khảo sát quy trình chế biến sữa chua từ đậu nành nảy mầm

Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian nảy mầm thích hợp để sản phẩm yaourt đậu nành có chất lượng, hàm lượng polyphenol, vitamin C cao và giá trị cảm quan tốt là 36 giờ với 11% đường và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

Giảng viên hướng dẫn

Ths Dương Thị Phượng Liên

Cần Thơ, 2014

Luận văn đính kèm sau đây với tên đề tài “KHẢO SÁT QUY TRÌNH CHẾ

BIẾN SỮA CHUA TỪ ĐẬU NÀNH NẢY MẦM” do Nguyễn Ngọc Hầu thực

hiện và báo cáo đã dược hội đồng chấm luận văn thông qua

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

Chủ tịch hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình luận văn nào trước đây

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Hầu

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập tại Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ, em được Ban giám hiệu nhà trường cùng toàn thể Quý Thầy Cô bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã tận tình truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm về chuyên môn cũng như những kinh nghiệm trong cuộc sống để

em vận dụng vào trong thực tế

Nay em xin chân thành gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu nhà trường và toàn thể Quý Thầy Cô bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình và hết lòng của cô Dương Thị Phượng Liên đã tận tình dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện cho em được thực hiện và hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Bên cạnh đó, cũng xin chân thành cảm ơn các anh chị, các bạn trong nhóm

đã luôn đồng hành, trao đổi ý kiến giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng, một lần nữa cho em gởi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Cần Thơ, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Quý Thầy Cô bộ môn Công nghệ Thực phẩm, cô Dương Thị Phượng Liên cùng các anh chị và các bạn

Em xin gởi đến tất cả những lời chúc sức khỏe và thành công nhất trong công việc của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Ngọc Hầu

Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian nảy mầm thích hợp để sản phẩm yaourt đậu nành có chất lượng, hàm lượng polyphenol, vitamin C cao và giá trị cảm quan tốt

là 36 giờ với 11% đường và 1,78% sữa bột để dịch sữa trước khi lên men đạt hàm lượng chất khô không béo là 14,5%, tỉ lệ khối lượng giống vi khuẩn là 0,01% thích hợp cho quá trình lên men sản phẩm

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM LƯỢC iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH SÁCH HÌNH ix

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 ĐẬU NÀNH 2

2.1.1 Giới thiệu về đậu nành 2

2.1.2 Thành phần cấu tạo 2

2.1.3 Thành phần hóa học thảo mộc trong đậu nành 8

2.1.4 Sơ lược về đậu nành nảy mầm 10

2.2 SỮA CHUA VÀ SỮA CHUA ĐẬU NÀNH 11

2.2.1 Sữa chua 11

2.2.2 Sữa chua đậu nành 12

2.2.3 Cơ sở của quá trình lên men lactic 13

2.3 MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU KHÁC 18

2.3.1 Sữa tươi 18

2.3.2 Sữa bột 18

2.3.3 Đường 19

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 21

3.1.1 Thời gian và địa điểm 21

3.1.2 Nguyên liệu 21

3.1.3 Thiết bị, dụng cụ 21

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.2.1 Phương pháp thí nghiệm 21

3.2.2 Phương pháp phân tích 21

3.3 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 22

3.4 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 23

3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến chất lượng sản phẩm 23

3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế giá trị cảm quan và chất lượng yaoourt 24

3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến quá trình lên men và chất lượng yaourt 25

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NẢY MẦM ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 26

4.2.1 Ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến chất lượng dịch sữa 26

4.2.2 Ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến chất lượng yaourt 27

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ PHỐI CHẾ ĐẾN GIÁ TRỊ CẢM QUAN VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA YAOURT 30

4.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế đến cấu trúc và khả năng giữ nước của sản phẩm 30

4.2.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế đến hàm lượng polyphenol và vitamin C trong sản phẩm 30

4.2.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế đến giá trị cảm quan của sản phẩm 31

4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ GIỐNG CẤY ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ CHẤT LƯỢNG YAOURT 33

4.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến cấu trúc và khả năng giữ nước của sản phẩm 33

4.3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến hàm lượng polyphenol và vitamim C trong sản phẩm 33

4.3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến giá trị cảm quan của sản phẩm 34

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36

5.1 KẾT LUẬN 36

5.2 ĐỀ NGHỊ 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC THỐNG KÊ x

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (tính theo căn bản khô, %) 4

Bảng 2.2 Thành phần acid amin trong protein đậu nành 4

Bảng 2.3 Thành phần hydrocacbon trong đậu nành 6

Bảng 2.4 Thành phần chất khoáng trong 100g đậu nành 7

Bảng 2.5 Thành phần vitamin trong đậu nành 7

Bảng 2.6 Các biến đổi sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men 16

Bảng 3.1 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu theo dõi 21

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu phân tích thành phần trong dịch sữa đậu nành 23

