bước đầu thiết lập quy trình sản xuất nước chấm bằng protease

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1 1.1.1 Tổng quan về sản phẩm nước chấm 1 1.1.2 Nguyên liệu sản xuất nước chấm 4 1.1.2.1 Nguyên liệu chính 4 1.1.2.2 Nguyên liệu phụ 8 1.1.3 Khái quát về protease 9 1.2 Kỹ thuật sản xuất nước chấm 11 1.2.1 Quá trình thủy phân trong thực phẩm 11 1.2.2 Cơ sở khoa học của phương pháp sản xuất nước chấm 13 1.2.3 Một số phương pháp sản xuất nước chấm 13 1.2.3.1 Phương pháp hóa giải 14 1.2.3.2 Phương pháp lên men 15 Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu 16 2.1.1. Đậu nành 16 2.1.2. Enzyme 16 2.1.3. Gia vị và phụ gia thực phẩm 17 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang 2.2. Phương pháp 18 2.2.1. Xác định hoạt tính protease theo phương pháp Anson 18 2.2.2. Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Lowry 20 2.2.3. Định hàm lượng đạm tổng số theo Kjeldahl 21 2.2.4. Xác định đạm formol theo phương pháp Sorensen 24 2.2.5. Xác định đạm NH 3 25 2.2.6. Xác định hàm lượng lipid thô 27 2.2.7. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử 29 2.2.8. Định lượng đường hòa tan 30 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến hoạt tính của Alcalase 31 3.1.1 Đường chẩn để xác định hàm lượng Tyrosin 31 3.1.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ 32 3.1.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của pH 33 3.2 Chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu đậu nành 33 3.2.1 Xác định hàm lượng đạm tổng số 33 3.2.2 Hàm lượng đạm formol 34 3.2.3 Xác định hàm lượng đạm amoniac 35 3.2.4 Xác định hàm lượng protein 35 3.2.5 Xác định hàm lượng đường khử 37 3.2.6 Xác định hàm lượng Lipid 38 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang 3.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân đậu nành 38 3.3.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân 38 3.3.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân 39 3.3.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích nước đến quá trình thủy phân 41 3.4 Chỉ tiêu hóa học của đậu nành sau thủy phân 42 3.4.1 Xác định hàm lượng đạm tổng số 42 3.4.2 Hàm lượng đạm formol 42 3.4.3 Hàm lượng đạm amoniac 43 3.4.4 Xác định hàm lượng protein của đậu nành sau quá trình thủy phân 44 3.5 Chỉ tiêu hóa học của dung dịch sau thủy phân 44 3.5.1 Xác định hàm lượng đạm tổng số 44 3.5.2 Xác định hàm lượng đạm formol 45 3.5.3 Hàm lượng đạm NH 3 45 3.5.4 Xác định hàm lượng đường hòa tan 46 3.6 Xác định hiệu suất thủy phân 47 3.6.1 Hiệu suất thủy phân của protein trong đậu nành 47 3.6.2 Hiệu suất thủy phân đậu nành 47 3.7 Chỉ tiêu hóa học của nước chấm thành phẩm 48 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang 3.7.1 Xác định hàm lượng đạm tổng số 48 3.7.2 Xác định hàm lượng đạm formol 48 3.7.3 Xác định hàm lượng đạm NH 3 49 3.7.4 Xác định hàm lượng đường hòa tan 49 3.8 Chỉ tiêu vi sinh của nước chấm thành phẩm 49 3.9 Một số chỉ tiêu hóa học của nước chấm ngoài thị trường 50 Chương 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 52 4.1.1 Khảo sát hoạt tính của enzym protease 52 4.1.2 Chỉ tiêu hóa học của đậu nành 52 4.1.