Nghiên ứu quy trình ông nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon ứng dụng ho sản xuất thự phẩm hứ năng

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học Bách khoa hà nội Luận văn thạc sỹ Khoa học Nghành : Công nghệ thực phẩm Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức Nguyễn Mạnh Thắng Hà Nội 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057208485151000000 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học Bách khoa hà nội Luận văn thạc sỹ Khoa học Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức Ngành : công nghệ thực phẩm Mà số: Nguyễn Mạnh Thắng Ngời híng dÉn khoa häc : PGS TS Ngun Duy ThÞnh TS Trơng Hơng Lan Hà Nội 2009 Mục lục Mở đầu Phần I Tổng quan Đậu tơng 1.1 Hình thái học hạt đậu 1.2 Thành phần cấu trúc giá trị dinh dỡng đậu tơng 1.2.1 Thành phần tổng quát 1.2.1.1 Lipit 1.2.1.2 Protein 1.2.1.3 Gluxit 1.2.2 Các thành phần khác 1.3 Đậu tơng nảy mầm Isoflavon đậu tơng 2.1 Đặc điểm 2.1.1 Genistein 2.1.2 Daidzein 2.1.3 Glycitein 2.2 Nhận dạng cấu trúc đồng phân 2.3 Tác dụng isofavon sức khỏe ngời 2.3.1 Cơ chế tác động isoflavon 2.3.2 Cơ chế hấp thụ 2.4 Hàm lợng isoflavon đậu tơng thực phẩm từ đậu tơng 2.5 ảnh hởng trình công nghệ đến hàm lợng isoflavon 2.6 ảnh hởng môi trờng đến hàm lợng isoflavon 2.7 Quá trình chuyển hoá sinh học 2.8 Xu hớng nghiên cứu sử dụng isoflavon Thế Giới Việt Nam Phần II nguyên vật liệu phơng pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu 2.2 Phơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phơng pháp công nghệ 2.2.1.1 Phơng pháp nảy mầm đậu tơng 2.2.1.2 Phơng pháp đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm 2.2.1.3 Phơng pháp sấy phun dịch sữa đậu tơng nảy mầm sau trình đồng hóa để thu nhận sản phẩm 2.2.2 Phơng pháp toán học 2.2.3 Phơng pháp phân tích hoá lý 2.2.4 Phơng pháp phân tích vi sinh 2.2.5 Phơng pháp đánh giá cảm quan 2.2.6 Phơng pháp sản xuất bánh nớng đậu xanh truyền thống Phần III Kết thảo luận 3.1 Nghiên cứu lựa chọn nguồn nguyên liệu đậu tơng 3.1.1 Đặc điểm nhận dạng số giống đậu tơng Việt Nam 3.1.2 Nghiên cứu lựa chọn loại đậu tơng có hàm lợng isoflavon cao 3.1.2.1 Xác định hàm lơng isoflavon tổng số giống đậu tơng nghiên cứu 3.1.2.2 Xác định hàm lợng isoflavon dạng Malonyl 3.1.2.3 Xác định hàm lợng isoflavon dạng - glucosid aglucon 3.1.2.4 Xác định hàm lợng isoflavon dạng Axetyl 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hởng thời vụ vùng địa lý đến hàm lợng isolavon giống đậu tơng DT84 3.2 Nghiên cứu xác định điều kiện trình nảy mầm đậu tơng 3.2.1 ảnh hởng nhiệt độ thời gian ngâm đến nảy mầm hạt 3.2.2 Khảo sát ảnh hởng thời gian ủ đến hàm lợng Isoflavon dạng aglucon 3.2.3 Tối u hóa trình ủ nảy mầm hạt đậu tơng phơng pháp toán học để thu đợc hàm lợng cao isoflavon dạng aglucon 3.3 Nghiên cứu quy trình đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hởng áp suất đồng hóa đến chất lợng dịch sữa đậu tơng nảy mầm 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hởng nhiệt độ đồng hóa đến chất lợng dịch sữa đậu tơng nảy mầm Nghiên cứu thu nhận chế phẩm bột đậu tơng nảy mầm giàu 3.4 isoflavon từ dịch sữa đậu tơng nảy mầm phơng pháp sấy phun 3.4.