báo cáo tốt nghiệp công nghệ chế biến sữa đậu nành

Công nghệ chế biến sữa đậu nành http://www.ebook.edu.vn 1 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 1. Giới thiệu sơ lược về sữa đậu nành: GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương Sữa đậu nành là sản phẩm thu được từ quá trình nấu dịch sữa đậu (tức dung dịch thu được từ khi tiến hành trích ly hạt đậu nành). Đây là dạng nhũ tương có giá trị dinh dưỡng tương tự sữa bò, là có ưu điểm là tránh được những bệnh truyền nhiễm từ động vật lây sang. Ngoài ra, do một số tính chất riêng, sữa đậu nành đặc biệt dùng rất tốt cho người già, người bệnh đái tháo đường, phong thấp, táo bón và trẻ em mà cơ thể dị ứng với sữa bò. Sữa đậu nành là 1 nguồn dinh dưỡng giàu protein và vitamin nhóm B. Sữa đậu nành chứa isoflavones, đây là chất giúp làm giảm LDL (cholesterol có hại). Tuy nhiên trong sữa đậu nành không có nhiều Calcium nên các nhà sản xuất thường bổ sung thêm Calcium trong sản phẩm. • Phân loại: Sữa đậu nành và các sản phẩm có liên quan có thể được phân loại dựa theo thành phần của chúng như sau: o Theo tiêu chuẩn phân loại của FAO: - Sữa đậu nành truyền thống (thô): Làm bằng nước trích ra từ nguyên hạt đậu nành. Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:5. Trong sữa có khoảng 4% protein. - Sữa đậu nành loại giả sữa: được tạo ra có thành phần giống như sữa động vật. Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:7. Trong sữa có khoảng 3.5% protein. Ngọt nhẹ, thêm dầu và muối. Có thể được thêm hương sữa động vật. - Nước giải khát đậu nành: Thêm ngọt và thêm hương. Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:20. Trong sữa có khoảng 1% protein. - Sản phẩm chua: tất cả các loại trên sau khi lên men lactic hoặc thêm acid lactic. - Loại hỗn hợp: pha trộn giữa sữa đậu nành và các loại rau quả khác hay với sữa động vật. - Bột sữa đậu nành: loại sản phẩm làm từ hạt đậu nành xay nhỏ sau đó gia nhiệt thành loại bột mịn. o Theo tiêu chuẩn phân loại của Hiệp hội các thực phẩm từ đậu nành của Mỹ (Soyfoods Association of America): - Sữa đậu nành (soymilk): chứa tối thiểu 3.0% protein đậu nành, 1.0% chất béo đậu nành, và 7.0% hàm lượng chất khô. - Thức uống từ sữa đậu nành (Soymilk drink): “Soymilk drink” là một loại thức uống tuy không chất lượng bằng “soymilk” nhưng cần chứa tối thiểu 1.5% protein đậu nành, 0.5% chất béo đậu nành, và 3.9% hàm lượng chất khô. - Bột sữa đậu nành (Soymilk powder): “Soymilk powder” là sản phẩm nhận được từ sự tách nước khỏi dịch sữa đậu nành, hoặc trộn các protein đậu nành và bột dầu đậu nành. Sản phẩm bột sữa đậu nành cần chứa tối thiểu 38.0% protein đậu nành, 13.0% chất béo đậu nành, và 90.0% hàm lượng chất khô. http://www.ebook.edu.vn 2 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương - Sữa đậu nành cô đặc (Soymilk concentrate): Đây là sản phẩm thu được bằng cách điều chỉnh hàm lượng nước trong sữa đậu nành, thành phần sản phẩm chứa tối thiểu 6.0% protein đậu nành, 2.0% chất béo đậu nành, và 14.0% hàm lượng chất khô. 2. Tổng quan nguyên liệu: Đậu nành:  Nguồn gốc và tình hình phân bố: Đậu nành (còn gọi là đậu tương) là loại ngũ cốc giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, vitamin và muối khoáng, có đặc tính sinh học cao do chứa hầu hết các acid amin không thay thế và có thể hỗ trợ khi thiếu thức ăn động vật vì thế đậu nành là nguồn thực phẩm quan trọng. Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merrill. Đậu nành là loại ngũ cốc quan trọng của ngành lương thực thực phẩm thế giới. Đậu nành có nguồn gốc tại Mãn Châu (Trung Hoa) khoảng 5000 năm trước đây, nhưng mãi đến năm 3000 trước thiên chúa giáng sinh mới được ghi vào cổ thư là một nông phẩm chính của miền bắc Trung Hoa. Từ đây, đậu nành được lan truyền dần khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển qua Nhật Bản xuống miền nam Trung Hoa và các nước Đông Nam Á. Du nhập đến Nhật Bản vào thế kỷ thứ 8 và khoảng một ngàn năm sau đó qua đến Châu Âu. Quê hương của đậu nành là Đông Nam Châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ, Nứớc Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Tại Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, vùng trung du phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang), chiếm hơn 40% diện tích đậu nành cả nước, ngoài ra, còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây, Đồng Nai, Daklak và Đồng Tháp, Theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục trưởng Cục trông trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn/năm. Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được 25% nhu cầu sử dung trong nước, và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm.  Thành phần hóa học: Hạt đậu nành là một loại nguyên liệu thực vật rất giàu protein. Thành phần hạt Tỷ lệ Protein Lipit Cacbonhydrat Tro (%) (%) (%) (%) Nguyên hạt Nhân (tử diệp) 100,0 40,0 90,3 43,0 21,0 35,0 23,0 29,0 4,9 5,0 Vỏ hạt Phôi 7,3 2,4 8,8 41,1 1,0 86,0 11,0 43,0 4,3 4,4 http://www.ebook.edu.vn Bảng 2.1: Thành phần hóa học trong hạt đậu nành 3 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương Trong thành phần hoá học của đậu nành, người ta chỉ quan tâm đến hai nhóm protein và lipid. Nhóm glucid của đậu nành không thuộc loại có giá trị dinh dưỡng cao. • Protein và thành phần axit amin: Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỉ lượng rất lớn. Protein đậu nành được tạo bởi các acid amin, trong đó có đủ các loại acid amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng Methionin thấp), còn các axit amin khác có số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng. Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%; trung bình 36 – 40%. Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): anbumin (6-8%), globulin (25– 34%), glutelin (13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể. Có thể nói protein đậu nành gần giống protein của trứng. Loại axit amin Đậu nành Trứng Thịt bò Sữa bò Gạo Giá trị được đề nghị bởi FAO-OMS Leucin 7,84 8,32 8,00 10,24 8,26 4,8 Isoleucin Lysin Phenylalanin Threonin Trytophan Valin Methionin 4,48 6,40 4,96 3,84 1,28 4,80 1,28 5,60 6,24 5,12 5,12 1,76 7,52 3,20 5,12 2,12 4,48 4,64 1,21 5,28 2,72 5,60 8,16 5,44 4,96 1,44 7,36 2,88 3,84 3,68 4,80 3,36 1,28 5,76 2,08 6,4 4,2 2,8 2,8 1,4 4,2 2,2 Bảng 2.2 : Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng ( g/100g protein)  Ngoài ra, protein đậu nành còn chứa 2 thành phần không mong muốn là: - Trypxin-Inhibito ức chế enzym trypxin tiêu hóa protein của động vật, do đó cần phải loại bỏ trong quá trình chế biến. - Hemgglutinin là protein có khả năng kết hợp với hemoglobin nên làm giảm hoạt tính của hemoglobin. • Lipit: l Hàmng lipit trong đậu nành dao động từ 13,5-24 %, trung bình chiếm 18% trọng lượng chất khô. Trong nhóm lipit của đậu nành có 2 thành phần được xem là quan