Bảng 4.1 Một số thành phần trong dịch sữa đậu nành nảy mầm 26

Bảng 4.2 Thành phần của dịch sữa đậu nành sau khi bổ sung chất khô không béo 26 Bảng 4.3 Kết quả thống kê ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến cấu trúc và khả năng giữ nước của sản phẩm 27

Bảng 4.4 Kết quả thống kê ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến hàm lượng polyphenol và vitamin C trong sản phẩm 28

Bảng 4.5 Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế đến cấu trúc và khả năng giữ nước của sản phẩm 30

Bảng 4.6 Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế đến hàm lượng polyphenol và vitamin C trong sản phẩm 31

Bảng 4.7 Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến cấu trúc và khả năng giữ nước của sản phẩm 33

Bảng 4.8 Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến hàm lượng polyphenol và vitamin C trong sản phẩm 34

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Hạt đậu nành 3

Hình 2.2 Lactobacillus bulgaricus (a) và Streptococcus thermophilus (b) 14

Hình 2.3 Sự chuyển hóa các chất trong quá trình lên men yaourt 15

Hình 2.4 Sơ đồ phát triển của vi sinh vật trong môi trường 18

Hình 3.1 Quy trình chế biến sữa chua đậu nành 22

Hình 4.1 Sự tương quan giữa các thuộc tính cảm quan với thời gian nảy mầm của sản phẩm yaourt đậu nành 29

Hình 4.2 Sự tương quan giữa các thuộc tính cảm quan với tỉ lệ phối chế của sản phẩm yaourt đậu nành 32

Hình 4.3 Sự tương quan giữa các thuộc tính cảm quan với tỉ lệ giống cấy của sản phẩm yaourt đậu nành 35

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày xưa, khi đất nước còn nghèo và lạc hậu chúng ta thường nghe nói “ăn no mặc ấm” Nhưng ngày nay, đất nước đang trên đà phát triển thì câu nói ấy được thay thế bằng câu “ăn ngon mặc đẹp” Tuy nhiên, nhu cầu con người không chỉ dừng lại ở ăn ngon mà còn đòi hỏi cao hơn thế đó là ăn phải bổ dưỡng, đầy đủ chất dinh dưỡng và

đa dạng các loại thực phẩm

Sữa đậu nành là một loại sữa được làm từ đậu nành, theo các nhà nghiên cứu thì việc kiên trì dùng sữa đậu nành hằng ngày sẽ làm giảm được lượng cholesterol trong máu, hạ huyết áp và đề phòng chứng xơ cứng động mạch ở người lớn tuổi Ngoài lượng lớn protein, trong sữa đậu nành còn có chứa 8 loại acid amin thiết yếu đối với cơ thể con người như: lysine, methionine, isoleucine, leucine, phenyl alanine, threonine, tryptophane, valine

Để nâng cao giá trị dinh dưỡng của đậu nành và khắc phục những hạn chế đối với sữa đậu nành bằng cách bắt đầu quá trình với đậu nành nảy mầm trong thời gian ngắn Quá trình nảy mầm có nhiều tác dụng trong việc nâng cao giá trị dinh dưỡng

và làm giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng như: tăng hàm lượng vitamin (vitamin C)

và muối khoáng có lợi (canxi), cải thiện khả năng tiêu hóa protein, giảm nồng độ các chất ức chế trypsine, lecitine, acid phytide và hoạt động của enzyme lipoxygenase, làm tăng lượng phenol, aglycones isoflavone và glycosides saponin Sữa chua, sản phẩm lên men từ sữa rất có lợi cho cơ thể, có tác dụng chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế rối loạn đường ruột, làm giảm tác dụng phụ do

sử dụng thuốc kháng sinh, giảm viêm loét dạ dày, ngăn ngừa loãng xương,…

Chính vì những lý do trên, đề tài nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua từ đậu nành nảy mầm được thực hiện

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích tạo ra sản phẩm yaourt đậu nành có chất lượng tốt, có giá trị cảm quan cao và đặc biệt có hoạt chất polyphenol cao Để đạt được mục đích đó, đề tài đã tiến hành nghiên cứu các nội dung sau:

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến chất lượng của sản phẩm

Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế (đường và sữa bột) đến giá trị cảm quan của yaourt

Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống vi khuẩn đến quá trình lên men và chất lượng

yaourt

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 ĐẬU NÀNH

2.1.1 Giới thiệu về đậu nành

Đậu nành có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill, thuộc họ đậu Fabaceae (Lê Quang Long, 2005), là một trong những cây trồng quan trọng cung cấp protein và dầu thực vật trên thế giới (Khan et al, 2004) Đây là cây trồng có giá trị dinh dưỡng

cao được các nhà khoa học xếp vào một trong những cây trồng thuộc dạng “thực phẩm chức năng” và đóng vai trò thiết yếu để nâng cao tiêu chuẩn thực phẩm cho con người ở những nước đang phát triển trong tình trạng thiếu hụt protein

