Nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột đậu tương

Cây đậu tương có những đặc tính mà không phải bất kỳ một loại thực vật nào cũng có được, với hạt đậu tương có hàm lượng protein rất cao, giá trị của protein này gần như protein từ sữa bò

Bộ giáo dục và đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội

Trần thị minh thọ

Nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột đậu t-ơng

Luận văn thạc sỹ ngành công nghệ thực phẩm

Hà nội- 2008

Bộ giáo dục và đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội

LỜI CAM ĐOAN

Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi có sử dụng một số tài liệu

tham khảo trong và ngoài nước Tuy nhiên, tôi xin cam đoan các số liệu và

kết quả trong nghiên cứu này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để

bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi thông tin trích dẫn trong luận văn đều được

chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ đều được cảm ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2008

TÁC GIẢ

Trần Thị Minh Thọ

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc

nhất đối với PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh- Viện công nghệ sinh học và công

nghệ thực phẩm- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người đã hướng dẫn,

chỉ bảo tận tình, chu đáo trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn này

Nhân dịp này, tôi cũng cảm ơn Trường Cao Đẳng Công nghiệp Thực

phẩm, Trung tâm đào tạo và bồi dưỡng sau đại học - Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội, Viện công nghệ sinh học & công nghệ thực phẩm - Trường đại

học Bách Khoa Hà Nội, Anh Trọng Thơm- Giám đốc Nhà máy Sữa Trường

Xuân,Chương Mỹ, Hà Nội đã tạo điều kiện về thời gian và kiến thức cho tôi

trong xuốt quá trình học tập và nghiên cứu

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã luôn

giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình

học tập và nghiên cứu

TÁC GIẢ

Trần Thị Minh Thọ

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

QĐ-BYT: Quy định-Bộ Y tế

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1:Tình xuất đậu hình sản tương trên thế giới (1990-2003) 15

Bảng 1-2: Tình hình sản xuất đậu tương của một số nước (2000-2003) 15

Bảng 1-3 :Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam 17

Bảng 1-4: Các vùng trồng đậu tương ở Việt Nam năm 2000-2002 18

Bảng 1-5: Khả năng mở rộng diện tích đậu tương trên các vùng miền (nghìn ha) 18

Bảng 1-6: Thành phần hóa học của đậu tương 24

Bảng 1-7: Hàm lượng các axit amin có trong đậu tương 26

Bảng 1-8: Hàm lượng axit béo có trong đậu tương 27

Bảng 2- 1: Hệ số quan trọng của các chỉ tiêu cảm quan đối với sữa bột đậu tương 57

Bảng 2- 2: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu màu sắc 58

Bảng 2- 3: Thang điểm đánh giá mùi của bột đậu tương 59

Bảng 2- 4: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu vị của sữa bột đậu tương 60

Bảng 2- 5: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu trạng thái của sữa bột đậu tương 61

Bảng 3- 1: Tính chất cảm quan của đậu tương nguyên liệu 63

Bảng 3- 2: Các tính chất cơ lý của hạt đậu tương nguyên liệu 64

Bảng 3- 3: Thành phần hóa học của hạt đậu tương DT96 65

Bảng 3- 4: Tính chất cảm quan của các mẫu hạt sau ngâm 66

Bảng 3- 5: Sự tăng thể tích và khối lượng của hạt sau ngâm 67

Bảng 3- 6: Một số thành phần hóa học của mẫu đậu tương sau ngâm 69

Bảng 3- 7: Tính chất cảm quan của các mẫu hạt ngâm 2h sau khi hấp 72

Bảng 3- 8: Một số thành phần hóa học của các mẫu ngâm 2h sau khi hấp 73

Bảng 3- 9: Tính chất cảm quan của các mẫu hạt ngâm 2,5h sau khi hấp 75

Bảng 3- 10: Một số thành phần hóa học của đậu tương sau khi ngâm 2,5h đem đi hấp 76

Bảng 3- 11: Tỉ lệ, thành phần hạt sau khi tách vỏ 78

Bảng 3- 12: Tính chất cảm quan của các mẫu hạt sau sấy 79

Bảng 3- 13: Một số thành phần hóa học của các mẫu hạt sau sấy 81

Bảng 3- 14: Kích thước hạt bột của một số mẫu sữa bột đậu tương 83

Bảng 3- 15: Chiều cao của mức dịch trong với thời gian khác nhau 86

Bảng 3- 16: Tính chất cảm quan về mùi, vị của dịch sữa bột đậu tương 87

Bảng 3- 17: Tính chất cảm quan của sản phẩm khi bổ sung cacao 88

Bảng 3- 18: Tổng điểm đánh giá chất lượng cảm quản của mẫu sữa bột đậu tương có đường Trường Xuân 92

Bảng 3- 19: Tổng điểm đánh giá chất lượng cảm quan của mẫu sữa bột đậu tương có đường Nghiên cứu 92

Bảng 3- 20: Bảng kết quả phân tích phương sai các chỉ tiêu cảm quan của 2 sản phẩm sữa bột đậu tương có đường Trường Xuân và sản phẩm nghiên cứu 93

Bảng 3- 21: Kết quả so sánh 2 sản phẩm sữa bột đậu tương có đường nghiên cứu và sữa bột đậu tương Trường Xuân 94

Bảng 3- 22: Tổng điểm đánh giá chất lượng cảm quan của mẫu sữa bột đậu tương hương vị cacao Trường Xuân 95

Bảng 3- 23: Tổng điểm đánh giá chất lượng cảm quan của mẫu sữa bột đậu tương hương vị cacao nghiên cứu 95

Bảng 3- 24: Bảng kết quả phân tích phương sai các chỉ tiêu cảm quan của 2

sản phẩm sữa bột đậu tương hương vị cacao Trường Xuân và sản phẩm

nghiên cứu 96

Bảng 3- 25: Kết quả so sánh 2 sản phẩm sữa bột đậu tương hương vị cacao

nghiên cứu và Trường Xuân 97

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1- 3: Sự phân bố sản lượng đậu tương trên thế giới năm 2007 16

Hình 1- 4: Sơ đồ quy trình sản xuất bột đậu tương 31

Hình 2- 1: Đậu tương giống DT96 39

Hình 2- 2: Bột maltodextrin 39

Hình 2- 3: Bột cacao nguyên chất 40

Hình 2- 4: Sơ đồ mô hình nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột đậu tương 42

Hình 2- 5: Thước kẹp 47

Hình 3- 1: Biểu diễn khối lượng và thể tích hạt sau ngâm 67

Hình 3- 2: Biểu diễn sự tăng thể tích và khối lượng hạt sau khi ngâm 68

Hình 3- 3: Biểu diễn một số thành phần hóa học của hạt đậu tương trước và

Hình 3- 6: Biểu diễn thành phần hạt sau tách vỏ 78

Hình 3- 7: Đồ thị biểu diễn một số thành phần hóa học của mẫu hạt sau sấy 81

Hình 3- 8: Đồ thị biểu diễn kích thướt hạt bột của một số mẫu 83

Hình 3- 9: Biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ lệ bổ sung maltodextrin với trạng

