Nghiên cứu sản xuất nước uống từ whey và sữa đậu nành

Trong đậu nành, hàm lượng hợp chất isoflavones cao nhất trong số các loại thực phẩm đem lại lợi ích cho sức khoẻ như phòng chống ung thư, giảm nguy cơ loãng xương, vai trò có giá trị tro

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG TỪ WHEY VÀ

SỮA ĐẬU NÀNH

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn : TS Lâm Văn Mân

TP Hồ Chí Minh, 2017

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em và được hướng dẫn bởi TS Lâm Văn Mân Các kết quả nghiên cứu và các kết luâ ̣n trong bài báo cáo này là trung thực và không sao chép từ bất cứ mô ̣t nguồn tài liệu nào và dưới bất kỳ hình thức nào Viê ̣c tham khảo các nguồn tài liê ̣u đã được thực hiê ̣n trích dẫn và ghi nguồn tài liê ̣u tham khảo đúng theo yêu cầu

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung đồ án của mình Trường Đại học Công nghệ TP.HCM không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2017

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THÀNH ĐẠT

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình hoàn thành đề tài đồ án, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình của nhà trường, thầy cô trong khoa và bạn bè Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM, quý thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường, đã tạo điều kiện học tập, tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu cho

em trong suốt thời gian học tập tại trường

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn của em

TS Lâm Văn Mân, giảng viên khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường – Trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM người đã trực tiếp hướng dẫn, giải đáp thắc mắc, chỉ bảo tận tình và động viên để em có thể hoàn thành tốt đồ án này

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Mặc dù với sự nỗ lực hết sức trong quá trình hoàn thành đề tài một cách hoàn chỉnh nhất nhưng chắc chắn bài làm không thể tránh khỏi các sai sót, em mong rằng

sẽ nhận được nhiều lời nhận xét, ý kiến đóng góp từ quý thầy cô cũng như các bạn để

em có thể hoàn thiện hơn đề tài này cũng như các đề tài tiếp theo

Em xin gửi đến thầy cô, gia đình và bạn bè lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và luôn thành công trong công việc

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 7 năm 2017

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THÀNH ĐẠT

i

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ viii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu 3

1.1.1 Giới thiệu về đậu nành 3

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu nành 4

1.2 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành 5

1.3 Thành phần hóa học 7

1.4 Một số hợp chất đặc trưng trong đậu nành 11

1.4.1 Hợp chất có lợi 12

1.4.2 Hợp chất có hại 14

1.5 Các sản phẩm được chế biến từ hạt đậu nành 15

1.5.1 Những sản phẩm từ đậu nành ở phương Tây 15

1.5.2 Những sản phẩm từ đậu nành ở phương Đông 16

1.6 Sữa đậu nành và whey sữa đậu nành 17

1.6.1 Sữa đậu nành 17

1.6.1.1 Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu nành 19

1.6.2 Whey đậu nành 22

1.7 Quá trình lên men Lactic 23

1.7.1 Cơ chế lên men 23

1.7.2 Phương pháp lên men axit lactic phổ biến 25

ii

1.8 Vi sinh vật lên men Lactic 26

1.8.1 Lactobacillus casei 26

1.9 Các sản phẩm của quá trình lên men 28

1.9.1 Sản phẩm chính 28

1.9.2 Sản phẩm phụ 29

1.10 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men 30

1.10.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 30

1.10.2 Ảnh hưởng của pH môi trường 30

1.10.3 Ảnh hưởng của nồng độ axit trong sản phẩm 30

1.10.4 Chủng giống vi sinh vật 31

1.10.5 Đường 31

1.10.6 Nhiệt độ lên men 31

1.10.7 Sự hiện diện của oxy 32

1.11 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm lên men 32

1.11.1 Thức uống chức năng từ đậu nành 32

1.11.2 Lợi ích của thực phẩm lên men 32

1.12 Tình hình nghiên cứu và sản xuất 35

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 37

2.2 Vật liệu nghiên cứu 37

2.2.1 Đậu nành 37

2.2.2 Whey đậu nành 37

2.2.3 Giống vi sinh vật 37

2.2.4 Phụ gia, hóa chất và dụng cụ 38

2.3 Phương pháp nghiên cứu 38

iii

2.3.1 Sơ đồ quy trình chế biến sữa đậu nành 38

2.3.2 Thuyết minh quy trình chế biến sữa đậu nành 40

2.3.3 Sơ đồ quy trình khảo sát lên men whey và sữa đậu nành 43

2.4 Bố trí thí nghiệm 47

2.4.1 Thí nghiệm 1: Xác định các chỉ tiêu lý hóa, cảm quan của whey đậu nành và sữa đậu nành 47

2.4.2 Thí nghiệm 2: Nhân giống cấp 1, chọn môi trường thích hợp cho sự phát triển vi sinh vật 48

2.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ phối trộn whey và sữa đậu nành đến chất lượng sản phẩm 49

2.4.4 Thí nghiệm 4: Đánh giá chất lượng sản phẩm 51

2.5 Các phương pháp phân tích 52

2.5.1 Xác định pH trong nguyên liệu và sản phẩm 52

2.5.2 Xác định hàm lượng chất khô hòa tan tổng số (TSS, oBrix), ISO 2017 : 2003 52

2.5.3 Xác định hàm lượng axit tổng số, ISO 750 : 1998 53

2.5.4 Xác định hàm lượng đường khử 53

2.5.5 Xác định hàm lượng protein 53

2.5.6 Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC), ISO 4833-1:2013 53

