có ý nghĩa rất lớn trong việc kết tủa Nếu pH cao thì lượng nước chua phải sử dụng nhiều, nếu pH thấp thì hiệu suất thi hồi đạm thấp Khi dịch sữa đạt 950C ta cho nước chua vào từ từ Quá trình này nên theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn đầu nên dùng ½ lượng nước chua

- Sau 3 phút chi ½ lượng nước chua còn lại

- Sau 3 phút lại cho tiếp số lượng nước chua còn lại

Thường lượng nước chua đem kết tủa chiếm 20 – 22% lượng sữa cần kết tủa

 Ép định hình bánh đinh và ngâm nước

Sau khi kết tủa và chắt bã nước trong, ta có óc đậu hay hoa đậu Đưa hoa đậu vào khuôn ép Nhiệt độ của hoa đậu đem ép tốt nhất là 70 -800C Nếu dưới 600C thì hoa đậu

sẽ không kết dính, bánh đậu bở và không định hình được Thời gian ép thường là 10 phút

2.2 Phương pháp xay ướt

2.2.1 Qui trình sản xuất

10

Làm sạch bằng nướcLàm khô

Xay khô hoặc nghiền khô

Bột đậu

Ly tâmSữa đậu

BãRửa bã

Ly tâmBã

Thức ăn gia súc

Nước

Đun sôiKết tủa

Ép thô

Hoa đậuNước

Đậu nành

2.2.2.Giải thích qui trình

 Vo đậu và hong khô

Phương pháp xay khô không qua giai đoạn ngâm, mà chỉ vo cho sạch, loại bỏ các chất như rơm, rác, sạn, cát, … Quá trình vo này cũng nhằm làm cho hạt đậu ngấm một ít nước trở lại Sau đó hong khô ngoài kh6ong khí khoảng 30 phút Sau khi hong khô vỏ đậu sẽ nhăn nheo Đem hạt đậu này đi nghiền

11

 Nghiền

Ta có thể nghiền bột đậu bằng nhiềuj loại máy nghiền khác nhau bỘtg nghiền xong phải có độ mịn qua rây có 64 lỗ/cm2 bột đậu nghiền xong phải sử dụng ngay, không để quá 1 giờ vì trong quá trình nghiền, nhiệt độ sẽ tăng và làm tăng quá trình lên men Từ đó dẫn tớisự biến tính protein và sẽ gây tổn thất hiệu suất sau này

 Hoà bột vào dung dịch NAOH

Đem bột đã nghiền ở trên hoà vào NaOH với pH = 11 – 12 với tỷ lệ 1 đậu 7 nước

ở nhiệt độ 65 – 680C khi cho bột vào, pH sẽ giảm xuống 7 – 7,5; do tác dụng của các phần tử protein và các axit béo có trong hạt đậu với NaOH

Mục đích của quátrình này là để hoà tan protein và các chất có trong hạt đậu vào nước Từ đó tiến hành lọc, tách dung dịch protein ra khỏi phần không hoà tan Sau đó kết tủa và ép thành bánh

Sau đó ly tân thu dịch sữa đậu Các bước tiếp theo tiến hành giống phương pháp xay ướt

 Sản xuất nước chua

Nước chua đượcsản xuất co thành phần môi trường như sau:

- Sữa đậu nành 10% (sữa có nồng độ 0.4 – 0.50Be, pH = 6,2 – 6,5)

- Nước chắt đậu 15% (có pH = 5 – 5,6)

- Nước máy đã đun sôi để nguội 75%

- pH chung của dung dịch hỗn hợp là 6,5

Để môi trường lên men ở 35 – 400C, các vi khuẩn sẽ phát triển rất mạnh chỉ sau

39 – 42 giờ Kết quả là pH sẽ giảm từ 6,5 xuống 4,0 – 4,5 và đạt được hàm lượng axít cực đại là 10 – 11 g/l (tính theo axit axetic)

Trường hợp không có nước chiết đậu có thể dùng axit lactic để kết tủa protein như trong sản xuất đậu phụ Phần nước trong lấy ra chính là nước chua

Trong sản xuất ta có thể nhân lượng nước chua như sau: lấy ½ lượng nước chua trên, cho ½ lượng nước chắt đậu vào và lên men ở 35 – 400C trong 1 giờ 30 phút đến 2 giờ ta có lượng nước chua cần cho sản xuất

 Sản xuất chất phá bọt

Ta có thể tự chế tạo chất phá bọt như:

-Dầu lạc 100kg

-KCl (loại 31%) 20kg

-NaCl (loại 95% độ thuần) 1kg

-Na2CO3 (loại 95% độ thuần) 1,5kg

Qui trình sản xuất như sau:

12

Phối trộn

Đồng hoáGia nhiệtTăng nhiệtLàm nguộiTrung hoàLoại cặn muốiChất phá bọt

NaCl

Na2CO3NaCl

Dầu lạc và HCl được trộn với nhau, khuấy đều, gia nhiệt 90 – 950C và giữ nhiệt này trong 1 giờ, sau đó cho NaCl, tăng nhiệt đến 1050C và giữ nhiệt này trong 1 giờ Làm nguội đến 700C dùng Na2CO3 trunghoà đạt pH = 6,5 Loại bỏ cặn muối được dịch chất phá bọt.

III.SẢN XUẤT CHAO

1.Tổng quan về chao

Chao là một sản phẩm lên men từ sữa đậu nành đông đặc do vi sinh vật tiết ra enzyme để chuyển biến protein, chất béo, gluxit có trong sữa đậu nành thành những phân tử đơn giản như axit amin, axit béo, các đường đơn Nhờ vậy chao có mùi thơm, béo đặc biệt

Chao có nguồn gốc từ Trung Quốc Do Trung Quốc sử dụng khá nhiều tiếng địa phương, và có nhiều trở ngại trong quá trình chuyển đổi từ tiếng Trung Quốc sang tiếng Anh, nên hiện nay chao có rất nhiều tên gọi, ví dụ như: tosufu, fu–su, fu–ru, tou–fu–ru, teou–fu–ru, fu–ju, fu–yu và foo–yue Một số tên gọi khác của chao đi kèm với các thương hiệu nổi tiếng như to–fu–zu ở Mandarin, hay tau–zu (tao–hu–yi) ở Taiwan Từ

“sufu” là tên đầu tiên của chao xuất hiện trên các tài liệu Sufu có nghĩa là sữa lên mốc

Ở các nước phương Tây, một số nhà nghiên cứu như Hesseltine, Wang gọi các sản

13

phẩm chao là phô mai Trung Quốc Họ đưa ra quy trình sản xuất như sau: ngâm đậu nành qua đêm, nghiền ướt để tạo chất sệt, đun sôi dịch này, lọc để lấy dịch chiết (sữa đậu nành), thêm vào muối biển hay muối Sulfate Calcium, Magnesium khi dịch vẫn còn nóng, sau đó kết lắng protein và lipid, gọi là dịch sữa đông Kế đến đem đi ép, tách nước để thu sản phẩm.

Về mặt dinh dưỡng chao có đầy đủ các chất bổ dưỡng của sữa đậu nành, nhưng

dễ tiêu hóa vì các protit, lipid, gluxit đã được các enzyme của vi sinh vật chuyển hóa ra các phân tử đơn giản sẵn sàng được tiêu hóa và hấp thụ

Ở nước ta, việc làm chao đã có từ lâu đời Đây là một sản phẩm truyền thống, có tính chất cổ truyền Chao được làm và để lên men tự nhiên Những mốc có sẵn trong không khí, cứ ủ là lên men, và sau khi lên men, cho vào keo, đổ đủ nước muối và rượu, thêm gia vị để cho chao chín, một thời gian sau là dùng được

Với phương pháp cổ truyền này, năng suất không cao, thời gian dài và nhất là bị tạp nhiễm nhiều loại vi sinh vật Không những mốc chao mà còn có những mốc khác, nấm men và vi khuẩn cũng phát triển có khi có vi khuẩn gây bệnh, vi sinh vật gây thối, mốc làm đắng, có tiết độc tố mycotoxin… cho nên, đối với sản xuất công nghiệp, làm chao cần phải dựa trên cơ sở khoa học, làm có kỹ thuật để năng cao năng suất và chất lượng

Hiện nay chao đã được sản xuất để phục vụ trong nước và xuất khẩu ở Trung Quốc và Taiwan (Đài Loan) Vào năm 1977, sản lượng hàng năm ở Taiwan xấp xỉ 10.000 tấn và lượng tiêu thụ là khoảng 12g/người.tuần Tuy nhiên, các nhà sản xuất chỉ biết về quy trình sản xuất mà không hiểu rõ về bản chất khoa học của quy trình

Thành phần hoá học của chao

Thành phần Các loại sản phẩm của chao

Chao nước Phần cái(%) Phần nước(%)