thái dịch hòa tan 86

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 6

PHẦN 1: TỔNG QUAN 13

1.1 Tình hình sản xuất và chế biến đậu tương 13

1.1.1 Đặc tính sinh học của đậu tương 13

1.1.2 Tình hình sản xuất đậu tương hiện nay 14

1.1.3 Tình hình chế biến đậu tương hiện nay tại Việt Nam 19

1.2 Thành phần hóa học của đậu tương 24

1.2.1 Nước 24

1.2.2 Protein 24

1.2.3 Lipit 26

1.2.4 Cacbonhydrat 27

1.2.5 Chất tro và khoáng chất 28

1.2.6 Vitamin 28

1.2.7 Enzim 29

1.2.8 Các chất có hoạt tính sinh học 29

1.3 Công nghệ chế biến sữa bột đậu tương hiện nay 30

1.3.1 Quy trình sản xuất 31

1.3.2 Kỹ thuật sản xuất 31

1.4 Cơ sở khoa học của quá trình sản xuất sữa bột đậu tương 32

1.4.1 Quá trình ngâm hạt 32

1.4.2 Quá trình hấp chín 35

1.4.3 Quá trình sấy 36

PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.1 Đối tượng 39

2.1.1 Nguyên liệu chính 39

2.1.2 Các chất phụ gia 39

2.2 Phương pháp nghiên cứu 41

2.2.1 Mô hình nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột đậu tương 41

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cơ lý 45

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu hóa học 50

2.2.4 Phương pháp cảm quan 56

PHẦN 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 63

3.1 Nghiên cứu hạt đậu tương nguyên liệu 63

3.1.1 Nghiên cứu tính chất cảm quan của hạt đậu tương 63

3.1.2 Nghiên cứu tính chất cơ lý của hạt đậu tương 63

3.1.3 Nghiên cứu thành phần hóa học của hạt đậu tương 65

3.2 Nghiên cứu chế độ công nghệ 65

3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm đến chất lượng hạt 65

3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian hấp đến chất lượng hạt đậu tương 71

3.2.3 Nghiên cứu quá trình tách vỏ đến thành phần hóa học của mẫu hạt 77

3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian sấy đến chất lượng hạt đậu tương 78

3.2.5 Nghiên cứu quá trình nghiền mịn đậu tương sau sấy 82

3.2.6 Nghiên cứu bổ sung một số chất phụ gia 84

3.2.7 Thiết lập quy trình công nghệ và sản xuất thử nghiệm 89

PHẦN 4: KẾT LUẬN 98

TÓM TẮT LUẬN VĂN 99

SUMMARY 100

PHỤ LỤC 103

LỜI NÓI ĐẤU

Lịch sử đã ghi nhận rằng, Đậu tương có nguồn gốc từ Đông Nam Á,

đến khoảng 1100 năm trước công nguyên chúng được người dân ở Trung

Quốc trồng như một cây lương thực Sau đó cây đậu tương được trồng ở Hàn

Quốc, Nhật Bản và các nước khác vào thế kỷ đầu tiên sau công nguyên Năm

1765, một người dân Anh đã đem cây đậu tương từ Trung Quốc về trồng tại

nước mình, đến năm 1851 nó được trồng đầu tiên tại Mỹ mặc dù chúng có

mặt như một loại thực phẩm tại đây năm 1770 và hiện nay nước Mỹ là nước

sản xuất đậu tương lớn nhất Thế giới Năm 1904, nhà hóa học nổi tiếng người

Mỹ, George Washington Carver đã khám phá ra giá trị rất lớn của đậu tương

là protein và chất béo và khi trồng chúng sẽ rất tốt cho đất, cho đến nay có

khoảng vài nghìn giống đậu tương khác nhau [18]

Cây đậu tương có những đặc tính mà không phải bất kỳ một loại thực

vật nào cũng có được, với hạt đậu tương có hàm lượng protein rất cao, giá trị

của protein này gần như protein từ sữa bò, có chứa hàm lượng chất sơ tương

đối cao, hàm lượng chất béo nhiều mà chủ yếu là chất béo không no, hơn nữa

trong đậu tương có những thành phần đặc biệt như: isoflavol một chất chống

lão hóa, nano canxi giúp cung cấp canxi chống thoái hóa xương… Bên cạnh

đó khi được trồng xuống đất, cây đậu tương có đặc tính cố định đạm rất tốt

cho đất trồng, do vậy đậu tương đã trở thành cây lương thực có hiệu quả kinh

tế và phổ biến tại rất nhiều nước, cho nên rất nhiều Quốc gia trênTthế giới rất

quan tâm đến việc nâng cao chất lượng hạt đậu tương bằng cách nghiên cứu

cho ra nhiều giống đậu tương mới có năng xuất cao

Hiện nay sản phẩm từ hạt đậu tương hầu như đều có mặt trong các bữa

ăn hàng ngày và chiếm tỉ lệ tương đối cao dù ở dưới dạng này hay dạng khác,

nó đã trở thành thói quen tiêu dùng của người dân, các nước có tỉ lệ tiêu thụ

đậu tương lớn như: Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc Sản phẩm từ cây đậu tương

rất đa dạng như: dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành

dầu đậu nành, làm bánh kẹo, sữa đậu nành, okara, nước giải khát, nước tương

chấm… nhưng hầu hết các sản phẩm này vẫn chưa sử dụng được hết toàn bộ

những thành phần sẵn có ở nguyên liệu, mà chỉ sử dụng một phần mà thôi có

thể thấy là: đối với sữa đậu nành, đậu phụ chỉ sử dụng đến hàm lượng protein

còn các thành phần khác thì bị loại bỏ gần hết như chất sơ, đối với dầu đậu

nành thì chỉ sử dụng phần chất béo có trong đậu tương… Ngày nay khi dân

số Thế giới ngày càng tăng, trong khi đó đất trồng nông nghiệp thì đang bị thu

hẹp, thì vấn đề An ninh lương thực càng trở nên quan trọng, việc ưu tiên phát

triển cho những cây lương thực luôn là trọng yếu hàng đầu của mỗi quốc gia,

cho nên việc sử dụng tối đa những phần có sẵn trong nguyên liệu khi chế biến

là những đề tài nghiên cứu đang rất được nhiều nhà khoa học quan tâm

Tại Việt nam, sản phẩn thực phẩm từ cây đậu tương có từ rất lâu đời

với các sản phẩm truyền thống như: Đậu phụ, tương, nước chấm… nhưng

chỉ đáp ứng một phần nhỏ nhu cầu cuộc sống hàng ngày, khó bảo quản và

chưa đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và cũng không tận dụng hết những

gì có trong nguyên liệu ban đầu Bên cạnh đó với thực trạng mức sống của

người dân còn rất thấp, tình trạng suy dinh dưỡng ở trẻ em vẫn còn diễn ra

phổ biến, việc đưa các sản phẩm giầu protein, đủ chất sơ, một cách trực tiếp

đến người dân dễ sử dụng và có thể bảo quản được lâu là cần thiết đặc biệt là

các vùng sâu, vùng xa

Để giải quyết một phần vấn đề trên đồng thời làm phong phú hơn nhu cầu

của người tiêu dùng trên thị trường, tôi chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu

công nghệ sản xuất sữa bột đậu tương” nhằm tạo ra chế phẩm sữa bột đậu

tương Đây là một sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng, hợp túi tiền của

người dân, đảm bảo dinh dưỡng hàng ngày, chế phẩm có bổ sung đường, phụ

chất phụ gia….để có một sản phẩm hoàn chỉnh phù hợp với khẩu vị của người

tiêu dùng

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1.1 Tình hình sản xuất và chế biến đậu tương

1.1.1 Đặc tính sinh học của đậu tương

Đậu tương hay đậu nành (tên khoa học

Glycine max) là loại cây họ Đậu (Fabaceae)

giàu hàm lượng chất đạm (protein) được trồng

để làm thức ăn cho người và gia súc

Đậu tương được trồng hầu hết trên các loại đất,

pH thích hợp của đất trồng khoảng 6.0 đến 6.5,

chúng được biết đến là cây trồng ngắn ngày,

thích hợp với vùng khí hậu nhiệt đới

Đặc điểm quan trọng của đậu tương là cố định

đạm, chúng có thể tổng hợp được 50% lượng

nitrogen có trong đậu tương.[17]