(Chaudhary, 1985) Lượng dầu của cây đậu nành đứng ở vị trí thứ nhất trong tổng

số dầu thực vật được tiêu thụ trên thế giới (http://worldvegetableoil)

Đậu nành có nguồn gốc tại Mãn Châu (Trung Hoa) khoảng 5000 năm trước đây, nhưng mãi đến 3000 năm 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 khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu của 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 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 của thế giới nằm ở Mỹ, nước 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 Đồng Nai, Đắk Lắk và Đồng Tháp Theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục Trưởng Cục trồng 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 đáp ứng được 25% nhu cầu sử dụng trong nước và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm

2.1.2 Thành phần cấu tạo

Đậu nành là cây bụi nhỏ, cao trung bình 1m, có lông toàn thân Lá có 3 chét hình bầu dục Chùm lông mọc ở nách lá, bông có màu trắng hoặc tím Trái có nhiều lông vàng, dài 3 ÷ 4 cm, rộng 0,8 cm, mỗi trái có từ 3 ÷ 5 hạt Cây đậu nành là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt và chịu hạn

Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt:

- pH của đất trồng: 6,0 ÷ 6,5

- Nhiệt độ: 25 ÷ 30oC

- Lượng mưa: 500 ÷ 700 mm

- Đất trồng có nhiều chất hữu cơ với độ ẩm trung bình

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

Ngoài ra, cây đậu tương có tác dụng cải tạo đất, tăng năng suất cho cây trồng khác

do bộ rễ có nốt sần chứa vi sinh vật cố định đạm (vi khuẩn Rhizobium cộng sinh

trên rễ cây họ đậu) bổ sung nguồn đạm cho đất Rễ, thân, lá đậu tương sau khi thu hoạch để lại cho đất lượng chất hữu cơ giàu đạm Do đó, nơi trồng nhiều đậu thì đất tơi xốp, thoáng khí Các cây trồng sau đều sinh trưởng tốt, năng suất cao

Đậu nành là một loại hạt giàu protein, glucid, lipid, muối khoáng và vitamin Do đó trong công nghiệp thực phẩm, đậu nành được xem là một nguyên liệu quan trọng để xản xuất dầu thực vật và các sản phẩm lên men

Hạt đậu nành có nhiều hình dạng như: tròn,

dẹp,… và màu sắc khác nhau như hạt màu vàng,

đỏ, xanh lục, nâu đen,… Trong đó đậu nành có

màu vàng là loại tốt nhất nên được trồng và sử

dụng nhiều nhất

Hạt đậu nành có 3 bộ phận: vỏ hạt, phôi, tử diệp

- Vỏ hạt: chiếm 8% khối lượng hạt, là lớp

ngoài cùng, thường có màu vàng hay màu trắng

Vỏ bảo vệ phôi mầm, chống lại nấm và vi khuẩn

- Phôi: chiếm 2% khối lượng hạt, là rễ mầm – phần sinh trưởng của hạt khi hạt lên mầm

- Tử diệp: chiếm 90% khối lượng hạt, là hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng của hạt, chứa hầu hết chất đạm và chất béo của hạt

Hình 2.1 Hạt đậu nành

(Nguồn: sangiaodichnongsan247.com)

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (tính theo căn bản khô, %)

Các thành phần của

hạt đậu nành

% trọng lượng của hạt

Trong protein đậu nành thì globulin chiếm khoảng 85 ÷ 90% hàm lượng protein, ngoài ra còn lượng nhỏ albumin, glutein và prolamin

Protein của đậu nành có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế như: valine, leusine, isoleusine, phenylalanine, tryptophan, threonine, lysine, methionine

Thành phần acid amin trong protein của đậu nành còn có các acid amin khác có số lượng khá cao tương đương lượng acid amin có trong thịt

Bảng 2.2 Thành phần acid amin trong protein đậu nành

(Nguồn: Cơ sở dữ liệu USDA, 2010)

Tuy nhiên, đậu nành vẫn có mặt các chất kháng dinh dưỡng là các chất ức chế hoạt tính của enzyme protease, saponin cũng như các yếu tố khác: allergenic, goitrogenic

và gachitogenic có thể cũng có mặt Chất kháng protease có một chức năng tự nhiên

bên trong hạt đậu có tác dụng bảo vệ nó chống lại sự tấn công của chim hoặc sự xâm nhiễm của vi khuẩn Khi hạt đậu nành này được cho gia súc dạ dày đơn ăn, các yếu tố này ức chế trypsine và trymotrypsine là các enzyme được tiết ra bởi tuyến tụy của gia súc, kết quả làm giảm hoạt động tiêu hóa và chuyển hóa thức ăn