trọng chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô trong hạt. Lipid có nhiều ở nhân hạt đậu nành.Trong nhóm lipid của đậu nành có hai thành phần chính là glyceride và lecithin. Glyceride đậu nành : chứa nhiều acid béo không no, khoảng 50 – 60 % acid linoleic (C 18: 2) nên dầu đậu nành được xem là dầu thực phẩm có giá trị sinh học cao. Tuy nhiên, http://www.ebook.edu.vn 4 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương cũng vì chứa nhiều acid béo không no nên dầu đậu nành rất dễ oxi hoá dẫn đến hư hỏng trong quá trình bảo quản. Lecithin đậu nành : chiếm 3% trọng lượng hạt, là một loại phosphatid phức tạp, và được sử dụng nhiều làm chất nhũ tương, chất chống oxi hoá trong chế biến thực phẩm (ví dụ : magarine, bánh kẹo, chocolate …), trong dược phẩm và mỹ phẩm. Do tính chất của lipid là tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete etylic, ete dầu hỏa, benzen,cloroform,…) và không tan trong nước, nhẹ hơn nước. Nhờ những tính chất này, người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly lipid từ hạt đậu nành. Các hợp chất màu (clorofin, caroten,…) có hàm lượng trong hạt và trong dầu rất ít, nhưng cường độ màu rất mạnh, tan mạnh trong dầu, nhất là khi nhiệt độ tăng. Do đó phương pháp ép dầu nóng cho sản phẩm đậm màu hơn so với phương pháp ép dầu nguội. Hạt còn non hay bảo quản hạt đậu nành ở điều kiện ẩm ướt, nhiều sâu một thì lượng acid béo tự do càng lớn (phẩm chất hạt kém). • Cacbonhydrat: Cacbonhydrat trong đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng khô, trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể. Cacbonhydrat được chia làm 2 loại: - Đường tan (10%) : sucrose 5%, stachyose 4%, raffinose 1% - Chất xơ không tan (20%) : hỗn hợp polysaccharide và dẫn xuất của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chất của acid pectic Cacbonhydrat Xenluloza Hemixenluloza Stachyoza Rafinoza Saccharoza Các loại đường khác Hàm lượng % 4,0 15,4 3,8 1,1 5,0 5,1 Bảng 2.3 : Thành phần Cacbonhydrat của đậu nành • Chất khoáng: Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Trong đó, đáng chú ý nhất là: canxi, photpho, mangan, kẽm, sắt. Thành phần Canxi Photpho Mangan Chất khoáng Tỷ lệ ( % ) 0,16 ÷ 0,47 0,41 ÷ 0.82 0,22 ÷ 0,44 Kẽm 37mg/kg sắt 90 ÷ 150 mg/kg Bảng 2.4 : Thành phần chất khoáng của đậu nành http://www.ebook.edu.vn 5 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 • Vitamin: GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương Hạt đậu nành chứa nhiều loại vitamin cần thiết cho sự phát triển cơ thể, nhưng hàm lượng vitamin trong đậu nành rất thấp và dễ bị mất trong quá trình chế biến.Trong đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D. Vitamin Thiamin Riboflavin Hàm lượng 11–17,5 % 3,4–3,6 % Vitamin Inoxiton Vitamin A Hàm lượng 2300 mg% 0,18–2,43 % Niaxin 21,4–23 mg/g VitaminE 1,4 mg% Pyridoxin Biotin 7,1–12 mg/g 0,8 mg/g Vitamin K Vitamin B 1 1,9 mg% 0,54 mg% A.pantothenic 13–21,5 mg/g Vitamin B2 0,29 mg% A.folic 1,9 mg/g Vitamin PP 2,3 mg% Bảng 2.5 : Thành phần vitamin • Một số enzym trong đậu nành: Enzym là chất xúc tác sinh học, làm tăng tốc độ quá trình biến đổi trong cơ thể. Bao gồm các enzym sau: - Ureaza: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua thành ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống. - Lipaza: thủy phân glycerit tạo thành glycerin và axit béo. - Phospholipaza: thủy phân este của axit