Trong công nghệ thực phẩm, đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành được xem là nguồn protein thực vật hoàn hảo. Với nhiều mục đích sử dụng liên quan đến dinh dưỡng và công nghệ, protein đậu nành ngày càng được nghiên cứu và chiết tách rộng rãi thành các dạng chế phẩm thương mại khác nhau để bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm nhằm tăng cường giá trị dinh dưỡng và cải thiện cấu trúc. Mời các bạn cùng tham khảo!
PROTEIN ĐẬU NÀNH VÀ KHẢ NĂNG THAY THẾ TRỨNG TRONG CHẾ BIẾN BÁNH Nguyễn Thị Thơ Viện Khoa học Ứng dụng, trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh (HUTECH) TĨM TẮT Trong cơng nghệ thực phẩm, đậu nành sản phẩm từ đậu nành xem nguồn protein thực vật hồn hảo Với nhiều mục đích sử dụng liên quan đến dinh dưỡng công nghệ, protein đậu nành ngày nghiên cứu chiết tách rộng rãi thành dạng chế phẩm thương mại khác để bổ sung vào sản phẩm thực phẩm nhằm tăng cường giá trị dinh dưỡng cải thiện cấu trúc Hơn nữa, tiến công nghệ chiết tách tạo sản phẩm protein đậu nành với nhiều tính chất chức quan trọng Nhiều kết nghiên cứu chứng minh protein đậu nành có độ hịa tan tính chất nhũ hóa tương tự protein trứng, việc thay đổi pH làm ảnh hưởng đến độ hòa tan độ bền nhũ tương Về khả tạo bọt, protein đậu nành tạo bọt có độ bền bọt protein trứng nhiệt độ phòng Protein đậu nành có đặc tính tạo gel tốt protein trứng gel tạo thành không bền nhiệt độ cao Do có tính chất quan trọng nên protein đậu nành ngày quan tâm nghiên cứu để thay phần toàn trứng sử dụng cơng thức bánh nướng Từ khóa: Protein đậu hành, SPC, SPI, nhũ hóa, tạo bọt GIỚI THIỆU Protein đậu nành từ lâu sử dụng để chế biến thực phẩm chay sản phẩm giả thịt để cải thiện đặc tính chức giá trị dinh dưỡng Cùng với tiến công nghệ chiết tách, chế phẩm protein đậu nành thương mại ngày nghiên cứu sản xuất quan tâm sử dụng để bổ sung vào nhiều loại sản phẩm thực phẩm khác sữa, súp, nước sốt, ngũ cốc ăn sáng, bột protein…và gần chúng sử dụng chất thay trứng bánh nướng sản phẩm mà trứng thành phần quan trọng Mặc dù thực tế quan tâm đến việc sử dụng protein đậu nành chất thay trứng tiềm ngành công nghiệp thực phẩm tăng lên, nghiên cứu công bố lĩnh vực chưa nhiều Vì vậy, tổng quan trình bày chế phẩm protein đậu nành có mặt thị trường, tính chất chức chúng độ hịa tan, tính nhũ hóa, khả tạo bọt tạo gel so sánh tính chất chức protein đậu nành với protein trứng, từ đánh giá khả thay trứng chúng công thức bánh nướng truyền thống GIỚI THIỆU CÁC CHẾ PHẨM PROTEIN ĐẬU NÀNH Đậu nành sản phẩm từ đậu nành phân loại thực phẩm tốt cho sức khỏe chúng có chứa axit béo omega-3, isoflavones, chất xơ, axit amin thiết yếu hàm lượng protein cao Một nhược điểm liên quan đậu nành hương vị khác biệt khó che giấu, đó, ứng dụng đậu nành protein đậu nành giới hạn số sản phẩm thực phẩm [8] Đậu nành hạt chứa khoảng 40% hàm lượng protein, xay sau sàng lọc để thu dạng bột mịn (Soy Flour) Sau tách vỏ, nghiền vỡ loại béo, người ta thu mảnh vụn đậu nành lớn (đậu nành vảy-Soy Flakes) chứa khoảng 50% hàm lượng protein đậu nành cịn chịu ảnh hưởng sức mạnh ion (xem hình 2) Hình Ảnh hưởng thay đổi sức mạnh ion đến độ hòa tan protein điểm pH (Shen, 1976) 3.2 Khả nhũ hoá Cùng với độ hòa tan tốt, cấu trúc bậc phân tử protein với phân bố nhóm ưa nước, kị nước (ưa béo) làm cho protein đậu nành liên kết tốt với phân tử nước béo, tăng khả nhũ hóa làm bền hệ nhũ tương nước béo (W/O) hay béo