tìm hiểu quy trình sản xuất protein isolate concentrate từ đậu phộng

Lời cảm ơn - Trang ii - LỜI CẢM ƠN ôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy, Cô thuộc bộ môn Công nghệ thực phẩm trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ đã tạo điều kiện học tập, tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt bốn năm học tại trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cô quản lý phòng Thí nghiệm hóa sinh thuộc trường Đại Học Bách Khoa đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Tôi xin dành lời cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Hiền và cô Nguyễn Thị Thu Hà đã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ và truyền đạt kiến thức giúp tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả người thân, bạn bè đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện đồ án. Vì thời gian thực hiện đề tài có hạn, quá trình thực hiện đề tài còn gặp nhiều khó khăn nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi xin chân thành đón nhận những ý kiến, đóng góp của các thầy cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn! Tp. HCM, ngày 28 tháng 10 năm 2008 Hoàng Thị Thúy Nhuần T Danh mục các từ viết tắt & thuật ngữ sử dụng - Trang x - DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT & THUẬT NGỮ SỬ DỤNG SPC : “soy protein concentrate” (protein trích ly từ đậu nành) SPI : “soy protein isolate” (protein trích ly từ đậu nành) PPI : “peanut protein isolate” (protein trích ly từ đậu phộng) PPC : “peanut protein concentrate” (protein trích ly từ đậu phộng) PI : “protein isolate” (protein trích ly) PC : “protein concentrate” (protein trích ly) WHC: “water holding capacity” (khả năng giữ nước) OBC : “oil binding capacity” (khả năng liên kết với dầu) EC : “emulsifying capacity” (khả năng tạo nhũ) FC : “foaming capacity” (khả năng tạo bọt) “supernatant”: phần nổi trên mặt. Chương 1. Giới thiệu - Trang 1 - Chöông 1. GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề [2], [5] Ta biết rằng protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sinh vật. Cùng với axit nucleic, protein giữ vai trò quyết định và là cơ sở của sự sống. Protein có những đặc tính như: đa dạng về mặt cấu trúc, có khả năng ứng dụng lớn với những biến đổi lý – hoá học, khả năng thích ứng với môi trường bên ngoài và khả năng tái lập trạng thái ban đầu khi ngừng tác dụng. Protein có hoạt tính sinh học cao là thành phần cấu tạo các chất hoạt động sinh học như enzyme, hoocmon, điều hoà, kháng thể, là thành phần cấu tạo các mô. Về mặt dinh dưỡng đối với người và động vật bậc cao, protein là một nguồn thực phẩm quan trọng nhất, là một thành phần chính không thể thiếu trong khẩu phần thức ăn hàng ngày. Trong cơ thể người protein tham gia xây dựng nên các tế bào, tổ chức các cơ quan, thành phần chủ yếu của các enzyme các nội tiết tố, các kháng thể. Trước đây nói đến nguồn protein, người ta thường nghĩ đến các loại thức ăn có nguồn gốc từ động vật gọi là “thịt đỏ”. Thập niên gần đây, thế giới đặc biệt quan tâm tới nguồn protein từ thực vật. Theo FAO, chỉ có 30% protein tiêu thụ trên toàn thế giới có nguồn gốc từ động vật, còn lại 70% là từ thực vật, đã minh chứng cho xu thế sử dụng protein thực vật trong thế