2.5.7 Xác định Coliforms tổng số, ISO 4832:2006 53

2.5.8 Xác định Escherichia Coli, ISO 16649-3:2015 53

2.6 Đánh giá cảm quan 54

2.7 Xử lý số liệu và thống kê kết quả 54

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

3.1 Khảo sát tính chất lý hóa, cảm quan của nguyên liệu 55

3.1.1 Chỉ tiêu lý hóa 55

iv

3.1.2 Chỉ tiêu cảm quan 56

3.2 Khảo sát môi trường nhân giống và theo dõi quá trình tăng sinh của vi khuẩn lactic 57

3.2.1 Quá trình nhân giống 57

3.2.2 Nhân giống cấp 1 58

3.3 Khảo sát tỷ lệ phối trộn whey và sữa đậu nành 59

3.3.1 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến chất khô hòa tan tổng số 59

3.3.2 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến pH 61

3.3.3 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến hàm lượng axit tổng số 63

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn đến giá trị cảm quan của sản phẩm 64

3.5 Kết quả đánh giá sơ bộ chỉ tiêu cảm quan, lý hóa và vi sinh của sản phẩm 66

3.5.1 Chỉ tiêu cảm quan 66

3.5.2 Chỉ tiêu lý hóa 67

3.5.3 Chỉ tiêu vi sinh 68

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

4.1 Kết luận 69

4.1.1 Chỉ tiêu lý hóa của sữa đậu nành 69

4.1.2 Môi trường nhân giống cấp 1 69

4.1.3 Chỉ tiêu lý hóa của whey 69

4.1.4 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến chất khô hòa tan tổng số 69

4.1.5 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến pH 69

4.1.6 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến acid tổng 70

4.1.6 Quy trình sản xuất nước uống từ whey sữa đậu nành 70

4.2 Kiến nghị 72

v

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

Tài liệu Tham khảo Tiếng Việt 73

Tài liệu tham khảo Tiếng Anh 74

Internet 74

PHỤ LỤC 1

vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích thuật ngữ

ADI Acceptable daily intake (Liều lượng hấp thụ hàng ngày chấp

ISO International Organisation for Standardisation (Tổ chức tiêu

chuẩn hóa quốc tế)

LAB (lactic axit bacterial) Vi khuẩn lactic

R2 Correlation coefficient (Hệ số bội)

TSS Total soluble solids (Chất khô hòa tan tổng số)

TPC Total Plate Count (Tổng số đếm trên đĩa)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Sản lượng cung cầu đậu nành trên thế giới 5

(Đvt:triệu tấn) 5

Bảng 1.2 Hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành 6

Bảng 1.3 : Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng ( g/100g protein) 8

Bảng 1.4 Thành phần Carbohydrate của đậu nành 10

Bảng 1.5 Thành phần tro của đậu nành theo phần trăm chất khô 11

Bảng 1.6 Giá trị dinh dưỡng của sữa đậu nành 19

Bảng 1.7 Chỉ tiêu cảm quan của sữa đậu nành 21

Bảng 1.8 Thành phần dinh dưỡng 32

Bảng 3.1 Thành phần lý hóa của sữa đậu nành và whey 56

Bảng 3.2 Chỉ tiêu cảm quan của sữa đậu nành 57

Bảng 3.3 Chỉ tiêu cảm quan của whey sữa đậu nành 57

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế whey và sữa đậu nành đến giá trị cảm quan của sản phẩm 65

Bảng 3.5 Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm 67

Bảng 3.6 Chỉ tiêu lý hóa của sản phẩm 67

Bảng 3.7 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 68

viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Hạt đậu nành 3

Hình 1.2 Các sản phẩm từ đậu nành ở phương Tây 16

Hình 1.3 Các sản phẩm từ đậu nành ở phương Đông 17

Hình 1.4 Whey đậu nành 22

Tây 22

Hình 1.5 Lactobacillus casei 26

Hình 1.6 Sơ đồ phát triển và suy thoái của VSV 27

Hình 1.7 Hai dạng đồng phân axit lactic 29

Hình 2.2 Tủ hấp tiệt trùng 38

Hình 2.1 Tủ cấy 38

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình chế biến sữa đậu nành 39

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình khảo sát lên men whey và sữa đậu nành 44

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình bố trí thí nghiệm 1 47

Hình 2.6 Sơ đồ quy trình bố trí thí nghiệm 2 49

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình bố trí thí nghiệm 3 51

Hình 2.8 Sơ đồ quy trình bố trí thí nghiệm 4 52

Hình 3.1 Vi khuẩn lactic được cấy trên thạch MRS 59

Đồ thị 3.1 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến hàm lượng chất khô hòa tan tổng số 61

Đồ thị 3.2 Ảnh hưởng của quá trình lên men pH 63

Đồ thị 3.3 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến hàm lượng axit tổng 64

Đồ thị 3.4 Đồ thị đánh giá chỉ tiêu cảm quan sản phẩm 66

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình lên men sữa whey và sữa đậu nành 71

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong vài năm gần đây, nhu cầu về các sản phẩm từ đậu nành đang được người tiêu dùng chú ý rất cao vì có hương vị thơm ngon, tiện lợi trong sử dụng, giá trị dinh dưỡng và giá trị sinh học cao Sữa đậu nành là một thức uống có nguồn gốc từ thực vật bằng việc ngâm, nghiền hạt đậu nành và gia nhiệt thu được dịch sữa Sữa đậu nành giàu protein, các vitamin nhóm B có nhiều tác dụng trong việc chống oxy hóa, tốt cho tim mạch Trong đậu nành, hàm lượng hợp chất isoflavones cao nhất trong số các loại thực phẩm đem lại lợi ích cho sức khoẻ như phòng chống ung thư, giảm nguy

cơ loãng xương, vai trò có giá trị trong bệnh thận mãn tính, bảo vệ chống lại rối loạn tim mạch và nhất là giảm đáng kể lượng đường trong máu Vì có nhiều protein nên đậu nành đã được coi như “thịt không xương” ở nhiều quốc gia Á Châu Protein rất tốt để thay thế cho thịt động vật vì có ít chất béo gây hại và cholesterol Đậu nành có nhiều protein hơn thịt, nhiều calcium hơn sữa bò, nhiều lecithin hơn trứng (giá trị dinh dưỡng của đậu nành – Cty Vinasoy) Các axit amin cần thiết mà cơ thể không tạo ra được đều có trong đậu nành Vì vậy, giá trị dinh dưỡng của đậu nành được các chuyên gia, nhà dinh dưỡng đánh giá cao, được khuyến khích sử dụng như một sản phấm dinh dưỡng trong khẩu ăn hằng ngày