Hình 1- 1: Quả đậu tương

Đậu tương được trồng chủ yếu vào cuối mùa xuân đầu mùa hè, đến

giữa mùa thu có thể thu hoạch Thời điểm thu hoạch là rất quan trọng, nên

tiến hành thu hoạch khi hàm lượng ẩm của hạt đậu tương khoảng 13%, nó sẽ

giúp cho quá trình bảo quản hạt sau này sẽ dễ dàng hơn, nếu độ ẩm quá cao sẽ

làm cho quá trình bảo quản trong kho chia thành nhiều giai đoạn phức tap,

nếu độ ẩm thấp quá sẽ làm cho hạt dễ bẻ gẫy, tróc vỏ, gây hao hụt khối

lượng.[10]

Hạt đậu tương có hình dạng bên ngoài có thể là hình cầu hay hình

thon dài Trong công nghiệp chế biến thì những loại đậu có hình thon dài

thường được sử dụng như rau, còn loại hình cầu thì thường để tách chiết dầu

Mầu sắc của hạt đậu có thể vàng, xanh, nâu hoặc đen, đậu tương có mầu vàng

hay được sử dụng trong công nghiệp chế biến Khối lượng hạt đậu thường

khoảng 1820g/100 hạt.[7]

Hạt đậu tương là

dạng hạt có vỏ bao ngoài,

bên trong là hai nửa nhân

hạt ghép lại, với hàm lượng

protein và chất béo lớn

Lượng vỏ chiếm 8% khối

lượng hạt, chúng có thể bị

tách ra khỏi hạt khi bị ngâm

với nước một thời gian.[12]

Hình 1- 2: Hạt đậu tương

1.1.2 Tình hình sản xuất đậu tương hiện nay

1.1.2.1 Tình hình sản xuất đậu tương trên Thế giới

Do khả năng thích ứng khá rộng, hiện nay đậu tương được trồng hầu

hết các nước trên khắp các châu lục Nếu năm 1990 diện tích đậu tương

chỉ khoảng 56 triệu ha, năng xuất 1,9 tấn/ha, sản lượng 108 triệu tấn,

nhưng đến năm 2003 diện tích đậu tương trên thế giới là 83,61 triệu ha

tăng gần 1,5 lần, năng xuất 2,27 tấn tăng 1,2 lần, sản lượng 189,53 triệu

tấn tăng 1,75 lần (bảng 1.1) Đậu tương tập trung nhiều nhất ở Châu Mỹ

(73.03%), tiếp đến là Châu Á (23,15%), các nước có nhiều đất trồng đậu

tương là: Mỹ, Brazil, Acgentina, Trung Quốc, Indonexia, Nhật Bản, Liên

Xô Cây đậu tương trở thành 1 trong 4 cây trồng chính sau lúa mỳ, lúa

nước, ngô, có tốc độ tăng trưởng cao cả về diện tích, năng suất và sản

lượng.[9]

Bảng 1-1:Tình hình xuất đậu hình sản tương trên thế giới (1990-2003)

(triệu ha)

Năng xuất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Năm 2000, Mỹ là nước đứng đầu thế giới về sản xuất đậu tương, có

diện tích trồng 29,3 triệu ha với sản lượng 75,06 triệu tấn (chiếm 39,1% về

diện tích và 44,6% về sản lượng) Tiếp đó là các nước Brazil, Trung Quốc,

Ấn Độ chiếm 51% về diện tích và 48,4% về sản lượng Theo FAOSTAT,

dữ liệu năm 2003: năm 2003, năng xuất đậu tương Trung Quốc trung bình

đạt 1,74 tấn/ha, còn các nước khác lại thấp hơn như Ấn Độ 1,54 tấn/ha;

Thái Lan 1,22 tấn/ha, trong đó Mỹ là 2,48 tấn/ha (bảng 1.2).[9]

Bảng 1-2: Tình hình sản xuất đậu tương của một số nước (2000-2003)

Chỉ tiêu

Tên nước

Diện tích (triệu ha)

Năng xuất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Tính đến hết năm 2007 cả Thế giới có 8,077 million bushels (giạ đơn vị đo

thể tích để đong hạt, 1 giạ tương đương với 36 lít), sự phân bổ sản lượng được

thể hiện ở hình 1-3 [19]

US produced 2,585 million bushels Brazil produced 2,241 million bushels Argentina produced 1,727 million bushels China produced 525 million bushels India produced 342 million bushels Paraguay produced 257 million bushels Others produced 301 million bushels

Hình 1- 3: Sự phân bố sản lượng đậu tương trên thế giới năm 2007

1.1.2.2 Tình hình sản xuất đậu tương tại Việt Nam

Ở Châu Á, Việt Nam đứng hàng thứ 6 về sản xuất đậu tương, sau các

nước Trung Quốc, Ấn Độ, Indonexia, Triều Tiên, Thái Lan Theo số liệu

thống kê, chỉ trong một thời gian ngắn (từ năm 1980 đến 1995) cây đậu

tương đã có bước chuyển biến lớn: về diện tích tăng gấp 2 lần (từ 48,2 lên

102,1 nghìn ha) và sản lượng đạt từ 32,1 lên 125,5 nghìn tấn, tuy nhiên

năng xuất còn rất thấp khoảng 10,4 tạ/ha Sau đó 5 năm, năm 2002 diện

tích đã được mở rộng đến 124,1 nghìn ha, và 5 năm tiếp theo diện tích

trồng đã tăng gần gấp đôi, năm 2005 cả nước ta có khoảng 204,1 nghìn ha

với sự tiến bộ của khoa học lỹ thuật năng xuất đã tăng lên 14,3 tạ/ ha và

Sản lượng (nghìn tấn)

Qua các số liệu thống kê của các Tỉnh và của Tổng cục thống kê,[16]

cả nước chia thành 7 vùng sản xuất đậu tương lớn (bảng 1.4) Trong đó,

các vùng trồng nhiều đậu tương và có sản lượng lớn là: Đồng bằng sông

Hồng năm 2000 diện tích là 33,9 nghìn ha chiếm 27,3%, năm 2002 là 40,9

nghìn ha chiếm 25,9%; Miền núi Trung du Bắc bộ năm 2000 diện tích là

47,4 nghìn ha chiếm 38,2%, năm 2002 là 57,1 nghìn ha chiếm 36,1%; đứng

thứ 3 trong các vùng miền có diện tích lớn là Tây nguyên có diện tích năm

2002 là 20,4 nghìn ha chiếm 12,9% còn lại là các vùng miền khác Với số

liệu thống kê cho thấy, vùng Đồng bằng sông Hồng và miền núi, trung du

Bắc bộ có diện tích đất trồng và sản lượng đậu tương lớn nhất cả nước, đây

là nơi có khả năng mở rộng và phát triển cả về diện tích, năng suất và sản

lượng, vùng có diện tích trồng đậu tương nhỏ nhất là Duyên hải Nam trung

bộ, vùng Đồng bằng sông Cửu long

Bảng 1-4: Các vùng trồng đậu tương ở Việt Nam năm 2000-2002

Vùng

Diện tích (nghìn ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

Mục tiêu phấn đấu tăng sản lượng đậu tương của nước ta đến năm 2010

đạt khoảng 500 nghìn tấn, năng xuất bình quân 1,8 tấn/ha, năm 2015 diện

tích đạt 700 nghìn ha, năng xuất 2,2 tấn/ha (bảng 1.5).[9]

