chế biến sữa chua đậu nành từ vi khuẩn lactobacillus acidophilus và lactobacillus bulgaricus

Theo các nghiên cứu thì sữa chua rất có lợi cho cơ thể, nó có tác dụng chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế rối loạn đường ruột, làm giảm tác dụng phụ do sử dụng thuốc khán

Sản phẩm sữa chua đậu nành đầu tiên có nguồn gốc từ Châu Âu vào đầu những năm 1900 và đựơc bán rộng rãi ở các nước Tuy nhiên, ở Việt Nam vẫn chưa có sản phẩm này.

Sữa đậu nành lên men có nhiều lợi ích hơn sữa đậu nành không lên men Người

ta đã dựa vào quy luật đấu tranh sinh tồn tự nhiên để tăng cường sức khoẻ cho con người, các vi khuẩn lactic được đưa vào ruột sẽ cạnh tranh với vi khuẩn gây thối và lấn

át các vi khuẩn này Theo các nghiên cứu thì sữa chua rất có lợi cho cơ thể, nó có tác dụng chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế rối loạn đường ruột, làm giảm tác dụng phụ do sử dụng thuốc kháng sinh, làm tăng interferon, giảm viêm loét dạ dày, ngăn ngừa loãng xương…

Chính vì những lý do trên, mục đích của chuyên đề ứng dụng “ Chế biến sữa

chua đậu nành từ vi khuẩn Lactobacillus acidophilus và Lactobacillus bulgaricus” là

nhằm tạo tạo ra sản phẩm mới đa dạng về cảm quan và có tác dụng bổ dưỡng

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu sữa chua đậu nành

Sữa chua đậu nành được làm giống như sữa chua từ sữa bò Sữa đã tiệt trùng

được lên men với Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus hoặc với các

canh trường phù hợp và được lên men cho tới khi canh trường chuyển từ sữa đậu nành sang dạng sữa chua, có vị tương tự như sữa chua từ sữa bò Sữa chua đậu nành có hàm lượng protein cao và là nguồn giàu isoflavones

2.1.1 Lịch sử sữa chua đậu nành ( soy yogurt)

Yogurt tiếng Thổ Nhĩ Kỳ có nghĩa là sự lên men, thực phẩm có lượng acid nhẹ

được lên men bởi vi khuẩn lactic như Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus Vào cuối những năm 1970, ở Mỹ, sản phẩm

từ sữa đậu nành được gọi theo nhiều cách khác nhau: soymilk yogurt, soy yogurt, soyogurt, soygurt Năm 1912, tại Pari, Li – Yu – Ying và Grand Voinnet đã chế biến

sữa đậu nành lên men Năm 1974, nghiên cứu của Wang và Konishi đã tách giống L Acidophilus thích hợp để chế biến soy yogurt Năm 1977, Sterm, Hesseltine, Wang và Konishi đã chọn giống L Acidophilus tận dụng Raffinones, Stachyose, hỗn hợp đường trong sữa đậu và dùng L Acidophilus làm soy yogurt có vị ngon (pH = 4,2), giảm đầy

hơi Năm 1981 tại Nhật Bản lần đầu tiên sản xuất soy yogurt số lượng lớn

2.1.2 Lợi ích của sữa chua đậu nành

Giá trị pH của yoghurt thấp khoảng 4,0, điều này giúp ngăn cản sự phát triển của các vi khuẩn có hại đối với thực phẩm Vi khuẩn lên men sữa đậu nành có thể sử dụng được các đường raffinose, stachyose có trong sữa đậu nành làm giảm các triệu

chứng đầy hơi do các đường này gây ra Hơn nữa, vi khuẩn trong sữa lên men còn sống giúp tăng cường hệ miễn dịch và tạo ra các enzyme thủy phân protein thành các polypeptid, thủy phân tinh bột thành các maltodextrin làm sản phẩm trở nên dễ tiêu hóa hơn Ngoài ra, probiotic còn làm cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, tăng cường các vi khuẩn có lợi, giảm các vi khuẫn có hại gâ bệnh cho người Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng một số vi khuẩn lactic có khả năng chuyển hóa isoflavone glucoside (có nhiều trong đậu nành) thành các isoflavone aglycone là chất có hoạt tính sinh học,

có tác dụng làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư, tim mạch, giảm các triệu chứng ở phụ nữa mãn kinh như bốc hỏa, loãng xương,

