Nghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nành

Nghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nànhNghiên cứu xác lập điều kiện công nghệ tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Mai Thị Vân Anh

NGHIÊN CỨU XÁC LẬP ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ TẠO ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ PHỤ PHẨM CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hà Nội – 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Mai Thị Vân Anh

NGHIÊN CỨU XÁC LẬP ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ TẠO ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ PHỤ PHẨM CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN SỮA ĐẬU NÀNH

Ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 9540101

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1 PGS TS Nguyễn Thanh Hằng 2 PGS TS Nguyễn Thị Xuân Sâm

Hà Nội – 2024

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa được các tác giả khác công bố

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành luận án đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ nguồn gốc

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận án này

Hà Nội, ngày tháng năm 2024

Mai Thị Vân Anh

Tập thể GVHD 1 PGS.TS Nguyễn Thanh Hằng

2 PGS.TS Nguyễn Thị Xuân Sâm

Tôi xin được gửi lời cảm ơn trân trọng tới Tập thể thầy, cô, giảng viên, cán bộ, các học viên cao học và các em sinh viên thuộc Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm nay là trường Hóa và Khoa học sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt là Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Khoa Kỹ thuật Sinh học đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thí nghiệm để hoàn thành bộ số liệu của luận án, đồng thời đã hỗ trợ, tư vấn rất nhiều cho tôi về mặt chuyên môn

Tôi xin được cảm ơn Ban Đào tạo của Đại học Bách khoa Hà Nội đã luôn ủng hộ tinh thần và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận án

Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Tập thể lãnh đạo và các thầy, cô, anh, chị, em đồng nghiệp thuộc Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật công nghiệp đã tạo nhiều điều kiện cả về vật chất và ủng hộ về tinh thần cho tôi từ lúc tham gia học tập cho đến lúc luận án được hoàn thành

Cuối cùng, tôi xin được dành sự biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành nhất tới những người thân trong gia đình tôi đã luôn yêu thương, khích lệ, động viên và hy sinh rất nhiều cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án để tôi có thể hoàn thành đến ngày hôm nay

Hà Nội, ngày tháng năm 2024

Mai Thị Vân Anh

1.1 Bã đậu nành, phụ phẩm chính của công nghiệp chế biến sữa đậu nành 3

1.1.1 Sự tạo thành bã đậu trong sản xuất sữa đậu nành 3

1.1.2 Thành phần của bã đậu nành 5

1.1.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nành 10

1.2 Ứng dụng enzyme trong chuyển hóa bã đậu nành 14

1.2.1 Vai trò của tiền xử lý bã 14

1.2.2 Thủy phân protein bã đậu nành bằng protease 15

1.2.3 Thủy phân chất xơ bã đậu nành bằng carbohydrase 17

1.3 Sử dụng nấm men để lên men bã đậu nành tạo sản phẩm đồ uống 23

1.3.1 Nấm men giúp cải thiện mùi không mong muốn của bã đậu nành 23

1.3.2 Nấm men giúp tăng chất lượng dinh dưỡng và hoạt tính chống oxy hóa cho bã đậu nành 26

1.3.3 Saccharomyces cerevisiae trong sản xuất đồ uống lên men 27

1.3.4 Nấm men probiotic và việc ứng dụng trong sản phẩm đồ uống 29

1.4 Tình hình nghiên cứu sản xuất đồ uống lên men từ bã đậu nành 31

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Vật liệu 35

2.1.1 Bã đậu nành 35

2.1.2 Chế phẩm enzyme 35

2.1.3 Nấm men 36

2.1.4 Môi trường nhân giống 36

2.1.5 Môi trường định lượng vi sinh vật 36

2.1.6 Phụ gia tạo ngọt và ổn định sử dụng cho đồ uống 37

2.1.7 Hóa chất, thiết bị 37

iv

2.2 Phương pháp nghiên cứu 38

2.2.1 Nghiên cứu xác lập điều kiện tiền xử lý bã đậu nành 39

2.2.2 Nghiên cứu xác lập điều kiện thủy phân bã đậu nành bằng các chế phẩm enzyme 40

2.2.3 Lựa chọn chủng và khảo sát khả năng lên men dịch thủy phân bã bằng tổ hợp hai chủng 44

2.2.4 Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bằng tổ hợp nấm men S boulardii và S cerevisiae 46

2.2.5 Nghiên cứu tạo đồ uống lên men từ dịch lên men bã đậu nành 47

2.3 Phương pháp phân tích 49

2.3.1 Phương pháp hóa lý 49

2.3.2 Phương pháp vật lý 54

2.3.3 Phương pháp hóa sinh, vi sinh 54

2.3.4 Phương pháp đánh giá cảm quan 57

2.4 Phương pháp phân tích thống kê 57

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 58

3.1 Nghiên cứu xác lập điều kiện tiền xử lý bã đậu nành 58

3.1.1 Ảnh hưởng của xử lý hấp nguyên liệu tới lượng vi sinh vật tổng số 58

3.1.2 Ảnh hưởng của xử lý hấp nguyên liệu đến khả năng thủy phân của carbohydrase 59

3.1.3 Ảnh hưởng của xử lý hấp nguyên liệu đến khả năng thủy phân của protease593.1.4 Sự thay đổi một số thành phần trong bã nguyên liệu sau khi hấp 60

3.2 Nghiên cứu xác lập điều kiện thủy phân bã đậu nành bằng các chế phẩm enzyme 61

3.2.1 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm Alcalase® 2.4 L thủy phân protein trong bã đậu nành 62

3.2.2 Nghiên cứu xác định điều kiện thủy phân phần chất xơ của bã đậu nành sử dụng chế phẩm Viscozyme® L 66

3.2.3 Nghiên cứu xác lập điều kiện thủy phân phần chất xơ của bã đậu nành khi kết hợp Pectinex® Ultra SP-L với Viscozyme® L 71

3.2.4 Đánh giá hiệu quả chuyển hóa bã đậu nành khi kết hợp các chế phẩm enzyme 74

3.3 Lựa chọn chủng và khảo sát khả năng lên men dịch thủy phân bã bằng tổ hợp hai chủng 80

3.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên men 94

3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng saccharose bổ sung 96

3.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống giữa hai chủng 97

3.4.4 Lựa chọn thời gian lên men thích hợp 99

3.4.5 Đánh giá chất lượng dịch lên men thành phẩm 101

3.5 Nghiên cứu tạo đồ uống lên men từ dịch lên men bã đậu nành 105

3.5.1 Nghiên cứu điều chỉnh vị cho dịch lên men thành phẩm 105

3.5.2 Nghiên cứu hoàn thiện trạng thái, cấu trúc cho sản phẩm đồ uống 106

3.5.3 Đánh giá cảm quan thị hiếu sản phẩm đồ uống lên men 108

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

PHỤ LỤC 1

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AAE Ascorbic Acid Equivalent Hàm lượng tương đương vitamin C ABTS

2,2 – azinobis – 3 ethyl benzothiazoline – 6 – sulfonic acid

ANOVA Analysis of variance Phân tích phương sai CFU Colony forming unit Đơn vị hình thành khuẩn lạc

Detector PDA Photodiode Array Detector Đầu dò dãy Diode quang

hóa/ Chất xơ dinh dưỡng DPPH 2,2-diphenyl-picrylhydrazyl

DNS 3,5-Dinitrosalicylic acid Thuốc thử DNS FAO

Food and Agriculture Organization

of the United Nations

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc FBU Fungal Beta Glucanase Unit Đơn vị hoạt độ Beta Glucanase nấm

mốc FTIR Fourier transform infrared

RS Resistant Starch Tinh bột kháng tiêu hóa SEM Scanning electron

microscope Kính hiển vi điện tử quét SSF Solid State Fermentation Lên men rắn

S cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

vii

S boulardii Saccharomyces cerevisiae

var boulardii

HPLC High-performance liquid

chromatography Sắc ký lỏng hiệu năng cao PCA Plate count agar Môi trường thạch đếm đĩa PTFE Polytetrafluoroetylen

RPA Relative peak area Diện tích đỉnh tương đối RID Refractive Index Detector Detector khúc xạ ánh sáng SDF Soluble Dietary Fiber Chất xơ hòa tan

TCVN Vietnamese National

TCA Trichloracetic Acid Acid Trichloacetic TDF Total Dietary fibre Tổng lượng chất xơ dinh dưỡng/

Tổng lượng chất xơ tiêu hóa

USSEC US Soybean Export Council Hiệp hội Xuất khẩu Đậu tương Hoa

Kỳ UHT Ultra High Temperature Nhiệt độ siêu cao

×g Relative centrifugal force or

YGC Yeast Glucose

Chloramphenicol YPGal Yeast Peptone Galactose

viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần của bã đậu tính trên vật liệu ướt (%) [2] 5

Bảng 1.2 Thành phần của bã đậu tính trên vật liệu khô (%) [2] 5

Bảng 1.3 Hàm lượng amino acid trong bã đậu nành [17], [19], [20] 7

Bảng 1.4 Tỷ lệ giữa các loại đường đơn trong các mẫu sau xử lý (% mol) [13] 20

Bảng 1.5 Các dạng đường giải phóng từ chất xơ bã đậu nành qua quá trình thủy phân enzyme [82] 20

Bảng 1.6 Các monosaccharide của oligosaccharide bã đậu nành [83] 21

Bảng 2.1 Thông số các chế phẩm enzyme sử dụng trong nghiên cứu 35

Bảng 2.2 Thành phần một số môi trường sử dụng trong nghiên cứu 36

Bảng 2.3 Danh mục các phụ gia điều vị và ổn định cho đồ uống 37

Bảng 2.4 Một số hóa chất chính sử dụng trong nghiên cứu 37

Bảng 2.5 Một số thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu 38

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của các chế độ hấp tới lượng vi sinh vật tổng số của bã đậu nành 58

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của xử lý hấp nguyên liệu đến khả năng thủy phân của Viscozyme® L 59

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của xử lý hấp nguyên liệu đến khả năng thủy phân của Alcalase®2.4L 60

Bảng 3.4 Đánh giá một số thành phần trong bã sau hấp 60

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự thủy phân của Alcalase® 2.4 L 62

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của pH tới sự thủy phân của Alcalase® 2.4 L 63

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của hàm lượng bã đậu tới sự thủy phân của Alcalase® 2.4 L 64Bảng 3.8 Biến đổi một số thành phần của dịch thủy phân bã đậu bởi Alcalase® 2.4 L theo thời gian 65

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của hàm lượng bã đậu đến sự thủy phân của Viscozyme® L 66Bảng 3.10 Ảnh hưởng của pH đến sự thủy phân của Viscozyme® L 67

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nồng độ Viscozyme® L đến sự chuyển hóa bã đậu 69

Bảng 3.12 Biến đổi một số thành phần của dịch thủy phân bã đậu bởi Viscozyme®L theo thời gian thủy phân 70