Bảng 1-5: Khả năng mở rộng diện tích đậu tương trên các vùng miền

(nghìn ha) Vùng sinh thái Diện tích

năm 2003

Diện tích dự kiến đến năm 2015

1.1.3 Tình hình chế biến đậu tương hiện nay tại Việt Nam

1.1.3.1 Bảo quản đậu tương

Các loại đậu đỗ nói chung và hạt đậu tương nói riêng do lớp vỏ mỏng

nên khả năng bảo vệ kém, lại chứa nhiều protein và chất béo đây là những

chất dễ phân giải Mặt khác đậu nành lại là nguồn thức ăn rất tốt cho vi sinh

vật và côn trùng phá hoại mạnh, rất dễ bị mốc, oxy hoá, lượng axit béo tăng

lên, chất lượng của đậu tương giảm xuống Nếu thuỷ phần của hạt 15 - 16%

và bảo quản trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ rất dễ dẫn đến hiện tượng tự bốc

nóng, mốc…

Nếu trong khối hạt lẫn nhiều tạp chất hoặc sâu hại thì khả năng biến

chất của hạt tương đối lớn Từ sự biến hoá hình thái của hạt có thể nhận ra

mức độ biến chất của hạt Ví dụ nếu thuỷ phần của hạt là 13%, ở nhiệt độ cao

20oC có thể quan sát thấy màu sắc của tử diệp đậm Còn nếu bộ phận hạt

không chín đều, thuỷ phần 13% và ở nhiệt độ bảo quản là 23oC thì mặt sau tử

diệp màu phớt hồng

Để khống chế những hiện tượng biến chất của hạt cần phải chú ý những yếu

tố sau đây:

Thuỷ phần: Phải luôn luôn giữ cho thuỷ phần của đậu đỗ ở giới hạn

1213% thấp hơn các loại hạt chứa nhiều tinh bột như thóc, gạo Nếu như

thuỷ phần vượt quá 13% ví dụ ở mức độ là 1516% thì hạt bị mềm, tỷ lệ

axit béo tăng nhanh, có mùi chua, mốc

Nhiệt độ khối hạt giữ ở mức độ bình thường, nếu cao quá sẽ làm chất

lượng giảm Do vỏ hạt mỏng và dễ bị nứt, nên khi phơi cần tránh ánh nắng

buổi trưa quá mạnh nên có thể phơi trong bóng mát, tốt nhất là sau khi thu

hoạch phơi cả cây thì hạt đậu được bảo vệ bởi vỏ quả không dễ phát sinh

hiện tượng nứt

Độ nguyên vẹn của hạt và độ chín của hạt phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn

loại bỏ hạt xanh lép, vỡ

Nói chung đối với hạt đậu tương người ta áp dụng phương pháp bảo

quản kín hoàn toàn là tốt nhất; cách bảo quản tương tự như khi bảo quản

khoai và khoai mì

Căn cứ vào thí nghiệm, khi nhiệt độ không khí không vượt quá 15oC thì

căn cứ vào thuỷ phần khác nhau của hạt mà có thể xếp hạt như sau:

Nếu thuỷ phần của hạt < 12% để hạt rời có độ cao 1,5 m, để trong bao và

xếp 8 tầng

Nếu thuỷ phần từ 12 - 14% để hạt rời cao 1,0 m và đóng bao 6 tầng

Nếu thuỷ phần từ 14 - 16% để hạt rời cao 0,7 m và đóng bao 4 tầng

Nếu thuỷ phần từ > 16% để hạt rời cao 0,5 m và đóng bao 2 tấng

Về mùa hè do thời tiết nóng nực nên độ cao hạt để rời nên giảm đi 1/3

và số tầng bao không quá 2 tầng bao Với lượng hạt ít có thể dùng chum vại

có lót tro bếp để hút ẩm, bỏ đậu vào và đậy kín, không nhập kho lúc nóng

Theo tài liệu nghiên cứu của Trung Quốc thì đậu nành nhập kho khi hạt

nguội sau 10 tháng tỷ lệ nẩy mầm trên 50% Nếu nhập kho lúc nóng thì tỷ lệ

nẩy mầm chỉ còn 4% mà thôi [8]

1.1.3.2 Chế biến dầu thô từ hạt đậu tương

Dầu đậu nành là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị

kinh tế cao, nó cũng là thành phần quan trọng trong công nghiệp sơn, chất

dẻo, chất bôi trơn Bã của quá trình sản xuất là nguyên liệu chính cho

ngành thức ăn chăn nuôi Bên cạnh đó lecitthin phospholipit là chất có khả

năng tạo nhũ rất tôt

Quá trình sản xuất dầu ăn từ đậu tương cần qua những công đoạn sau:

làm sạch, sấy, bóc tách vỏ, nghiền, chưng sấy, ép sơ bộ, làm sạch

Hạt đậu tương sau khi làm sạch được sấy khô đến độ ẩm 12%, sau đó

được tách vỏ, tiếp theo được nghiền thành bột với mục đích phá hủy tế bào,

giải phóng dầu dưới dạng tự do, yêu cầu bột nghiền phải mịn, mỏng và

đồng đều

Bột nghiền được đưa vào chưng sấy nhằm gây ra sự biến đổi về lý học,

độ nhớt dầu giảm, dầu linh động, bốc hơi một số chất gây mùi Sau sấy đến

độ ẩm và nhiệt độ nhất định được đưa vào máy ép Dầu sau khi đi ra khỏi

máy ép cho chảy vào bể lắng để tách sơ bộ tạp chất có kích thước lớn, sau

đó cho qua máy lọc ép, nhiệt độ thích hợp cho quá trình lọc 45-600C, sản

phẩm thu được là dầu thô.[8]

1.1.3.3 Chế biến sữa đậu tương (sữa đậu nành)

Sữa đậu tương có giá trị dinh dưỡng như sữa bò, ưu điểm của nó là

tránh được những bệnh truyền nhiễm từ động vật gây sang Bên cạnh đó

sữa đậu tương tốt cho người già, trẻ em, cơ thể dị ứng với sữa bò

Quá trình chế biến có thể qua các công đoạn cơ bản sau: lựa chon

nguyên liệu, ngâm, tách vỏ, chần, xay nghiền, lọc tách bã, phối trộn, đun

sôi, rót, thanh trùng

Nguyên liệu yêu cầu phải khô, không mốc, mọt, mầu sắc và mùi đặc

trưng, trước khi tiến hành chế biến cần sàng để loại bỏ tạp chất và những

hạt không đảm bảo yêu cầu

Đậu tương được đem đi ngâm với nước sạch ở nhiệt độ thường trong

8-12h, với tỉ lệ đậu nước là 1/2 Sau khi ngâm sẽ được đãi vỏ bằng cách chà

xát để vỏ tách ra, tỉ lệ vỏ còn sót lại phải nhỏ hơn 1%, độ ẩm hạt sau ngâm

khoảng 55-65% là đạt yêu cầu

Sau khi tách vỏ, đậu tương được đem chần ở nhiệt độ sôi trong khoảng

1 phút và đem đi xay, tỉ lệ đậu nước đem xay là 1:7, độ nhỏ của quá trình

xay vừa phải, có thể xay 2-3 lần Sau xay thu được hỗn hợp dịch bã, đem

lọc bằng vải lọc (phương pháp thủ công) hoặc máy lọc ly tâm (trong sản

xuất công nghiệp), sau lọc để tận dụng lượng chất hòa tan còn lại trong bã

ta cần rửa lại bã Sau lọc thu được dịch sữa và bã (đem làm thức ăn gia

súc)

Dịch sữa thu được đem phối trộn với đường và các chất phụ gia nếu

cần Dịch tiếp tục đem đi đun sôi trong khoảng 10-30 phút, sản phẩm thu

được có thể sử dụng ngay Nếu trong công nghiệp đem dịch đi rót chai (đã

được rửa sach), bài khí, ghép nắp Để sản phẩm có thời gian sử dụng lâu

hơn, đem chai đã rót sữa đi thanh trùng ở 121oC trong khoảng 15 phút, sản

phẩm được làm nguội, bảo quản ở nhiệt độ thường trong vòng 7 ngày, hoặc

tiến hành tiệt trùng UHT, sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ thường, thời gian

bảo quản tối đa 6 tháng [8]

