khotailieu com FF292462

Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn I GIỚI THIỆU NGUYỆN LIỆU I.1 Tổng quan đậu nành Đậu nành, hay gọi đậu tương (tên khoa học: Glycine soja Siebold et Zucc Glycine max (L.) Merrill, hay Soya hispida Maxim), có nguồn gốc từ phương Đông, hóa Trung Quốc vào khoảng năm 644 trước CN Giới : Plantae Ngành Lớp :Magnoliophyta : Magnoliopsida Bộ : Fabales Họ Phân họ : Fabaceae : Faboideae Giống : Glycine Loài Tên thứ hai : max : Glycine max Điều kiện để đậu nành phát triển tốt: o pH đất trồng: 6,0 – 6,5 o Nhiệt độ: 25 – 300 C o Lượng mưa: 500 -700mm o Thời kì trồng : cuối mùa đông, đầu mùa hè Tính chất vật lý hạt đậu nành: o Hình dạng: từ tròn tới thon dài dẹt o Màu sắc: vàng, xanh, nâu đen o Kích thướt : 18-20g/100 hạt Cấu trúc hạt đậu nành: Hạt đậu nành gồm hai phần: vỏ hạt phôi Vỏ bao bọc bên để bảo vệ phôi bên Vỏ hạt dày hay mỏng tùy theo giống, vỏ chiếm khoảng % khối lượng hạt, phần phôi bên chứa hai tử diệp, chứa đạm dầu nên chiếm 90 % trọng lượng hạt (Đỗ Huy Bích cộng sự, 2004) Hình 1.1 : Cây đậu nành Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn I.1.1 Lịch sử phát triển đậu nành Năm 2838 trước công nguyên, hoàng đế Trung Quốc Sheng Nung viết Materia Medica Trong tài liệu này, đậu nành ghi có giá trị khả làm thuốc Đậu nành trồng Bắc Trung Quốc, từ truyền sang Nhật, Hàn Quốc Nam Á Đậu nành biết đến thứ thuốc tài liệu từ Trung Quốc, Ai Cập Mesopotamia năm 1500 trước công nguyên hay sớm Ở thời ấy, hợp chất lên mốc, lên men từ đậu nành sử dụng chất kháng sinh để trị vết thương giảm sưng Năm 1712, đậu nành giới thiệu vào Châu Âu Englebert Kaempfer, nhà thực vật học người Đức học Nhật Một nhà thực vật học người Thụy Điển Carl von Linne hoàn tất nghiên cứu đậu nành đặt tên cho Glycine max nốt sần rễ Không may đất khí hậu không thích hợp Châu Âu làm cho thử nghiệm sản xuất đậu nành bị ngưng Cây đậu nành đến Mỹ năm 1800 Thời đậu nành sử dụng ballast (vật nặng để giữ cho tàu thuyền thăng hàng) cho thuyền có hành trình xa từ Trung Quốc dỡ hàng nhường chỗ cho hàng hóa chuyến Vì tò mò, vài nông dân trồng hạt đậu nành Cây đậu nành trồng Mỹ đậu lớn lên Pennsylvania Năm 1829, nông dân Mỹ trồng đậu nành theo vụ đến năm 1898 Bộ Nông Nghiệp Mỹ đem số giống khác từ Châu Á Năm 1904, George Washington Carver khám phá đậu nành giàu protein dầu Người tiên phong đậu nành William J Morse trải qua hai năm Trung Quốc thu 10 000 giống đậu nành khác phục vụ cho mục đích nghiên cứu Mỹ Năm 1920, tiến sĩ John Harvey Kellogg đề thay đậu nành vào bữa ăn sữa đậu nành cho người tiêu dùng Tuy nhiên nông dân Mỹ không nắm bắt thời cánh đồng đậu nành Trung Quốc bị tàn phá chiến Chất béo ≤1% Pb ≤ % mg/kg As ≤ 0.5 % mg/kg Aflatoxin B1 ≤ μg/kg Tổng khuẩn lạc ≤ 30000 cfu/g 29 Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn E Coli (mpn/100g) âm tính Samonella âm tính V.3 SPI cho thực phẩm dinh dưỡng Bảng 5.3: Những giới hạn đặc trưng (%) Protein (N*6.25 dựa chất khô) ≥ 90 Độ ẩm ≤7 Chất béo ≤ 0.5 Tro ≤ 5.8 Fiber thô ≤1 Màu sắc cream Mùi trung tính Bảng 5.4: Phân tích hàm lượng vi khuẩn Đếm khuẩn lạc tiêu chuẩn ≤ 20000 per/g E Coli Âm tính Nấm men nấm mốc Salmonella (trong 25g) ≤ 100 per/g Âm tính 30 Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn VI THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ VI.1 Kết hợp enzyme siêu lọc Để làm tăng chất lượng sản phẩm soy protein, người ta xử lý hỗn hợp bột đậu nành tách béo-nước với enzyme sau thực bước siêu lọc Sử dụng enzyme Pectinase: Chế phẩm enzyme pectinase có lẫn hoạt tính phytase nuclease, nên sản phẩm thu có hàm lượng acid phytic, acid nucleic giảm Tính chất chức sản phẩm cải thiện khả hoà tan protein