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của nồng độ Pectinex® Ultra SP-L bổ sung tới sự thủy phân

dịch bã đậu 72

Bảng 3.14 Biến đổi một số thành phần của dịch thủy phân bã đậu khi bổ sung Pectinex®Ultra SP-L theo thời gian 73

ix Bảng 3.15 Thành phần của dịch sau thủy phân ở các chế độ sử dụng enzyme khác nhau 74Bảng 3.16 Thành phần một số monosaccharide tự do của dịch thủy phân bã đậu nành ở các chế độ sử dụng enzyme khác nhau 75Bảng 3.17 Thành phần một số amino acid tự do trong dịch thủy phân bã đậu nành ở các chế độ sử dụng enzyme khác nhau 75Bảng 3.18 Thành phần các isoflavone trong dịch thủy phân bã đậu nành ở các chế độ sử dụng enzyme khác nhau 77Bảng 3.19 Thành phần dịch sau lên men của các chủng khảo sát 83Bảng 3.20 Thành phần một số chất có hoạt tính chống oxy hóa trong dịch sau lên men của các chủng khảo sát 84Bảng 3.21 Thành phần một số hợp chất dễ bay hơi của dịch sau 48 h lên men bởi các chủng khảo sát 87Bảng 3.22 Thành phần của dịch sau lên men khi lên men kết hợp 2 chủng 91Bảng 3.23 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng dịch thu được sau 48 h lên men 95Bảng 3.24 Ảnh hưởng của hàm lượng saccharose bổ sung đến chất lượng dịch thu được sau 48 h lên men 96Bảng 3.25 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống giữa 2 chủng tới chất lượng dịch lên men sau 48 h 98Bảng 3.26 Thành phần chất lượng của dịch lên men thành phẩm 101Bảng 3.27 Một số chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm sau 1 tuần ở 4oC 104Bảng 3.28 Điểm trung bình các tiêu chí đánh giá thị hiếu các mẫu thử cảm quan 109

x

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sự tạo thành bã đậu sau quá trình sản xuất sữa đậu nành [6] 3Hình 1.2 Quy trình sản xuất sữa đậu nành tại công ty Sữa đậu nành Việt Nam Vinasoy [10] 4Hình 1.3 Cấu trúc của flavonoid với khung flavone C6-C3-C6 [21] 8Hình 1.4 Hướng phát triển hiện tại và các triển vọng tương lai cho quá trình lên men bã đậu nành [12] 10Hình 1.5 Cấu trúc và thành phần vách tế bào sơ cấp (a) và vách tế bào thứ cấp (b) [80] 18Hình 1.6 Ảnh chụp bằng kính hiển vi quang học bã đậu được thủy phân bằng cellulase 19Hình 1.7 Ảnh chụp bằng kính hiển vi quang học của một tế bào đậu nành từ bã đậu trước và sau khi thủy phân bằng enzyme Pectinex [13] 19Hình 1.8 Các phản ứng enzyme tạo thành các chất dễ bay hơi mùi lá cây trong đậu nành và các cơ chế được đề xuất cho sự chuyển hóa các chất dễ bay hơi dưới tác dụng của nấm men [93] 24 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 38 Hình 3.1 Ảnh SEM của bã đậu ở các chế độ xử lý khác nhau 78Hình 3.2 Lượng CO2 giải phóng sau 48 h lên men trên các dịch thủy phân bã đậu nành 79Hình 3.3 Đường cong sinh trưởng (ĐCST) của các chủng nấm men trên dịch thủy phân bã đậu nành 80Hình 3.4 Hình thái khuẩn lạc của các chủng nấm men sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường YGC 81Hình 3.5 Hình thái khuẩn lạc của 4 chủng nấm men sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường YPGal 81Hình 3.6 Lượng CO2 do các chủng nấm men tạo ra sau 48 h lên men 82Hình 3.7 Điểm cảm quan về mùi của các dịch lên men 86Hình 3.8 Lượng CO2 thoát ra trong 48 h khi nuôi cấy riêng rẽ hoặc kết hợp 89

Hình 3.9 Sự sinh trưởng của S boulardii CNCM I-745 và S cerevisiae 7012 trong

48 h nuôi cấy 90

Hình 3.10 Ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) của bã đậu nành 92

Hình 3.11 Theo dõi khả năng tồn tại của S boulardii CNCM I-745 và S cerevisiae

7012 trong dịch lên men khi bảo quản ở 4oC 93

xi Hình 3.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến tốc độ lên men (lượng CO2 giải phóng) 95Hình 3.13 Ảnh hưởng của nồng độ saccharose bổ sung đến tốc độ lên men 97Hình 3.14 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống giữa 2 chủng 7012/ I-745 đến lượng CO2 giải phóng theo thời gian khi lên men kết hợp chủng 98Hình 3.15 Sự biến thiên mật độ hai chủng 7012 và I-745 theo thời gian lên men 99Hình 3.16 Động thái quá trình lên men khi kết hợp 2 chủng 7012/ I-745 100Hình 3.17 Sự biến thiên hàm lượng một số monosaccharide, acid hữu cơ và glycerol trong dịch lên men theo thời gian 100Hình 3.18 Sắc ký đồ HPLC phân tích thành phần monosaccharide và acid hữu cơ trong dịch lên men thành phẩm 102Hình 3.19 Sắc ký đồ GC-MS phân tích thành phần một số hợp chất dễ bay hơi trong dịch lên men thành phẩm 103

Hình 3.20 Sự thay đổi mật độ S boulardii CNCM I-745 và S cerevisiae 7012 trong

sản phẩm đồ uống lên men theo thời gian bảo quản ở 4oC 104Hình 3.21 Ảnh hưởng của hàm lượng stevia đến điểm cảm quan về vị của các mẫu lên men 106Hình 3.22 Ảnh hưởng của các chất ổn định đến điểm cảm quan về trạng thái, cấu trúc của sản phẩm đồ uống lên men 107Hình 3.23 Ảnh hưởng của hàm lượng CMC đến điểm cảm quan về trạng thái, cấu trúc của của sản phẩm đồ uống lên men 108

Hình 3.24 Kết quả cảm quan thị hiếu đồ uống lên men 109

1

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Sản xuất thực phẩm ngày càng mở rộng, cùng với đó là việc gia tăng lượng chất thải được tạo ra từ phần nguyên liệu chưa được khai thác hết Ước tính khoảng 1/3 phần ăn được của thực phẩm sản xuất cho con người trên toàn cầu bị tổn thất hoặc lãng phí tương đương khoảng 1,3 tỷ tấn mỗi năm Một số chất thải và phụ phẩm từ ngành công nghiệp thực phẩm có thể chứa hàm lượng chất có hoạt tính sinh học tương đối cao [1] Hiện nay, một lượng lớn phụ phẩm của các giai đoạn sản xuất thực phẩm đã và đang được nghiên cứu để thu hồi các thành phần có giá trị hoặc chuyển hóa thành những nguồn tài nguyên mới nhằm tìm cách hạn chế tác động của sản xuất thực phẩm tới môi trường

Trong những năm gần đây, nhận thức về lợi ích sức khỏe của việc tiêu thụ thực phẩm có nguồn gốc từ đậu nành, hiểu biết về dị ứng sữa bò và xu hướng sản xuất bền vững hơn đã dẫn đến sự gia tăng số lượng và sản lượng các sản phẩm làm từ đậu nành kéo theo một lượng đáng kể các phụ phẩm được hình thành trong suốt quá trình sản xuất, chế biến [2] Trong ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành, có thể thấy bã đậu nành là nguồn phụ phẩm chính và đặc biệt quan trọng Để sản xuất sữa đậu nành hoặc đậu phụ, với mỗi kg đậu nành đưa vào sản xuất có thể làm phát sinh khoảng 1,1÷1,2 kg bã đậu [3] Do vậy, hàng năm, trên thế giới đặc biệt là ở các nước châu Á, một lượng lớn bã đậu được tạo ra Hiện nay, tại Việt Nam, ngày càng có nhiều doanh nghiệp đầu tư xây dựng nhà máy sữa đậu nành Trong đó, chỉ riêng Vinasoy, với ba nhà máy đang hoạt động hiệu quả tại Quảng Ngãi, Bắc Ninh và Bình Dương đã cung cấp cho thị trường 390 triệu lít sữa đậu nành/năm, đồng nghĩa với việc tạo ra khoảng hơn 40.000 tấn bã đậu nành mỗi năm chưa kể lượng bã tạo ra do các công ty sản xuất sữa đậu nành khác và các cơ sở nhỏ lẻ sản xuất các sản phẩm khác từ đậu nành [4]

Bã đậu nành còn được gọi là okara (Nhật Bản), biji (Hàn Quốc) hay douzha (Trung Quốc), là phụ phẩm chủ yếu của ngành sản xuất sữa đậu nành và đậu phụ Đây là một phụ phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein, dầu béo, chất xơ, khoáng, cùng với các monosaccharide và các oligosaccharide Ngoài ra, trong bã đậu nành vẫn còn một lượng nhỏ các thành phần chức năng có giá trị và một số vitamin Bã đậu nành rất dễ bị phân hủy và thối rữa một cách tự nhiên khi không ở điều kiện lạnh vì phụ phẩm này có hàm lượng nước cao và hàm lượng protein lớn Bên cạnh protein, trong phụ phẩm này còn chứa rất nhiều thành phần dinh dưỡng có giá trị có thể khai thác Do vậy, tận dụng được nguồn phụ phẩm này hứa hẹn sẽ đem lại nhiều lợi ích kinh tế, khả năng đa dạng hóa sản phẩm đồng thời góp phần giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường

2

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu xác lập các điều kiện công nghệ thích hợp cho quá trình thủy phân và lên men để tạo đồ uống lên men từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nành, góp phần nâng cao giá trị phụ phẩm, đa dạng hóa sản phẩm đồ uống probiotic có lợi cho sức khỏe

3 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Nghiên cứu xác lập điều kiện tiền xử lý bã đậu nành Nội dung 2: Nghiên cứu xác lập điều kiện thủy phân bã đậu bằng các chế phẩm enzyme

Nội dung 3: Nghiên cứu lựa chọn chủng và khảo sát khả năng lên men dịch thủy

phân bã bằng tổ hợp nấm men S boulardii và S cerevisiae

Nội dung 4: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men dịch

thủy phân bã bằng tổ hợp nấm men S boulardii và S cerevisiae

Nội dung 5: Nghiên cứu tạo đồ uống lên men từ dịch lên men bã đậu nành

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học

Luận án đã xác lập được điều kiện công nghệ thủy phân bã đậu nành bằng phức hợp protease và carbohydrase nhằm tăng khả năng tiêu hóa, giá trị sinh học và dinh dưỡng;

Luận án đã xác lập điều kiện lên men dịch thủy phân bã đậu nành để tạo đồ uống

probiotic từ sự kết hợp nấm men probiotic Saccharomyces boulardii và nấm men

Saccharomyces cerevisiae

Ý nghĩa thực tiễn

Luận án đã xây dựng được phương án nâng cao giá trị phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nành, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và góp phần đa dạng hóa sản phẩm đồ uống probiotic

5 Những đóng góp mới của luận án

Luận án là công trình nghiên cứu đầu tiên có hệ thống từ xử lý, thủy phân đến lên men và hoàn thiện sản phẩm đồ uống probiotic từ phụ phẩm công nghiệp chế biến sữa đậu nành

Luận án là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về lên men dịch thủy phân bã đậu

nành bằng tổ hợp nấm men probiotic Saccharomyces boulardii và nấm men

Saccharomyces cerevisiae

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Bã đậu nành, phụ phẩm chính của công nghiệp chế biến sữa đậu nành