giới hiện đại. Sở dĩ, giờ đây người ta quan tâm tới nguồn protein từ thực vật và vi sinh vật là vì: - Sự thiếu hụt protein do tăng dân số trên toàn cầu. - Khoa học cũng đã chứng minh rằng nguyên nhân chính dẫn đến các bệnh về tim mạch, huyết áp là do sử dụng nhiều protein động vật, vì trong đó có chứa hàm lượng cholesterol cao. - Những năm qua xuất hiện các bệnh lây từ động vật sang người như bệnh “bò điên” (Bovine Spongiform encephalopathy); bệnh “cúm gia cầm”; bệnh “lở mồm long móng” từ động vật móng guốc (lợn, dê, trâu, bò); bệnh ”heo tai xanh”. - Protein từ thực vật và vi sinh vật có nhiều ưu điểm mà protein động vật không có được như: là protein sạch chứa đầy đủ các axit amin không thay thế, giá thành rẻ và không chứa cholesterol. Chương 1. Giới thiệu - Trang 2 - Từ những thực tế đó, việc tìm kiếm một nguồn protein mới an toàn hơn cho sức khoẻ như protein isolate/concentrate trích ly từ thực vật, đã và đang được tập trung nghiên cứu, xem đây là nguồn protein thay thế lý tưởng cho protein động vật. Protein isolate/concetrate là một dạng sản phẩm được trích li từ các nguồn nguyên liệu có chứa protein, đặc biệt là từ các nguồn nguyên liệu phổ biến và an toàn như đậu nành, đậu phộng, gạo, lúa mì, bắp,… Công nghiệp sản xuất dầu đậu phộng tạo ra một lượng lớn bã đậu phộng đã trích ly dầu rất giàu hàm lượng protein, giá thành rẻ, chứa 47 - 55 % protein chất lượng cao có đủ 10 amino acid thiết yếu. Vì vậy tăng cường sản xuất protein isolate/concentrate từ bột đậu phộng đã loại chất béo, tận dụng nguồn protein từ phế liệu của ngành công nghiệp sản xuất dầu đậu phộng nhằm cung cấp cho ngành công nghệ thực phẩm một nguồn protein mới. Dạng bột protein này có thành phần và tính chất gần với trạng thái của protein tự nhiên ban đầu, có giá trị kinh tế cao bởi protein này có thể thay thế protein của trứng, sữa, thịt, cá… (protein từ đậu nành còn có giá trị dinh dưỡng tương đương với thịt, chứa đầy đủ các axit amin với tỷ lệ hết sức cân đối hài hoà và có hệ số tiêu hoá cao). Protein isolate/concetrate có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm. Được ứng dụng đưa vào sản xuất các mặt hàng thực phẩm cao cấp như: sữa, pate, xúc xích, chao, bột dinh dưỡng trẻ em, lương khô,… Năm 1965 người ta đã sản xuất ra sản phẩm thịt chay từ bột protein đậu nành hay protein đậu phộng. Sản phẩm này có cấu trúc, hương vị và hàm lượng dinh dưỡng tương đương với các sản phẩm thịt từ động vật. Bột protein có thể được xem là một nguồn nguyên liệu phong phú cung cấp cho các mặt hàng thực phẩm chay. Một mặt hàng trong thời gian hiện nay đang thu hút được sự chú ý của rất nhiều người tiêu dùng về sự đa dạng, phong phú về chủng loại và đặc biệt là an toàn cho sức khoẻ. 1.2. Nội dung của đề tài Với đề tài đồ án tốt nghiệp: tìm hiểu quy trình sản xuất protein isolate/concentrate từ đậu phộng, tôi muốn khái quát, giới thiệu một số phương pháp sản xuất ra sản phẩm protein isolate/concentrate (PI/PC), các tính chất chức năng của protein đậu phộng sau khi trích ly và bước đầu khảo sát quá trình trích ly protein từ đậu phộng.  rotein isolate/concentrate - Trang 3 - Chöông 2. TNG QUAN V PROTEIN ISOLATE/CONCENTRATE 2.1. ng dng [32], [24] 2.1.1. Protein isolate/concentrate   Protein isolate (PI)   Protein concentrate (PC)  65% .      