1.1.3.4 Chế biến nước chấm

Nước chấm được sản xuất từ đậu tương hay còn gọi là xì dầu, đây là

sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và được sử dụng phổ biến ở nước ta Nước

chấm có thể sản xuất theo phương pháp lên men đậu tương hoặc phương

pháp thủy phân axit Với phương pháp lên men sẽ có chu kỳ sản xuất dài,

không triệt để nhưng giữ lại một số axit amin, phù hợp với quy mô sản xuất

nhỏ và theo 2 phương pháp dài ngày và ngắn ngày Với phương pháp thủy

phân, chu kỳ sản xuất nhanh, thủy phân triệt để, nhưng thiết bị yêu cầu cao,

độc hại cho công nhân, phù hợp với quy mô sản xuất công nghiệp lớn

Trong công nghệ sản xuất nước chấm lên men ngắn ngày được sản xuất

từ nguyên liệu đậu tương, bột ngô, mốc giống, muối, nước Đậu tương

được làm sạch sơ bộ, ngâm trong nước 30 phút, để ráo, rang nhỏ lửa chín

đều và nghiền đậu tương ra làm 6-8 mảnh Phối trộn nguyên liệu với nước

tỉ lệ 1 đậu 8 nước sau 30 phút đem hấp trong khoảng 2-2,5h, kiểm tra thấy

chín đều là đạt Dùng 1% mốc giống so với nguyên liệu, trộn đều, ủ 6h, dải

đều với chiều dày 1,5-2,5cm Nuôi mốc trong 38-48h ở nhiệt độ phòng

28-31oC Tiếp theo trộn 1kg mốc với 0,3l nước muối 10%, đun sôi để nguội

đến 60oC, rót vào ang, chum Khống chế nhiệt độ thủy phân 52-58oC trong

khoảng 3-4 ngày Đun sôi nước muối 20-25%, để nguôi 60oC đổ tiếp vào

ang, sau 8-10h thì rút nước ra 1 lần, sau khi rút lần 1, đun tiếp nước muối

như trên tiến hành rút lần 2, 3 Trộn lẫn 3 nước, đo độ brix bằng 20 là đạt

nếu nhỏ hơn có thể bổ sung nước muối Đun sôi nhỏ trong khoảng 2-3h, có

thể bổ sung thêm các chất phụ gia Đổ nước chấm vào ang, đậy kín để

khoảng 15 ngày để nước chấm lên hương và ổn định chất lượng Sản phẩm

có thể sử dụng trong 3 tháng ở nhiệt độ thường

1.1.3.5 Chế biến tương

Tương là loại nước chấm cổ truyền của người dân Việt Nam Các địa

phương làm tương nổi tiếng như: Bần Yên Nhân (Hưng Yên), Cự Đà (Hà

Đông), Nam Đàn (Nghệ An)

Để sản xuất ra tương từ nguyên liệu chính là đậu tương thì phải qua các

công đoạn sau: Lựa chọn nguyên liệu, làm mốc tương, rang đậu và ngâm

nước đậu, ngả tương

Nguyên liệu đậu tương được lụa chọn là loại tốt, không bị sâu mọt,

mốc Ngoài đậu tương, sản xuất tương cần thêm các nguyên liệu thụ và phụ

gia khác như: gạo nếp, muối, gạo tẻ….[8]

Để có một sản phẩm tương ngon thì việc chuẩn bị mốc tương là rất

quan trong, hiện nay sử dụng chủng mốc Aspergilus aryae Mốc sau khi

được chuẩn bị, ta cần rang đậu và ngâm nước Đậu sau khi rửa sạch, để rảo

nước, đem rang đến khi có mầu vàng nâu giòn và thơm là được Để nguội,

tách vỏ, nghiền mịn rồi đem ngâm với nước trong các chum, vại, tỉ lệ bột

đậu/nước là 1/7 , đun sôi và để nơi mát từ 7-9 ngày Khi đó nước đậu có

mầu đỏ, trong và có mùi thơm Ngả tương là khâu cuối, trước đó cần phối

trộn vào nước đậu ngâm mốc đã chuẩn bị, muối tinh và nước, trộn đều, xay

nhuyễn và cho vào thùng ủ để làm ngấu ở nhiệt độ 30-350C, thời gian

khoảng 10 ngày là sử dụng được, tương ăn ngon nhất khi để ngả 1-2 tháng

1.2 Thành phần hóa học của đậu tương

Thành phần hóa học của đậu tương phụ thuộc nhiều vào điều kiện

trồng trọt Nhưng nhìn chung lượng protein chiếm khoảng 4045%, hàm

lượng lipit chiếm khoảng 1820%, thường nếu lượng protein tăng 1% thì

lượng lipit tăng khoảng 0.5% Thành phần chính ( giá trị trung bình) được thể

Lượng nước trong hạt đậu tương có thể thay đổi tùy theo điều kiện bảo

quản hạt, ở đây ta chỉ xét đến lượng nước tự do Hạt được bảo quản tốt thì

lượng ẩm chiếm khoảng 1213% Nếu lượng ẩm lớn sẽ gây hiện tượng mốc

đặc biệt khi kết hợp với thời tiết nóng Nếu lượng ẩm thấp, dưới 12% hạt có

thể bị nứt và tách nhân.[5]

1.2.2 Protein

Các đặc tính cơ bản protein đậu tương giống như đối với protein chung

của họ đậu và gần giống như protein của sữa động vật Đặc biệt trong protein

đậu tương có globulin, protein này có đặc tính tan trong dung dịch muối Khả

năng hòa tan của protein sẽ thay đổi theo pH, khoảng 80% protein được hòa

tan trong dịch chiết khi ở pH kiềm và khả năng tan tăng khi dịch chiết axit

hóa cao Ở pH 4.24.6 thì protein đậu tương bị đông tụ hạy còn gọi là vùng

đẳng điện Có 2 loại protein chính trong đậu tương là -conglycinin và

glycinin, dưới dạng protein 7S và 11S Đây là 2 loại protein phổ biến chiếm

70% so với tổng lượng protein đậu tương [14]

Globulin 7S là -conglycinin (Chiếm 37% trọng lượng protein của đậu

tương) là một glucoptrotein chứa 5% gluxit, cấu tạo từ 3 “dưới đơn vị” là ,

’ và  có tính axit

Globulin 11S là glysinin được cấu tạo từ 12 “dưới đơn vị” tương đối ưa

béo: 6 “dưới đơn vị” có tính axit và 6 “dưới đơn vị” có tính kiềm Glysinin dễ

bị phân ly thành các “dưới đơn vị” của mình khi gia nhiệt đến 80oC ở lực ion

thấp, pH axit hay kiềm hoặc khi có mặt của ure, chất tẩy rửa hoặc tác nhân

khử.[11]

Trong thực phẩm có pH trung tính và không được gia nhiệt thì các

globulin 7S và 11S nói chung đều ở trạng thái hoạt động, không bị biến tính

Khi xử lý nhiệt và thay đổi pH sẽ làm biến tính cấu trúc bậc hai, bậc ba và bậc

bốn Tùy thao giống đậu tương mà tỉ lệ 11S/7S rất khác nhau, ảnh hưởng đến

chức năng của protein đậu tương

Trong protein đậu tương có đủ các axit amin không thay thế isoleucin,

leucin, lysin, methionin, cystein, phenylalanin, tyrosin, threonin, tryptophan,

valin và histidin và có chứa các protein hoàn thiện, đặc biệt lượng lysin cao,

nó rất tốt cho sự phát triển ở người đặc biệt là trẻ nhỏ (bảng 1.7) Hầu hết các

axit amin có chứa lưu huỳnh sẽ bị biến tính trong quá trình chế biến.[13]