Whey đậu nành là một phụ phẩm trong quá trình chế biến đậu phụ, là phần protein hòa tan còn lại không bị đông tụ bởi pH cùng các Vitamin nhóm B, vitamin E,K, các khoáng chất, axit amin Whey sau khi tách ra vẫn còn giữ lại hương vị của sữa, vitamin nhóm B trong sữa Do đó, việc tận dụng và ứng dụng phụ phẩm này ngành công nghiệp đồ uống đang được quan tâm

Việc kết hợp sữa và whey trong đậu nành bằng quá trình lên men cải thiện khả dụng sinh học của hợp chất isoflavone, giúp tiêu hóa protein, tăng khả năng hấp thu canxi hòa tan hơn từ đó tăng cường sức khoẻ đường ruột, và hỗ trợ hệ thống miễn dịch

2

Vì vậy, nghiên cứu sản phẩm đồ uống từ đậu nành là cần thiết để tạo thức uống mới có giá trị dinh dưỡng cao, tốt cho sức khỏe

 Mục tiêu đồ án:

- Khảo sát các chỉ tiêu lý hóa, cảm quan của nguyên liêu và sản phẩm;

- Xây dựng được quy trình nước lên men sữa whey đậu nành

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu

1.1.1 Giới thiệu về đậu nành [7]

Nguồn gốc và tình hình phân bố:

Đậu nành còn gọi là đậu tương (có tên

khoa học là Glycine Max Merrill) là loại

ngũ cốc giàu chất dinh dưỡng như protein,

lipid, glucid, vitamin và muối khoáng, có

đặc tính sinh học cao do chứa đầy đủ các

axit amin không thay thế và có thể hỗ trợ

khi thiếu thức ăn động vật vì thế đậu nành

là nguồn thực phẩm quan trọng

Đậu nành có nguồn gốc tại Trung Quốc khoảng 5000 năm trước đây, nhưng mãi đến năm 3000 trước thiên chúa giáng sinh mới được ghi vào cổ thư là một nông phẩm chính của miền bắc Trung Quốc Từ đây, đậu nành được lan truyền dần khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển qua Nhật Bản xuống miền nam Trung Hoa và các nước Đông Nam Á Du nhập đến Nhật Bản vào thế kỷ thứ 8

và khoảng một ngàn năm sau đó qua đến Châu Âu

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 Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ

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

Hình 1.1 Hạt đậu nành

4

ra, còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tĩnh, Đồng Nai, Daklak và Đồng Tháp, Theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục trưởng Cục trông trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn/năm Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được 25% nhu cầu sử dung trong nước, và nhu cầu này tăng bình quân 10 %/năm

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu nành

Thế giới: Theo Bộ nông nghiệp Mỹ (USDA) sản lượng cung cầu đậu nành trên thế giới năm 2016 Nước có sản lượng đậu tương cao nhất thế giới là Hoa Kì với sản lượng đạt 105,6 triệu tấn, tiếp đó là Brazil với sản lượng 100 triệu tấn Nước có sản lượng nhập khẩu cao nhất Trung quốc với sản lượng 80,5 triệu tấn Từ đó cho thấy, đậu tương phát triển vô cùng mạnh và là một loại thực phẩm thiết yếu trong cuộc sống

Dự trữ cuối

khác 62,63 220,35 135,21 236,84 272,99 86 59,2 Nước XK

chính 42,61 172 0,36 89,25 96,93 77,79 40,26 Argentina 27,02 57 0,05 44,3 48,75 10,65 24,67 Brazil 15,45 103 0,3 40,5 43,6 59,7 15,45 Paraguay 0,13 9 0,01 4,2 4,25 4,75 0,14 Nước NK

chính 17,68 16,08 114,18 110,82 131,64 0,34 15,97 Trung

Quốc 16,23 12,2 87 87 100,8 0,15 14,48 EU-27 0,59 2,45 12,6 13,3 14,87 0,15 0,62 Nhật Bản 0,24 0,24 3,1 2,2 3,33 0 0,26

Nguồn: VITIC/USDA

1.2 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành

Trong hạt đậu nành có các thành phần hoá học chính như protein (40 %), lipid (12-25 %), Carbohydarte (10-15 %) Ngoài ra, còn có các muối khoáng Ca, Fe, Mg,

P, K, Na, S; các vitamin A, B1, B2, D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose

Đậu nành có đủ các axit amin cần thiết: isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenylalanin, tryptophan, valin, arginin, histidin, threonin nên được coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kể các axit amin không thay thế cần thiết cho cơ thể

Protein và thành phần axit amin:

Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỉ lượng rất lớn Protein đậu nành được tạo bởi các axit amin, trong đó có đủ các loại axit amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng methionin thấp), còn các axit amin khác có số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng

Hàm lượng protein dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%; trung bình 36 – 40% Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): anbumin 6-8%, globulin 25– 34%, glutelin 13–14%, prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể Có thể nói protein đậu nành gần giống protein của trứng

8

Bảng 1.3 : Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số

thực phẩm quan trọng ( g/100g protein) Loại

axit amin Đậu nành Trứng Thịt bò Sữa bò Gạo

Giá trị được đề nghị bởi FAO- OMS

Nguồn: Thông tin của FAO (1970) và FAO/WHO (1973)

Giá trị dinh dưỡng: đậu nành đứng hàng đầu về hàm lượng protein so với các

loại thực phẩm khác, đồng thời chứa đầy đủ thành phần axit amin không thay thế, do

đó đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao nên được nhiều người ưa chuộng