1.1.1 Sự tạo thành bã đậu trong sản xuất sữa đậu nành

Do nhu cầu sử dụng thực phẩm có nguồn gốc từ đậu nành ngày càng tăng cùng với xu hướng sản xuất thực phẩm bền vững hơn, trong những năm gần đây có sự gia tăng số lượng và sản lượng các sản phẩm làm từ đậu nành, trong đó sữa đậu nành là một trong những thức uống phổ biến Một lượng lớn phụ phẩm được hình thành trong suốt quá trình sản xuất, chế biến sữa đậu nành mà bã đậu nành là loại phụ phẩm chính và quan trọng nhất Do đó, giải quyết bã đậu nành là thách thức lớn nhất của ngành công nghiệp này [5] Sự tạo thành bã đậu nành sau quá trình sản xuất sữa đậu nành được minh họa trong Hình 1.1

Hình 1.1 Sự tạo thành bã đậu sau quá trình sản xuất sữa đậu nành [6]

Shurtleff (2000) ước tính rằng với mỗi kg đậu nành sử dụng trong chế biến sữa đậu nành có thể thải ra môi trường khoảng 1,1÷1,2 kg bã [3] Lượng bã phát sinh chủ

4 yếu ở các quốc gia có mức tiêu thụ đậu nành cao [7] Hồng Kông và Singapore là hai quốc gia Châu Á đứng đầu trong việc tiêu thụ sữa đậu nành, một số quốc gia khác không thuộc Châu Á có mức tiêu thụ sữa đậu nành đáng kể là Úc và Canada Lượng bã phát sinh từ chế biến sữa đậu nành khoảng 800.000 tấn ở Nhật Bản, 310.000 tấn ở Hàn Quốc và 2.800.000 tấn ở Trung Quốc Mỗi năm, Singapore thải ra khoảng 10.000 tấn bã, tương đương với lượng bã ở Canada [7, 8] Theo báo cáo của USSEC, năm 2021, Châu Á chiếm 72% thị trường thực phẩm từ đậu nành toàn cầu tính theo doanh số bán hàng Sữa đậu nành thống trị thị trường thực phẩm đậu nành Châu Á với 76% phân khúc tính theo doanh số Năm 2020, Việt Nam cũng là một trong số mười quốc gia sử dụng đậu nành làm thực phẩm bình quân đầu người hàng đầu thế giới [9] Theo số liệu của Nielsen, năm 2022 Vinasoy tiếp tục duy trì và giữ vững vị thế dẫn đầu ngành hàng sữa đậu nành tại Việt Nam với thị phần là 87,8% Tổng công suất tại ba nhà máy của công ty lên đến 390 triệu lít/năm trong đó Bắc Ninh 180 triệu lít/năm, Quảng Ngãi 120 triệu lít/năm và Bình Dương 90 triệu lít/năm Sản lượng sữa đậu nành tiêu thụ trong năm 2022 đạt 265 triệu lít giảm 2% so với năm 2021 [4]

Theo quy trình sản xuất sữa đậu nành truyền thống bắt nguồn từ Trung Quốc (Hình 1.1), đậu nành được ngâm nở trong nước, sau đó được rửa sạch, xay, tiếp theo là lọc để tách sữa đậu nành và bã Người Nhật đã tạo ra một cải tiến nhỏ từ phương pháp truyền thống của Trung Quốc, việc này giúp tăng năng suất trích ly sữa đậu nành và tốc độ lọc nhưng đổi lại phải mất thêm chi phí gia nhiệt cho khối dịch xay đậu, đồng thời quy trình này lại cần thiết phải sử dụng các phương tiện cơ học để lọc hỗn hợp nóng, cũng như tăng chi phí năng lượng [6]

Quy trình sản xuất sữa đậu nành tại công ty Sữa đậu nành Việt Nam Vinasoy được mô tả trong Hình 1.2

Hình 1.2 Quy trình sản xuất sữa đậu nành tại công ty Sữa đậu nành Việt Nam Vinasoy [10]

5 Trong quy trình này, nguyên liệu đậu nành trước khi chế biến phải qua hệ thống làm sạch và phân loại để tách tạp chất nhẹ như vỏ, rác, hạt vỡ… bằng quạt thổi và cyclone, tách kim loại nhiễm từ bằng nam châm, tách đá, sạn bằng sàng tách theo trọng lượng, lựa chọn phân loại hạt bằng sàng chọn cỡ hạt Tiếp đó, đậu nành được rửa và nghiền thô, nghiền tinh với nước nóng 68 ÷ 72oC Đậu nành hạt chuyển thành dạng dịch, các chất dinh dưỡng được hòa tan Các thành phần dinh dưỡng hòa tan này sẽ được ly tâm 2 lần để thu dịch đậu nành Dịch đậu nành được tiếp tục xử lý nhiệt ở 120oC để khử hoạt tính các enzyme không có lợi cho sản phẩm như enzyme lipoxygenase và chất ức chế trypsin sau đó qua hệ thống làm lạnh nhanh tấm bản 3 cấp để hạ tới nhiệt độ trữ lạnh 10oC Từ đây dịch đậu nành sẽ được phối trộn theo các công thức khác nhau và tiêu chuẩn hóa sau đó được đồng hóa và tiệt trùng UHT ở 140oC trong 6 giây rồi đem trữ lạnh trong điều kiện vô trùng trước khi đóng gói trong bao bì hộp giấy và phân phối ra thị trường [10] Như vậy, theo quy trình này, bã đậu nành vẫn còn các thành phần trong vỏ và chưa được khử hoạt tính enzyme lipoxygenase nên có nhiều khả năng bị biến đổi trong thời gian bảo quản, chưa kể vẫn còn một lượng nhất định lectin và các chất ức chế trypsin

1.1.2 Thành phần của bã đậu nành

Thành phần của bã đậu nành có thể thay đổi phụ thuộc vào giống đậu tương, phương pháp chế biến sữa đậu nành và lượng các cấu tử hòa tan chiết xuất từ đậu nành trong quá trình xay đậu Quy trình chế biến sữa đậu nành (như minh họa trong Hình 1.1) cũng ảnh hưởng đến thành phần của bã đậu Việc tạo ra bã đậu nành từ quy trình ngâm nước, xay, gia nhiệt rồi mới lọc sẽ tạo ra bã đậu nành có thành phần khác so với quy trình ngâm, xay trước rồi mới trích ly, lọc và đun sôi [6] Phương pháp sản xuất sữa đậu nành của công ty Sữa đậu nành Việt Nam Vinasoy trong Hình 1.2 về cơ bản cũng tương tự như phương pháp sản xuất của Trung Quốc

Thành phần bã đậu nành được biểu thị trong Bảng 1.1 và Bảng 1.2

Bảng 1.1 Thành phần của bã đậu tính trên vật liệu ướt (%) [2]

Độ ẩm Protein Chất béo Chất xơ thô Tro

81,0 ÷ 85,0 3,6 ÷ 4,8 1,4 ÷ 3,6 1,5 ÷ 9,2 0,4 ÷ 0,8

Bảng 1.2 Thành phần của bã đậu tính trên vật liệu khô (%)[2]

Protein Chất béo Chất xơ thô Carbohydrate Tro

25,4 ÷ 33,4 8,5 ÷ 19,8 49 ÷ 58,1 2,6 ÷ 5,3 3,0 ÷ 3,7

6 Với độ ẩm > 80% cùng với thành phần dinh dưỡng phong phú, bã đậu nành rất dễ bị phân hủy trong quá trình bảo quản [11] Hầu hết nước trong bã đậu đều bị khóa trong phần xơ, nên bã biểu hiện thành dạng cấu trúc vón cục giống mùn cưa ướt [12]

Bã đậu nành rất giàu chất xơ, thành phần này chiếm khoảng 40 ÷ 60% chất khô trong đậu nành, chủ yếu là xơ không tan (ở dạng cellulose và hemicellulose) Đây là một nguồn chất xơ có lợi, mặc dù không tiêu hóa được ở ruột non nhưng có thể được lên men bởi các vi khuẩn trong ruột già Các nhà nghiên cứu cho rằng chất xơ trong bã đậu có thể làm giảm mỡ máu và huyết áp, giảm mức độ cholesterol trong máu, bảo vệ cơ thể chống lại bệnh mạch vành, ngăn ngừa táo bón và ung thư ruột kết Chất xơ này cũng giúp điều hòa lượng đường trong máu của các bệnh nhân tiểu đường [2] Theo O'Toole (2016), thành phần tương đối của bã đậu nành tươi phụ thuộc vào hiệu suất chiết từ giai đoạn xay đậu nành và giống đậu nành đưa vào sản xuất cùng các yếu tố khác; thành phần chính của bã đậu nành là các tế bào lá mầm và vỏ đậu nành bị nghiền nhỏ [6] Theo Kasai và cs (2004), bã đậu nành không chỉ chứa các chất xơ dễ tiêu hóa mà còn là một phức hợp các tổ chức, tế bào thực vật gồm nhiều cấu trúc bậc cao và rất phức tạp Các vách tế bào thực vật trong bã đậu nành chứa chủ yếu cellulose, hemicellulose và pectin [13] Bã đậu nành được đánh giá là một nguồn chất xơ tiêu hóa rất tốt Chất xơ là thành phần chủ yếu chiếm tỷ lệ cao trong phụ phẩm này [2]

Đáng chú ý, bã đậu nành chứa khoảng 1,4% stachyose và raffinose, có thể gây ra sự đầy hơi và chướng bụng ở một số người [12] Liên kết α-(1,6) galactose có trong stachyose và raffinose có thể bị phá vỡ bởi α-galactosidase, tuy nhiên enzyme này không được tiết ra từ niêm mạc ruột của con người Kết quả là các oligosaccharide này trở thành chất nền lên men cho hệ vi sinh đại tràng [14, 15]

Bã đậu nành chứa khoảng 25,4 ÷ 33,4% protein (tính theo chất khô) [2] với hai protein chính là globulin 7S và globulin 11S [16] Protein của bã đậu nành có độ hòa tan thấp và các tính chất chức năng cùng giá trị dinh dưỡng tương đương protein thu nhận từ đậu nành [17] Protein trong bã đậu nành có chất lượng tốt hơn so với các sản phẩm đậu nành khác, mặc dù có tỷ lệ amino acid thiết yếu trên tổng lượng amino acid tương tự như đậu phụ và sữa đậu nành [6] Các protein thu nhận từ bã đậu chứa tất cả các amino acid thiết yếu (Bảng 1.3), điều này chứng tỏ phụ phẩm này là một nguồn protein thực vật đầy tiềm năng cho con người

Bã đậu nành cũng chứa một lượng lipid đáng kể khoảng 8,5 ÷ 19,8% (tính theo chất khô) [2] Hầu hết các acid béo là không bão hòa như: linoleic acid (C18:2) 54,1%, oleic acid (C18:1) 20,4%, palmitic acid (C16:0) 12,3%, linolenic acid (C18:3) 8,8% và stearic acid (C18:0) 4,7% [18]

7

Bảng 1.3 Hàm lượng amino acid trong bã đậu nành [17], [19], [20]

(mg/g protein)

[17]

Hàm lượng

(mg/g protein) [19]

Hàm lượng

(mg/g protein) [20]

8 v.v.) Trong các lớp khác nhau, có thể phân biệt rõ hơn, dựa trên số lượng và tính chất của các nhóm thế được gắn vào các vòng [21]

Hình 1.3 Cấu trúc của flavonoid với khung flavone C6-C3-C6 [21]