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân đậu nành 52 4.1.4 Chỉ tiêu hóa học của đậu nành sau thủy phân 53 4.1.5 Chỉ tiêu hóa học của dung dịch sau thủy phân 53 4.1.6 Chỉ tiêu hóa học của nước chấm thành phẩm 54 4.1.7 Chỉ tiêu vi sinh của nước chấm thành phẩm 54 4.1.8 Bước đầu thiết lập quy trình sản xuất nước chấm bằng protease 55 4.2 Kiến nghị 56 Tài liệu tham khảo 57 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 1 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1. Tổng quan về sản phm nước chấm Nước chấm vừa là thực phNm giàu chất dinh dưỡng vì có chứa các acid amin, vừa có tính chất gia vị giúp ta ăn ngon miệng rất cần trong chế biến thực phNm, cũng như chế biến thức ăn ở gia đình. Về cơ sở sinh hóa tất cả các loại nước chấm đều là sản phNm thủy phân nguyên liệu giàu protit từ động vật hay thực vật, dưới tác dụng của các chất như: acid hay bazơ mạnh hoặc enzym. Do vậy thành phần chính của nước chấm là acid amin, muối ăn, nước và một ít peptit. Đây là sản phNm cung cấp chất đạm cho cơ thể. [11] 1.1.1.1. Giá trị thực phm của nước chấm Khi đánh giá chất lượng nước chấm về phương diện hóa học, trước hết người ta chú ý đến lượng đạm toàn phần vì đây chính là chất dinh dưỡng có giá trị nhất của nước chấm, tiếp theo cần xem xét lượng đạm amin. Từ hàm lượng đạm của hai loại đạm này suy ra tỷ lệ đạm amin đối với đạm toàn phần cho biết mức độ thủy phân protein trong nước chấm, tỷ lệ này càng cao càng tốt. Trung bình tỉ lệ này trong nước chấm lên men khoảng 50 - 60%. Hàm lượng đạm amin cao làm giá trị mùi vị nước chấm được nâng lên.[8] 1.1.1.2. Thành phần hóa học của nước chấm Chất lượng nước chấm thay đổi tùy theo nguyên liệu, tỷ lệ phối chế, phương pháp chế biến… Trong nước chấm lên men còn chứa khá nhiều đường do tác dụng của men amylase của mốc lên tinh bột. Nước chấm còn chứa một lượng chất béo, một số vitamin, muối ăn và các nguyên tố vi lượng khác. Vì vậy, các loại nước chấm nếu được sản xuất theo đúng quy trình kỹ thuật và được bảo quản tốt sẽ có màu sắc đẹp, hương vị thơm và có vị ngọt của đạm và đường. [8] Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 2 Bảng 1.1: Chỉ tiêu hóa lý của nước chấm hiện nay của Việt Nam [11] Thành phần Hàm lượng Nitơ toàn phần 12 – 20 (g/l) Nitơ formol/nitơ toàn phần 55% Nitơ NH 3 1,57 – 3 (g/l) Độ acid (theo acid acetic) 5 – 7 (g/l) pH 5,5 – 6,2 (g/l) Muối ăn NaCl 230 – 250 (g/l) Nitơ NH 3 / Nitơ formol 20 – 30% Nitơ formol 7,49 (g/l) Fe 20 (mg/l) Cu 20 (mg/l) As 20 (mg/l) Pb 0,5 (mg/l) Ngoài ra, trong nước chấm còn chứa một lượng nhỏ các vitamin nhóm B, vài loại muối khoáng. 1.1.1.3. Acid amin Trong nước chấm có nhiều acid amin như arginin, methionin, tryptophan, tyrosin, valin, serin, glycin, histidin, alanin, glutamic, asparagin… Những acid amin này cùng với di, tri, tetra - peptid làm cho nước chấm có vị ngọt của đạm và mùi thơm của thịt. Nước chấm sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả các acid amin có trong đậu nành, còn nước chấm sản xuất theo phương pháp hóa giải thì có tỷ lệ đạm amin trên đạm toàn phần cao hơn nước chấm lên men nên mùi vị ngon hơn. Tuy Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 3 nhiên, trong nước chấm hóa giải một số acid amin bị phân hủy, trước hết là tryptophan sau đó đến lysin, cystein, arginin. Nếu phân hủy bằng acid quá độ thì một số acid amin bị phân hủy thành các chất có mùi hôi như phenol, NH 3 , H 2 S…[8] 1.1.1.4. Đường Trong nước chấm có các loại đường