Với hàm lượng protein trung bình từ 38-42% là cao hơn cả so với cá, thịt và cao gấp hai lần hàm lượng protein có trong các loại đậu khác

Protein của đậu nành dễ tiêu hóa hơn protein của thịt và không có thành phần tạo cholesteron Ngoài ra các nghiên cứu khoa học đã chứng minh đậu nành có khả năng làm giảm lượng cholesterol trong máu từ 12% - 15 %

Lipit:

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 được xem là quan trọng chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô trong hạt Lipid có nhiều ở nhân hạt đậu nành.Trong nhóm lipid của đậu nành có hai thành phần chính là glyceride và lecithin

9

Glyceride đậu nành : chứa nhiều axit béo không no, khoảng 50 – 60 %, axit linoleic (C 18: 2) nên dầu đậu nành được xem là dầu thực phẩm có giá trị sinh học cao Tuy nhiên, cũng vì chứa nhiều axit béo không no nên dầu đậu nành rất dễ oxi hoá dẫn đến hư hỏng trong quá trình bảo quản

Do tính chất của lipid là tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete etylic, ete dầu hỏa, benzen,cloroform,…) và không tan trong nước, nhẹ hơn nước Nhờ những tính chất này, người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly lipid từ hạt đậu nành

Các hợp chất màu (clorofin, caroten,…) có hàm lượng trong hạt và trong dầu rất ít, nhưng cường độ màu rất mạnh, tan mạnh trong dầu, nhất là khi nhiệt độ tăng

Do đó phương pháp ép dầu nóng cho sản phẩm đậm màu hơn so với phương pháp ép dầu nguội

Hạt còn non hay bảo quản hạt đậu nành ở điều kiện ẩm ướt, nhiều sâu một thì lượng axit béo tự do càng lớn (phẩm chất hạt kém)

Giá trị dinh dưỡng: đậu nành có chứa hàm lượng dầu béo cáo hơn các loại đậu khác

nên được xem là cây cung cấp dầu thực vật Lipit của đậu nành chứa một tỷ lệ cao các axit béo chưa no có hệ số đồng hóa cao, mùi vị thơm ngon Dùng dầu đậu nành thay mỡ động vật có thể tránh được bệnh xơ cứng động mạch, sự tăng cholesteron trong máu

Trong công nghiệp sản xuất nước trái cây, dầu đậu nành cũng được cho vào

để kéo dài thời gian bảo quản

Mangan không chỉ giữ cho não, xương và các mô liên kết khỏe mạnh, gan còn giúp bảo vệ xương không bị chất độc tấn công Nếu cơ thể thiếu man-gan, bạn sẽ có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường, viêm khớp mãn tính, loãng xương và cholesterol cao

man-Vitamin:

Hạt đậu nành chứa nhiều loại vitamin cần thiết cho sự phát triển cơ thể, nhưng hàm lượng vitamin trong đậu nành rất thấp và dễ bị mất trong quá trình chế biến.Trong đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D

Một số enzym trong đậu nành:

Lipaza: thủy phân glycerit tạo thành glycerin và axit béo

Phospholipaza: thủy phân este của axit acetic

Lipoxyenaza: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong axit béo

Amylaza: là enzym thủy phân tinh bột, gồm 2 loại: enzym α-amylaza và amylaza, chiếm một tỷ lệ khá lớn trong hạt đậu nành Người ta thường bổ sung enzym amylaza trong các phế phẩm đậu nành như bột sữa đậu nành, có tác dụng tăng cường sinh lực chống suy dinh dưỡng ở trẻ em, cung cấp chất protein cần thiết cho con người

β-Tro

Trong đậu nành, tro chiếm hàm lượng khoảng 4,6 %

Bảng 1.5 Thành phần tro của đậu nành theo phần trăm chất khô

Nguồn: Thông tin của FAO (1970)

1.4 Một số hợp chất đặc trưng trong đậu nành

12

Những thành phần đặc trưng trong đậu nành gồm có: protease inhibitor, phytate, phytosterol, phenolic axit, lecithin, omega 3 fatty axit, và isoflavone (phytoestrogen)

1.4.1 Hợp chất có lợi [8]

Isoflavone

Isoflavone là một hợp chất có cấu trúc và sự vận hành tương tự như chất kích thích tố nữ Vì thế nó được gọi là estrogen thảo mộc hay phytoestrogen Hiện nay các nhà khoa học đã tìm thấy ba chất genistein, daidzein và glycitein trong isoflavone đậu nành mà genistein là tâm điểm nghiên cứu Theo nhiều tài liệu nghiên cứu, Genistein

có những lợi ích dưới đây:

Cân bằng hàm lượng estrogen cần thiết trong cơ thể

Ngăn ngừa sự phát triển các tế bào ung thư

Genistein cũng có khả năng ngăn ngừa các bệnh nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não và sự phát triển tiến trình xơ cứng mạch máu Genistein là một thảo dược có khả năng chống lại bệnh sưng khớp xương và các chứng bệnh liên hệ đến tình trạng đau nhức ở các khớp

Ngoài Genistein ra một chất khác của Isoflavone đậu nành là chất Daidzein cũng có những lợi ích như Genistein:

Có khả năng ngăn ngừa sự hao mòn xương và sự phát triển chứng bệnh xốp xương

Khả năng chống oxi hóa và chống ung thư

Biến đổi các tế bào ung thư máu và chuyển hoán chúng về trạng thái bình

thường

Phytate

13

Phytate là một hợp chất gồm có chất khoáng phosphorus và inositol, là muối canxi, magie, kali với inositol hexaphosphoric axit Hàm lượng phytate dao động trong khoảng 1,0 - 1,5%, nó có khả năng ngăn cản tiến trình gây nên bệnh ung thư kết tràng và ung thư vú Ngoài ra nó còn có khả năng loại bỏ những chất dễ làm ung thư và phục hồi những tế bào đã bị hư hại Phytate làm giảm sự hấp thu khoáng sắt,

nó có hoạt tính giống như chất antioxydant

Phytosterol

Phytosterol trong hạt đậu nành chiếm khoảng 0,3 - 0,6 mg/g Có 3 loại phytosterol chính trong đậu nành gồm: Campesterol, β-sitosterol và stigmasterol Sự Hydro hoá sterol tạo thành stanol Cấu trúc của sterol và stanol có cùng cấu trúc với cholesterol