Protein isolate đậu nành (SPI): Theo specification of the Association of American Feed Control Officials, Inc. (AAFCO) PI    Soy protein isolate (SPI) là phân đoạn chủ yếu của protein đậu nành được chuẩn bị từ đậu nành đã được tách vỏ bằng cách loại bỏ các thành phần phi protein và phải được thu nhận ít nhất là 90% protein theo hàm lượng chất khô”.  SPI (   (%) Protein  Tro   90 0.5 4.5 0.3 4,7   VD:     Protien concentrate đậu nành (SPC):                         . Protein  rotein isolate/concentrate - Trang 4 -          Theo Association of American Feed Control Official, Inc    “SPC được sản xuất từ các loại hạt đậu không bị hư hỏng, sạch sẽ và đã tách vỏ bằng cách loại bỏ gần như toàn bộ dầu nước và các thành phần tan phi protein và phải chứa ít nhất 70% protein trên hàm lượng chất khô      70% min.  8% max.  4.5% max. Tro 7% max    1% max  15,000/g. max Salmonella trong 200 g.  E. Coli trong 1 g  Whey protein concentrate (WPC) 30-80   . Whey protein isolate (WPI) 90%, l 0.5  1%.  rotein isolate/concentrate - Trang 5 - 2.1.2. [32] 2.1.2.1.             PI/PC       PI/PC      PI/PC   -       P       [32]   - -                    .  .  .  rotein isolate/concentrate - Trang 6 -     em   sinh   cookies, pastry, crackers, snacks, pancakes, vv                 .        . WPC, WPI   . -  . 2.1.2.2. S PI/PC ts PI/PC.   PI/PC.   .  rotein isolate/concentrate - Trang 7 - 2.1.2.3.      PI/PC   PI/PC  .        12% trong   10% tro PI/PC   . 2.1.2.4.        Th   (%) Soy protein concentrate 6.0 % Sucrose 0.6 %  2.0 %  3.0 % Mono--glycerides 0.1 %  0.05 %  88.25 %  rotein isolate/concentrate - Trang 8 -    65-70 0      acid. . 2.1.2.5.       .   2.1.2.6.  PI/PC        SPI   SPI   [...]... tím thường được dùng đ định lượng protein đã tinh sạch hoặc đ xác định protein trong các phân đoạn nhận được khi s c k tách các protein qua cột 2.4 Quy trình sản xuất protein isolate/ concentrate [9], [15], [26], [28] 2.4.1 Quy trình sản xuất protein concentrate Có th giới thiệu đến 2 phương pháp truyền thống thường được sử dụng đ sản xuất PC sau:  Phương pháp sử dụng cồn  Phương pháp sử dụng acid Cả... lọc sử dụng thiết bị thùng quay chân không hoặc máy ly tâm - Trang 33 - Chương 2 Tổng quan về protein isolate/ concentrate 2.4.2 Quy trình sản xuất protein isolate Sản xuất P 2.4.2.1 ằng dung môi Bột khử béo NaOH 2N Trích ly Ly tâm Bã Kết t a HCl 2N Ly tâm ịch lỏng Ch nh pH Sấy phun SPI Hình 2.10 Quy trình sản xuất PI bằng dung môi Bột sau khi tách béo, được tiến hành trích ly như sau: hòa tan bột trong...Chương 2 Tổng quan về protein isolate/ concentrate 2.1.2.7 Sử dụng protein isolate cho người tiêu dùng Có th sử dụng protein isolate theo nhiều cách khác nhau như: thêm vào các sản phẩm nước trái cây ưa thích, thêm vào các sản phẩm sữa khấy hoặc sữa ngọt, có th r c trực tiếp vào các sản phẩm ngũ cốc nh m làm tăng hàm lượng protein Những sản phẩm làm tại nhà như Yogurt đậu nành, nếu cho quá nhiều... tách béo nhưng không làm tan các protein Nồng độ cồn tối ưu cho quá trình này là 60% về khối lượng Nguyên liệu ban đầu là bột tách béo, quy trình này gồm có các bước sau: Sự trích ly lỏng-r n, ly tâm, tách và thu hồi dung môi từ dịch