glucoza, fructoza, maltoza, pentoza, dextrin. Đường có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc nước chấm. [8] 1.1.1.5. Acid hữu cơ Các acid hữu cơ có trong nước chấm quan hệ mật thiết với nhau tạo hương vị đặc trưng của nước chấm. Trong đó, acid lactic chiếm hàm lượng nhiều nhất (chiếm khoảng 1,6%). Acid lactic tác dụng với nước tương tạo hợp chất lactat như lactat phenol. Ngoài ra còn có acid acetic 0,2%, acid sucinic 0,087 – 0,16%, acid formic 0,05%. Muối của các acid này tham gia tạo vị cho nước chấm. [8] 1.1.1.6. Chất màu Màu của nước chấm chủ yếu do đường kết hợp với acid amin tạo nên. Màu của nước chấm lên men được hình thành dần dần từ màu vàng đến màu nâu nhạt, cuối cùng là nâu đậm. Sự hình thành màu của nước chấm phụ thuộc vào nồng độ đường, acid amin và nhiệt độ. Nếu tăng cường phản ứng giữa acid amin với đường thì không có lợi vì tạo ra melanoid. Melanoid là chất mà cơ thể khó hấp thu và khi nồng độ của nó cao sẽ làm giảm hương vị của sản phNm. Mặt khác, quá trình hình thành sản phNm màu này gây tổn thất lớn acid amin. Để hạn chế quá trình này, ta chọn nguyên liệu có hàm lượng đường thấp, tránh nâng cao nhiệt độ và kéo dài thời gian thủy phân. [8] 1.1.1.7. Thành phần hương thơm Mùi của nước chấm là do tổng hợp của rất nhiều chất khác nhau tạo thành. Mùi của nước chấm có thể phân ra acid hữu cơ, rượu, aldehyde, thành phần hương thơm có lưu huỳnh, phenol… Cụ thể là các hợp chất như acetaldehyde, propandehyde, Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 4 butaldehyde, valeraldehyde, allyl mecaptan, methyel mecaptan, isobutan aldehyde, dimelthyl capmetan, etyloleat , rượu ethylic, acid acetic, acid petanoic, acid propionic, acid benzoic, benzaldehyde… có hương thơm ngũ cốc rang. [8] 1.1.2. Nguyên liệu sản xuất nước chấm Nguyên liệu dùng trong sản xuất nước tương thường rất giàu đạm - Nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật: đậu nành, bã đậu nành, đậu phộng, bã đậu phộng… - Nguyên liệu có nguồn gốc động vật: xương bò, xương heo, lông, móng. 1.1.2.1. Nguyên liệu chính Đậu nành Đậu nành là một loại hạt giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, muối khoáng và vitamin. Trong công nghiệp thực phNm, đậu nành được xem là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất dầu thực vật và để sản xuất các sản phNm lên men. Đậu nành có tên khoa học là Glycine max merrill hay còn gọi là đậu tương là loại hạt giàu protein và lipid. Phần lớn hạt đậu nành được dùng cho sản xuất dầu thực vật và các sản phNm giàu protein. Protein của đậu nành có hoạt tính sinh học cao và có thể hỗ trợ khi thiếu protein của động vật. [2] Đậu nành là loại cây thân cỏ một năm, hoa tập trung trên những nách lá, kiểu bào nang. Mỗi quả có 2 - 3 hạt hình oval, có vỏ bao bọc, vỏ chiếm khoảng 5 - 10% khối lượng hạt. Khối lượng 1000 hạt khô là 140 - 200g. Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau. Trong đó, màu vàng là loại tốt nhất, nên được trồng và sử dụng nhiều. [2] Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 5 a. Cây b. Trái c. Hạt Hình 1.1: Cây, trái và hạt đậu nành  Thành phần hóa học và dinh dưỡng của hạt đậu nành Bảng 1.2: Thành phần hóa học và cấu tạo trong hạt đậu nành [7] Thành phần Tỷ lệ Protein (%) Lipid (%) Carbohydrate (%) Tro (%) Nguyên hạt 100,0 40,0 20,0 35,0 4,9 Nhân (tử điệp) 90,3 43,0 23,3 29,0 5,0 Vỏ hạt 7,3 8,8 1,0 86,0 4,3 Phôi 2,4 41,0 11,0 43,0 4,4 Ngoài các thành phần chính là protein, lipid, glucid, hạt đậu nành còn chứa nước, các vitamin: A, B 1 , B 2 , B 5 , B 6 , B 12 , PP, C, E và muối khoáng (khoảng 4,6% trọng lượng hạt ướt) như các nguyên tố Fe, Cu, Mn, Ca, Zn. Thành phần hóa học của đậu nành thay đổi tùy theo giống, đất đai và khí hậu trồng trọt, phương pháp thu hoạch và bảo quản.  