Và stanol chiếm khoảng 2% trong tổng số phytosterol của đậu nành Phytosterol có khả năng kiểm soát lượng cholesterol trong máu nên có thể ngăn ngừa được các bệnh

về tim, ngoài ra nó cũng có thể làm giảm thiểu sự phát triển các bướu ung thư kết tràng và chống lại ung thư da

Lecithin có vai trò quyết định trong việc kích thích sự biến dưỡng ở khắp các

tế bào cơ thể Lecithin giúp gia tăng trí nhớ, làm vững chắc các tuyến, tái tạo các mô

tế bào cơ thể, cải thiện hệ thống tuần hoàn, bổ xương và tăng cường sức đề kháng cho

cơ thể, phục hồi năng lượng đã mất

14

Omega-3 fatty axit

Các axit béo thuộc nhóm omega-3 có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của trí não, nó tham gia vào hoạt động của các cơ quan trong cơ thể, tham gia vào sự phát triển của mô và tế bào, tham gia vào quá trình trao đổi chất béo, làm giảm lượng lipoprotein LDL có hại và tăng lượng lipoprotein HDL có lợi cho cơ thể

1.4.2 Hợp chất có hại

Chất ức chế trypsin (Trypsin inhibitor)

Các chất ức chế trypsin trong đậu nành gồm 2 loại:

Kunitz trypsin inhibitor: có khả năng ức chế trypsin

Bowman-Birk (BB) inhibitor: có khả năng ức chế trypsin và chymotrypsin Chất ức chế trypsin làm ngăn cản hoạt động của enzym trypsin và các enzym khác cần cho hấp thu protein của hệ tiêu hóa

Các chất ức chế trypsin dễ dàng được phá huỷ khi xử lý nhiệt trên 850C Vì vậy cần phải gia nhiệt đậu nành trước khi sử dụng nhằm duy trì các chất dinh dưỡng của protein đậu nành Các nghiên cứu y học chứng minh rằng Bowman-Birk (BB) inhibitor có khả năng chống lại các tác nhân gây ung thư

1.5 Các sản phẩm được chế biến từ hạt đậu nành

1.5.1 Những sản phẩm từ đậu nành ở phương Tây

Những sản phẩm này được phát triển tại Tây phương trong nhiều thập niên qua bởi những kỹ thuật cao cấp bao gồm:

Bột đậu nành nghiền mịn: chứa từ 50 đến 52 % protein, được tách dầu trong

quá trình xay nghiền hạt đậu thành bột, nhiều xơ

Protein đậu nành: chứa khoảng 70 % protein, thường được dùng để làm giả

thịt bằm, thức ăn sáng và thức ăn cho trẻ sơ sinh

Phân lập protein đậu nành: có chứa từ 90 đến 95 % protein, khoảng 19 %

axit amin methionine bị mất trong tiến trình chế biến này Soy protein isolates là thành phần chính cho các thực phẩm biến chế khác như phomai, kem đậu nành, thức uống, thức ăn trẻ em, ngũ cốc, sản phẩm được phát triển từ thập niên 1950

Protein đậu nành qua xử lí: chứa khoảng 52 % protein, được tạo sợi dưới áp

suất và nhiệt độ cao từ sản phẩm “defatted soy flour”, sau đó thêm màu và gia vị để giống như mùi vị thực phẩm có nguồn gốc thịt

Bột đậu nành: đây là loại protein đậu nành đơn giản nhất Nó được xay và

sàng lọc và có đặc điểm là không có chất tinh bột nên được dùng như là một loại thực phẩm ăn kiêng

16

Dầu Ðậu Nành, là loại dầu thông dụng nhất ở Hoa Kỳ ngày này, chiếm 75%

trên tổng số các loại dầu bán trên thị truờng Mặc dầu không có protein, nhưng dầu đậu nành rất giàu chất béo không bão hòa và axit linoleic, chất hóa thảo lecithin có trong loại dầu đậu nành chưa lọc rất tốt cho não

Thực Phẩm Ðậu Nành Ăn Nhanh (Fast Food), số người ăn chay bằng thực

phẩm đậu nành càng ngày càng gia tăng tại Hoa Kỳ nên các nhà chế tạo thực phẩm

đã chế biến thực phẩm đậu nành thành những loại thức ăn nhanh, tiện nghi và bổ dưỡng Những thực phẩm được bày bán tại hầu hết các hệ thống siêu thị thực phẩm lớn tại Hoa Kỳ như Vons, Lucky, Hughs v.v…

1.5.2 Những sản phẩm từ đậu nành ở phương Đông

Những hiểu biết về đậu nành thực sự bắt đầu ở phương Ðông và đã trở thành một phần của nền văn hóa Châu Á Họ đã chế biến thành những thức ăn như là một nghệ thuật của gia đình và từng địa phương Những thực phẩm này bao gồm đậu hũ, sữa, nước tương, mì căn, tàu hũ ky, tempeh, miso, natto v v

Tempeh (đậu tương nén) là món bánh làm bằng đậu nành và bột gạo qua dạng

lên men, rất phổ thông và nổi tiếng tại Indonesia, được bán trên thị trường dưới hình thức tươi hay đông lạnh Những bánh này thường được chiên dòn và có màu xám đậm Họ cũng chế biến Tempeh theo khẩu vị của người phương Tây như Tempeh

Hình 1.2 Các sản phẩm từ đậu nành ở phương Tây

17

Burgers, Tempeh với salad và cà chua Tempeh chứa 19% protein đậu nành, có nhiều chất xơ và ít chất béo hơn đậu hũ và sữa đậu nành