acetic. - Lipoxyenaza: xúc tác phản ứng chuyển H 2 trong axit béo. - Amylaza: là enzym thủy phân tinh bột, gồm 2 loại: enzym α-amylaza và β-amylaza, chiếm một tỷ lệ khá lớn trong hạt đậu nành. Người ta thường bổ sung enzym amylaza trong các phế phẩm đậu nành như bột sữa đậu nành, có tác dụng tăng cường sinh lực chống suy dinh dưỡng ở trẻ em, cung cấp chất đạm cần thiết cho con người. • Tro Trong đậu nành, tro chiếm hàm lượng khoảng 4,6%. Thành phần P 2 O 5 SO 3 K 2 O Na2O CaO Cl MgO Chất khác 1.17% Hàm lượng 0,6–2,18% 0,41–0,44% 1,91–2,64% 0,38% 0,23–0,63% 0,025% 0,22–0,55% 1,17% Bảng 2.6 : Thành phần tro của đậu nành theo phần trăm chất khô. http://www.ebook.edu.vn 6 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương  Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành: Cây đậu tương là cây lương thực có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng. Ngoài sử dụng trực tiếp ở dạng hạt khô, các sản phẩm chế biến từ hạt đậu tương rất đa dạng như đậu phụ, sữa đậu nành, nước tương, dầu đậu nành, giá đỗ, bột đậu nành,… Ngoài ra, thân và lá đậu tương cũng có tác dụng cải tạo đất rất tốt, giúp tăng năng suất của các loại cây trồng khác. Qua thành phần hóa học của hạt đậu nành cho thấy đây là loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng protein trung bình 38-42%, lipit 18-20%, giàu nguồn sinh tố và muối khoáng. Đậu nành là loại hạt duy nhất mà giá trị của nó được đánh giá đồng thời cả protein và lipit. Nếu đem so giữa đậu nành với các loại đậu khác thì hàm lượng chất béo trong đậu nành gấp 15 lần, protein gần gấp rưỡi.  Về giá trị lipit: đậu nành có chứa hàm lượng dầu béo cáo hơn các loại đậu khác nên được xem là cây cung cấp dầu thực vật. Lipit của đậu nành chứa một tỷ lệ cao các axit béo chưa no có hệ số đồng hóa cao, mùi vị thơm ngon. Dùng dầu đậu nành thay mỡ động vật có thể tránh được bệnh xơ cứng động mạch, sự tăng cholesteron trong máu. Trong công nghiệp sản xuất nước trái cây, dầu đậu nành cũng được cho vào để kéo dài thời gian bảo quản.  Về giá trị protein: đậu nành đứng hàng đầu về hàm lượng protein so với các loại thực phẩm khác, đồng thời chứa đầy đủ thành phần axit amin không thay thế, do đó đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao nên được nhiều người ưa chuộng.  Với hàm lượng protein trung bình từ 38-42% là cao hơn cả so với cá, thịt và cao gấp hai lần hàm lượng protein có trong các loại đậu khác.  Protein của đậu nành dễ tiêu hóa hơn protein của thịt và không có thành phần tạo cholesteron. Ngoài ra các nghiên cứu khoa học đã chứng minh đậu nành có khả năng làm giảm lượng cholesterol trong máu từ 12% - 15%. Nước: Nước là một nguyên liệu cơ bản không thể thiếu trong sản xuất sữa đậu nành và hầu hết trong các loại nước giải khát khác. Nước chiếm 70-80% trong sữa đậu nành thành phẩm. Thành phần, các tính chất lý hóa, vi sinh của nước sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến kĩ thuật sản xuất và chất lượng của sản phẩm. Do đó, nước dùng trong sản xuất nước giải khát nói chung và sữa đậu nành nói riêng có yêu cầu khá nghiêm ngặt như sau:  Chỉ tiêu cảm quan - Trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ. - Đảm bảo tính chất vi sinh như chỉ số E.coli không lớn hơn 3. - Là loại nước mềm, hàm lượng các muối.  