Để làm biến tính các yếu tố kháng dinh dưỡng có mặt trong đậu nành, xử lý nhiệt là phương pháp hiệu quả nhất Nhiều công nghệ chế biến khác nhau đã được phát triển, mà tất cả đều dựa vào sự đun nóng trong một thời gian nhất định

 Tính chất của protein đậu nành

Tính tan: bị ảnh hưởng bởi pH Protein đậu nành ít tan ở pI = 4,5 Ở càng xa pH này, protein càng tan nhiều Nhiệt độ làm biến tính và giảm tính tan của protein Sau đó, một số protein có thể phân cắt thành những thành phần nhỏ hơn và tan lại Tính hấp thu nước và giữ nước: protein đậu nành có khả năng hòa tan cũng có khả năng hấp thu nước cao Tính chất giữ nước của protein làm tăng độ ẩm cho thực phẩm, cải thiện tính cảm quan, tăng hiệu suất chế biến

Tính tạo gel: protein đậu nành có thể tạo gel Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel (mạng lưới không gian 3 chiều vô định hình, rắn trong đó chứa đầy pha phân tán là nước) Khả năng tạo màng, tạo sợi: có khả năng tạo màng do phản ứng trùng hợp nhiệt xảy

ra đồng thời với sự bay hơi nước và có thể kéo thành sợi do sự sắp xếp lại mạch của các phân tử theo một chiều hướng nhất định

Tính hấp thu chất béo và nhũ hóa: trong môi trường có hai pha dầu và nước, protein tan ở mặt liên pha Phần ưa nước quay ra pha nước, phần không phân cực hướng về pha dầu Do đó, protein có thể hấp thu chất béo làm cho sản phẩm thịt không bị chảy mỡ, làm cho dầu và nước lẫn vào nhau ở dạng nhũ tương – là hệ phân tán của hai chất lỏng không trộn lẫn nhau được, trong đó một chất ở dưới dạng những giọt nhỏ của pha bị phân tán, còn chất kia ở dưới dạng pha phân tán liên tục

Tính tạo bọt: tương tự với sự nhũ hóa Trong đó pha phân tán là không khí thay vì

dầu (Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

+ Acid linoleic: 52 ÷ 65% lượng dầu thô

+ Acid linolenoic: 2 ÷ 3% lượng dầu thô

+ Acid oleic: 25 ÷ 36% lượng dầu thô

Các acid béo no, không thay thế:

+ Acid palmitic: 6 ÷ 8% lượng dầu thô

+ Acid stearic: 3 ÷ 5% lượng dầu thô

+ Acid arachidonic: 0,4 ÷ 1% lượng dầu thô

Lecithine chiếm khoảng 2% lượng dầu thô, đó là loại phospholipid phức tạp và được dùng như một chất tạo nhũ tương, chất chống oxy hóa trong chế biến thực phẩm, trong y học và mỹ phẩm

Trong đậu nành không chứa cholesterol nên không gây hại cho hệ thống tim mạch

 Hydrocacbon

Hydrocacbon chiếm khoảng 34% trên căn bản khô của hạt đậu nành Phần này không có chứa tinh bột do đó ít có giá trị dinh dưỡng so với protein và chất béo Carbohydrate hòa tan vào khoảng 10% gồm có các đường không khử như: sucrose, raffinose, stachyose Raffinose và stachyose là các oligosaccharide mà con người không thể tiêu hóa được Chúng đi đến ruột già và vi sinh vật đường ruột lên men sinh khí CH4, H2, và CO2 dẫn đến hiện tượng tạo khí trong cơ thể

 Chất khoáng

Thành phần chất khoáng chiếm khoảng 5% trong lượng của hạt đậu nành Trong đó đáng chú ý nhất là canxi, photpho, mangan, kẽm và sắt Các chất này trong đậu nành có giá trị sinh học không cao vì acid phytic trong đậu nành kết hợp với chúng tạo thành các chất phytate không tan

Bảng 2.5 Thành phần vitamin của đậu nành

(Nguồn: Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

- Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo

- Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo

- Amylase: là enzyme thủy phân tinh bột gồm 2 loại enzyme  -amylase và

 -amylase chiếm một tỉ lệ khá lớn trong hạt đậu nành Người ta thường bổ sung enzyme amylase trong các chế phẩm đậu nành như bột sữa đậu nành có tác dụng tăng cường sinh lực chống suy dinh dưỡng ở trẻ em

Raffinose và stachyose là các oligosaccharide gây hiện tượng sinh hơi trong ruột

Hầu hết các thành phần có hại này đều bị phá hủy bởi nhiệt Do đó, nên ăn đậu nành