Ðậu hũ là thực phẩm làm bằng đậu nành mà hầu như ai cũng biết đến, là món

ăn rất phổ biến ở thành thị cũng như thôn quê tại nhiều quốc gia Châu Á, đặc biệt là Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản và Việt Nam Có nơi còn gọi đậu hũ là phomai đậu nành ở dạng đơn giản nhất Ðậu hũ còn là món ăn, xem như dược phẩm, có tác dụng ngăn ngừa nhiều thứ bệnh tật Giá trị của đậu hũ được tăng cường khi được dùng để chế biến thành phomai đậu nành So với đậu nành, đậu hũ dễ tiêu hóa do tiến trình chế biến đã loại bỏ những chất khó tiêu và chất cặn bã Ở Trung Quốc đậu hũ được mệnh danh là thịt không xương và trung bình mỗi người dân tiêu thụ khoảng 100g một ngày

Sữa đậu nành là thức uống phổ biến có từ lâu với thành phần dinh dưỡng và

sinh học cao, tốt cho sức khỏe ngăn ngừa các bệnh về tim mạch, giảm cholesteron trong máu, giúp giảm cân và làm đep Đây là sản phẩm được đông đảo mọi người sử dụng như một thức uống không thể thiếu hằng ngày

1.6 Sữa đậu nành và whey sữa đậu nành [6]

1.6.1 Sữa đậu nành

Hình 1.3 Các sản phẩm từ đậu nành ở phương Đông

18

Sữa đậu nành là sản phẩm thu được từ quá trình nấu dịch sữa đậu (tức dung dịch thu được từ khi tiến hành trích ly hạt đậu nành) Đây là dạng nhũ tương có giá trị dinh dưỡng tương tự sữa bò, là có ưu điểm là tránh được những bệnh truyền nhiễm

từ động vật lây sang Ngoài ra, do một số tính chất riêng, sữa đậu nành đặc biệt dùng rất tốt cho người già, người bệnh đái tháo đường, phong thấp, táo bón và trẻ em mà

cơ thể dị ứng với sữa bò Sữa đậu nành là 1 nguồn dinh dưỡng giàu protein và vitamin nhóm B Sữa đậu nành chứa isoflavones, đây là chất giúp làm giảm LDL (cholesterol

có hại)

Phân loại:

Sữa đậu nành và các sản phẩm có liên quan có thể được phân loại dựa theo thành phần của chúng như sau:

Theo tiêu chuẩn phân loại của FAO:

Sữa đậu nành truyền thống (thô): Làm bằng nước trích ra từ nguyên hạt đậu nành Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:5 Trong sữa có khoảng 4% protein

Sữa đậu nành loại giả sữa: được tạo ra có thành phần giống như sữa động vật

Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:7 Trong sữa có khoảng 3.5% protein Ngọt nhẹ, thêm dầu và muối Có thể được thêm hương sữa động vật

Nước giải khát đậu nành: Thêm ngọt và thêm hương Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:20 Trong sữa có khoảng 1% protein

Sản phẩm chua: tất cả các loại trên sau khi lên men lactic hoặc thêm axit lactic

Loại hỗn hợp: pha trộn giữa sữa đậu nành và các loại rau quả khác hay với sữa

động vật

Bột sữa đậu nành: loại sản phẩm làm từ hạt đậu nành xay nhỏ sau đó gia nhiệt thành loại bột mịn

Bột sữa đậu nành (Soymilk powder): “Soymilk powder” là sản phẩm nhận được từ sự tách nước khỏi dịch sữa đậu nành, hoặc trộn các protein đậu nành và bột dầu đậu nành Sản phẩm bột sữa đậu nành cần chứa tối thiểu 38.0% protein đậu nành, 13,0 % chất béo đậu nành, và 90,0 % hàm lượng chất khô

Sữa đậu nành cô đặc (Soymilk concentrate): Đây là sản phẩm thu được bằng cách điều chỉnh hàm lượng nước trong sữa đậu nành, thành phần sản phẩm chứa tối thiểu 6,0 % protein đậu nành, 2,0 % chất béo đậu nành và 14,0 % hàm lượng chất khô

1.6.1.1 Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu nành

Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu thành có nhiều điểm tương tự với sữa bò 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 Nó không có casein, một protein của sữa bò có thể tạo ra histamine và tăng sản xuất chất nhầy trong cơ thể

Bảng 1.6 Giá trị dinh dưỡng của sữa đậu nành

Thành phần dinh dưỡng trong 100g

Mùi Thơm tự nhiên của sữa đậu nành, không có mùi lên men,

mùi chua, mùi lạ

Vị Đối với sữa nguyên chất: vị lạc, không chua, không đắng

hay vị lạ

Trạng thái Dung dịch đồng nhất, không tách lớp, không có cặn hay tạp

chất lạ

Nguồn: TCVN 7041-2009

Sữa đậu nành có nhiều chất protein, sắt, axit béo không no và niacin, nhưng

nó có ít chất béo, carbohydrate, canxi Nó có ít chất béo bão hòa và không có cholesterol, hàm lượng isoflavon cao trong sữa giúp :

Giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch:

Chống lão hóa

22

Làm đẹp da và tóc

Thúc đẩy giảm cân đáng kể

Ngăn chặn ung thư tuyến tiền liệt ở nam giới và ung thư vú ở nữ giới

Ngăn chặn triệu chứng mãng kinh

Ngăn ngừa loãng xương

Ngoài ra, an toàn cho người bị dị ứng sữa lactose hoặc dị ứng sữa và cho trẻ

bị thiếu chất galactose Tuy nhiên, hương vị beany do sự có mặt của aldehyde và rượu và đầy hơi do các oligosaccharides không tiêu hóa hạn chế việc sử dụng sữa đậu nành rộng rãi Các loại thực phẩm từ đậu nành là những chất bổ sung đầy hứa hẹn để vượt qua các vấn đề thiếu protein-calorie-suy dinh dưỡng