trích lỏng, tách và thu hồi dung môi từ bột đậu nành sau khi trích ly, sấy khô  Trích ly lỏng – r n: Quy trình này có th được thực hiện theo từng m hay liên tục Được thực... thêm protein isolate 2.2 Nguồn nguyên liệu, xử lí nguyên liệu 2.2.1 Nguồn nguyên liệu [2], [12] Giới hạn nguyên liệu ở đây ch là “tất cả nguyên liệu có chứa protein có nghĩa là các nguyên liệu thực vật, động vật có chứa thành phần protein Các nguyên liệu đã được trích ly protein như: đậu nành, đậu phộng, gạo, lúa mì, b p, các loại đậu, dừa, hạt bông, hạt nho,… tất cả các nguyên liệu có chứa protein. .. các phương pháp xử lí, trích li khác nhau Ví dụ: hàm lượng protein ở động vật: trong cơ có 16 -23 %, trong gan có 18 -19%, trong tim có 16 -18 %, ở thực vật: hạt 10 -13%, trong lá và thân khoảng 1,2 – 3% Thực phẩm giàu protein có nguồn gốc thực vật được biết đến ch yếu là các loại đậu khoảng 20 - 40% protein (đậu nành, đậu phộng, đậu xanh, đậu cove) các loại rau và ngũ cốc khoảng 6 – 12 % (gạo, ngô,... khối lượng phân tử nhỏ từ các protein không tan Nhưng đều có nguyên l chung là: protein không bị tan, carbohydrate tan nên dễ dàng tách b ng ly tâm Protein và một số hợp chất còn lại khác (carbohydrate không tan) s được hòa vào nước, pH b ng 7, sấy phun đ sản xuất PC Phần lớn PC thương phẩm thường được sản xuất b ng phương pháp dùng cồn hoặc acid 2.4.1.1 Phương ph p sử dụng cồn Quá trình này dùng dung... tế bào tiến hành chiết xuất các protein b ng các dung dịch đệm thích hợp, dung dịch muối trung tính hoặc b ng nước hoặc b ng ly tâm tách tế bào, việc chọn phương pháp trích ly protein tùy thuộc vào tính chất c a protein cần nghiên cứu - Trang 15 - Chương 2 Tổng quan về protein isolate/ concentrate 2.3.2 Tinh sạch protein 2.3.2.1 Loại tạp chất Trong dịch chiết thô thu được ngoài protein còn có các tạp... dung môi Sấy chân không Chất khô hòa tan PC Hình 2.8 Quy trình sản xuất PC sử dụng cồn 2.4.1.2 Phương ph p sử dụng acid Quy trình này dựa trên sự phụ thuộc c a khả năng hòa tan protein vào pH Acid làm cho khả năng hòa tan c a protein giảm xuống nhỏ nhất tại pH 4.2 – 4.5 (vùng đẳng điện) o đó có khả năng trích ly được đường, mà không làm tan phần lớn protein, sử dụng dung môi là nước và thêm acid đ giữ... giảm nồng độ), còn nước hoặc đệm loãng s di chuy n từ dung dịch rửa vào túi chứa protein Protein là những đại phân tử không th vượt qua túi thẩm tích và được giử lại trong túi B ng cách thay đổi thường xuyên dung dịch rửa - Trang 17 - Chương 2 Tổng quan về protein isolate/ concentrate có th tẩy sạch muối ra khỏi protein, mặc dù trong quá trình thẩm tích, protein là dung dịch được pha loãng hơn Có th làm . isolate (protein trích ly từ đậu nành) PPI : “peanut protein isolate (protein trích ly từ đậu phộng) PPC : “peanut protein concentrate (protein trích ly từ đậu phộng) PI : protein isolate (protein. đồ án tốt nghiệp: tìm hiểu quy trình sản xuất protein isolate/ concentrate từ đậu phộng, tôi muốn khái quát, giới thiệu một số phương pháp sản xuất ra sản phẩm protein isolate/ concentrate (PI/PC),. yếu. Vì vậy tăng cường sản xuất protein isolate/ concentrate từ bột đậu phộng đã loại chất béo, tận dụng nguồn protein từ phế liệu của ngành công nghiệp sản xuất dầu đậu phộng nhằm cung cấp cho