đã được nấu kỹ (Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

2.1.3 Thành phần hóa học thảo mộc trong đậu nành

 Protease inhibitor

Dr Walter Troll thuộc trường Đại học Y khoa New York Medical Center (1980) đã khám phá ra rằng chất protease inhibitor có khả năng ngăn cản không cho bệnh ung thư phát triển trên các loài động vật Sau đó các nhà khoa học đã khảo sát và thử nghiệm chất protease inhibitor trong đậu nành ở phòng thí nghiệm và thấy rằng nó

có tác dụng chống lại sự phát triển mầm ung thư kết tràng, ung thư phổi, ung thư miệng,…

Protease inhibitor ngăn ngừa sự tác động của một số gen di truyền gây nên chứng ung thư Nó cũng bảo vệ các tế bào cơ thể không cho hư hại, gây nên bởi sự tác động của môi trường xung quanh như tia nắng, phóng xạ và các chất có thể tấn công ADN

 Phytate

Phytate la một hợp thể chất kháng phosphorus và inositon Các nhà khoa học đã chứng minh phytate không những có tác dụng nhăn ngừa mầm ung thư còn có khả năng ngừa bệnh tim mạch

Mặt khác phytate có tác dụng ngăn cản sự hấp thụ sắt trong ruột do đó bảo vệ chúng

ta khỏi chứng có quá nhiều chất sắt, yếu tố nguy hại đến chứng nhồi máu cơ tim Phytate hoạt động giống như chất antioxdase, vitamin C và β-carotein

Phytosterol cũng có khả năng làm giảm sự phát triển của các bướu ung thư kết tràng

và chống lại ung thư da

 Saponin

Năm 2007, các nhà khoa học Hàn Quốc và Nhật Bản sau khi xác định thành phần saponin trong đậu nành đã thử hoạt tính của nó trên chuột đực 5 tuần tuổi bằng cách tiêm qua tĩnh mạch đuôi Kết quả cho thấy saponin trong đậu nành có tác dụng ngăn cản sự di căn của những tế bào ung thư

Nhiều công trình nghiên cứu khác đã chỉ ra saponin là một hợp chất có đặc tính giống như antioxidant Saponin có khả năng trực tiếp ngăn cản sự phát triển ung thư kết tràng đồng thời làm giảm lượng cholesterol trong máu

 Phenolic acid: chống oxy hóa và phòng ngừa các nhiễm sắc thể ADN khỏi bị tấn công bởi những tế bào ung thư

 Lecithin

Khi nghiên cứu thành phần hoạt chất trong đậu nành các nhà khoa học đã nhận thấy, đạm đậu nành chứa 3% lecithin, đóng một vai trò quyết định trong việc kích thích sự biến dưỡng ở khắp các tế bào cơ thể Lecithin có khả năng làm gia tăng trí nhớ bằng cách nuối dưỡng tốt các tế bào não và hệ thần kinh, làm vững chắc các tuyến và tái tạo các mô tế bào cơ thể Ngoài ra, lecithin có tác dụng cải thiện hệ thống tuần hoàn, bổ xương và tăng cường sức đề kháng Khi hệ thần kinh thiếu năng lượng, chất lecithin ở đậu nành sẽ phục hồi năng lượng đã mất

Browman-Birk Inhibotor (BBI): BBI là một hóa thảo mới tìm thấy trong đậu nành,

có khả năng ngăn cản tiến trình phát triển mầm ung thư

 Omega-3 fatty acid

Là loại chất béo không bão hòa có khả năng làm giảm lượng cholesterol xấu, đồng thời làm tăng lượng cholesterol tốt trong máu

Nhiều nghiên cứu khoa học đã xác nhận tiêu thụ nhiều Omega-3 fatty acid giúp ngăn chặn sự phát triển của các bệnh tim mạch

 Isoflavone

Do những tính năng kỳ diệu trong việc phòng và điều trị bệnh, đặc biệt là các căn bệnh thời đại, isoflavone đang là hóa thảo thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học hiện nay

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

Probiotic, vi khuẩn lactic khi phát triển có thể chuyển hóa glycoside isoflavone thành dạng aglycone mà không phải cần bổ sung thêm chất dinh dưỡng nào Trong sữa đậu nành chưa lên men giàu glycoside, dạng aglycone thấp hơn Ngược lại, sữa đậu nành sau khi lên men lại có hàm lượng aglycone cao hơn so với glycoside do các vi khuẩn lactic có khả năng tiết ra enzyme β-glucosidase chuyển hóa thành glucoside trong cơ thể người, giúp ngăn chặn các bệnh mãn tính như ung thư và các bệnh về tim mạch

Lợi ích của isoflavone đậu nành:

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

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

- Giảm nguy cơ bệnh tim mạch, chứng loãng xương và tăng cường khả năng

tự miễn dịch (http://www.mdidea.com/products/herbextract/soy/data.html)