Bảng 1-7: Hàm lượng các axit amin có trong đậu tương

Các amino axit

không thay thế

g/16g nitrogen

Các amino axit khác

g/16g nitrogen

Arginine Histidine Alanine Aspartic acid Glutamic acid Glycine

Proline Serine

7.23 2.53 4.26 11.70 18.70 4.18 5.49 5.12

1.2.3 Lipit

Lipit của đậu tương (dầu đậu tương thô) bao gồm 96% là triglycerit, 2%

phospholipid, 1.6% chất không xà phòng hóa, 0.5% axit béo tự do, sắc tố và

một lượng nhỏ carotenoit

Phospholipid là chất hoạt động bề mặt có khả năng tạo nhũ, với đặc tính

này, phospholipit thường được loại bỏ khỏi dầu thô trước khi tiến hành tinh

chế dầu

Các chất không xà phòng hóa gồm chủ yếu tocopherol và sterol Một

phần các chất này bị loại bỏ trong quá trình khử mùi Các axit béo tự do và

các sắc tố sẽ bị loại bỏ trong quá trình tinh chế và tẩy mầu Do vậy hầu hết

các chất không phải là triglycerit bị loại bỏ khi tiến hành tinh chế dầu thô, chỉ

còn một phần rất nhỏ

Các axit béo tự do có trong đậu tương phụ thuộc vào điều kiện trồng trọt,

trong đậu tương có khoảng 80  93,6% là axit béo không no, 6,415,1% là

axit béo no (bảng 1.8), hàm lượng lipit trong đậu tương tỉ lệ nghịch với hàm

lượng protein, nếu loại đậu tương nhiều chất béo thì ít protein và ngược lại

đậu nhiều protein thì ít chất béo.[13]

Bảng 1-8: Hàm lượng axit béo có trong đậu tương

Axit béo % so với tổng khối lượng chất béo

Trong đậu tương, cacbonhydrat chiếm khoảng 30% (trong khoảng

2235,5%) Chúng gồm 2 nhóm chính: đường ( sucrose 5%, stachyose 4%,

raffinose 1% ) và các chất sơ (20%) Các rafinoza là các trisaccharit được

kết hợp từ galactose,glucose and fructose Stachyoza là tetrasaccharit có cấu

tạo galactose-galactose-glucose-fructose Các rafinoza và stachyoza không bị

phân cắt bởi các enzim tiêu hóa nhưng bị lên men bởi các vi sinh vật có

trong ruột Bên cạnh những loại cacbonhydrat tan trên còn có các

cacbonhydrat không tan là polysaccharit và các dẫn xuất của chúng Phần

lớn chúng mang tính chất bảo vệ: celluloza, hemicelluloses và các pectic

Các cacbonhydrat không tan không bị phân cắt bởi các enzim có trong ruột

và hàm lượng này chiếm tỉ lệ rất ít khoảng 1%.[12]

1.2.5 Chất tro và khoáng chất

Lượng chất tro có trong đậu tương khoảng 5%, khi chế biến đậu tương

chúng vẫn còn nguyên vẹn trừ trong quá trình sản xuất dầu ăn Trong chất

khoáng phần lớn là các chất kali, canxi, magie, phospho, sulfua, clo và natri,

chiếm tỉ lệ khoảng 0,2-2,1% Bên cạnh đó còn có một lượng nhỏ các chất

khác như: kẽm, đồng, sắt, mangan, flo, silic, coban, brom, chì, iot, selen,

asen, thủy ngân, hàm lượng các chất này khoảng 0,01-140ppm Trong quá

trình chế biến phần lớn các khoáng chất được giữ nguyên trừ khi đem đi sản

xuất dầu

1.2.6 Vitamin

Vitamin của đậu tương gồm 2 loại, tan trong nước và tan trong dầu

Những vitamin tan trong nước gồm: thiamin, riboflavin, niaxin, axit

pantothenic và axit folic Những vitamin này hầu hết bị loại bỏ trong quá

trình sản xuất dầu trong đậu tương có khoảng 6.50 μg/g thiamin and 1.10

μg/g riboflavin, nhưng chúng phụ thuộc nhiều vào điều kiện sinh trưởng và

trồng trọt Hàm lượng vitamin C là không đáng kể trong đậu tương mặc dù

có một lượng đáng kể trong thời kì hạt còn non

Vitamin tan trong dầu bao gồm vitamin A, E nhưng không có mặt của

vitamin D và K Vitamin A chủ yếu dưới dạng tiền vitamin ß-carotene Cũng

giống như axit ascorbic, hàm lượng vitamin A có rất ít mặc dù chúng có

nhiều khi hạt còn non Vitamin E tồn tại dưới dạng tocopherol với 4 đồng

phân: α-, ß-, γ- và δ-tocopherols Số lượng của α-, γ- và δ-tocopherols trong

đậu tương lần lượt là: 10.9  28.4 μg/g, 150  191 μg/g và 24.6  72.5 μg/g

(chất khô) Trong dầu thô chứa 912 mg/g của α-tocopherol, 74102 mg/g

của γ-tocopherol, và 2430 mg/g của δ-tocopherol Vitamin E được giữ lại

trong dầu trong suốt quá trình trích ly, đây là một vitamin quan trọng vừa có

giá trị dinh dưỡng vừa là chất chống oxy hóa cho dầu

1.2.7 Enzim

Trong đậu tương có đầy đủ hệ thống enzim cho quá trình nảy mầm

Trong công nghiệp chế biến quan trọng nhất là enzim lipoxygenaza, nó được

biết như một lipoxydaza Đây là enzim xúc tác cho quá trình oxy hóa các

chất không xà phòng hóa khi có mặt của oxy, nó là nguyên nhân tạo nên mùi

đậu Enzim ureaza thường có mặt trong các sản phẩm protein, nhưng hầu hết

chúng lại bị biến tính khi gia nhiệt Bên cạnh đó còn có các enzim khác như;

lipaza, proteaza, diastaza…

1.2.8 Các chất có hoạt tính sinh học

Một vài protein của đậu tương được tìm thấy có ảnh hưởng đến đặc tính

sinh học của hạt như ức chế trypsin (trypsin inhibitor), lectin….[12]