nước (O/W) Các gel bền hình thành nhiệt độ thấp nồng độ protein cao pH có ảnh hưởng đến đặc tính nhũ hóa protein đậu nành Bột đậu nành tạo nhũ tương giống mayonnaise dày (ở pH 6,5 pH 8,2) giá trị pH thấp hơn, tạo nhũ tương có dạng giống salad dressing (nước sốt pha chế dùng chế biến salad) Kamat cộng sự, 1978 cho hệ nhũ tương protein đậu nành tạo thành ổn định pH đẳng điện (pI) ổn định tốt khoảng pH từ 6-9 Nồng độ protein yếu tố ảnh hưởng đến hình thành ổn định hệ nhũ tương: khả hình thành hệ nhũ tương (Emulsion Capacity)-g dầu nhũ hóa/g protein giảm tỉ lệ thuận với nồng độ protein độ bền hệ nhũ tương tăng lên (Lin, 1974) 3.3 Tính chất tạo bọt Các chế phẩm protein đậu nành có khả tạo bọt tốt Nồng độ protein chế phẩm đậu nành cao khả tạo bọt độ ổn định bọt tốt Tuy nhiên có mặt chất béo chế phẩm đậu nành giảm đặc tính tạo bọt chúng làm ổn định màng protein Vì chế phẩm tinh chế SPC SPI xử lý tách béo hoàn toàn giúp cải thiện đặc tính tạo bọt chúng (Eldridge, 1963) Các thơng số quan trọng giúp đánh giá tính tạo bọt protein bao gồm độ ổn định bọt (FS- Foam stability), khả tạo bọt (FC- Foam Capacity) độ mở rộng bọt (FE- Foam expansion) hay độ tràn bọt (Foam Overum) FE FC đo theo khối lượng (%) đánh, FS đo thể tích bọt theo thời gian (thường 0-30 phút) Quá trình gia nhiệt dung dịch protein đậu nành 75-800C cần thiết tối ưu để có giá trị FE FS cao FE FS đạt giá trị cao nồng độ protein 3% (Eldridge,1963) pH ảnh hưởng lên FE FS, chúng đạt giá trị cao = pH = thấp pH =4-6 854 3.4 Đặc tính tạo gel Gel protein mạng lưới chiều có khả giữ nước Đặc trưng gel có độ nhớt, độ dẻo độ đàn hồi tương đối cao Dung dịch protein đậu nành tạo thành gel gia nhiệt làm nguội Giai đoạn đầu gia nhiệt 600C làm cho phân tử globulin cấu trúc bậc bị phân cắt dẫn đễn duỗi mạch polypeptide làm tăng độ nhớt Độ nhớt protein đậu nành tăng theo cấp số nhân nhiệt độ tăng Đến làm nguội, mạch polypepide liên kết lại nhờ vào liên kết yếu liên kết ion, liên kết hydro, liên kết kị nước để hình thành gel (Saio,1975) Các nghiên cứu nồng độ protein đậu nành ảnh hưởng đến độ cứng gel đặc tính tạo gel protein đậu nành phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, sức mạnh ion Các gel bền hình thành nhiêt độ thấp nồng độ protein cao SPC SPI tạo gel có độ bền khác phụ thuộc vào nồng độ protein nhiệt độ [4] SO SÁNH TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN ĐẬU NÀNH VÀ PROTEIN TRỨNG [8] 4.1 Độ hòa tan Protein trứng cho thấy độ hòa tan khác giá trị pH khác theo đường cong hình chữ U tương tự trường hợp sản phẩm protein đậu nành SPC SPI Protein lòng trắng trứng lịng đỏ trứng có điểm đẳng điện trung bình (pI) 5,4 5,3 điểm pI đậu nành 4,5 Ở điểm pI độ hòa tan protein [1] 4.2 Khả nhũ hóa Protein lịng đỏ trứng chất nhũ hóa tốt chúng chứa protein lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL-Low Density Lipoprotein) lipoprotein tỉ trọng cao (HDL-High Density Lipoprotein) Những protein khơng tìm thấy protein đậu nành, nhiên, protein đậu nành có đặc tính nhũ hố tốt chứa phân tử hoạt động bề mặt, amphiphilic, có tác dụng làm bền hệ nhũ tương Cũng giống trường hợp độ hòa tan, pH ảnh hưởng đến đặc tính nhũ hố tất nghiên cứu protein Protein trứng protein đậu nành có khả nhũ hóa tốt giá trị pH cao 4.3 Tính chất tạo bọt Albumin có lịng trắng trứng có đặc tính tạo bọt tốt Protein đậu nành khơng có thành phần protein giống với trứng đặc tính tạo bọt khác với trứng