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu 3.4.2 ảnh hëng cđa tû lƯ chÊt mang ®Õn Malto-dextrin ®Õn chÊt lợng sản phẩm 3.4.3 Nghiên cứu thông số công nghệ ảnh hởng đến trình sấy phun 3.4.3.1 Xác định ảnh hởng nhiệt độ không khí sấy 3.4.3.2 Xác định ảnh hởng lu lợng dòng nhập liệu 3.4.3.3 Xác định ảnh hởng áp suất khí nén 3.4.4 Xác định chất lợng sản phẩm bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon 3.4.5 Quy trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon 3.5 Nghiên cứu ứng dụng bổ sung bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon sản suất Bánh nớng cao cấp Isoflavon Phần IV Kết luận Phần V Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng việt Tài liệu tiếng anh Mở đầu Một nhóm chất hóa thực vật họ đậu đợc quan tâm nhiều phytoestrogen Phytoestrogen có cấu trúc hóa học tơng tự hormon oestrogen, oestradiol thể động vật có hoạt tính oestrogen Tuy nhiên hoạt tính thấp nhiều lần so với oestrogen động vật (chỉ khoảng 1/1000 đến 1/500 hoạt tính oestradiol) Vì vËy, c¸c phytoestrogen cã thĨ cã t¸c dơng kh¸ng oestrogen chế cạnh tranh receptor oestrogen [16,36] Các nhóm phytoestrogen tự nhiên isoflavon, coumestan lignan isoflavon hợp chất đợc quan tâm Isoflavon có nhiều thực vật họ đậu, đậu tơng (Glycine max) Các nghiên cứu năm gần cho thấy isoflavon có nhiỊu t¸c dơng nh chèng ung th tiỊn liƯt tun, ung th vó, ung th tư cung, gi¶m chøng bèc hỏa phụ nữ thời mÃn kinh, giảm nguy mắc chứng bệnh tim mạch, giảm hàm lợng cholesterol máu, chống viêm nang tử cung, bệnh loÃng xơng làm giảm hàm lợng đờng máu bệnh nhân tiểu đờng type II Hiện nay, nhiều nghiên cứu cho Isoflavon có khả kéo dài tuổi xuân phụ nữ, làm đẹp da số chức liên quan tới chống l·o hãa [17, 25, 39] Isoflavon cã nhiÒu ë thùc vật họ đậu, đậu tơng Trong số 12 isoflavon isoflavon dạng aglucon (gồm daidzein, genistein glycitein) có hoạt tính sinh học cao nhiều so với isoflavon lại (dạng glucosid) Tuy nhiên, hàm lợng chúng đậu tơng lại thấp (chØ chiÕm 1-5% so víi isoflavon tỉng sè)[39] Isoflavon d¹ng glucosid đợc chuyển hóa thành dạng isoflavon dạng aglucon dới tác dụng enzim -glucosidaza Enzim cắt liên kết - glucosid isoflavon dạng glucosid, loại phân tử đờng tạo thành isoflavon dạng aglucon Trong trình nảy mầm đậu tơng đà kích hoạt enzim glucosidaza nội nhũ hạt, làm tăng khả chuyển hóa isoflavon từ dạng glucosid sang dạng aglucon Đồng thời, trình nảy mầm đà thúc đẩy hoạt động enzim proteaza, amylaza nội nhũ, biến đổi chất không hòa tan nh protein, tinh bột, chất béo thành chất hòa tan nh axít amin, đờng, đồng thời làm giảm chất phản dinh dìng nh raffinoza hay chÊt øc chÕ antitrypsin ChÝnh vậy, đậu tơng sau nảy mầm chứa nhiều hợp chất sinh học nh vitamin E, vitamin C Trên giới, isoflavon đợc chiết tách, thu nhận từ đậu tơng cỏ đỏ ấn độ (red clover), t¹o nhiỊu lo¹i chÕ phÈm isoflavon nh Soy Isoflavones, Fujiflavon AM 10 Bên cạnh thực phẩm chức mà thành phần chức Isoflavon ngày trở nên phổ biến Xu hớng sử dụng thực phẩm chức nguồn gốc tự nhiên, không sử dụng hóa chất trình chế biến đợc nhiều nhà sản xuất ngời tiêu dùng quan tâm Việt Nam nớc nông nghiệp với sản lợng đậu tơng lên tới khoảng 290.000 tấn/năm Đây nguồn nguyên liệu phong phú, thuận lợi cho nghiên cứu sản xuất thực phẩm giàu isoflavon Trong đó, vấn đề nghiên cứu sản xuất sản phẩm giàu isoflavon nớc ta gần nh cha bắt đầu Đó lý để thực đề tài Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức Đề tài gồm có nội dung sau: Lựa chọn giống đậu tơng giàu isoflavon Nghiên cứu nâng cao