Là một phần của hợp chất flavone, các isoflavone đậu nành có hoạt tính sinh học quan trọng Isoflavone là một nhóm phenol dị vòng tự nhiên được tìm thấy chủ yếu trong đậu nành và được ghi nhận có một số chức năng tăng cường sức khỏe như ngăn ngừa các bệnh tim mạch, ung thư và các triệu chứng mãn kinh Mười hai thành phần isoflavone đã được phân lập từ đậu nành trong đó có ba aglycone (daidzein, genistein và glycitein) và chín liên hợp glucosidic tương ứng của chúng Các glucoside bao gồm ba loại 7-O-glucoside (daidzin, genistin và glycitin), ba 6”-O-acetyl glucoside (6”-O-acetyl-daidzin, 6”-O acetyl-genistin và 6”-O-acetyl-glycitin) và ba 6”-O-malonyl-glucoside (6”-O-malonyl-daidzin, 6”-O-malonyl-genistin và 6”-O-malonylglycitin) [22] Phương pháp chế biến đậu nành ảnh hưởng đến hàm lượng isoflavone trong bã đậu Nghiền nóng làm cho isoflavone được chiết xuất vào sữa đậu nành nhiều hơn so với nghiền lạnh Tuy nhiên, gia nhiệt trực tiếp hoặc gián tiếp trong quy trình UHT không ảnh hưởng đáng kể đến nồng độ isoflavone [23] Do các isoflavone đậu nành tồn tại chủ yếu ở bộ phận mầm của đậu nành, hầu hết các isoflavone đậu nành còn lại trong bã đậu [2] Isoflavone trong bã đậu nành tồn tại chủ yếu ở dạng glucoside [24] Trong điều kiện acid hoặc kiềm, dưới tác dụng của β-

9 glucosidase, isoflavone glucoside được chuyển đổi thành dạng isoflavone aglycone [25] Isoflavone dạng aglycone (ví dụ genistein và daidzein) trong đậu nành được báo cáo là có thể có tác dụng kháng estrogen hoặc proestrogen yếu Các hợp chất này đã được ghi nhận tác dụng đẩy mạnh một số chức năng sức khỏe [26] Sự hấp thu isoflavone đậu nành phụ thuộc vào cấu trúc hóa học Các isoflavone dạng aglycone được hấp thu dễ dàng hơn là trong dạng liên hợp Theo Chun và cs (2007), sự biến đổi sinh học của isoflavone trong đường ruột phụ thuộc vào hệ vi sinh đường ruột [27] Otieno và Shah (2007) cho rằng glucoside có thể bị thủy phân bởi các β-glucosidase của vi khuẩn ở niêm mạc ruột và sau đó các aglycone giải phóng ra sẽ được hấp thu ở ruột già [28] Vì vậy, vi sinh vật có hoạt tính β-glucosidase có khả năng quan trọng trong việc sản xuất các hợp chất có thể hấp thu tốt hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho khả dụng sinh học của isoflavone [29] Do sự thay đổi về mức độ vi khuẩn đường ruột thông qua bệnh tật, chế độ ăn uống hoặc tuổi tác, không phải lúc nào cũng có thể dựa vào vi khuẩn đường ruột để khử liên hợp glucoside nhằm giải phóng các aglycone [30]

Các hợp chất polyphenol là các chất chuyển hóa thứ cấp phổ biến ở thực vật, có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau và được cho là có tương tác với protein, làm thay đổi cấu trúc và tính chất của chúng Các hợp chất polyphenol và protein có thể tạo thành phức chất thông qua liên kết cộng hóa trị và/hoặc tương tác không cộng hóa trị thông qua lực kỵ nước, tĩnh điện, lực van der Waals và liên kết hydro [31] Ở dạng tự nhiên, các hợp chất polyphenol được kết hợp với đường làm giảm khả năng sử dụng của chúng đối với sinh vật [25].Ngoài isoflavone, các hợp chất syringic, chlorogen, gallic và ferulic acid là các hợp chất polyphenol chủ yếu trong bã đậu nành [32]

Các thành phần chức năng khác trong bã đậu nành có thể kể đến là các saponin, khoáng chất, các hợp chất lignin, phytosterol, coumestan, vitamin B và các thành phần dinh dưỡng tan trong chất béo bao gồm lecithin đậu nành, linoleic acid, linolenic acid, phytosterol, tocopherol, vitamin D [2] Bã đậu nành cũng chứa nhiều khoáng chất như kali, canxi, sắt… [18]

Ngoài ra, bã đậu nành còn chứa một số thành phần có tác dụng kháng dinh dưỡng như các chất ức chế trypsin, phytate (làm giảm sự hấp thu khoáng chất như kẽm và sắt), lectin (cản trở quá trình hấp thu kẽm của cơ thể) Các thành phần này gây trở ngại cho việc sử dụng trực tiếp bã đậu nành trong thức ăn chăn nuôi [33] Các vi sinh vật khi lên men có thể chuyển hóa các thành phần này và các đại phân tử khác, chẳng hạn như các protein và chất gây dị ứng, kết quả là sản phẩm lên men cuối cùng được cải thiện dinh dưỡng và dễ tiêu hóa [12]

Trong một bài tổng quan năm 2016, Vong và cs đã tổng kết tình hình nghiên cứu về bã đậu nành đến thời điểm báo cáo và đưa ra các hướng phát triển trong tương lai của phụ phẩm này, tất cả được tóm tắt trong Hình 1.4 Theo đó, đã có rất nhiều nghiên cứu về sự biến đổi thành phần của bã đậu nành với các tác nhân xử lý độc lập hoặc kết hợp như vật lý, hóa học và enzyme [36-38] Sự gia tăng lượng xơ hòa tan trong bã đậu nành sau những xử lý này làm nổi bật tính khả thi của nó như là một bước chuẩn bị cho quá trình lên men để tăng lượng carbohydrate và các oligosaccharide như là các chất prebiotic [12]

Hình 1.4 Hướng phát triển hiện tại và các triển vọng tương lai cho quá trình lên men bã

đậu nành [12]

Bã đậu nành

Các phương pháp vật lý, hóa học, enzyme

Xơ, protein, béo, isoflavone

Chế biến

Cắt phân đoạn

Lên men Nấm mốc Vi khuẩn

Các chất có hoạt tính sinh họcCác thành phần chức năngCác thực phẩmChiết xuất

Sử dụng trực tiếp

Quy mô lớn

➢ Chất lượng cảm quan ➢ Tính chất gây dị ứng

➢ Sử dụng vi khuẩn lactic, nấm men hoặc các vi sinh vật dưới dạng kết hợp

Chú thích Hướng phát triển hiện tại

Hướng phát triển trong tương lai

11 Các nghiên cứu cũng đã được thực hiện trên các phân đoạn của các thành phần đặc biệt trong bã đậu nành, chẳng hạn như chất xơ thực phẩm, protein và các isoflavone [39-43] Sẽ rất thú vị nếu khám phá ra thêm giá trị của những thành phần này có thể dẫn đến hiệu quả và năng suất cao hơn so với việc lên men trực tiếp bã đậu nành Chẳng hạn, ngoài các peptide có hoạt tính sinh học, sự chuyển đổi của protein bã đậu nành dưới tác dụng của vi khuẩn hoặc quá trình thủy phân cũng có thể tạo ra các peptide có hoạt tính, các hợp chất tạo hương vị và các protein đơn bào Quá trình lên men của phân đoạn lipid trong bã đậu nành cũng thường bị bỏ qua trong khi quá trình này có thể được khai thác để sản xuất các dẫn xuất từ lipid sử dụng các vi sinh vật phân giải chất béo Hiện tại, chưa có nhiều nghiên cứu về quá trình lên men bã đậu nành bởi nấm men Các quá trình lên men bằng cách sử dụng các vi sinh vật tổ hợp, như nấm mốc và nấm men hoặc vi khuẩn lactic và nấm men, cũng có thể mang lại những kết quả hứa hẹn Sự kết hợp lên men lactic trong quá trình lên men bã đậu nành sẽ làm giảm nguy cơ hư hỏng tiềm ẩn và đảm bảo an toàn thông qua việc tạo thành các acid và các chất ức chế khác [12]

Bã đậu nành đã được sử dụng trong sản xuất thực phẩm cho con người trong nhiều năm chủ yếu ở Trung Quốc và Nhật Bản Bã đậu nành có thể thay thế một phần bột mì, bột đậu nành và các thành phần thực phẩm khác nhằm tăng hàm lượng xơ và protein Việc sử dụng bã đậu nành trong các công thức thực phẩm khác nhau như đồ uống, bánh mì, bánh quy, bánh ngọt, xúc xích, bánh kếp, kẹo và bột dinh dưỡng sẽ có khả năng tạo ra cơ hội sinh lời cho sự phát triển của thị trường [12]

1.1.3.1 Bổ sung trực tiếp vào thực phẩm

Việc sử dụng bã đậu nành trong thực phẩm là một cách tự nhiên trong việc đẩy mạnh vấn đề sử dụng hợp lý bã đậu Một lượng nhỏ bã đậu nành có thể được bổ sung vào thực phẩm dưới dạng thức ăn thô, điều này dẫn đến nhiều lợi thế như: lượng calo thấp, tạo cảm giác no bụng và cân bằng dinh dưỡng do các carbohydrate được tiêu hóa và đi vào máu chậm hơn [2], ngoài ra còn góp phần bổ sung thêm nguồn amino acid và protein cho thức ăn Bã đậu nành ướt được nghiên cứu bổ sung vào các sản phẩm ngũ cốc ép đùn làm tăng lượng protein, chất xơ và isoflavone trong sản phẩm [44] Bã đậu có tiềm năng thay thế thịt ở các mức độ nhất định với tỷ lệ bổ sung vào xúc xích không quá 20% [45] Ngoài ra còn được bổ sung trong các sản phẩm như bánh mì [46], mì sợi và bánh bao [47, 48], kẹo [49], bánh ngô [19], bánh cookie [50]…

1.1.3.2 Khai thác các thành phần có hoạt tính sinh học a Sử dụng bã đậu nành như nguồn bổ sung peptide chức năng

Peptide đậu nành được sử dụng rộng rãi như nguồn nitơ trong một số sản phẩm thực phẩm lên men Takahashi và cs (2005) khẳng định các tế bào nấm men được

12 nuôi cấy với peptide đậu nành đã cải thiện khả năng chịu đựng sốc nhiệt của quá trình tan giá và duy trì khả năng lên men tốt trong bột mì bảo quản lạnh đông 7 ngày Thể tích và cấu trúc bánh mì cũng được cải thiện nhờ việc sử dụng các nấm men được nuôi cấy với peptide đậu nành Phát hiện này thúc đẩy sử dụng peptide đậu nành làm thành phần của môi trường nuôi cấy để cải thiện chất lượng nấm men bánh mì [51]

Kitagawa và cs (2013) kết luận rằng peptide đậu nành có hiệu quả tốt hơn trong việc thúc đẩy quá trình lên men và sự tăng trưởng của nấm men bia so với hỗn hợp amino acid tự do với thành phần tương tự [52]

Theo Ikeda (2011), việc sử dụng môi trường peptide đậu nành còn giúp tạo ra nấm men có chứa triacylglycerol (TAG) ở mức rất thấp Ngoài ra, môi trường peptide đậu nành còn cải thiện hiệu quả tăng trưởng tế bào nấm men, điều này góp phần giảm chi phí sản xuất [53]

b Sử dụng bã đậu nành như nguồn bổ sung chất xơ thực phẩm

Chất xơ thực phẩm còn gọi là xơ dinh dưỡng, xơ tiêu hóa (Dietary Fiber-DF)

gồm các phần còn lại của tế bào thực vật, các polysaccharide, lignin và các chất liên quan không được tiêu hóa ở ruột non nhưng lại được lên men bởi hệ vi sinh vật ở ruột già [54] Chất xơ cũng có thể đem lại một số tính năng cho các loại thực phẩm như tăng khả năng giữ nước, giữ dầu, nhũ hóa hoặc tạo gel [2]