2.2 Tổng quan về đậu nành

2.2.1 Lịch sử phát triển

Đậu nành được xem là một trong những cây trồng cổ nhất của nhân loại Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng đậu nành có nguồn gốc từ Trung Quốc Nó được trồng trên nhiều loại đất khác nhau và có phạm vi khí hậu rộng khắp, trải dài từ vùng nhiệt đới Brazil đến hòn đảo Hokkaido đầy tuyết nằm ở phía bắc Nhật Bản Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người đã tìm thấy vai trò của đậu nành trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm Vì vậy, đậu nành được lan rộng ngày càng nhiều trên khắp thế giới

2.2.2 Cây đậu nành

Cây đậu nành có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill, thuộc họ Leguminosae, chủng Papilionoidae, là cây bụi nhỏ, cao trung bình dưới 1m, có lông toàn thân Lá có 3 chét hình bầu dục Chùm lông mọc ở nách lá, bông có màu trắng hoặc tím Trái có nhiều lông vàng, dài 3 – 4 cm, rộng 0,8 cm, mỗi trái có từ 3 – 5 hạt Cây đậu nành là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn

Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt :

+ pH của đất trồng: 6,0 – 6,5

+ Nhiệt độ: 25 – 300C

+ Lượng mưa: 500 – 700 mm

+ Đất trồng có nhiều mùn hữu cơ với độ ẩm trung bình

+ Thời kỳ trồng: cuối mùa xuân, đầu mùa hè

Kích thước hạt: tùy thuộc vào giống và điều kiện canh tác

Vỏ hạt nhẵn phần lớn màu vàng, một số có màu vàng đậm, xanh, nâu hoặc đen

Vỏ chỉ chiếm khoảng 8% khối lượng của hạt

Cấu trúc hạt đậu nành gồm có 3 bộ phận chính: vỏ, trụ dưới lá mầm, lá mầm Vỏ: là lớp ngoài cùng của hạt đậu nành Vỏ hạt đậu nành có nhiều loại màu sắc và là yếu tố cho việc xác định giống đậu nành Vỏ hạt có tác dụng bảo vệ phôi mầm chống lại nấm và vi khuẩn

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

Lá mầm: gồm hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng cho hạt Nó chiếm phần lớn khối lượng của hạt, chứa hầu hết các protein, lipid của hạt, có màu xanh trước khi hạt chín,

và chuyển thành màu vàng khi hạt chín

Bảng 2.1: Thành phần các chất trong hạt đậu nành ( % khối lượng)

Thành phần %khối lượng

toàn hạt

Protein (%)

Lipid ( %)

Carbonhydrat

e ( %)

Tro ( %)

b Thành phần hóa học của hạt đậu nành

So với các nguồn thực phẩm chính hiện nay, đậu nành thực sự là thành phần giàu dinh dưỡng Đậu nành vừa có nguồn protein cao nhất trong các loại đậu, hạt; giàu chất béo, carbohydrate, các chất xơ, vitamins, chất khoáng vừa là dược liệu quý cho việc ngăn ngừa và chữa trị các bệnh mãn tính Đậu nành có hàm lượng dinh dưỡng thay đổi rộng phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng trọt nhưng nhìn chung chúng có chứa từ 35 – 40 % protein, 15 – 20 % chất béo, 30 % carbonhydrate, 10 – 13% ẩm và khoảng 5 % tro và chất khoáng

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng trong hạt đậu nành (% so với khối lượng chất khô)

bình

1,69 2,90 4,48 7,26 1,69 0,60 2,02 2,07

1,04 1,76 3,03 2,58 0,54 1,95 1,58 0,49 1,43 1,83

5,5 0,9 3,5

6,26 - 6,85 0,92 - 1,19 10,9 - 28,4

Dựa vào chức năng sinh học ở thực vật, protein trong hạt đậu nành được chia làm 2 loại: protein chuyển hóa (metabolic protein) và protein dự trữ Protein chuyển hóa gồm enzyme và cấu trúc Protein dự trữ cùng với dầu dự trữ được tổng hợp trong quá trình phát triển của hạt đậu Protein đậu nành chủ yếu là protein dự trữ Hai loại protein dự trữ chính trong đậu nành là glycinin (11S) và beta-conglycinin (7S) chiếm khoảng 65 – 80% protein tổng trong hạt