tăng so sánh với phương pháp truyền thống tách protein kết tủa acid Acid phytic acid inositol hexaphosphoric ảnh hưởng lớn đến tính chất chức giá trị dinh dưỡng protein đậu nành Hàm lượng phytic đậu nành khoảng 1.0-1.47 % tổng khối lượng chất khô, chiếm 60% hợp chất phosphor đậu nành Phytase enzyme thuỷ phân phytic acid thành myo- inositol photphate Enzyme có trồng hạt đậu nảy mầm Nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt động 45-50o C, pH tối ưu 5.0 - 5.7 Ezyme bền môi trường 3.5-7.0 Kết hàm lượng phytate 1.6-1.7 mg/1 g protein, 0.3-0.4 g ribonucleic/1 kg bột (truyền thống 21-22 mg/1g đậu nành 7-8 g ribonucleic/1 kg) Ngoài tính chất chức cao phương pháp kết tủa truyề n thống Sử dụng ezyme carbohydrase: Ta dùng nhiều enzyme thuỷ phân carbohydrate nguyên liệu, enzyme enzyme amylase (α β), arabinase, xylanase, cellulose, mannanase, arabinofuranosidase…Yêu cầu enzyme không chứa hoạt tính enzyme protease VI.2 Xử lý soy protein sóng âm Mục đích nghiên cứu để kiểm tra hiệu việc xử lý sóng siêu âm lên tính chất vật lý protein Đối với mục đích này, SPI xử lý với hệ thống máy dò sóng siêu âm bước sóng 20kHz bể sóng siêu âm (40 500 kHz) Hệ thống mẫu chuẩn bị với SPI nghiền suốt trình xử lý sóng siêu âm với máy dò 20kHz 15 phút Việc xử lý với sóng siêu âm máy dò 20kHz dẫn đến thay đổi quan trọng tính dẫn, vùng bề mặt đặc hiệu gia tăng đáng kể mà quan tâm cấu trúc thực phẩm giá trị gia tăng số hoạt động nhũ tương Khối lượng – đường kính, thể tích – đường kính trung bình bề mặt giảm đáng kể tất mẫu tất phương pháp xử lý Không có cải thiện tính chất tạo bọt nhũ hóa hệ thống mẫu soy protein sau xử lý bể chứa 500 kHz (Trích từ Physical properties of ultrasound treated soy proteins; Journal of Food Engineering Volume 93, Issue 4, August 2009, Pages 386-393) 31 Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn VI.3 Xử lý áp suất cao SPI Protein isolate ứng dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm nguồn gia vị quan trọng tính dinh dưỡng cao chức nó.Tuy nhiên số trường hợp ứng dụng bị giới hạn xung khắc tính hòa tan tính chất khác Để đạt tính chất mong muốn phương pháp vật lý, hóa học, hóa sinh sử dụng cho protein đậu nành.Gầ n ứng dụng áp suất cao vào phân tính tính chất protein thưc phẩm trở thành lĩnh vực quan tâm Xử lý áp suất cao 200-600MPa dẫn đến kết nhẹ giảm từ từ tính tan, tăng lên quan trọng bề mặt không ưa nước SH tự SPI tăng lên quan trọng sau xử lý áp suất cao 200MPa, giảm tăng thêm áp suất Xử lý áp suất cao làm tăng đáng kể số chuyển thành thể sữa làm giảm số nhũ tương Sư hóa keo nhiệt độ SPI giảm xử lý áp suất cao Ảnh hưởng xử lý áp suất cao phụ thuộc vào protein SPI hòa tan xử lý Kết cho thấy sử dụng áp suất cao để phân tích tính chất protein đậu nành cách thay đổi áp suất protein tập trung (Trích từ Effects of high-pressure treatment on some physicochemical and functional properties of soy protein isolates; Xian-Sheng Wang, Chuan-He Tang, BianSheng Li, Xiao-Quan Yang, Ling Li, Ching-Yung Ma; Department of Food Science and Technology, South China University of Technology and Food Science Lab, Department of Botany, The University of Hong Kong; January 2007) VI.4 Sự hình thành khối tụ hòa tan từ SPI thương mại không hòa tan, biện pháp xử lý siêu âm tính chất định hình chúng Sự hình thành dạng khối hòa tan từ SPI thương mại không hòa tan biện pháp đồng hóa kết hợp xử lý siêu âm biểu thị đặc điểm Sự đông đặc xử lý nhiệt khối kết tụ hòa tan định dạng tìm hiểu Việc phân tích điện di độ đục tính tạo tủa không hòa tan ban đầu SPI thương mại, hầu hết bao gồm tiểu phần glycinin, chuyển đổi thành khối tụ hòa tan Việc phân tích sắc ký loại bỏ thành phần