Chất xơ không tan (Insoluble Dietary Fiber-IDF): là các polysaccharide mạch

dài, không tan trong nước, chủ yếu là cellulose, ngoài ra còn có hemicellulose, lignin, cutin, RS (Resistant Starch – Tinh bột kháng tiêu hóa)… Loại chất xơ này có khả năng thẩm thấu nước trong ruột rất cao, trương lên tạo điều kiện cho chất bã thải mềm hơn và dễ thoát ra ngoài nhờ vậy ngăn ngừa được chứng táo bón và các bệnh liên quan Chất xơ không tan sẽ không bị lên men bởi vi khuẩn đường ruột và sẽ không được hấp thu vào máu [54]

Chất xơ hòa tan (Soluble Dietary Fiber - SDF): là các polysaccharide mạch ngắn, có thể tan trong nước, gồm pectin, β-glucan, chất dịch nhầy galactose mannan

(Galactomannan Gum) Chất xơ hòa tan khi đi qua ruột sẽ tạo ra thể đông làm chậm quá trình hấp thu một số chất dinh dưỡng vào máu, và cũng làm tăng độ xốp, mềm của bã thải tiêu hóa Chất xơ hòa tan được lên men trong ruột già nhờ vi khuẩn đường ruột tạo ra một lượng khí đáng kể hỗ trợ cho các quá trình đại tràng Lượng chất xơ này cũng góp phần làm giảm đáng kể cholesterol toàn phần và cholesterol tỷ trọng thấp (LDL cholesterol - low density lipoprotein cholesterol), tăng lượng cholesterol tỷ trọng cao (HD cholesterol - high density lipoprotein cholesterol) [54]

Chất xơ của hạt đậu nành được cho là có các đặc tính dinh dưỡng và chức năng tốt Loại xơ này dễ kết hợp vào các sản phẩm thực phẩm mà không tạo ra bất kỳ thay đổi nào về chất lượng [55] Trong những năm gần đây đã có xu hướng tìm ra các

13 nguồn chất xơ mới có thể được sử dụng làm nguyên liệu chế biến thực phẩm, trong đó có chất xơ từ đậu nành [56, 57] Bã đậu nành được cho là một nguồn chất xơ tốt có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng [2], [45]

1.1.3.3 Ứng dụng vi sinh vật chuyển hóa bã đậu nành

Bã đậu nành chứa đa dạng các chất dinh dưỡng nên là nguồn cơ chất tốt cho hoạt động sống của nhiều vi sinh vật Nhiều nghiên cứu đã khảo sát khả năng sử dụng bã đậu nành, trong đó có việc phát triển bã đậu nành như một dạng thực phẩm chế biến cho con người Trong suốt quá trình lên men, một loạt các phản ứng sinh hóa xảy ra như sự phân hủy của các hợp chất cao phân tử không tan thành các hợp chất tan thấp phân tử và chuyển hóa các chất dinh dưỡng không tốt thành các chất có lợi Quá trình lên men không chỉ có lợi cho tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng, mà còn cải thiện hơn nữa giá trị dinh dưỡng của bã đậu nành Quá trình lên men có thể loại bỏ cảm giác về mùi đậu, tăng lượng chất xơ dinh dưỡng, các amino acid tự do, các loại đường, acid béo, vitamin B12, vitamin B2, và lactoflavin lactochrome Trong sản xuất thực tế, bã đậu nành được lên men để sản xuất nước tương, mứt, thức ăn gia súc chứa đạm vi sinh, phụ gia thực phẩm lên men, và đồ uống [2]

Sản phẩm meitauza ở Trung Quốc là một ví dụ về việc sử dụng bã đậu nành sản xuất thực phẩm ăn trực tiếp thông qua quá trình lên men của nấm mốc Thông thường, bã đậu nành được hấp để hình thành các khối, các khối này sau đó được làm nguội và phủ rơm ở nhiệt độ dưới 20oC trong khoảng 8 ÷ 14 ngày để lên men tự nhiên [58] Sản phẩm meitauza cuối cùng có độ ẩm và các thành phần protein thô giảm thấp, có thể thấy trong sản phẩm, sự phân hủy chất xơ của bã đậu và sự gia tăng đáng kể các amino acid tự do bao gồm các amino acid có vị umami và vị ngọt Những thay đổi về thành phần như vậy đã dẫn đến một sản phẩm có hương vị nhẹ nhàng, êm dịu và kết cấu mịn màng, cấu trúc nhuyễn [12]

1.1.3.4 Tình hình nghiên cứu và sử dụng bã đậu nành tại Việt Nam

Tại Việt Nam, có khá nhiều nghiên cứu về bã đậu nành nhưng chủ yếu hướng vào việc tạo các sản phẩm thức ăn chăn nuôi Gần đây, đã có một số hướng nghiên cứu khai thác giá trị của bã đậu bằng việc bổ sung dưới dạng một thành phần thực phẩm như nghiên cứu của tác giả Lại Mai Hương (2007), sản xuất chế phẩm giàu chất xơ từ bã đậu nành ứng dụng trong thực phẩm [59], Trần Thị Thảo Nguyên (2014) nghiên cứu chế biến thực phẩm chức năng từ bã đậu nành và cám gạo bằng công nghệ vi sinh [60]; một số nghiên cứu tập trung vào thu nhận các peptide chức năng từ bã đậu như Ngô Minh Ngọc (2017) nghiên cứu điều kiện tách và tinh sạch peptide có hoạt tính chống oxy hóa từ sản phẩm đậu nành thủy phân [61], Mạc Thế Vinh (2018)

nghiên cứu sử dụng enzyme từ nấm mốc Aspergillus ozyzae để thu peptide từ bã đậu

nành [62]; ngoài ra, bã đậu nành còn được sử dụng dưới dạng cơ chất để sinh tổng

14 hợp sản phẩm chức năng như nghiên cứu của Nguyễn Thị Thanh Tịnh (2012) thuỷ

phân lên men acid citric từ bã đậu nành bằng Aspergillus oryzae và Aspergillus niger

[63]

1.2 Ứng dụng enzyme trong chuyển hóa bã đậu nành

Thông thường, bã đậu nành được xử lý thủy phân một số thành phần chính như protein, chất xơ bằng các loại enzyme và ứng dụng các sản phẩm chuyển hóa vào các giai đoạn chế biến tiếp theo nhằm gia tăng giá trị cho bã đậu Một số nghiên cứu khẳng định việc tiền xử lý bã trước khi thủy phân nếu phù hợp sẽ hỗ trợ tăng hiệu suất thủy phân của enzyme

1.2.1 Vai trò của tiền xử lý bã

Phương pháp sử dụng áp suất cao để xử lý nguyên liệu đã được phát hiện từ lâu trong công nghiệp thực phẩm Để xử lý thực phẩm bằng áp suất cao, người ta sử dụng một môi trường truyền áp ổn định để tác động lên thực phẩm nhằm tạo ra một số biến đổi có lợi cho chất lượng sản phẩm Giá trị áp suất sử dụng dao động trong khoảng 100 – 1000 MPa [64] Aparicio và cs (2010) khẳng định vai trò của xử lý áp suất và nhiệt độ đối với việc cải thiện tính chất chức năng của bã đậu nành Xử lý bã đậu nành bằng áp suất thủy tĩnh cao (HHP) được thực hiện ở 200 và 400 MPa trong thời gian 15 phút, nhiệt độ được giữ không đổi ở 30oC và 60oC Hiệu quả kết hợp của áp suất thủy tĩnh cao và nhiệt độ được kiểm soát trên tổng lượng chất xơ (TDF), hàm lượng chất xơ hòa tan (SDF) và các tính chất hydrat hóa liên quan được khảo sát ở bã đậu nành Kết quả cho thấy ở áp suất 200 MPa, tổng chất xơ không khác biệt đáng kể so với mẫu kiểm chứng, nhưng ở mức 400 MPa khác nhau từ 38,1 đến 64,8% [65]

Theo Montilha và cs (2017), tiền xử lý bã đậu nành bằng siêu âm có thể tăng hiệu suất thủy phân [66]

Theo Rezania (2020), hấp bằng hơi bão hòa là một biện pháp xử lý khá hiệu quả trong việc làm suy yếu cấu trúc lignocellulose của tế bào thực vật Sử dụng hơi bão hòa ở áp suất và nhiệt độ cao trong thời gian ngắn gây ra sự phá vỡ cấu trúc thành tế bào và hòa tan chủ yếu các phần hemicellulose và lignin [67]

Theo Kasai và cs (2003, 2004), quá trình hấp bã đậu nành với hơi bão hòa khá hiệu quả trong việc loại bỏ các chất keo giữa các tế bào, bên cạnh đó còn có hiệu quả trong việc chiết xuất protein Ngoài ra, khi bã đậu được tiền xử lý bằng hấp với hơi bão hòa > 10 phút ở 121oC thì có thể hỗ trợ tốt cho quá trình thủy phân bằng cellulase [19, 64] Theo Choi và cs (2015), quá trình tiền xử lý bã đậu bằng cách hấp với hơi bão hòa có thể làm cho bã nở ra, do đó hỗ trợ hoạt động của enzyme nhờ việc tăng diện tích bề mặt bã đậu và làm cho bã dễ tiếp cận hơn với các enzyme thủy phân [68] Phân tích quang phổ hồng ngoại Fourier (FTIR) cho thấy các phương pháp tiền xử lý ít ảnh hưởng đến cấu trúc thứ cấp của protein bã đậu nành Điện di SDS-PAGE

15 (Sodium Dodecyl Sulfate PolyAcrylamide) cho thấy tiền xử lý bằng phương pháp đồng hóa và siêu âm không phá hủy các thành phần tiểu đơn vị của protein bã đậu nành, nhưng tiền xử lý bằng hấp với hơi nước bão hòa có thể làm biến tính protein bã đậu nành và chủ yếu phân hủy thành các tiểu đơn vị nhỏ vì quá trình xử lý thực hiện ở nhiệt độ cao Tiền xử lý bằng hấp với hơi nước bão hòa thúc đẩy khả năng hòa tan và khả năng giữ nước của protein bã đậu ở mức tối đa [69] Ngoài ra, hấp bã đậu với hơi bão hòa còn có tác dụng loại bỏ vi sinh vật, hỗ trợ việc bảo quản bã từ sau khi thu nhận đến trước khi chế biến [68] Viveros và cs (1994) cho rằng sau khi hấp, các carbohydrate trong nguyên liệu bị suy thoái một lượng nào đó Glucose và galactose bị tổn thất ít nhất, chỉ 0,2 và 0,1%, tương ứng, vì quá trình hấp được tiến hành trong điều kiện nhẹ, không có thêm bất kỳ hóa chất nào hay sử dụng lực cơ học [70]