Nếu phân loại theo tính tan trong nước, protein đậu nành chứa 85 – 95% globuline, một lượng nhỏ albumine, một lượng không đáng kể prolamine và glutelin Khả năng hòa tan trong nước của protein đậu nành ảnh hưởng nhiều bởi ph Khoảng 80% protein trong hạt đậu nành có thể được trích ly ở ph trung tính hoặc kiềm Ph đẳng điện của protein đậu nành là 4,2 – 4,6

+ Các chất phi dinh dưỡng trong thành phần protein đậu nành: trypsin inhibitors

phát triển và ảnh hưởng nhiều đến các chức năng khác của cơ thể Đậu nành chứa 2 loại trypsin inhibitors: Bowman – Brik inhibitor và Kunitz inhibitor

Lectin (hemagglutinins) là protein có khả năng kết dính các tế bào hồng cầu Nó được xem như là chất có độc tính cao, tuy nhiên nó cũng dễ dàng bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ cao

+ Các tính chất chức năng của protein đậu nành: hấp thụ và giữ nước, tạo gel, tạo kết cấu, tạo độ nhớt, tạo nhũ, tạo bọt.:

- Khả năng hấp thụ và giữ nước: Khả năng hấp thụ và giữ nước của protein dựa trên tương tác giữa protein – protein và protein – nước Nồng độ protein tăng, khả năng hấp thụ nước tăng Ph thay đổi thì sự tích điện của protein cũng thay đổi, ở ph đẳng điện sự hút nước là thấp nhất vì tương tác giữa protein – protein rất chặt chẽ, ở pH cao sự hấp thụ và giữ nước càng tăng Nhiệt độ tăng, khả năng hấp thụ nước giảm vì làm giảm liên kết hydro

- Khả năng tạo gel: Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các mạch polypeptide duỗi ra, tiến lại gần nhau, tiếp xúc và tạo nên mạng lưới không gian tương đối chặt và pha phân tán chứa trong nó

Các yếu tố tạo gel:

+ Sử dụng nhiệt: Khi dịch sữa protein đậu nành có nồng độ cao được đun nóng

ở pH trung tính, thì sẽ tạo gel

+ Sử dụng pH đẳng điện: Ở ph đẳng điện protein có khả năng tạo gel

+ Sử dụng các muối của ion kim loại hóa trị hai: Do liên kết giữa Ca2+ và nhóm carboxyl

+ Khả năng tạo kết cấu: Protein đậu nành có khả năng tạo sợi tốt Khi protein bị phân ly, chuỗi polypeptide duỗi mạch, vì vậy khi cho qua khuôn đúc, sẽ định hướng được các phân tử protein và các sợi hình thành

+ Khả năng tạo độ nhớt: Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch gồm:

ph, nhiệt độ, ion Ca2+… và nồng độ protein

+ Khả năng tạo nhũ: Trong phân tử protein đậu nành có hai đầu ưa nước và ưa béo, nên có khả năng nhũ hóa với chất béo

+ Khả năng tạo bọt: Khả năng tạo bọt là do sự khuếch tán protein đến bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và nước

 Lipid

Chất béo chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành Nó nằm chủ yếu trong phần tử diệp của hạt Chất béo chứa khoảng 6,4–15,1% acid béo no (acid stearic, acid archidic) và 80–93,6% acid béo không no (acid linoleic, acid linolenic, acid oleic trong đó acid linolenic chiếm tỷ lệ tương đối cao) Chất béo không no có lợi cho sức khỏe hơn là chất béo no Tuy nhiên các acid béo không no dễ bị oxy hóa và giảm chất lượng

 Carbohydrate

Hydratcarbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành Phần hydratcarbon có thể chia

ra làm 2 loại: loại tan trong nước và không tan trong nước Loại tan được trong nước chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ hydratcarbon