Trypsin trong đậu tương: chất chiếm khoảng 6% tổng số protein, nó có 2

loại: Kunitz (lấy tên nhà khoa học đã tìm ra nó)với khối lượng phân tử lớn

20000 và Bowman-Birk với mạch polypeptit có khối lượng phân tử nhỏ hơn

8000 Tác dụng kìm hãm của chất ức chế trypsin là do chất này liên kết với

trypsin tạo thành một chất không thuận nghịch Ngược lại với kinotrypsin tạo

thành một hợp chất không bền và thuận nghịch Hiện nay các nghiên cứu cho

thấy chất ức chế trypsin không có ảnh hưởng trực tiếp đến con người nhưng

để ngăn ngừa tác động có thể có người ta thường loại nó ra khỏi thực phẩm,

người ta dựa vào đặc tính chất ức chế trypsin bị biến tính khi gia nhiệt

Lectin được biết đến như hemaglutinin, hàm lượng khoảng 1.1  14.5

mg/g protein Các hemaglutinin thuộc lại glucoprotein chứa 4,5% maltoza,

1% glucosamin, có khối lượng phân tử 100.000Da và có chứa 2 chuỗi

polypeptit, bột đậu tương tách béo chứa khoảng 3% hemaglutinin, giống như

chất ức chế trypsin nó dễ bị biến tính khi gia nhiệt

Lethicin là chất quan trong trong quá trình tinh chế dầu, hàm lượng

lethicin khoảng 0.5  1.5 %, khoảng 3% trong dầu thô Trong tổng lượng

phospholipids có trong đậu tương, có khoảng 35% phosphatidyl choline,

khoảng 25% phosphatidyl ethanolamine, khoảng 15% phosphatidyl inositol,

510% axit phosphatidic

Isoflavon là một flavonoit, chúng có mặt trong một vài loại thực vật phổ

biến trong gia đình Đậu tương là loại cây thực phẩm duy nhất có hàm lượng

isoflavone cao, khoảng 0.1 0.4 % so với hàm lượng chất khô Isoflavone

trong đậu tương tồn tại ở 3 dạng phổ biến: daidzein, genistein và glycitein

Isoflavone là một hợp chất có lợi cho sức khỏe con người, nó có đặc tính

estrogenic, chống oxy hóa, chống nấm và tạo hương

Saponin được tạo nên từ đường liên kết với các hợp chất alkaloit, steroit

or triterpene và có hoạt tính bề mặt Dựa vào sự có mặt của aglycone,

Saponins có thể tồn tại dưới 2 dạng genin hoặc sapogenin Protein đậu tương

chứa 0.1  0.3 % hợp chất saponin Saponins được biết như một chất làm

giảm lượng cholesterol, giảm khả năng ung thư và khả năng ung thư

Phytosterol là hợp chất có đặc tính giống lipit Lượng phytosterol có

khoảng 0.3 0.6mg/g, hợp chất này có tác dụng giảm hàm lượng cholesterol

trong máu

1.3 Công nghệ chế biến sữa bột đậu tương hiện nay

Bột đậu tương hiện nay là sản phẩm dạng khô ở dạng bột chín có mầu

vàng nhạt, mùi vị đặc trưng của đậu tuơng Khi sử dụng có thể pha vào nước

nóng, nguội, có thể uống liền hoặc để nấu chè….ngoài ra bột đậu tương có thể

làm nguyên liệu ban đầu để chế biến các sản phẩm khác

1.3.1 Quy trình sản xuất

Hình 1- 4: Sơ đồ quy trình sản xuất bột đậu tương

1.3.2 Kỹ thuật sản xuất

Hạt đậu tương được loại bỏ tạp chất và hạt hỏng, mốc…, có thể làm

bằng tay hoặc bằng sàng công nghiệp

Sau khi được làm sạch, đậu tương được đem đi rang ở nhiệt độ

150-160oC trong thời gian 20-50 phút Yêu cầu đậu sau rang phải chín, có mầu

nâu sẫm có mùi thơm Đậu sau rang được đóng bao tải đay hoặc đổ đóng

Hạt đậu tương

Làm sạch

Rang

Nghiền Tách vỏ

Rây Phối trộn

Đóng gói

khoảng 10-20 phút để tróc vỏ Hạt đậu được tách vỏ bằng tay chà xát hoặc

bằng máy, tỉ lệ vỏ đậu còn lại phải nhỏ hơn 0,1% là đạt yêu cầu

Tiến hành xay đậu ở nhiệt độ 45-50oC, xay đậu bằng cối xay thủ công

hoặc máy nghiền dạng bột, sau xay dùng rây kích thước 0,5mm để loại bỏ

hạt lớn và đem xay lại để đảm bảo yêu cầu bột nhỏ, mịn

Để nâng cao chất lượng sản phẩm người ta cho thêm đường cát mịn,

đường kính đã xay nhỏ với tỉ lệ 30-60% hoặc các hương liệu khác nếu cần

Bột đậu được đóng gói vào các bao bì PP, giấy thiếc, giấy bạc, lọ thủy tinh

với các trọng lượng khác nhau, bảo quản nơi mát, khô ráo được 12 tháng.[8]

1.4 Cơ sở khoa học của quá trình sản xuất sữa bột đậu tương

1.4.1 Quá trình ngâm hạt

1.4.1.1 Mục đích của quá trình ngâm

- Loại bỏ hạt lép, hạt bị sâu hại, các tạp chất

- Rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, côn trùng bám trên hạt, đồng thời

sát trùng hạt bằng cách đưa vào nước ngâm các hóa chất cần thiết

- Tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượng nước tự do, tạo điều kiện cho

quá trình tách vỏ sau này

1.4.1.2 Cơ sở của quá trình hút nước

Trong hạt đậu tương, hàm ẩm của hạt chỉ khoảng 12-13%, lượng nước

này ở trong hạt chỉ phân bố ở các tế bào, có nhiệm vụ liện kết các phân tử

dạng keo, chúng không thể dịch chuyển từ tế bào này sang tế bào khác, hay

là chúng không tham gia vào quá trình chuyển đổi năng lượng, lượng nước

này gọi là nước liên kết hay nước cấu trúc Với lượng nước này khả năng các

enzim trong hạt hầu như không hoạt động, cho nên quá trình thủy phân các

chất có phân tử lượng lớn tạo thành các chất tan là rất kém và khả năng tách

vỏ hạt không có Để tăng cường quá trình thủy phân các chất trong hạt ta cần

bổ sung thêm một lượng nước Lượng nước được bổ sung trong quá trình

ngâm có khả năng di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác, chúng tham gia

vào quá trình chuyển khối là một phương tiện hoạt hóa các chất

Khi hạt ngâm trong nước sẽ xâm nhập theo 2 hướng chính: thấm trực

tiếp qua vỏ; thấm qua cuống hạt

Hạt hút nước chủ yếu bằng phương phức thẩm thấu, nguyên sinh chất

và các chất của dự trữ là những hợp chất keo tụ Những hợp chất này có khả

năng hút nước rất lớn và dễ dàng trương nở Do sự hút nước của tế bào mà

áp suất thẩm thấu dần bị giảm Đến một lúc nào đó áp suất thẩm thấu ở ngoài

thành tế bào cân bằng với áp suất đối chiều ở bên trong thành tế bào thì quá

trình hút nước bị dừng lại Khi tế bào hút nước thì trương nở cho nên thể tích

toàn hạt tăng lên

Tốc độ hút nước của hạt trong thời gian ngâm không đồng đều nhau ở

giai đoạn đầu của quá trình tốc độ hút nước là nhanh nhất, sau đó giảm dần

Do trong giai đoạn đầu của quá trình ngâm, áp suất thẩm thấu còn lớn, tốc độ

hút nước nhanh Đến lúc tế bào đã hút nước tự do gây trương nở, giảm áp

suất thẩm thấu Khí áp suất thẩm thấu giảm thì tốc độ thẩm thấu của nước

vào bên trong.[4]

1.4.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ngâm

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ngâm và các yếu tố này sẽ

tác động đến: Tốc độ hút nước, mức độ hút nước, sự hoạt hóa enzim, sự

hòa tan các chất thấp phân tử…

 Nhiệt độ nước ngâm: Đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc

độ hút nước của hạt (tốc độ ngâm) Trong một giới hạn nhất định, nếu

nhiệt độ của nước ngâm tăng thì tốc độ hút nước của hạt cũng tăng,

thời gian ngâm sẽ giảm Khi nhiệt độ cao, cường độ hô hấp của hạt sẽ

mạnh lên nhiều lần kéo theo những quá trình khác xảy ra với tốc độ

cao, cho nên nhiệt độ ngâm hạt không quá cao, nếu không nó sẽ ảnh

hưởng đến chất lượng hạt

 Độ lớn của hạt: Đây cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả

năng hút nước của hạt Hạt to hút nước chậm hơn so với hạt bé

Bên cạnh 2 yếu tố chính trên còn có các yếu tố khác cũng tác động đến quá

trình ngâm như: hàm lượng các chất khô trong hạt, điều kiện khí hậu nơi

trồng cây đậu tương…

1.4.1.4 Quá trình lý, hóa sinh của hạt đậu

Trong quá trình ngâm hạt, những quá trình sau sẽ xảy ra:

- Sự thẩm thấu và hút nước vào hạt

- Hòa tan các chất chát, mầu ở vỏ hạt vào môi trường

- Sự thẩm thấu một số ion và muối hòa tan trong nước vào hạt

- Sự hút nước và trương nở của tế bào

- Sự giải phóng enzim khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do

- Sự hoạt hóa hệ enzim oxy hóa –khử và enzim thủy phân

- Sự hô hấp của hạt, sự thủy phân các hợp chất hữu cơ cao phân tử

 Sự hô hấp của hạt: sự hô hấp của hạt luôn đi đôi với hệ enzim oxy hóa

khử Ban đầu hệ enzim này ở trạng thái liên kết, sự hô hấp xảy ra rất ít

Khi hạt hút nước tự do, cường độ hô hấp bắt đầu tăng lên Quá trình hô

hấp của hạt hay là sự oxy hóa các chất hữu cơ ở trong hạt nhờ sự xúc

tác của hệ enzim oxy hóa-khử theo 2 chiều hướng; hô hấp hiếu khí và

hô hấp kị khí Hô hấp hiếu khí xảy ra khi hạt được cung cấp đầy đủ

oxy, sản phẩm tạo thành là khí CO2, H2O và năng lượng Hô hấp yếm

khí xảy ra khi lượng oxy cung cấp không đủ, sản phẩm tạo thành là

CO2, rượu etylic, năng lượng

ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm hạt thường hô hấp hiếu khí, nếu quá

trình ngâm không được bổ sung oxy thì giai đoạn sau sẽ dần chuyển

sang hô hấp yếm khí, đây là dạng hô hấp không mong đợi trong quá

trình ngâm

 Sự hoạt động của enzim thủy phân: Sau khi hút nước vào bên trong hạt,

lượng nước tự do này sẽ hòa tan các chất thấp phân tử Các enzim thủy

phân trong hạt ở trạng thái liên kết khi nước tự do hút vào hạt sẽ

chuyển các enzim này sẽ được hòa tan chuyển thành trạng thái hoạt

động Các enzim này sẽ thực hiện quá trình phân cắt các hợp chất cao

phân tử (chủ yếu là gluxit và protein) thành các chất thấp phân tử như

đường, axit amin… Kết quả của quá trình thủy phân là tăng hàm lượng

đường, hàm lượng đạm hòa tan và các hợp chất hữu cơ chứa phospho

Sự thay đổi thành phần của hạt sau khi ngâm, phụ thuộc rất nhiều vào

nhiệt độ của nước và chế độ không khí của khối hạt ngâm

1.4.2 Quá trình hấp chín

Quá trình hấp chín là quá trình dùng hơi nước bão hòa để làm chín khối

hạt ở quá trình này bao gồm: quá trình đình chỉ các enzim thủy phân và các

enzim oxy hóa-khử hoạt động Trong quá trình hấp chín, dưới tác dụng của

nhiệt độ cao, cùng với lượng ẩm lớn trong hạt làm protein và tinh bột bị biến

tính (hiện tượng “chín”), đó là làm phân hủy một phần các hợp chất cao phân

tử các chất thấp phân từ, làm cho liên kết trong các phân tử lỏng lẻo hơn,

giúp cho quá trình tiêu hóa sau này sẽ dễ dàng hơn

Bên cạnh đó dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ làm biến tính một số chất

như: trypsin, lectin , làm mất mùi ngái của đậu tương

Thời gian hấp thụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ ẩm cuối cùng của hạt trước khi

hấp; độ dày của khối hạt khi hấp, độ lớn của hạt…

1.4.3 Quá trình sấy

Trong quá trình sấy khối hạt sẽ có sự biến đổi về lý, hóa sinh ở các hạt,

đó là quá trình tách nước, các phản ứng sinh hóa…

Trong quá trình sấy, mối tương quan giữa 3 thông số: nhiệt độ khối hạt,

hàm ẩm khối hạt, độ ẩm tương đối của không khí trên bề mặt lớp hạt đóng

vai trò quan trọng, quyết định chất lượng hạt Nếu sấy hạt ở nhiệt độ cao quá

sẽ làm cho các phản ứng mầu xảy ra mạnh, làm cho mầu của sản phẩm sau

này sẽ đậm

Phản ứng mầu xảy ra trong quá trình sấy chủ yếu là phản ứng

melanoidin tạo nên hương thơm Phản ứng melanoidin là phản ứng tạo hợp

chất mầu melanoidin, đây là phản ứng giữa đường khử và axit amin Phản

ứng bắt đầu ở nhiệt độ 30oC, tăng nhanh khi t = 60oC Khi nhiệt độ

100-120oC phản ứng xảy ra rất nhanh Đây là phản ứng thường gặp trong chế

biến thực phẩm dưới tác dụng của nhiệt độ

Phản ứng melanoidin là phản ứng phức tạp chia làm 3 giai đoạn:[2]

 Giai đoạn 1: xảy ra 2 loại phản ứng là: sự ngưng tụ 2 nhóm chức cacbonyl

của đường aldoza và nhóm amin của axit amin

Sự ngưng tụ cacbonylamin:

C

C

O H

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

N-R

C

C H

C OHH

C OHH

C H

Sự tạo thành phức đường amin:

Nói tóm lại giai đoạn đầu của phản ứng melanoidin là sự mất nước để ngưng tụ các đường với

nhóm amin, sau khi ngưng tụ thành đường amin thì có sự chuyển vị trí ở nội

phân tử đường gọi là phản ứng chuyển vị amadori

Phản ứng chuyển vị amadori

Sản phẩm của sự chuyển vị amadori là hợp chất khởi đầu để tạo thành polyme

coá mầu sẫm và cuối cùng là melanoidin

 Giai đoạn 2: Giai đoạn này xảy ra sự khử nước của phức đường amin,

phản ứng này phụ thuộc vào nhiệt độ và môi trường mà sự khử nước này

đi theo các con đường

C

O H

C O H C H 1 2 R'

N H CH

COOH R'' phøc ®-êng amin

O C

1 2

H CH

COOH R''

CH2

OH C 2

H CH

COOH R'' CH

1 min 1deoxy 2 xetoza

1 min 1deoxy 2 xetoza

 Giai đoạn 3: Đặc trưng là phản ứng ngưng tụ aldol tạo polime mầu nâu

không có nitơ và phản ứng trùng hợp andehylamin tạo hợp chất chứa nitơ

dị vòng

Ngưng tụ: 2andehyl axetic tạo aldol

Trùng hợp: đồng thời các andehyl aminoaxetic thành pirazin, Pirazin có mùi

dễ chịu tan trong nước

Giai đoạn cuối này tạo nên các polime không no hoà tan trong nước

đến polime không no không hoà tan trong nước Mầu của các polime đều đậm

sẫm, mùi thơm đặc trưng, gọi chung là melanoidin

Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng:

Nồng độ và bản chất của axit amin và đường: các đường tham gia phản

ứng phải là các đường khử Tỉ lệ thích hợp amin/đường khử = 1/21/3

Ảnh hưởng của nước: đây là yếu tố cần thiết vì mỗi phân tử protein tạo nên

lớp đơn phân tử glucoza và đơn phân tử nước

Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH: Nếu to <0oC phản ứn không xảy ra, to

PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng

2.1.1 Nguyên liệu chính

Hạt đậu tương: được mua ở thị

trường tự do giống DT 96, đây là

giống đậu tương được trồng chủ

yếu tại Tỉnh Phú Thọ và các vùng

lần cận như: Vĩnh Phúc, Tuyên

Quang, Yên Bái…

Hình 2- 1: Đậu tương giống DT96

2.1.2 Các chất phụ gia

2.1.2.1Maltodextrin:

Là dạng bột mầu trắng, nguyên liệu sản xuất là bột sắn, maltodextrin được

mua của công ty Cổ phần thực phẩm Minh Dương, Di Trạch, Hoài Đức, Hà

nội, việc sử dụng chất phụ gia được quy định ở Danh mục tiêu chuẩn vệ

sinh đối với lương thực thực phẩm (Ban hành kèm theo Quyết định số