1.6.2 Whey đậu nành

Là phụ phẩm của quá trình sản xuất đậu phụ, được tách ra do quá trình đông

tụ protein trong sữa Chứa các protein hòa tan, các chất khoáng như kali, canxi, kẽm, , các vitamin nhóm B, vitamin K, vitamin E

Hình 1.4 Whey đậu nành

23

1.7 Quá trình lên men Lactic [2]

1.7.1 Cơ chế lên men

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển hình là vi khuẩn lactic Đây là quá trình trao đổi năng lượng, các phân tử ATP được hình thành trong quá trình chuyển hoá cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi và sinh trưởng của vi sinh vật Ngược lại các sản phẩm như axit lactic, ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men Kết quả là hàm lượng axit lactic tích lũy trong môi trường lên men

ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi lý hoá khác

Trong quá trình lên men lactic, sản phẩm chính là axit lactic Ngoài ra, còn có axit acetic, ethanol, CO2 trong dịch lên men còn xuất hiện nhiều hợp chất hoá học khác Chúng là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp (vài ppm hoặc ít hơn) Một số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic

Khi nồng độ của axit lactic đạt 2 – 3% sẽ ức chế hoạt động của các vi sinh vật

khác, kể cả E.coli Chính vì thế nên lên men lactic được ứng dụng để sản xuất các sản

phẩm khác nhau như: sữa chua, bơ, dưa chua…

Phương trình tóm tắt của quá trình lên men lactic:

C6H12O6 →2C3H6O3 + 136Kj (32,4 Kcal)

Lên men lactic gồm có lên men đồng hình và lên men dị hình:

Lên men đồng hình: Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản

phẩm axit lactic tạo ra chiếm 90 % tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ axit acetic, aceton, di-actyl,

24

Các chủng vi sinh vật được sử dụng trong lên men đồng hình như:

Lactobacillus axitophilus, Lactobacterium casei, Lactobacterium cremoris, Lactobacterium bulgaricus, Lactobacterium delbruckii…

Con đường Glycolysis hay con đường EMP (Embden-Meyerhof-Parnas

pathway) được sử dụng bởi hầu hết các LAB (ngoại trừ leuconostocs, nhóm III

Lactobacilli, Oenococci và Weissellas) tạo ra fructose-1,6-diphosphate (FDP) và nhờ

FDP aldolase để tiếp tục chuyển thành dihydroxyacetonephosphate (DHAP) và

glyceraldehyde-3-phosphate (GAP) đối với những chất có mức phosphoryl hóa ở 2

vị trí, sau đó tạo thành pyruvate Trong điều kiện có nhiều đường và hạn chế oxy,

pyruvate bị khử thành axit lactic bởi lactate dehydrogenase (nLDH) và NAD+, do đó

NADH đã được oxy hóa trước đó, khi thế oxy hóa khử được cân bằng, sản phẩm cuối

cùng được tạo ra chủ yếu là axit lactic và quá trình này được gọi là lên men lactic

đồng hình

Phương trình tổng quát trong quá trình lên men đồng hình:

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi → 2CH3CHOHCOOH + 2ATP

C6H12O6 enzyme 2CH3CH(OH)COOH +225Kcal

Trong một số trường hợp, lên men đồng hình có thể được chuyển sang dạng

dị hình khi điều kiện lên men thay đổi

Quá trình này đạt hiệu xuất tạo thành axit lactic cao và đồng thời sinh ra nhiều

năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của vi khuẩn mà không cần có oxy đây cũng

được xem như là một quá trình lên men yếm khí Có thể ứng dụng nó trong sản xuất

axit lactic trong công nghiệp

Lên men dị hình: Chỉ có 50 % lượng đường tạo thành axit lactic, ngoài ra còn có các

sản phẩm phụ tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm

Trong điều kiện không có mặt của các chất nhận điện tử, acetyl phosphate sẽ

bị khử tạo thành ethanol thông qua CoA và acetaldehyde Khi quá trình này ngoài sản

25

phẩm axit lactic còn tạo ra một lượng đáng kể các sản phẩm phụ như CO2, ethanol, axit acetic, axit succinic thì nó được gọi là lên men lactic dị hình

Phương trình tổng quát trong quá trình lên men dị hình:

C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH + COOH(CH2)2COOH + CO2

Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh Axit lactic thường chiếm 40 % lượng đường đã được phân huỷ, axit succinic 20 %, rượu ethylic 10 %, axit acetic 10 %, và các loại khí gần 20 %, đôi khi không có các khí mà thay vào đó là sự tích luỹ một lượng ít axit foocmic Như vậy, các sản phẩm phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men lactic dị hình chứng tỏ rằng quá trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình

Theo quan điểm tiến hoá sinh lý trong vi sinh vật học người ta cho rằng lên men lactic đồng hình là hướng tiến hoá độc lập của lên men dị hình

Thông thường, LAB lên men đồng hình chủ yếu lên men bằng con đường

glycolysis và ngược lại LAB lên men dị hình sử dụng con đường 6-PG/PK Tuy nhiên

nó không phải dúng cho tất cả các trường hợp (Owen R Fennema et al 2004)

1.7.2 Phương pháp lên men axit lactic phổ biến

Trong quá trình lên men axit lactic, các nguồn nguyên liệu đường như glucose, sucrose được sử dụng với nồng độ 120-180 g/l; ngoài ra cũng cần bổ sung các nguồn nitrogen như: amonia, ammonium

Quá trình lên men được thực hiện trong các bồn lên men có thể tích từ vài m3

đến lớn hơn 100 m3 Quá trình lên men cũng cần phải khuấy trộn bằng các cánh khuấy để thông khí và tăng khả năng tiếp xúc của tế bào vi sinh vật với môi trường Nhiệt độ lên men tối ưu lớn hơn 45 oC nên cần gia nhiệt độ ở giai đoạn đầu và làm mát ngay sau đó vì quá trình lên men tỏa nhiệt