Trong các nhóm đường của đậu nành ta cần lưu ý hai loại đường raffinose và stachyose Cơ thể con người thiếu enzyme galactosidase để thủy phân stachyose và rafinose Hai loại đường này thường di chuyển từ ruột non sang ruột già là nơi có thể lên men đường bởi vi khuẩn đường ruột Quá trình lên men tạo ra các khí gồm CO2, H2

và CH4 làm cho cơ thể người cảm thấy đầy hơi Sự loại bỏ hay giảm hiện tượng này đối với các thực phẩm từ đậu nành cần phải được quan tâm Trong quá trình lên men sữa đậu nành có thể làm giảm hàm lượng raffinose và stachyose

 Vitamin và khoáng chất

Mặc dù đậu nành không được xem như là nguồn rất giàu một loại vitamin nào

đó nhưng nó đem lại một nguồn dinh dưỡng toàn diện Các vitamin có trong đậu nành như là thiamine, riboflavin, niacin, pantothenic acid, biotin, folic acid, inositol, choline, vitamin A và E, trừ vitamin C và vitamin D

Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành Các chất khoáng chủ yếu có trong đậu nành là K, Na, Ca, Mg, S, và P Hàm lượng chất khoáng có thể thay đổi nhiều do loại đậu cũng như điều kiện trồng trọt khác nhau

 Enzyme

Về mặt công nghệ, enzyme quan trọng của đậu nành là lipoxygenase, được biết đến là lipoxydase Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá acid béo không bão hoà bởi O2, gây mùi cho đậu nành Khử mùi đậu nành dựa trên nguyên tắc vô hoạt enzyme lipoxygenase bằng cách sử dụng riêng rẽ hay kết hợp các phương pháp nhiệt (sấy, chấn), phương pháp hóa học (NAHCO3)

Enzyme urease được tìm thấy với hàm lượng lớn ở đậu nành sống Nó sẽ phân hủy ure thành ammoniac, là một hợp chất độc đối với cơ thể người Enzyme này sẽ chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua màng ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống Hơn nữa, enzyme urease dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt

 Isoflavone

Isoflavones là hợp chất phenolic được xem như là phytoestrogens, hay estrogens thực vật vì chúng có công thức hóa học, chức năng và ảnh hưởng đến cơ thể con người như estrogen

Probiotic vi khuẩn lactic khi phát triển có thể chuyển hóa glycoside isoflavone thành dạng aglycone mà không cần phải bổ sung thêm chất dinh dưỡng nào Trong sữa đậu nành chưa lên men giàu glycoside, dạng aglycone thấp hơn Ngược lại, sữa đậu nành sau lên men lại có hàm lượng aglycone cao hơn so với glycoside do các vi khuẩn

lactic có khả năng tiết ra enzyme β - glucosidase chuyển hóa glycoside thành aglycone Isoflavone aglycone hấp thu nhanh hơn và nhiều hơn so với dạng glucoside trong cơ thể người, giúp ngăn chặn các bệnh mãn tính như ung thư và các bệnh về tim mạch

+ Lợi ích của isoflavone đậu nành:

Ngăn cản và chữa trị ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư ruột

Giảm khả năng hoạt động của hormone giới tính – hormone này kích thích khả năng phát triển ung bướu ở cả nam và nữ

Giảm nguy cơ bệnh tim mạch, chứng loãng xương và tăng cường khả năng tự miễn dịch

 Độ ẩm

Trong đậu nành luôn chứa một lượng nứơc nhất định, đây là một yếu tố rất quan trọng có ảnh hưởng tới khả năng tồn trữ và chế biến Nếu hàm lượng ẩm quá cao thì sẽ tốn chi phí để sấy khô hạt Ngược lại, hạt sẽ bị nứt vỡ và làm giảm giá trị dầu trong hạt Những nghiên cứu gần đây cho thấy sự oxy hóa chất béo không chỉ diễn ra trong điều kiện hàm ẩm cao mà còn ở hàm ẩm rất thấp Hàm ẩm tối ưu cho việc bảo quản kéo dài

là khoảng 12 % - 13 %

Thành phần gây mùi đậu nành

Trước đây, đậu nành chưa được quan tâm nhiều trên Thế giới cũng như ở nước

ta Một trong những nguyên nhân chính là do mùi đậu nành không được ưu thích Mùi đậu nành chính là mùi các sản phẩm dễ bay hơi ( pentanal, hexanal, heptanal, ketone, acetaldehyde, methanol, ethanol ) của sự oxy hóa chất béo, đặc biệt là các acid béo không no dưới xúc tác của enzyme lipoxygenase