Hiệu quả của hấp với hơi bão hòa được đánh giá thông qua lượng đường giải phóng trong quá trình thủy phân enzyme Nồng độ đường khử sau thủy phân enzyme tăng với mẫu có xử lý hấp Mặc dù sự tác động lên hiệu suất thủy phân bã đậu nành tùy thuộc từng enzyme, nhưng lượng đường giải phóng từ bã đậu nành đã hấp với hơi bão hòa cho thấy hiệu suất thủy phân của bã có hấp cao hơn so với bã đậu nành không hấp Tỷ lệ chuyển đổi enzyme trên bã đậu nành không qua xử lý ở mức thấp, nhưng tỷ lệ này ở bã đậu nành đã tiền xử lý nói chung là tăng Tỷ lệ được thủy phân bằng enzyme tăng lên đáng kể từ 21,9% (với bã đậu nành không xử lý) đến 82,9% (với bã đậu nành đã qua xử lý sơ bộ) [68] Theo Ngô Minh Ngọc, Quản Lê Hà (2017), xử lý bằng nồi hấp có thể làm tăng nồng độ peptide trong sản phẩm thủy phân protein bã đậu [71]

1.2.2 Thủy phân protein bã đậu nành bằng protease

Sự thủy phân protein bã đậu nành bằng enzyme là một phương pháp đầy hứa hẹn để có được các peptide hoạt tính có giá trị ví như là một thành phần chống oxy hoá, kháng khuẩn và chống cao huyết áp…, có ảnh hưởng tích cực đến sức khoẻ con người [72, 73] Quá trình thủy phân protein bằng enzyme bao gồm sự phân cắt các phân tử protein thành các peptide nhỏ có kích cỡ khác nhau và cuối cùng là các amino acid Thủy phân protein bằng enzyme tạo điều kiện thuận lợi cho việc giải phóng các peptide có hoạt tính sinh học ở trạng thái không hoạt động khi nằm trong protein nguyên vẹn Peptide có hoạt tính sinh học là những đoạn protein cụ thể có tác động tích cực đến các chức năng sinh lý và duy trì sức khỏe con người [74] Những tác dụng có lợi đối với sức khỏe này là do các chuỗi amino acid có thể phát huy khả năng chống oxy hóa và hoạt tính kháng khuẩn Theo Elias và cs (2008), hoạt động chống oxy hóa của protein có liên quan đến thành phần amino acid của chúng Tuy nhiên, đặc tính đó bị hạn chế bởi cấu trúc bậc ba, bởi vì nhiều amino acid có khả năng chống oxy hóa có thể bị vùi trong lõi protein Một số yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein là loại protein và enzyme, mức độ thủy phân

16 và quá trình tiền xử lý cơ chất [75] Ngoài ra, một số công bố cho thấy mức độ chống oxy hóa của protein bã đậu nành còn phụ thuộc vào phổ các peptide thu được qua việc thử nghiệm với các chế phẩm enzyme khác nhau hay với các mức độ tiền xử lý, thủy phân khác nhau [73]

Một số chế phẩm enzyme như Alcalase, Flavourzyme, Neutrase thường được sử dụng để thủy phân protein nói chung và protein đậu nành nói riêng nhằm thu được các peptide hoạt tính sinh học có giá trị

Protease có thể được chia thành hai phân lớp: endoprotease và exoprotease Endoprotease thủy phân các liên kết peptide của protein trong chuỗi polypeptide, do đó tạo ra các peptide nhỏ hơn và thậm chí cả các amino acid tự do Các enzyme thuộc phân lớp này có thể được chia thành 4 nhóm dựa trên cơ chế xúc tác của các enzyme và các nhóm hoặc các phân tử chức năng đặc hiệu tham gia vào hoạt động xúc tác là serine protease (EC 3.4.21…), cysteine protease (EC 3.4.22 ), aspartic protease (EC 3.4.23 ) và metalloprotease (EC 3.4.24…) [76] Exoprotease hay còn gọi là peptidase cắt chuỗi protein ở đầu mạch (đầu C hoặc N), do đó tạo ra các amino acid tự do và đôi lúc tạo ra cả các peptide nhỏ Các peptidase thường được chia thành hai lớp, mỗi loại có các lớp con khác nhau là các carboxypeptidase (EC 3.4.16, EC 3.4.17., EC 3.4.18 ) và các aminopeptidase (EC 3.4.11 ) Phân chia này dựa trên đặc tính của các enzyme và tùy thuộc liên kết peptide được thủy phân từ phía nào của một amino acid [77],[78]

Sbroggio và cs (2016) đã đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của các sản phẩm thủy phân protein bã đậu nành bằng endopeptidase (Alcalase) và exopeptidase (Flavourzyme) Kết quả, sản phẩm thủy phân protein bã đậu nành thể hiện các hoạt tính thu hẹp gốc tự do ABTS và DPPH, đồng thời khả năng chống oxi hóa mạnh hơn so với protein bã đậu nành không thủy phân, các khả năng này bị ảnh hưởng bởi mức độ thủy phân và loại enzyme thủy phân Alcalase là một endopeptidase phân cắt liên kết peptide nằm bên trong phân tử protein, giải phóng các peptide có khối lượng phân tử tương đối lớn Alcalase thuộc nhóm serine protease, có nhóm –OH của gốc serine trong trung tâm hoạt động, có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme Serine protease thường hoạt động ở pH trung tính và kiềm, tối ưu trong khoảng pH 7 ÷ 11, chúng thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng [76] Thủy phân bằng endopeptidase cho hiệu suất thủy phân và hoạt tính chống oxy hóa cao hơn exopeptidase, Alcalase được cho là phân cắt được nhiều liên kết peptide hơn Flavourzyme [73] Theo Montilha và cs (2017), điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân protein của bã đậu nành tươi với endopeptidase Alcalase® 2.4 L nhằm thu được hiệu suất thủy phân cao nhất là 55°C, tỷ lệ enzyme: cơ chất 8,8% và pH 9, hiệu suất thủy phân (DH) xác định được là 37,3% [66] Nhóm tác giả Ngô Minh Ngọc và cs

17 (2017) cũng khẳng định so với thủy phân bằng exoprotease, sản phẩm thủy phân bã đậu nành bằng endoprotease có hàm lượng chất chống oxy hóa cao hơn [71]

Nồng độ chế phẩm enzyme sử dụng cho thủy phân Alcalase trên bã tươi theo công bố của Sbroggio và cs (2016) là 10% enzyme: cơ chất (E/S), với kết quả tối ưu trên bã đậu tươi của Montilha và cs (2017), tỷ lệ này là 8,8% (E/S) Về thời gian thủy phân, Sbroggio và cs (2016) khảo sát trong khoảng 3 giờ, còn nhóm tác giả Montilha và cs (2017) cũng nghiên cứu thời gian thủy phân bã đậu nành tươi tới khoảng 3,3 giờ (200 phút)

Justus và cs (2019) đã ứng dụng các chế phẩm Alcalase và Flavourzyme và kết hợp chúng để tạo ra sản phẩm thủy phân protein từ bã đậu nành tươi và thu được protein thủy phân có khả năng chống oxy hóa cao hơn và hàm lượng isoflavone aglycone cao hơn Với 5 tổ hợp thủy phân được khảo sát là: Alcalase, Flavourzyme, Alcalase + Flavourzyme đồng thời, Alcalse trước Flavourzyme và Flavourzyme trước Alcalase Quá trình thủy phân chỉ với Alcalase được đánh giá là làm tăng khả năng chống oxy hóa nhiều nhất từ 36,0 lên 202,1; từ 7,3 lên 20,3 và từ 1,2 lên 5,9 μmol Trolox/g chất rắn theo các xét nghiệm ABTS, FRAP và DPPH tương ứng Xử lý Alcalase mang lại khả năng chống oxy hóa và hàm lượng genistin cao nhất, mặc dù tổng hàm lượng aglycone thấp hơn so với các sản phẩm thủy phân khác Sản phẩm thủy phân protein bởi Flavourzyme giai đoạn đầu, sau đó thủy phân tiếp với Alcalase có hàm lượng isoflavone aglycone trong dịch thủy phân là cao nhất Các phân đoạn kích thước 3÷10 kDa và > 30 kDa của sản phẩm thủy phân do Alcalase tạo ra có khả năng chống oxy hóa cao hơn so với phân đoạn < 3 kDa Thời gian thủy phân trong các thí nghiệm này được xác định bằng tổng thời gian từ lúc bắt đầu tiến hành đến khi không còn nhận thấy sự thay đổi pH, dao động từ 150 đến 570 phút với nhiệt độ thủy phân khoảng 40 ÷ 50oC, pH trong khoảng 7÷9 tùy trường hợp cụ thể [79] Trong nghiên cứu này nhóm tác giả sử dụng bã đậu nành tươi không có quá trình tiền xử lý, có thể thấy, thời gian thủy phân khá dài

1.2.3 Thủy phân chất xơ bã đậu nành bằng carbohydrase

Thành tế bào thực vật có cấu trúc phức tạp, được chia làm 3 lớp chính (Hình 1.5):

18

(a)

(b)

Hình 1.5 Cấu trúc và thành phần vách tế bào sơ cấp (a) và vách tế bào thứ cấp (b) [80]

- Ngoài cùng là phiến giữa (middle lamella): Cấu tạo bởi pectin, đây là lớp keo liên kết thành của các tế bào cạnh nhau để tạo nên các mô nhất định

- Lớp giữa là vách sơ cấp (primary wall): Bao gồm 30% pectin, 25% hemicellulose, 15 ÷ 30% cellulose, 20% glycoprotein và có sự thay đổi tùy theo loại, độ tuổi tế bào

- Trong cùng là vách thứ cấp (secondary wall): Nằm sát màng sinh chất, xuất hiện khi tế bào ngừng tăng trưởng Thành phần chính của vách thứ cấp là cellulose, hemicellulose, khi tế bào già còn có thêm thành phần lignin để tăng độ vững chắc

Theo Kasai và cs (2004), bã đậu nành là một loại phụ phẩm có cấu trúc dạng sợi ở mức độ cao, việc thủy phân hoàn toàn là điều rất khó khăn và tỷ lệ hòa tan chỉ ở mức 50 ÷ 70% sử dụng nhiều loại enzyme với thời gian phản ứng dài Bã đậu nành là một phức hợp các tế bào gồm cả những phần dễ và khó chuyển hóa Các vách tế bào thực vật trong bã đậu nành chứa chủ yếu các thành phần là cellulose, hemicellulose và pectin [13]

19 Kasai và cs (2004) đã ghi nhận cellulase có hiệu quả trong việc thủy phân vách tế bào sơ cấp của bã đậu, quá trình thủy phân hiệu quả hơn khi bã đậu được tiền xử lý bằng hấp với hơi bão hòa, nhưng hiệu quả rõ ràng hơn khi có khuấy trộn trong quá trình thủy phân (Hình 1.6) Sự phá vỡ cơ học và thủy phân bằng enzyme cellulase sẽ tạo ra không chỉ đường mà cả các acid uronic và protein [13, 81].