26

Calcium carbonate vô trùng được thêm vào ở giai đoạn đầu hoặc trong quá trình lên men để giữ nồng độ axit lactic thấp như mong muốn, tức pH của dịch không thấp quá 4,5

Giống được cấy vào dịch lên men khoảng 10 % (v/v) của mẻ lên men hoặc sử dụng một lượng nhỏ thể tích của dịch lên men trước Sau 6 giờ lên men ta có thể nhận thấy được khí CO2 thoát ra từ các hạt calcium carbonate, điều này cũng nhằm ngăn chặn không khí đi vào hệ thống

Quá trình lên men hoàn tất sau 2 - 6 ngày nuôi cấy và phụ thuộc vào nồng độ nguồn carbohydrate được sử dụng Trong quá trình lên men, giới hạn trên nồng độ đường được xác định bởi khả năng hòa tan của calium lactate, ở nồng độ cao có khuynh hướng kết tủa trong dịch lên men

1.8 Vi sinh vật lên men Lactic

1.8.1 Lactobacillus casei

Lactobacillus casei Là trực khuẩn nhỏ, thường gặp ở dạng chuỗi dài hoặc

ngắn, Gram (+) lên men đồng hình, không có khả năng di động Chúng có thể tích tụ tới 1,5 % axit Nhiệt độ tối thích cho sự phát triển là 38 – 40 oC Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong vòng 10 đến 12 giờ Nguồn nitơ cho vi khuẩn này là peptone.Chúng có họat tính protease nên có thể phân hủy protein trong sữa thành axit amin

Hình 1.5 Lactobacillus casei

27

Trong môi trường dinh dưỡng MRS, vi khuẩn phát triển rất tốt Trong môi trường sữa: vi khuẩn làm đông vón sữa thành khối, không lợn cợn, lên men lactose sinh axit lactic dạng D – L hay dạng L

Sinh trưởng [3- tr 18,19]

Sự phát triển và suy thoái của vi sinh vật trải qua tất cả 4 giai đoạn:

Pha tiềm phát (pha lag): Đây là giai đoạn thích nghi của VSV, chúng tiến hành tổng hợp mạnh ADN và các enzyme chuẩn bị cho sự phân bào

Pha lũy thừa (pha chỉ số): vi sinh vật phân chia mạnh mẽ, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa và đạt đến cực đai Thời gian thế hệ đạt tới hằng số, quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ nhất

Pha cân bằng: tốc độ sinh trưởng và trao đổi chất của vi sinh vật giảm dần Do chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, chất độc hại tăng trong môi trường nuôi cấy, số lượng tế bào đạt cực đại và không đổi theo thời gian

Pha suy vong: số lượng tế bào trong quần thể giảm do bị phân huỷ ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tăng

Hình 1.6 Sơ đồ phát triển và suy thoái của VSV

giảm cholesterol trong máu

Lactobacillus casei sản xuất axit lactic và các chất diệt khuẩn như lactocidin,

giúp ngăn cản sự xâm nhập và ức chế sự tăng sinh của các vi khuẩn gây bệnh, giúp cho cơ thể đề kháng với nhiễm khuẩn đường ruột

Ngoài ra, Lactobacillus casei có khả năng sản xuất axit lactic với nồng độ cao

vì thế là vi khuẩn quan trọng trong lên men thực phẩm, từ sản phẩm từ sữa đến trái cây và rau quả

1.9 Các sản phẩm của quá trình lên men

1.9.1 Sản phẩm chính [10]

Axit Lactic

Axit lactic là một sản phẩm thứ cấp của vi khuẩn lactic Chất phụ gia axit lactic trong thực phẩm có mã số E270 E270 thuộc nhóm các chất điều chỉnh vị axit được

sử dụng trong hầu hết các nhóm thực phẩm như nước giải khát, sữa, thịt…

Axit lactic là chất hữu cơ không màu, mùi nhẹ, tan trong nước và cồn Công thức hóa học của axit lactic là CH3CHOHCOOH Khối lượng phân tử của axit lactic

là 98,08 Nhiệt độ sôi là 122oC, điểm tan 17oC

Axit lactic còn có tên gọi khác là 1-hydroxyethanol cacboxylic hay axit hydroxypropanoic Trong cấu tạo phân tử của chúng có một cacbon bất đối xứng nên chúng có 2 đồng phân quang học: D-axit lactic và L-axit lactic Hai đồng phân quang học này có tính chất hoá lý giống nhau, nhưng chỉ khác là khả năng làm quay mặt

2-29

phẳng phân cực của ánh tinh thể, khả năng tan trong nước, cồn, nhiệt độ nóng chảy

là 28oC, nhiệt độ sôi 103oC, góc quay cực sáng Do đó tính chất sinh học của chúng hoàn khác nhau

Nếu D-axit lactic và L-axit lactic có trong một hỗn hợp theo tỷ lệ 50/50 người

ta gọi là hỗn hợp Raxemic Hỗn hợp này được ký hiệu là D1 axit lactic Trong quá trình lên men không khi nào có một hỗn hợp có tỷ lệ lý tưởng này mà chỉ có được hỗn hợp này khi tiến hành tổng hợp hữu cơ Hỗn hợp DL-axit lactic là dịch lỏng dạng siro, có khả năng tan trong nước, trong cồn, không tan trong chloroform Nhiệt độ nóng chảy của chúng là 16,7oC, nhiệt độ sôi là 122oC

Trong quá trình lên men lactic, ngoài sản phẩm axit lactic (lên men đồng hình), ethanol, CO2 (lên men dị hình), trong dịch lên men còn xuất hiện nhiều hợp chất hóa học mới khác Chúng là những sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp (vài ppm hoặc ít

Hình 1.7 Hai dạng đồng phân axit lactic