Cơ chế hình thành mùi:

Phản ứng oxy hóa chất béo (gây mùi đậu nành) xảy ra khi lipid, nước và lipoxygenase tiếp xúc với nhau Bình thường cả lipoxygenase và lipid cùng tồn tại trong mô đậu nành nhưng chúng tách biệt với nhau, do đó không thấy mùi đậu nành Khi mô đậu nành bị phá vỡ, chúng tiếp xúc với nhau cùng với sự góp mặt của nứơc và không khí, phản ứng oxy hóa lập tức xảy ra tại các nối đôi của các acid béo không no dẫn đến sự phân chia phân tử acid béo thành những phân tử nhỏ hơn, dễ bay hơi hơn và tạo mùi như ketone, aldehyde

Các phương pháp khử mùi:

Khử mùi đậu nành dựa trên nguyên tắc vô hoạt enzyme lipoxygenase bằng cách

sử dụng riêng rẽ hay kết hợp các phhương pháp nhiệt (sấy, chấn) ; phương pháp hóa học ( NaHCO3)

c Các sản phẩm từ đậu nành

+ Dầu đậu nành

+ Protein đậu nành

Sau khi tách dầu, phần còn lại có thể chuyển hóa thành các sản phẩm:

- Bột thô mịn : nghiền thô bã đậu nành thành bột thô ( grits ) và mịn ( flours ), thường làm thức ăn cho gia súc, có thể làm bánh, thức ăn trẻ em, sữa khô

- Concentrates protein : chứa 70% protein trên trọng lượng khô, ứng dụng làm thịt chế biến, thức ăn trẻ em

- Isolate protein : chứa 90 % protein trên trọng lựơng khô

d Sản phẩm từ hạt đậu nành

Sữa đậu nành: đậu nành tươi được ngâm với nước, sau đó lấy dịch lọc đun 20 phút ở nhiệt độ 900C sẽ được sữa đậu nành đơn giản Sữa đậu nành rất giàu protein, isoflavones và vitamin B, có thể là thức uống thay thế cho những người dị ứng với sữa

bò

Tofu: được tạo thành bởi sự đông tụ sữa đậu nành bằng chất làm đông Tofu có

ba dạng: dạng rắn rất giàu protein, chất béo và calcium, dùng để nấu, nướng, chiên; dạng mềm và dạng mịn dùng để trộn làm thức ăn, như ở Nhật, người ta dùng dạng mềm và mịn để làm nước xốt đậu nành

Yoghurt: là sản phẩm của sự lên men sữa đậu nành bằng vi khuẩn

Tempeh: là dạng bánh được tạo thành bởi sự nấu đậu và trộn với vi khuẩn, lão hóa (ageing) một hay hai ngày Tempeh rất giàu protein và khoáng chất, isoflavones (100 g tempeh có 53 mg isoflavones)

Miso: là sản phẩm của sự kết hợp đậu nành với muối, mốc và sau đó ủ trong thùng gỗ 1 – 3 năm

Shoyu: là chất lỏng màu nâu sậm, được làm từ đậu nành qua quá trình lên men

2.3 Tổng quan về probiotic

2.3.1 Khái quát về probiotic

“Probiotic” là thuật ngữ này đã xuất hiện trong nhiều thập kỉ qua và đang trở nên quen thuộc với con người Probiotic là các vi khuẩn sống khi được cung cấp với liều lượng thích hợp sẽ đem lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ (theo định nghĩa của FAO

và WHO 2001)

 Vai trò của probiotic

Tăng “ thành bảo vệ” miễn dịch, một số có khả năng kích thích cả miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu

Ngăn cản sự phát triển của các tác nhân gây bệnh trong đường ruột như:

Staphylococcus, Salmonella, Yersinia, Clostridia

Có khả năng xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột

Có khả năng chịu được acid dạ dày, chịu được muối mật