hoạt tính sinh học isoflavon đậu tơng (chuyển từ dạng glycosid sang dạng aglycon) phơng pháp nẩy mầm Nghiên cứu quy trình đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm Nghiên cứu thu nhận chế phẩm bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon từ dịch sữa đậu tơng nảy mầm phơng pháp sấy phun Nghiên cứu ứng dụng bổ sung bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon sản suất bánh nớng Đậu xanh Isoflavon Phần I - Tổng quan Đậu tơng Đậu tơng - Tên khoa học Glycine max (L) trồng cổ nhân loại Đậu tơng cã nguån gèc ë vïng M·n Ch©u (Trung Quèc) xuÊt phát từ loại đậu tơng dại, thân mảnh, dạng dây leo tên khoa học G Soja Sieb & Zucc Từ Trung Quốc, đậu tơng lan truyền dần khắp giới Theo nhà nghiên cứu Nhật Bản vào khoảng 200 năm trớc công nguyên, đậu tơng đợc đa vào Triều Tiên sau phát triển sang Nhật Bản Đến kỷ 17 đậu tơng đợc nhà thực vật học ngời Đức Engelbert Caempfer đa Châu Âu đến năm 1954, đợc du nhập vào Hoa Kỳ [3] Mặc dù đậu tơng đợc biết đến từ lâu đời nhng sau đại chiến thÕ giíi thø míi thùc sù ph¸t triĨn ë Mỹ, Brazil, Canada từ việc dùng đậu tơng làm thực phẩm, chăn nuôi, công nghiệp, y tÕ… ngµy cµng më réng ë níc ta, diƯn tích sản lợng đậu tơng tăng nhanh vòng năm qua, diện tích từ 124.100 năm 2000 lến 230.000 năm 2007, sản lợng từ 149.300 năm 2000 lên 466.900 năm 2007 Tuy nhiên suất tăng từ 12,0 tạ/ha năm 2000 lên 20,3 tạ /ha năm 2007 Các tỉnh có diện tích đậu tơng lớn Hà Tây, Hà Giang, Đắk Lắk Đắk Nông, Đồng Nai Tuy nhiên, suất An Giang đạt suất bình quân cao nớc (28,0 tạ/ha), cao so với bình quân nớc lần so với địa phơng lại từ 0,5-3,0 lần, tỉnh: Đồng Tháp đạt 21,0 tạ/ha , Đắk Nông đạt 20,0 tạ/ha, Hải Dơng Thái Bình đạt 19,0 tạ/ha [7] Tại tỉnh phía Bắc đậu tơng đợc trồng vụ/năm (Xuân, Hè Đông), Duyên hải Nam Trung Bộ gieo trồng vụ Xuân, Hè Thu, tỉnh vùng Đông Nam Bộ Tây Nguyên trồng vụ 1(hè) vụ (thu), gần phát triển sản xuất vụ thu đông chân đất ruộng Vì vậy, công tác chọn giống cần hớng theo vùng sinh thái, mùa vụ điều kiện canh tác, khả chống chịu sâu bệnh, chất lợng sản phẩm Bảng 1.1- Diện tích, Năng suất Sản lợng đậu tơng Việt nam từ năm 2000 đến 2007 [7] Chỉ tiêu 2000 DiÖn tÝch (1000ha) 124,1 140,3 158,6 165,6 182,5 203,6 185,8 Năng suất ( Tạ/ha) 12,0 2001 12,4 2002 13 2003 13,3 2004 13,3 2005 14,3 2006 13,9 2007 230 20,3 Sản lợng(1000 tấn) 149,3 173,7 205,6 219,6 242,1 290,6 258,2 466,9 Qua sè liƯu thèng kª trªn, nhËn thÊy sản lợng, suất đậu nành Việt Nam thấp Tuy nhiên chất lợng đậu nành nớc ta tơng đối cao, hàm lợng protein 39-42%, dầu 18-21%, trọng lợng 180-270 gam/ 1000 hạt Nh vËy tríc m¾t viƯc më réng diƯn tÝch trång đậu nành nớc ta cần thiết, cần xen canh gối vụ với trồng khác, kết hợp với áp dụng khoa học kỹ thuật đa suất lên 1.1 Hình thái học hạt đậu Hạt đậu gồm hai phần: vỏ hạt phôi Vỏ dễ ngấm nớc dính với phôi rốn hạt, rÃnh nhỏ hình bầu dục Màu sắc rốn thay đổi tùy theo giống đặc điểm phân biệt giống Nơi rễ mầm chui mọc mầm Vỏ hạt chứa sắc tố anthocyanin, tùy theo hàm lợng sắc tố mà vỏ hạt có màu khác nhau: vàng, nâu, xanh, đen Phôi gồm hai mầm, rễ mầm, trụ dới mầm trục thợng diệp Hai mầm nơi chiếm hầu hết trọng lợng hạt, đồng thời phận chứa chất đạm béo đậu nành Lá mầm cung cấp chất dinh dỡng cho vòng tuần lễ sau nảy mầm, sau vàng rụng Khi nảy mầm, hạt hút nớc nhanh chóng tử diệp nở lín theo chiỊu däc Khi