2.1.4 Sơ lược về đậu nành nảy mầm

Theo nghiên cứu của Susu Jiang và cộng sự năm 2013, để nâng cao giá trị dinh dưỡng của đậu nành và khắc phục những hạn chế đối với sữa đậu nành bằng cách bắt đầu quá trình với đậu nành nảy mầm trong thời gian ngắn Quá trình nảy mầm là một thời gian trao đổi mạnh mẽ, kết hợp với các quá trình như hô hấp, trao đổi cấu trúc dưới tế bào, tổng hợp phân tử và thủy phân, chuyển đổi, lưu trữ protein, chất béo và carbohydrate để hỗ trợ việc thành lập giống ban đầu Nảy mầm được công

nhận là phương pháp rẻ tiền và đơn giản, nó có nhiều tác dụng trong việc nâng cao giá trị dinh dưỡng và làm giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng như: tăng hàm lượng vitamin (vitamin C) và muối khoáng có lợi (canxi), cải thiện khả năng tiêu hóa protein, giảm nồng độ các chất ức chế trypsine, lecitine, acid phytide và hoạt động của enzyme lipoxygenase, làm tăng lượng phenol, aglycones isoflavone và glycosides saponin

2.2 SỮA CHUA VÀ SỮA CHUA ĐẬU NÀNH

2.2.1 Sữa chua

 Nguồn gốc của yaourt

Do sự nhiễm bẩn trong quá trình vắt sữa và sử dụng sữa dẫn đến sự phát triển của các nguồn vi sinh vật khác nhau Trong đó, hầu hết vi khuẩn lactic chiếm ưu thế do phát triển nhanh so với các vi sinh vật khác Người ta không thể ngăn ngừa sữa khỏi

bị chua ngay cả khi sữa được nấu sôi, nên đã quen dần với vị chua và dần dần đi sâu vào nghiên cứu để hiểu rõ giá trị của nó và nhận thấy rằng acid tạo thành trong quá trình lên men sữa có khả năng ngăn chặn bệnh ung thư và hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein giúp bảo quản sữa Do đó, các sản phẩm sữa lên men chua được biết rộng rãi ở nhiều quốc gia

Công nghệ lên men sữa do người du mục vùng Mount Elbus phát hiện ra từ xa xưa, xuất hiện đầu tiên ở các nước Đông Âu như: Bungari, Thổ Nhĩ Kỳ,… với nhiều tên gọi khác nhau nhưng phổ biến nhất là yaourt Các vi sinh vật phổ biến để sản xuất

yaourt là: Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus

Sự hình thành acid trong quá trình lên men làm cho casein trong sữa bị keo tụ và làm cho sữa bị tách ra Hiện tượng này được ứng dụng trong sản xuất phomai, tuy nhiên hiện tượng co gel và tách nước sữa không có lợi trong các sản phẩm sữa lên men vì chúng cần có một cấu trúc đồng nhất

Các sản phẩm sữa lên men tuy có nhiều tên gọi khác nhau nhưng có thể chia thành một vài nhóm chính, sự khác nhau giữa các nhóm này phụ thuộc vào: loại sữa sử

dụng, loại vi sinh vật và phương pháp chế biến sữa trước và sau khi lên men (Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

 Phân loại yaourt

Sản phẩm yaourt được phân loại như sau:

Yaourt truyền thống (set yogurt): sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản

xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lí, cấy giống rồi được xử

lý rót vào bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

Yaourt dạng khuấy (stirred yogurt): khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá

trình lên men bị phá hủy một phần nào đó do sự khuấy trộn cơ học Trong quy trình sản xuất yaourt dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lí và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao

bì Yaourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống

Yaourt uống (drinking yogurt) hay yaourt dạng lỏng: khối đông xuất hiện trong sản

phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng Điểm khác biệt là quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm

Yaourt lạnh đông (frozen yogurt): sản phẩm có dạng tương tự như kem (ice-cream)

quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lí và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói

Yaourt cô đặc (concentrated yogurt): quy trình sản xuất gồm các giai đoạn quan

trọng như: lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sản phẩm Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm Yaourt cô đặc còn có tên gọi là strained yaourt hay labneh

Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt có thể chia thành 3 nhóm sau:

Yaourt béo (Fat yogurt): hàm lượng béo sản phẩm không thấp hơn 3%

Yaourt bán gầy (Partially skimmed yogurt): hàm lượng chất béo nằm trong khoảng

0,5 ÷ 3%

Yaourt gầy (Skimmed yogurt): hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5% (Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

2.2.2 Sữa chua đậu nành

Sữa chua đậu nành được làm bằng cách lên men sữa đậu nành với vi khuẩn có lợi,

chủ yếu là Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus Quá trình này

tương tự như việc sản xuất sữa chua từ sữa bò

Trong một khám phá gần đây nhất, các nhà khoa học thuộc viện đại học University

of Massachusett ở Amherst đã cho biết soy yogurt tức sữa chua làm từ đậu nành và một số sản phẩm sữa chua pha trộn với trái cây có thể giúp kiểm soát cả bệnh tiểu