Hình 1.6 Ảnh chụp bằng kính hiển vi quang học bã đậu được thủy phân bằng cellulase (A) Bã đậu trước khi thủy phân; (B) Bã đậu đã qua hấp khử trùng sau thủy phân bằng cellulase (không khuấy); (C) Bã đậu đã hấp khử trùng sau thủy phân bằng cellulase (có

khuấy với tốc độ 1200 vòng/phút)

Phần bã đậu nành không bị thủy phân bởi cellulase về cơ bản là vật liệu giống pectin không hòa tan có thành phần gồm acid galacturonic, đường trung tính và protein, các thành phần này gắn kết phức tạp với nhau, có khả năng kháng hemicellulase, protease và thậm chí nhiều pectinase Kasai và cs đã chọn được 2 loại

enzyme là Pectinex Ultra SP từ Aspergillus aculeatus và pectolyase từ A japonicus

có thể thủy phân trong trường hợp này Trong đó phù hợp nhất là pectinase của Pectinex Ultra SP với tỷ lệ (1% v/v) Hình 1.7 là ảnh chụp bằng kính hiển vi quang học trước và sau khi thủy phân các tế bào đậu nành riêng lẻ trong bã đậu bằng Pectinex Ultra SP Vách tế bào thứ cấp bị thủy phân hoàn toàn và biến mất [13, 81]

Hình 1.7 Ảnh chụp bằng kính hiển vi quang học của một tế bào đậu nành từ bã đậu trước

và sau khi thủy phân bằng enzyme Pectinex [13] (A) Trước khi thủy phân; (B) Sau thủy phân với pectinase trong 15h, vách tế bào thứ cấp bị

thủy phân biến mất.

20

Bảng 1.4 Tỷ lệ giữa các loại đường đơn trong các mẫu sau xử lý (% mol) [13]

Đường đơn Sau khi

Matsuo (2004) nghiên cứu quá trình đường hóa chất xơ bã đậu nành bởi pectinase, xylanase và cellulase nhằm tận dụng hiệu quả chất xơ bã đậu nành Chất xơ bã đậu nành được xử lý đồng thời với các chế phẩm enzyme thương mại pectinase (EC 3.21.15, Cellulosin PE60) 0,8%, xylanase (EC 3.2.1.32, Cellulosin HC100) 2% và cellulase (EC 3.2.1.4, Cellulosin AC40) 1% Các dạng đường tự do giải phóng từ chất xơ bã đậu nành được tóm tắt trong Bảng 1.5

Bảng 1.5 Các dạng đường giải phóng từ chất xơ bã đậu nành qua quá trình

thủy phân enzyme [82]

21 Theo đó, thủy phân bằng pectinase cũng giải phóng một lượng đáng kể glucose và xylose Các kết quả này cho thấy việc đường hóa một phần chất xơ bã đậu nành có thể được thực hiện bằng một trong các chế phẩm enzyme này, nhưng hoàn thiện hơn nhiều bằng cách sử dụng kết hợp giữa pectinase, xylanase và cellulase Trong thực tế, các hệ thống đa enzyme giải phóng đường tương đương với 80% chất xơ bã đậu nành ban đầu theo khối lượng [82]

Wua và cs (2012) tối ưu hóa quá trình thủy phân các oligosaccharide của bã đậu nành bằng Viscozyme® L Trước khi phản ứng enzyme diễn ra, bột bã đậu nành khô được tiền xử lý bằng nước nóng ở 90oC trong 10 phút Kết quả cho thấy hiệu suất thủy phân đạt tối đa là 10% (w/w) sau 2,5 giờ xử lý hỗn hợp bột bã đậu nành khô và nước với tỷ lệ 1:15 (w/v) ở pH 3,5, nhiệt độ 45oC, liều lượng enzyme 3% (w/v) Các oligosaccharide của bã đậu nành thu được sau thủy phân chủ yếu là các oligosaccharide khối lượng phân tử thấp và thành phần monosaccharide chính trong đó chủ yếu là galactose, xylose và rhamnose (Bảng 1.6) [83]

Bảng 1.6 Các monosaccharide của oligosaccharide bã đậu nành [83]

Viscozyme® L cũng được Rosset (2012) dùng để thủy phân các carbohydrate của dịch đậu nành xay trong quá trình sản xuất sữa đậu nành Nhiệt độ tối ưu cho phản ứng thủy phân là 55oC Sự tăng hàm lượng glucose và galactose trong đậu phụ làm từ dịch đậu nành thủy phân bằng Viscozyme® L so với mẫu kiểm chứng khẳng định tác dụng của enzyme này Đậu phụ đã qua xử lý có hàm lượng polyphenol tổng số cao hơn mẫu kiểm chứng và hoạt tính chống oxy hóa cũng cao hơn Hàm lượng đường khử tổng số trong đậu phụ có xử lý cao hơn 4 lần mẫu kiểm chứng Điều kiện thủy phân tối ưu được chọn là 30 FBU/10g nguyên liệu, nhiệt độ 55oC trong thời gian 30 phút [84]

22 Vong và cs, 2017 sử dụng Celluclast® 1.5L và Viscozyme® L để đường hóa bã đậu nành nhằm cải tiến chất lượng dinh dưỡng của bã đậu, hỗ trợ cho quá trình lên

men của nấm men Yarrowia lipolytica Việc xử lý bằng carbohydrase đã làm tăng

lượng monosaccharide, acid trans-cinnamic và isoflavone aglycone ở bã đậu nành, làm giảm đáng kể lượng chất xơ không hòa tan, trong khi đó, hàm lượng xơ hòa tan tăng [85]

Viscozyme® L còn được nghiên cứu sử dụng để tiền xử lý đậu nành nhằm hỗ trợ hiệu quả cho quá trình chiết xuất dịch đậu nành khỏi bã Do tác động của phức hợp đa enzyme trong chế phẩm mà khả năng thu hồi protein và isoflavone tăng lên đáng kể Việc sử dụng Viscozyme® L cũng thúc đẩy quá trình chuyển đổi các dạng isoflavone liên hợp thành aglycone trong chiết xuất đậu nành, chiếm tới 50% tổng lượng isoflavone [86]

Yoshida và cs (2020) đã tối ưu hóa quá trình xử lý thủy phân các polysaccharide thành tế bào trong bã đậu nành đã sấy khô và tách béo nhằm tăng lượng chất xơ hòa tan và cải thiện đặc tính hydrate hóa Quá trình thủy phân bằng Viscozyme® L trong điều kiện tối ưu chọn được với nồng độ 0,8% nhiệt độ 46oC trong 3 giờ, tỷ lệ nguyên liệu: nước là 1:10 và pH thủy phân được lựa chọn là 5,5 đã làm tăng hàm lượng chất xơ hòa tan lên 105%, khả năng hấp thu và giữ nước tăng 34% và khả năng trương nở tăng 13% Cấu trúc bã đậu sau thủy phân được ghi nhận là xốp và phân mảnh hơn so với đối chứng Việc xử lý cũng làm thay đổi màu sắc và thành phần hóa học, dẫn đến giảm lượng chất xơ không hòa tan đồng thời gia tăng chất xơ hòa tan và đường Khả năng hấp thụ và giữ dầu được tăng cường 73% nhưng độ ổn định của chất rắn trong nước và độ hòa tan protein trong nước không bị ảnh hưởng Quá trình thủy phân được chứng minh là một phương pháp hiệu quả để cải thiện các đặc tính hóa lý của bã đậu nành cho các ứng dụng trong tương lai, chuyển hóa sản phẩm thủy phân thành một dạng có khả năng gia tăng giá trị [87]

Như vậy, với hai thành phần chủ yếu có mặt trong bã đậu nành là protein và chất xơ thì có thể sử dụng kết hợp hai nhóm enzyme chính là protease và carbohydrase để chuyển hóa bã đậu nành thành các thành phần đơn giản dễ hấp thu hơn như các đường đơn, oligosaccharide, polysaccharide, aminoacid, peptide mạch ngắn đồng thời giải phóng các thành phần bị khóa trong cấu trúc vách tế bào Hiện nay nhiều chế phẩm enzyme thương mại đã được các tác giả nghiên cứu ứng dụng hiệu quả trên cơ chất bã, các chế phẩm này chứa sẵn các phức hợp enzyme và có thể thủy phân bã đậu nành cho hiệu suất thủy phân cao Trong số các chế phẩm enzyme sử dụng thủy phân protein bã đậu nành thì Alcalase là một trong những chế phẩm enzyme thủy phân cho hiệu suất tốt nhất trên cơ chất bã đậu nành tươi [73] Do đó trong nghiên cứu này Alcalase cũng được thử nghiệm trên bã đậu nành đã tiền xử lý để lựa chọn ra điều kiện phù hợp nhất Với nhóm enzyme carbohydrase thì chế phẩm Viscozyme® L là

23 một phức hệ đa enzyme chứa một loạt các enzyme carbohydrase bao gồm arabanase, cellulase, β-glucanase, hemicellulase và xylanase đã được một số tác giả lựa chọn cho thủy phân bã đậu nành [83], [85] kết hợp cùng chế phẩm Pectinex® Ultra SP-L

nhằm bổ sung enzyme thủy phân pectin tạo thuận lợi cho nhóm enzyme thủy phân thành tế bào trong Viscozyme® L Sự phối hợp cả ba phức hợp enzyme này để thủy phân trên cơ chất bã đậu nành mới được thực hiện đầu tiên trong luận án

1.3 Sử dụng nấm men để lên men bã đậu nành tạo sản phẩm đồ uống

1.3.1 Nấm men giúp cải thiện mùi không mong muốn của bã đậu nành

Mùi không mong muốn của bã đậu nành là do lượng lớn các hợp chất bay hơi điển hình là các aldehyde 6 carbon [88] Bã đậu nành tươi có một số aldehyde tạo ra mùi “đậu”, mùi lá cây đặc trưng như hexanal, 2- hexenal, (2E)-2-octenal và (2E)-2decenal… [89] Nguyên nhân gây ra điều này có thể giải thích như sau: Khi xay đậu nành, các acid béo chưa bão hòa tồn tại ở trạng thái tự do trong dịch đậu nành xay bị enzyme phân hủy trong một loạt các phản ứng (Hình 1.8)

Trước tiên, các enzyme lipoxygenase (LOX) xúc tác quá trình oxy hóa chất béo của các acid béo C18:2 (linoleic acid) và C18:3 (linolenic acid) thành hydroperoxyoctadecadienoic acid (HPOD) hoặc hydroperoxyoctatrienoic acid (HPOT) tương ứng tùy thuộc vào isozyme liên quan (LOX 1, 2 hoặc 3) Tiếp theo, phản ứng HPOD và HPOT bị cắt bởi hydroperoxide lyase (HPL), tạo ra các aldehyde 6 và 9 carbon bão hòa và không bão hòa [90] 13-HPOD và 13-HPOT cũng có thể được tách thành các rượu 5 carbon bằng một isozyme LOX [91] Các hợp chất tạo thành, như hexanal, (E)-2-hexenal, (E)-2 nonenal và (E,E)-2,4 nonadienal, gây ra mùi 'cỏ' và 'đậu' là các mùi không mong muốn trong sữa đậu nành [92] Chẳng hạn như linoleic acid C18: 2 và linolenic acid C18: 3 tạo thành 541g và 88g/kg acid béo tương ứng trong bã đậu nành [18], các phản ứng này có thể gây ra mùi hôi ở bã đậu

Một số acid được phát hiện trong bã đậu nành tươi như hexanoic acid, acetic acid và 2–amino–5–methylbenzoic acid, trong đó acetic acid có mùi hăng sẽ ảnh hưởng đến mùi của các thực phẩm từ bã đậu nành [89]