Protein đậu nành: Protein đậu nành được tạo bởi các acid amin, trong đó có đủ các loại acid amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng methionin thấp). Có thể nói protein đậu nành gần giống protein của trứng và được xem như một trong những nguyên Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Ngô Đại Nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 6 liệu chế biến các sản phNm thay thế protein động vật. Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành: 29,6 – 50,5%, trung bình là 36 – 40%. • Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): o Albumin: 6 - 8% o Globulin: 25 - 34% o Glutelin: 13 - 14% o Prolamin: chiếm lượng nhỏ không đáng kể. Bảng 1.3: Thành phần các acid amin trong protein của đậu nành [7] Acid amin Hàm lượng (%) Acid amin Hàm lượng (%) Isoleucin Leucin Lysin Methionnin Cystin 1,1 7,7 5,9 1,6 1,3 Phenylalanin Threonin Tryptophan Valin Histidin 5,0 4,3 1,3 5,4 2,6  Chất béo đậu nành: Chất béo chiếm khoảng 20% trọng lượng khô của hạt đậu nành, nằm chủ yếu trong phần tử điệp của hạt. Chất béo chứa hai thành phần chủ yếu là triglycerid (chiếm 96% lượng chất béo thô) và lecithine (chiếm 2% chất béo thô). Ngoài ra, còn có khoảng 0,5% acid béo tự do và một lượng nhỏ carotenoid.  Carbohydrates: Chiếm khoảng 34% trọng lượng hạt đậu nành, gồm hai nhóm: đường tan (lớn hơn 10%) và đường không tan (20%). [...]... của sản phNm Vì thế, nước đưa vào sản xuất nước chấm luôn được kiểm tra chất lượng, thành phần hoá học của nước phải ổn định và không bị ô nhiễm Muối (NaCl) Muối cũng là một nguyên liệu cho sản xuất nước chấm Ngoài việc đảm bảo độ mặn cho nước chấm muối còn có tác dụng hạn chế hoạt động của vi sinh vật gây chua và gây mốc giúp cho nước chấm có thể bảo quản lâu Muối dùng trong sản xuất là muối hạt Thành... liệu phụ Nước Nước là nguyên liệu cơ bản nhất, không thể thay thế được trong sản xuất nước chấm Nước chiếm khoảng 70 – 80% trọng lượng nước chấm thành phNm Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình kỹ thuật sản xuất và đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm, tính chất và chất lượng thành phNm Nước giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phNm... công nghiệp thực phNm ngày càng được ứng dụng rộng rãi Với protease được dùng trong công nghệ chế thịt, công nghệ chế biến cá… Với amylase đã được dùng trong sản xuất bánh mì, rượu, bánh kẹo, sản xuất bia, sản xuất mật, sản xuất các sản phNm rau… Phân loại protease: [10] Dựa vào sự phân bố có thể chia protease thành hai nhóm: • Protease nội bào • Protease ngoại bào Dựa vào tính đặc hiệu với cơ chất, có... Trong sản xuất nước chấm, hương liệu thường được sử dụng để tăng mùi thơm cho sản phNm, tạo ra mùi tương ứng với mùi của nước chấm và có khả năng làm cho sản phNm hấp dẫn hơn đối với người tiêu dùng Các chất này có cường độ mùi cao và bền nên cho mùi vào