Chỉ tiêu hóa học pH = 6 ÷ 7 Là loại nước mềm, hàm lượng các muối, kim loại phải thỏa mãn tối thiểu phải thỏa mãn các chỉ tiêu trong bảng dưới đây: http://www.ebook.edu.vn 7 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 Chỉ tiêu Độ cứng chung Hàm lượng H 2 SO 4 Hàm lượng Cl2 Hàm lượng As Hàm lượng Pb Hàm lượng F Hàm lượng Zn Hàm lượng Cu Hàm lượng Fe Độ oxi hóa GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương Hàm lượng yêu cầu ≤ 7 mg/l ≤ 80 mg/l ≤ 0,5 mg/l ≤ 0,05 mg/l ≤ 0,1 mg/l ≤ 3 mg/l ≤ 5 mg/l ≤ 3 mg/l ≤ 0,3 mg/l ≤ 2 mgO2/l Bảng 2.7: Quy định chung về thành phần hoá học của nước dùng trong sản xuất nước giải khát.  Chỉ tiêu vi sinh - Tổng số vi sinh vật hiếu khí: dưới 100 con/ml. - Chỉ số E.coli: dưới 20 con/ml. - Chuẩn số E.coli: trên 50 con/ml. Vi sinh vật không gây bệnh: không có. Đường: Lượng đường trong nước giải khát chiếm khoảng 8 – 10 %. Ngoài việc cung cấp năng lượng đường còn có tác dụng điều chỉnh hài hòa giữa độ chua, độ ngọt và mùi thơm của nước giải khát, có thể sử dụng nhiều loại đường khác nhau tuy nhiên thông dụng nhất vẫn là đường saccarose bởi saccarose không có hậu vi xấu Trong sữa đậu nành, lượng đường chiếm khoảng 3-10%, có thể sử dụng từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng thông dụng nhất là đường saccharoza kết tinh, gồm có: đường tinh luyện (RE), đường cát trắng (RS) trong đó đường cát trắng chia làm 3 hạng: thượng hạng, hạng 1, hạng 2… - Ngoài đường kết tinh có thể sử dụng đường khác nhau: đường nước, đường tán…Tuy nhiên chất lượng không tốt bằng đường kết tinh về mặt cảm quan. - Đường là thành phần chính trong nước giải khát và mức độ quan trọng chỉ đứng sau nước, nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước giải khát nói chung và sữa đậu nành nói riêng. Chỉ tiêu của đường dùng cho nước giải khát: Theo tiêu chuẩn TCVN 1695-87: http://www.ebook.edu.vn 8 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương Chỉ Tiêu Hàm lượng saccarose =%hất khô không nhỏ hơn Độ ẩm =%khối lượng không lớn hơn Hàm lượng đường khử=%khối lượng không lớn hơn Hàm lượng tro =%khối lượngkhông lớn hơn Độ màu=độ Stame( 0 ST)không lớn hơn Đường tinh luyện 99,8 0,035 0,03 0,03 1,2 Thượng hạng 99,75 0,05 0,05 0,05 1,4 Đường cát trắng Hạng 1 99,62 0,07 0,10 0,07 2,5 Hạng 2 99,48 0,08 0,18 0,10 5,0 Hình dạng Mùi vị Màu sắc Tinh thể đồng đều, tơi khô, không còn cục Tinh thể đường như dung dịch đường trong nước cất, có vị ngọt, không có mùi vị lạ Trắng sáng 3. Các sản phẩm từ hạt đậu nành Qua thành phần hóa học của hạt đậu nành, ta có thể thấy được rằng đậu nành là một loại hạt có giá trị dinh dưỡng rất cao. Mặt khác, đậu nành lại là một loại cây rất dễ trồng. Do đó, từ rất lâu, con người đã khai thác những ích lợi do nó mang lại bằng cách tạo ra rất nhiều dạng thực phẩm khác nhau từ đậu nành. Các sản phẩm thực phẩm được chế biến từ đậu nành hết sức đa dạng như đậu phụ, nước tương, chao, dầu đậu nành, bột đậu nành, sữa đậu nành,… . Công nghệ chế biến sữa đậu nành http://www.ebook.edu.vn 1 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 1. Giới thiệu sơ lược về sữa đậu nành: GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương Sữa đậu nành là sản. dạng thực phẩm khác nhau từ đậu nành. Các sản phẩm thực phẩm được chế biến từ đậu nành hết sức đa dạng như đậu phụ, nước tương, chao, dầu đậu nành, bột đậu nành, sữa đậu nành, … . sản phẩm chế biến từ hạt đậu tương rất đa dạng như đậu phụ, sữa đậu nành, nước tương, dầu đậu nành, giá đỗ, bột đậu nành, … Ngoài ra, thân và lá đậu tương cũng có tác dụng cải tạo đất rất tốt, giúp