đường loại 2 lẫn cao huyết áp (Kahlidas Shetty et al, 2006)

Giáo sư Khalidas Shetty, trưởng công trình nghiên cứu trên cho rằng mặc dù bệnh nhân tiểu đường thường được khuyên không nên ăn đồ ngọt, song sữa chua có vai trò đáng kể trong phương pháp điều trị căn bệnh này

Bênh tiểu đường loại 2 chiếm 90% các ca bệnh tiểu đường ở Hoa Kỳ, gồm 20 triệu người trong số 200 triệu người trên toàn cầu, thường có liên hệ với chứng béo phì, cao huyết áp và gia tăng lượng mỡ cholesterol trong cơ thể

Từ những kết quả nghiên cứu, các nhà khoa học đưa ra lời khuyên rằng một chế độ dinh dưỡng giàu rau đậu và trái cây cùng với tập thể dục thường xuyên có thể ngăn chặn và giúp kiểm soát bệnh tiểu đường và huyết áp cao Với sữa chua, nhất là sữa chua đậu nành cần được xem là một phần quan trọng không thể thiếu trong thực đơn hằng ngày Ngoài việc giúp điều hòa lượng đường trong máu và áp suất máu, sữa chua đậu nành còn chứa rất nhiều vi khuẩn sống có ích cho cơ thể và mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như tăng hệ miễn dịch, giúp ngăn ngừa chứng viên khớp

và ổn định hệ tiêu hóa đối với những người có vấn đề rối loạn đường ruột

(http://saigonocean.com/suckhoe/SucKhoe/soyyogurt.htm)

2.2.3 Cơ sở của quá trình lên men lactic

Giống men được tìm thấy trong các sản phẩm sữa lên men cổ truyền phụ thuộc vào rất lớn vào nhiệt độ môi trường Quá trình lên men đồng thể vi khuẩn lactic tạo ra acid lactic là chủ yếu, trong khi quá trình lên men dị thể sản phẩm là acid lactic và hỗn hợp các chất khác nhau như các acid hữu cơ, aldehyde, CO2 Một số vi khuẩn lactic trong điều kiện thích hợp có thể lên men acid citric thành một số sản phẩm khác và diacetyl, diacetyl là một chất mùi quan trọng trong một số sản phẩm lên men, do đó các vi khuẩn này được gọi là vi khuẩn tạo mùi Hương thơm là hiệu quả kết hợp giữa axetaldehyt, lactat, diaxetyl và axetat, nhưng hơn 90% hương thơm là

do axetaldehyt (Kiều Hữu Ảnh, 2010)

2.2.3.1 Vi sinh vật trong lên men lactic

Chất lượng sữa chua phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của chủng vi sinh vật Đối với từng loại sữa chua, người ta dùng các chủng khác nhau, đảm bảo sao cho sữa chua có mùi vị đặc trưng

Một số chủng vi sinh vật thường dùng: Streptococcus lactic, Streptococcus cremoric, Streptococcus diacetyl lactic, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus,…

Trong quá trình lên men, các chủng vi sinh vật này không chỉ sản sinh ra acid lactic

mà còn các acid bay hơi, khí CO2, este, diacetyl Kết quả tạo cho sản phẩm có mùi

thơm đặc trưng Vi khuẩn cần thiết trong quá trình chế biến yaourt là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus phát triển

nhanh hơn Lactobacillus bulgaricus và nhiệt độ thích hợp cao hơn một ít Đến khi

sự phát triển của Streptococcus thermophilus bị chậm lại do acid sinh ra, lúc này Lactobacillus bulgaricus sẽ phát triển và làm độ acid tăng lên đến khi đạt cân bằng

giữa 2 loài Khi đó sản phẩm đã được ổn định

Nhiều người cho rằng Streptococcus tạo ra acid lactic còn Lactobacillus quyết định mùi vị và cấu trúc sản phẩm, nhưng cũng có giả thuyết cho rằng Streptococcus thúc

đẩy nhiều quá trình sinh hoá tạo hương thơm đặc trưng

Khi lấy từng giống riêng lẻ thì mùi vị và cấu trúc không bằng sự kết hợp cân đối giữa 2 loài Do đó, tỷ lệ giữa 2 giống thích hợp nhất là 1:1

Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ

45 ÷ 50oC trong môi trường có độ acid cao và có thể tạo đến 2,7% acid lactic từ đường lactose

Streptococcus thermophilus là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, phát

triển tốt ở nhiệt độ 50o

C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 ÷ 40oC nhưng chỉ phát triển

được trong môi trường có độ acid thấp hơn Lactobacillus bulgaricus

2.2.3.2 Các quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt

Quá trình sinh hóa chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose đầu tiên được chuyển hóa thành glucose và galactose Sau đó, các đường đơn này chuyển thành acid pyruvic và cuối cùng chuyển thành acid lactic theo sơ đồhình 2.3 sau:

(a) (b)

Hình 2.2 Lactobacillus bulgaricus (a) và Streptococcus thermophilus (b)

(Nguồn: doc-stock.com)

Hình 2.3 Sự chuyển hóa các chất trong quá trình lên men yaourt

(Nguồn: Dương Thị Phượng Liên, 2006)

Acid lactic sinh ra làm giảm giá trị pH của sữa đến điểm đẳng điện của protein sữa gây hiện tượng đông tụ của chúng Ngoài ra, do caseinate, chất này tác dụng của acid lactic được sinh ra tạo thành acid caseinic và acetate calcium Acid caseinic tự

do không hòa tan do đó tạo thành khối đông

+2H + H

+CO2, CH3CHO +1/2 O 2

Aceton

- 2H

Diacetyl

Lên men dị thể Lên men

Đồng thể

Bảng 2.6 Các biến đổi sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men

1 Trao đổi chất

carbohydrate

Lactose bị thủy phân bên trong tế bào vi khuẩn bằng enzyme

 - D - galactosidase tạo thành glucose và galactose Glucose được sử dụng chủ yếu để chuyển hóa tạo thành acid lactic Phức hệ calcium - caseinate - phosphate bị mất ổn định do sự hình thành acid lactic dẫn đến sự tạo thành khối đông yaourt

Sự tạo thành những thành phần mùi trong yaourt do bởi quá trình lên men của đường sữa như: acetaldehyde (2,4 ÷ 4,1 ppm), aceton (1,0 ÷ 4,0 ppm), acetion (2,5 ÷ 4,0 ppm), diacetyl (0,4 ÷ 13,0 ppm),…

2 Thủy phân

protein

Giống vi khuẩn trong sản xuất yaourt có khả năng thủy phân protein ở mức độ thấp tạo thành các peptid và acid amin, các chất này tham gia vào các phản ứng hóa học và phản ứng enzyme tạo thành những hợp chất mùi

Cả Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus

đều tạo được enzyme peptidase protein phân giải protein, peptid tạo thành các peptid gây đắng Kết quả của quá trình thủy phân protein là tạo thành nhiều acid amin tự do (23,6 ÷

4 Các chất khác Có sự gia tăng về thành phần niacin, acid folic trong quá trình

lên men, nhưng các vitamin khác như vitamin B1, B5, B6, B12

bị phân hủy tương đối nhiều

(Nguồn: Dương Thị Phượng Liên, 2006)

2.2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men

 Môi trường lên men

Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng nhất của môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men

là hàm lượng chất khô và pH Để quá trình lên men diễn ra nhanh và chất lượng sản phẩm tốt thì cần tính toán chính xác hàm lượng chất khô tối ưu của môi trường trước khi lên men

Mỗi loài có một pH tối ưu và một phạm vi pH cho sinh trưởng Hoạt tính trao đổi chất và sự phát triển của vi sinh vật phụ thuộc vào pH của môi trường do pH ảnh hưởng đến hoạt tính các enzyme trong tế bào và cơ chế vận chuyển các chất qua màng tế bào chất

Độ hoạt động của nước (aw) là số đo sự có sẵn của nước dùng được cho các chức năng sinh học và có liên quan tới hàm lượng nước có mặt trong thực phẩm dưới dạng tự do Trong các loại thực phẩm như: thịt tươi, cá, quả, rau, sữa và trứng giá trị

aw từ 0,98 ÷ 0,99 Giá trị aw tối thiểu cho sinh trưởng của vi khuẩn lactic là 0,9

(Kiều Hữu Ảnh, 2010)

 Điều kiện lên men

Lượng giống cấy: nếu lượng giống cấy quá ít, thời gian lên men kéo dài, các vi sinh vật tạp nhiễm trong môi trường lên men dễ phát triển và có thể gây hư hỏng sản phẩm Ngược lại, nếu lượng giống cấy quá nhiều, mặc dù thời gian lên men có thể được rút ngắn nhưng sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, ngoài ra còn ảnh hưởng đến lợi nhuận kinh tế

Nhiệt độ: khi nhiệt độ lên men thấp, quá trình lên men sẽ kéo dài, còn nhiệt độ quá cao thì các hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn lactic bị ức chế Các vi khuẩn lactic thuộc loài vi sinh vật ưa ấm nên sinh trưởng ở nhiệt độ môi trường dao động từ

10 ÷ 45oC Trong phạm vi nhất định, cứ khi nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ xúc tác

của một enzyme sẽ tăng gấp đôi (Kiều Hữu Ảnh, 2010)

Quá trình phát triển của vi sinh vật trong môi trường được chia thành các giai đoạn

hay các pha sau: pha tiềm phát, pha logarit, pha cân bằng và pha suy vong (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2010) và được thể hiện ở hình 2.4