sản phNm tại công đoạn đóng bao bì 1.1.3 Khái quát về protease Hiện nay, việc sản xuất chế phNm enzyme các loại đã và đang phát triển mạnh mẽ trên quy. .. phương pháp sản xuất nước chấm Ngành công nghiệp chế biến thực phNm nước ta ngày càng phát triển mạnh nhờ vào các tiến bộ khoa học kỹ thuật và sự phát triển kinh tế Để tối ưu hóa công nghệ chế biến thực phNm nói chung và sản xuất nước chấm nói riêng, chúng ta sử dụng các chế phNm enzyme như là một trong những biện pháp hữu hiệu Ứng dụng enzym và các chế phNm enzyme vào công nghệ sản xuất nước chấm là một... nguồn thu enzyme có thể chia ra: • Protease động vật • Protease thực vật • Protease vi sinh vật 1.2 KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM 1.2.1 Quá trình thủy phân trong thực ph m Phản ứng thủy phân là phản ứng phân giải các chất có sự tham gia của nước Đây là phản ứng phổ biến và quan trọng trong công nghiệp thực phNm Người ta đã ứng dụng phản ứng thủy phân để sản xuất ra hàng loạt sản phNm mới có tính chất khác... nhờ xúc tác là enzyme vi sinh vật Enzyme này có thể tạo ra bằng cách nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường riêng rồi đưa vào nguyên liệu giàu đạm – như trong sản xuất nước chấm lên men (nước tương) hoặc tận dụng enzyme vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu ban đầu như trong sản xuất nước mắm Dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật, thành phần nước chấm thu được chủ yếu là acid amin, pepton, peptid trọng lượng... đạt 20 – 25% [11] 1.2.3 Một số phương pháp sản xuất nước chấm SVTH: Nguyễn Hoàng Nhật Quang Trang 13 GVHD: TS Ngô Đại Nghiệp Luận văn tốt nghiệp 1.2.3.1 Phương pháp hóa giải [4] Nguyên liệu Xay nhỏ HCl Thủy phân Làm nguội NaCO3 Trung hòa Để lắng Lọc thô Phối chế Nấu Lọc tinh Phụ gia Bã Lọc Dd NaCl Thanh trùng Nước chấm Sơ đồ 1.1: Quy trình sản xuất nước tương bằng phương pháp hóa giải SVTH: Nguyễn Hoàng... natri glutamate làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phNm Tuỳ theo độ đạm mà cho hàm lượng bột ngọt khác nhau Đường Đường cho vào nước chấm nhằm tăng độ ngọt cho sản phNm, vì khi sản phNm hoàn tất có độ mặn nên ta cho thêm một ít đường để điều hoà vị của nước chấm Đường cho vào sản phNm phải tinh khiết Đường lẫn nhiều cặn bNn sẽ làm cho nước chấm bị chua và mốc Hương liệu Mùi thơm của thực phNm... ngọt là sản phNm được dùng làm chất tạo vị trong sản xuất nước chấm Natri glutamate là muối của acid glutamic, nó là một trong các acid amin cần thiết cho cơ thể con người Ngoài ra nó còn có trong cơ thể động vật và một số loài thực vật Nó có vị đặc trưng của rau và thịt Công thức cấu tạo: HOOC – CH2 – CH2 – CH (NH2) – COONa Là tinh thể màu trắng có vị ngọt, hơi mặn, tan nhiều trong nước, được sản xuất . của nước chấm thành phẩm 54 4.1.7 Chỉ tiêu vi sinh của nước chấm thành phẩm 54 4.1.8 Bước đầu thiết lập quy trình sản xuất nước chấm bằng protease 55 4.2 Kiến nghị 56 Tài liệu tham khảo 57 . quan về sản phẩm nước chấm 1 1.1.2 Nguyên liệu sản xuất nước chấm 4 1.1.2.1 Nguyên liệu chính 4 1.1.2.2 Nguyên liệu phụ 8 1.1.3 Khái quát về protease 9 1.2 Kỹ thuật sản xuất nước chấm 11. peptid làm cho nước chấm có vị ngọt của đạm và mùi thơm của thịt. Nước chấm sản xuất theo phương pháp lên men hầu như giữ được tất cả các acid amin có trong đậu nành, còn nước chấm sản xuất theo