Tuy nhiên, protein đậu nành chất tạo bọt tốt độ dày bọt phụ thuộc vào độ pH Protein đậu nành có độ hịa tan cao pha lỏng chúng tạo thành màng xung quanh bọt khí hệ thống thực phẩm 4.4 Đặc tính tạo gel Cũng giống trường hợp protein trứng, protein đậu nành tạo gel, việc thay đổi nồng độ protein, pH nhiệt độ làm thay đổi độ cứng gel Tuy nhiên protein đậu nành tạo thành gel mạnh nhiệt độ thấp nên protein đậu nành chất thay trứng tốt xem xét đặc tính tạo gel KHẢ NĂNG THAY THẾ TRỨNG CỦA PROTEIN ĐẬU NÀNH TRONG CHẾ BIẾN BÁNH Từ lâu, trứng sử dụng sản xuất bánh nướng tính chất chức tuyệt vời độ hòa tan, tạo bọt, khả nhũ hố đặc tính tạo gel, chất lượng protein cao hương vị đặc trưng Tuy nhiên, trứng trở thành yếu tố cản trở tiêu dùng do: 1) người sử dụng không quen với hương vị đặc trưng nó; 2) trứng chứa hàm lượng cholesterol cao; 3) tôn giáo hay nhu cầu ăn uống (ăn chay); 4) trứng gây dị ứng, đặc biệt trẻ nhỏ Với tính chất chức tương tự protein trứng 855 trình bày phần trước, đậu nành chế phẩm protein đậu nành nghiên cứu để sử dụng độc lập kết hợp với chất khác nhằm thay phần toàn trứng chế biến bánh để khắc phục vấn đề từ việc sử dụng trứng Nhiều kết nghiên cứu cho thấy protein đậu nành có khả nhũ hóa tốt tương tự protein trứng, giúp tăng cường liên kết thành phần khác công thức bánh tăng cường khả giữ nước liên kết với béo protein tinh bột có bột mì Gwiazda cộng (1979) trình bày kết SPI SPC có đặc tính nhũ hố tốt khác SPI cho thấy độ hoạt động nhũ tương (EA- Emulsion activity) 96% độ ổn định nhũ tương (ES- Emulsion stability) 92% SPC có EA 55,6% ES 56,8% Jideani (2011) cho SPI SPC chất nhũ hóa tốt SPC thể khả nhũ hóa thấp SPI [1] Về khả tạo bọt, nghiên cứu thực Boye cộng (2010) SPI cho thấy protein đậu nành có giá trị FE 41,8% FS 93% protein trứng có giá trị FE 479% FS 52% (Lomakina K., 2006) Mặc dầu FS protein đậu nành nhỏ trứng nhiều bọt tạo thành lại có độ ổn định cao gần gấp đơi trứng Nghiên cứu Nazanin Fatemeh Rahmati & Mostafa Mazaheri Tehrani, 2014 kết luận việc thay trứng dịch sữa đậu nành (10% protein) tỉ lệ 75% không làm thay đổi đáng kể tính chất bánh nướng người tiêu dùng chấp nhận [6] Điều chứng tỏ protein đậu nành với tính chất chức tương tự trứng thay hoàn toàn trứng chế biến bánh hàm lượng protein có dịch sữa đậu nành nghiên cứu thấp (10%) nên thay toàn trứng (100%) không tạo chất lượng sản phẩm mong muốn Một nghiên cứu khác Zeidanloo cộng sự, 2014 khảo sát hiệu việc sử dụng kết hợp bột đậu nành gum guar thay tồn trứng cơng thức bánh nướng Kết nghiên cứu xác định hỗn hợp 50% bột đậu nành 0,3% guar gum cho sản phẩm bánh có độ xốp cao chất lượng cảm quan tốt [8] Ở nghiên cứu này, tác giả dụng bột đậ nành ng ên có hà lượng protein cao, kết hợp với đặc t nh nhũ hóa tốt guar gum sử dụng nồng độ thấp tha toàn trứng (100%) sử dụng công thức bánh gi p đảm bảo chất lượng bánh nướng đạt yêu cầu độ nở xốp cho chất lượng cảm quan cao Muyang Lin cộng sự, 2017 đánh giá khả thay trứng (13,93%) công thức bánh nướng việc sử dụng riêng lẻ SPI (3,3%) mẫu kết hợp (SPI + 0.1% xanthan gum; SPI + 1% Mono-, di glyceride; SPI + 1% Soy lecithin; SPI + 0.1% xanthan gum + 1% Mono-, di glycerid SPI + 0.1% xanthan gum + 1% Soy lecithin) Kết chứng tỏ với hàm lượng thay tồn trứng cơng thức 3,3 % SPI 1% mono-,diglyceride thể tích riêng, tỉ trọng, độ cứng độ ẩm mẫu bánh không khác biệt so với mẫu đối chứng Về mặt cấu trúc, công thức chứa nhiều