kích thước cao (HPSEC) xác nhận hình thành khối tụ hòa tan Cả tương tác cộng hóa trị không cộng hóa trị, nghĩa tương tác kỵ nước, liên kết hydro, liên kết disulfide liên quan đến việc hình thành khối tụ hòa tan Việc hình thành khối tụ hòa tan cải thiện đáng kể khả định hình tác dụng nhiệt SPI thương mại (Trích từ Formation of soluble aggregates from insoluble commercial soy protein isolate by means of ultrasonic treatment and their gelling properties ; Journal of Food Engineering Volume 92, Issue 4, June 2009, Pages 432-437 ) 32 Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn VI.5 Sản xuất tính chất chất thủy phân casein bao gói viên vi capsule cách sấy phun với SPI Mục đích nghiên cứu để gói chặt chất thủy phân casein cách sấy phun với soybean protein isolate (SPI) nguyên liệu bên để làm loãng vị đắng sản phẩm Hai cách xử lý chuẩn bị: hai với 12g/ 100g rắn chứa hai đoạn đối xứng SPI: chất thủy phân ( 70 : 30 80 : 20), gọi M1 M2, theo thứ tự Mẫu đánh giá với đặc tính hình thái học, kích thước phân chia, tính hút ẩm, tính hòa tan, tính kỵ nước, tính nhiệt mùi đắng với panel cảm giác huấn luyện sử dụng cặp kiểm tra so sánh (mẫu không bao gói vi capsule mẫu bao gói vi capsule) Màng vi capsule có tường liên tục, nhiều mặt lõm không xốp Xử lý M1 M2 dưa kích thước phân đoạn trung bình 11.32 9.18 μm, theo thứ tự Nguyên liệu bao xung quanh và/hoặc bao vi capsule nâng tính hút ẩm chất thủy phân chất thủy phân tự có tính hút ẩm 53 g nước / 100g chất rắn tương ứng M1, M2 có 106.99 102.19 g nước / 100 g rắn Tuy nhiên, tính hút ẩm giảm, thiếu vắng đỉnh chất thủy phân bao vi capsule kết việc kiểm tra giác quan panel xem xét mẫu vi bao đáng (p < 0.05) không vi bao, sấy phun với SPI phương pháp hiệu vi bao làm suy giảm vị đắng chất thủy phân casein (Trích từ Production and properties of casein hydrolysate microencapsulated by spray drying with soybean protein isolate; LWT - Food Science and Technology Volume 42, Issue 5, June 2009, Pages 919-923) IV.6 Những ảnh hưởng việc xử lý enzyme chuyển hóa glutamin đến tính chất nhiệt protein isolate đậu nành Những ảnh hưởng liên kết cộng hóa trị enzyme chuyển hóa glutamin, đặc biệt từ nguồn vi khuẩn lên tính chất chức protein thực phẩm hay sản phẩm tập trung vào số nghiên cứu Một vài cải thiện tính chất chức (bao gồm khả hoạt động bề mặt, khả gel hóa ổn định nhiệt độ) protein thực phẩm kiểu liên kết tăng ứng dụng tiềm công nghiệp thực phẩm Những ảnh hưởng liên kết cộng hóa trị transglutaminase từ vi khuẩn (MTGase) lên tính chất nhiệt SPI bao gồm biến tính nhiệt chuyển đổi khảo sát máy quét đo nhiệt lượng truyền thống sửa đổi Xử lý MTGase làm tăng lên đáng kể nhiệt độ biến tính nhiệt glycinin beta conglycinin SPI Xử lý MTGase cải thiện khả SPI để chống lại biến tính urea gây Phân tích DSC cho thấy có hai chuyển đổi nhiệt độ (Tg) dòng tín hiệu ngược lại SPI (độ ẩm khoảng 5%), tương ứng từ 45 đến 180 C Những giá trị Tg SPI bị giảm xử lý MTGase (ở 37 C 2h) Những cải thiện khả hydrat hóa protein sư hình thành hợp chất cao phân tử có 33 Sản xuất protein isolate từ đậu nành GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn thể tính toán thay đổi tính chất nhiệt protein đậu nành gây liên kết MTGase (Trích từ Effects of transglutaminase treatment on the thermal properties of soy protein isolates; Chuan-He Tang , Zhong Chen, Lin Li, Xiao-Quan Yan; Department of Food Science and Technology, South China University of Technology; January 2006) 34 ... định hình tác dụng nhiệt SPI thương mại (Trích từ Formation of soluble aggregates from insoluble commercial soy protein isolate by means of ultrasonic treatment and their gelling properties ; Journal