24

Hình 1.8 Các phản ứng enzyme tạo thành các chất dễ bay hơi mùi lá cây trong đậu nành và các cơ chế được đề xuất cho sự chuyển hóa các chất dễ bay hơi dưới tác dụng của

nấm men [93] Các phản ứng enzyme tạo thành các chất dễ bay hơi mùi lá cây trong đậu nành (mũi tên

liền nét) (thay đổi sau nghiên cứu của Akacha và Gargouri [88]); Các cơ chế được đề xuất cho sự chuyển hóa các chất dễ bay hơi dưới tác dụng của nấm

men (mũi tên không liền nét); Các enzyme của nấm men và các chất chuyển hóa trung gian được đánh dấu màu xám

AAT = alcohol acyltransferase; ADH = alcohol dehydrogenase; ALDH = aldehyde dehydrogenase; LOX = lipoxygenase; HPOD = acid hydroperoxyoctadecadienoic; HPOT

= acid hydroperoxyoctadecatrienoic [93]

Trong quá trình lên men, nấm men tổng hợp một số lượng lớn các hợp chất thơm và hương vị Các nhóm hợp chất thơm lớn nhất về số lượng được nấm men sinh tổng hợp bao gồm rượu fusel, acid béo và ester của chúng Đây thường là những hợp chất có khối lượng phân tử dưới 300 kDa Người ta đã chứng minh rằng những chất này chủ yếu sinh ra là do sự trao đổi chất của nấm men nhưng khác nhau tùy thuộc cách sử dụng các giống, loài và chủng nấm men khác nhau Ngoài ra, một số yếu tố góp phần vào quá trình tạo hương đó là những thay đổi trong các quá trình lên men như nhiệt độ, pH, tác động sục khí, khuấy trộn, bản chất và nồng độ cơ chất được sử dụng

25 Nghiên cứu cho thấy mùi thơm phức hợp của đồ uống có cồn bao gồm hơn 400 hợp chất hóa học khác nhau bao gồm acid, ester, hợp chất carbonyl, acetal, phenol, hydrocarbon, hợp chất nitơ, hợp chất lưu huỳnh, lacton, đường và nhiều loại hợp chất khác ngoài rượu Nấm men cũng đóng góp đáng kể vào việc tạo ra mùi thơm của thực phẩm lên men như bánh mì, pho mát, các sản phẩm từ sữa khác, các sản phẩm thịt lên men, vani, ca cao và thực phẩm có nguồn gốc từ đậu nành [94]

Sử dụng nấm men sinh tổng hợp các chất thơm tự nhiên từ nguồn phụ phẩm đang là xu hướng nghiên cứu gần đây, trong đó hứa hẹn nhất là quá trình lên men sử dụng nấm men Nhiều loại nấm men có khả năng lên men tạo 2-phenylethanol (2-PE) bằng cách sử dụng L-phenylalanine làm tiền chất 2-PE có nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là công nghiệp thực phẩm và đồ uống như là một chất làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm [95]

Chuyển hóa sinh học bã đậu bởi nấm men là một trong những chiến lược để thay đổi mùi vị của phụ phẩm này Một số nấm men và các lipase đậu nành có thể phân giải các lipid trong bã và làm tăng lượng acid béo tự do, sau đó có thể chuyển hóa một phần thông qua con đường β-oxy hóa để tạo ra methyl ketone, rượu bậc hai, ester, alkane và các lactone [96] Các aldehyde không mong muốn có thể bị oxy hóa bởi các aldehyde dehydrogenase thành acid béo, hoặc bị cắt ngắn bởi alcohol dehydrogenase của nấm men để tạo thành rượu Sau đó, acyltransferase nấm men có thể xúc tác phản ứng giữa các rượu và các sản phẩm trao đổi chất trung gian của nấm men, như acetyl-CoA và acyl-CoA béo để tạo ester Mặt khác proteinase và peptidase có thể chuyển hóa protein trong bã đậu, các amino acid tự do sau đó có thể được phân hủy tiếp qua con đường Ehrlich bởi các nấm men để tạo ra các rượu bậc cao và ester [97]

Bã đậu nành cũng có thể được xem như một loại cơ chất rẻ tiền cho mục đích tạo hương sinh học hoặc tạo một thành phần thức ăn dễ chấp nhận hơn thông qua quá trình lên men của nấm men Các nấm men sữa (phân lập từ quá trình ủ chín phomat) chuyển hóa phần chất béo của bã đậu nành thành methyl ketone, phân giải protein và tạo ra nhiều rượu bậc cao hơn so với nấm men rượu Trong khi đó, nấm men rượu tạo ra lượng ester lớn hơn so với nấm men sữa [93]

Sự chuyển hóa sinh học bã đậu nành bởi nấm men Yarrowia lipolytica thực hiện

bởi Vong và cs (2016) cho thấy các aldehyde và các acid chuyển hóa của chúng trong

bã đậu nành tươi đã được dị hóa bởi Y lipolytica tạo thành sản phẩm chủ yếu là methyl

ketone dẫn đến giảm mùi hôi của cỏ, mùi hăng ngái, mùi mốc … trong bã đậu nành

lên men Quá trình lên men bã đậu bởi nấm men Y lipolytica cũng tạo ra nhiều chất

vị umami và các chất thơm dễ bay hơi, chẳng hạn như 3-metylbutanal và phenylethanol, từ các amino acid [98]

Rashad và cs (2011) cũng đã nghiên cứu tính khả thi của việc sản xuất thực phẩm thông qua quá trình lên men của nấm men trên bã đậu nành, với sự tập trung

vào việc nâng cao chất lượng dinh dưỡng Các chủng nấm men (Candida albicans,

Candida guilliermondii, Kluyveromyus marxianus NRRL Y-7571 và NRRL Y-8281, Pichia pinus và Saccharomyces cerevisiae) đã được nuôi cấy riêng rẽ trong bã đậu

nành để tiến hành lên men rắn Nói chung, quá trình lên men của nấm men làm tăng lượng protein và tro, giảm lượng xơ thô, carbohydrate và lipid Các tác giả đề xuất rằng những thay đổi này là do hoạt động trao đổi chất của nấm men và hoạt động của enzyme ngoại bào tạo ra bởi nấm men Các hoạt tính chống oxy hoá in vitro của sản phẩm lên men cũng cao hơn 1,56 lần so với mẫu kiểm chứng [99]

Theo Vong và cs (2017), sự trao đổi chất của nấm men Y lipolytica trên môi

trường cơ chất bã đậu nành làm tăng đáng kể lượng lipid, succinate, các amino acid tự do và tăng khả năng chống oxy hoá Đặc biệt, đã có sự gia tăng đáng kể các vị umami sau khi lên men, tăng gấp 3 lần succinate và tăng gấp 20 lần glutamate Phần bã đậu nành cuối cùng sau lên men chứa 3,37 g succinate và 335 mg glutamate/100g

chất khô Bã đậu nành do Y lipolytica lên men ngoài việc tạo ra nhiều chất vị umami,

còn cải thiện khả năng tiêu hóa và tăng khả năng chống oxy hoá Những thay đổi này

làm nổi bật tiềm năng của bã đậu nành được lên men bằng nấm men Yarrowia như là

một sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng bổ dưỡng hơn [98] Sự kết hợp giữa carbohydrase trong Celluclast® 1.5L và Viscozyme® L với protease của nấm men Y

lipolytica cho thấy sau quá trình đường hóa lên men đồng thời, bã đậu nành có hoạt

tính chống oxy hoá cao hơn, lượng amino acid tổng số và ferulic acid cao hơn Giả

thuyết về một số tương tác tích cực giữa carbohydrase và Y lipolytica đã được đưa ra, carbohydrase và các protease của Y lipolytica có thể kết hợp với nhau để phá vỡ

hiệu quả thành tế bào thứ cấp của bã đậu nành [85] Santos và cs (2018) tiến hành lên men bã đậu nành tươi và bã đậu nành được

xử lý nhiệt ở trạng thái rắn sử dụng nấm men S cerevisiae, sau đó tiến hành đánh giá

các thông số hóa lý về chất lượng, tổng polyphenol, hoạt độ -glucosidase, hoạt tính

27 chống oxy hóa và biến đổi sinh học của isoflavone Kết quả nghiên cứu cho thấy, quá trình lên men góp phần cải thiện chất lượng dinh dưỡng, thúc đẩy tăng hàm lượng protein, tăng tổng lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa cho phụ phẩm Quá trình lên men rắn (SSF) cũng thúc đẩy quá trình chuyển đổi sinh học của các isoflavone -D-glucoside thành dạng aglycone thông qua hoạt động của -glucosidase Hơn nữa, lên men rắn nhờ tác dụng của nấm men giúp giảm hàm lượng chất xơ thô với khả năng tiêu hóa tốt hơn Quá trình lên men rắn sử dụng nấm men đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả trong việc cải thiện các thuộc tính chức năng và chất lượng, đồng thời tăng thêm giá trị sử dụng cho phụ phẩm này trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm và chất bổ sung trong thực phẩm [100]

Hu và cs (2019) đã công bố rằng bã đậu nành lên men rắn với K marxianus có

sự gia tăng hàm lượng chất béo (24,5%), chất xơ hòa tan (158%) và polysaccharide (262%), trong khi hàm lượng phytic acid giảm (còn 61,7%) và hoạt động của chất ức chế trypsin giảm (còn 92,7%), khả năng hấp thụ nước cao hơn và đặc tính nhũ hóa tốt hơn Các yếu tố kháng dinh dưỡng như chất ức chế trypsin và phytic acid trong bã đậu nành sau lên men đã giảm đáng kể điều này giúp cải thiện rất tốt khả năng tiêu

hóa Nấm men K marxianus được cho là có khả năng sinh tổng hợp một số cellulase

trong đó có β-glucosidase và có khả năng biến đổi chất xơ tiêu hóa không hòa tan thành chất xơ tiêu hóa dạng hòa tan [101] Su và cs, (2020) ủng hộ quan điểm cho

rằng quá trình lên men bã đậu nành của nấm men K marxianus có thể là một quá

trình hữu ích để sinh tổng hợp β-glucosidase Đáng chú ý là lượng β-glucosidase được tạo ra trong dung dịch bã đậu nành cao hơn nhiều so với lượng β-glucosidase đạt được trong các nguồn carbon khác [102]

Nhờ khả năng kết hợp các thành phần có trong môi trường lên men, tế bào nấm men là nguồn cung cấp protein, vitamin và khoáng chất quan trọng Các vitamin và các cofactor enzyme khác được tích lũy và / hoặc tổng hợp bởi nấm men là thiamine (vitamin B1), acid nicotinic chứa các cofactor enzyme NAD và NADP và các dạng khử của chúng, pyridoxine (vitamin B6), acid pantothenic hoặc tiền chất CoA, cyanocobalamin hoặc vitamin B12, biotin, acid folic (acid pteroylglutamic) hoặc folacin, vitamin B2 hoặc riboflavin Các dạng khác của vitamin tan trong lipid và tiền chất của chúng có trong nấm men là tocopherol, vitamin E; vitamin A và tiền chất β-carotene của nó Ngoài các vitamin B bao gồm B1, B6 và B12, nấm men cũng là nguồn flavin quan trọng có nguồn gốc từ riboflavin hoặc vitamin B2, vitamin C tan trong nước hoặc ascorbic acid và nhiều dạng coenzyme Q [94]

1.3.3 Saccharomyces cerevisiae trong sản xuất đồ uống lên men

Saccharomyces cerevisiae là loài nấm men chiếm ưu thế trong sản xuất đồ uống

có cồn trên toàn thế giới và các chủng của loài này được sử dụng trong quá trình lên