gliadin với kích thước 100-200nm mạng gluten có lỗ rỗng kích thước lỗ rỗng to [5] Ở nghiên cứu tác giả sử dụng kết hợp chế phẩm SPI có hàm lượng protein cao (SUPRO 120®; 90% protein) với chất nhũ hóa lecithin đậu nành (Soy lecithin) Mono-,diglycerid chất tạo gel Xanthan gum nồng độ thấp để tăng cường khả nhũ hóa Kết lượng SPI sử dụng khoảng ¼ lượng trứng kết hợp với đặc tính nhũ hóa tốt Mono-, di glycerid tạo cho bánh nướng đạt độ xốp chất lượng khơng khác biệt so với bánh nướng có sử dụng trứng, đồng thời giúp giảm chi phí sản xuất KẾT LUẬN Các chế phẩm protein đậu nành chứa hàm lượng protein khác tùy vào phương pháp chiết tách Protein đậu nành sử dạng thơ bổ sung dạng tinh chế với hàm lượng protein cao vào thành phần sản phẩm thực phẩm để tăng cường dinh dưỡng cải thiện đặc tính cấu trúc nhờ độ hịa tan tốt, tính chất nhũ hóa, khả tạo bọt tạo gel Với tính chất chức này, protein 856 đậu nành qua nhiều nghiên cứu chứng tỏ tiềm thay trứng chế biến bánh giúp khắc phục yếu tố cản trở tiêu dùng từ việc sử dụng trứng công thức bánh nướng sản phẩm mà trứng thành phần quan trọng Bên cạnh việc giảm loại bỏ thành phần trứng sản phẩm mang lại hiệu kinh tế cho nhà sản xuất Điều dẫn đến việc sử dụng protein đậu nành chất thay trứng thực phẩm ngày quan tâm ứng dụng rộng rãi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Jideani, V.A (2011) Functional Properties of Soybean Food Ingredients in Food Systems Department of Food Technology, Cape Peninsula University of Technology [2] Joseph G Endres, Soy Protein Products: Characteristics, Nutritional Aspects, and Utilization Joseph G Endres, A Publication of AOCS Press P.O Box 3489 Champaign, IL 61826-3489 USA [3] Kinsella, J E (1979) Functional properties of soy proteins Journal of the American Oil Chemists‘ Society, 56(3), 242–258 [4] Lee, J (2011) Soy protein hydrolysate; solubility, thermal stability, bioactivity, and sensory acceptability in tea beverage Thesis submitted to the faculty of the graduate school of the University of Minnesota, Master of Science [5] Lin, M., Tay, S H., Yang, H., Yang, B., & Li, H (2017) Replacement of eggs with soybean protein isolates and polysaccharides to prepare yellow cakes suitable for vegetarians Food Chemistry, 229, 663–673 [6] Rahmati, N F., & Mazaheri Tehrani, M (2015) Replacement of Egg in Cake: Effect of Soy Milk on Quality and Sensory Characteristics Journal of Food Processing and Preservation, 39(6), 574– 582 [7] Soderberg, J (2013) Functional properties of legume proteins compared to egg proteins and their potential as egg replacers in vegan food Faculty of Natural Resources and Agricultural Sciences, 43p [8] Zeidanloo, M H., Ghavidel, R A., & Afshar, S E (2014) The evaluation of egg replacement with soy flour and guar gum in oil cake, 6655, 222–227 857 ... thấp nên protein đậu nành chất thay trứng tốt xem xét đặc tính tạo gel KHẢ NĂNG THAY THẾ TRỨNG CỦA PROTEIN ĐẬU NÀNH TRONG CHẾ BIẾN BÁNH Từ lâu, trứng sử dụng sản xuất bánh nướng tính chất chức tuyệt... hợp protein trứng, protein đậu nành tạo gel, việc thay đổi nồng độ protein, pH nhiệt độ làm thay đổi độ cứng gel Tuy nhiên protein đậu nành tạo thành gel mạnh nhiệt độ thấp nên protein đậu nành. .. cứu protein Protein trứng protein đậu nành có khả nhũ hóa tốt giá trị pH cao 4.3 Tính chất tạo bọt Albumin có lịng trắng trứng có đặc tính tạo bọt tốt Protein đậu nành khơng có thành phần protein