2.6.1 Phương pháp sản xuất truyền thống
Các sản phẩm truyền thống từ đậu nành như thức uống đậu nành, tofu…được sản
xuất theo từng mẻ. Đậu nành hạt được rửa và ngâm nước trong một thời gian nhất định, phụ thuộc vào nhiệt độ nước ngâm và lượng nước ngâm, rồi chuyển sang công đoạn xay, phá vỡ cấu trúc hạt đậu nành thu dịch sệt và tiến hành lọc nóng để
thức uống đậu nành thu được có mùi hương đậu và hậu vị rất khó chịu, mặc khác
sản lượng rất thấp và chất lượng sản phẩm không ổn định qua từng mẻ khác nhau.
Cùng với những hạn chế của thức uống đậu nành truyền thống, mức độ ưa thích và
các yêu cầu khác của người tiêu dùng đối với loại hình sản phẩm này ngày càng
tăng và đây là nguyên nhân thúc đẩy sự phát triển các phương pháp sản xuất hiện
đại thay thế phương pháp sản xuất truyền thống theo từng mẻ.
2.6.2 Phương pháp sản xuất công nghiệp
Những công đoạn chính trong phương pháp sản xuất công nghiệp sản phẩm thức
uống đậu nành từ đậu nành hạt bao gồm các bước chính sau:
- Ngâm đậu nành hạt
Đậu nành thường được ngâm nước để các phân tử xenluloza trương nở, giảm được
thời gian nghiền theo yêu cầu và tăng được tỷ lệ chiết xuất các chất dinh dưỡng.
Thời gian ngâm phụ thuộc nhiệt độ của nước ngâm và mức độ chín của hạt đậu. Sau khi ngâm đậu nành có khối lượng gấp 2,2 lần so với ban đầu, nếu thời gian ngâm vượt quá quy định thì vỏ của hạt đậu sẽ bị nhăn lại và có thể sẽ làm giảm
chất lượng của đậu.
Hiện tại có nhiều phương pháp sản xuất có thể bỏ qua giai đoạn ngâm, ví dụ phương pháp nghiền nóng rất tốt cho việc chuyển thể (hydrat hoá) dịch nghiền và quá trình nghiền. Hơn nữa một số nhân tố có thể hình thành trong thức uống đậu
nành do quá trình nghiền khô và quá trình hoà lẫn bột đậu nành vào trong nước.
Kết quả có thể thu được dịch đậu có hàm lượng chất rắn lên đến 90%. - Nghiền
Quá trình nghiền thích hợp là quá trình phân tán hạt đậu nành thành những phần có kích thước vô cùng nhỏ để giảm được thời gian nâng nhiệt, thuận lợi cho sự chiết
lọc và điều quan trọng là thu hồi tối đa hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong
hạt đậu, nâng cao chất lượng sản phẩm. Nếu dịch sệt có các cấu tử thô thì việc
chiết lọc các chất dinh dưỡng sẽ thấp. Ngoài ra, trong một số phương pháp sản
xuất còn áp dụng biện pháp phun hơi nước lạnh trên bề mặt hạt đậu như trong phương pháp nghiền nóng để giảm thời gian xử lý nhiệt và giảm mùi đậu trong quá
trình tinh chế.
- Xử lý nhiệt cho dịch nghiền
Dịch nghiền sẽ được phối trộn với nước trong thùng chứa rồi nâng nhiệt lên nhằm:
+ Giảm hoạt lực của các enzyme kháng trypsin, những enzyme này có thể sẽ gây
+ Giảm hoạt lực của lypoxygenase, đây là nguyên nhân hình thành hương đậu tương trong các sản phẩm chế biến từ đậu nành.
+ Nâng cao chất lượng protein, củng cố giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.
+ Thuận tiện cho việc thu hồi và chiết tách dịch đậu lỏng từ dịch nghiền.
+ Hiệu suất thu hồi protein cao.
+ Tăng thời gian bảo quản của dịch đậu tinh chế vì đã tiêu diệt được một lượng lớn
các vi sinh vật. Nếu thời gian xử lý nhiệt vượt quá quy định sẽ dẫn đến việc phá
hủy các acid amin, ví dụ như cysteine và lysine, điều này sẽ làm giảm chất lượng
protein và làm nghèo đi giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
- Tinh chế dịch đậu nành đã lọc
Dịch đậu nành lỏng có được do sự chiết tách dịch nghiền sau khi đã qua xử lý
nhiệt. Trong suốt quá trình chiết tách, sử dụng phương pháp lọc áp suất và phương
pháp tách chất rắn không hoà tan. Hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào áp suất trích,
thời gian trích, tốc độ lọc trong quá trình trích cũng như kích thước của các phần tử đậu nành. Tất cả các yếu tố này ảnh hưởng đến sự thu hồi protein và hàm lượng
chất rắn hay nó được thể hiện bằng phần trăm chất rắn trong đậu nguyên liệu so
với chất rắn trong dịch thu hồi được.
- Công đoạn chuyển tiếp của quá trình xử lý
+ Phân tách xơ: Dịch trích lỏng thu được có chứa chất rắn, và trong này sẽ có các
chất xơ, chúng không hoà tan và dẫn đến sự hình thành trầm tích trong sản phẩm. Do đó, phương pháp lọc ly tâm sẽ được áp dụng để loại bỏ xơ và tránh tạo ra mùi “khê” trong sản phẩm, tạo cảm giác tốt khi cảm quan.
+ Khử mùi: Những hương không hấp dẫn có thể bị mất đi trong quá trình chiết
tách dịch bởi việc bài khí trong các thiết bị chuyên dụng và công đoạn đun sôi. Nước được đưa vào trong quá trình chiết tách dịch đậu thông qua sự phun hơi nước vào trong các thiết bị chuyên dùng. Loại bỏ quá trình hydrat hoá sẽ làm cho
các hương không hấp dẫn dễ dàng thoát ra.
- Điều chỉnh hàm lượng protein: Giá thành và chất lượng của thức uống đậu nành phụ thuộc vào mức độ đậm đà của sản phẩm và nó sẽ được quyết định bởi tổng hàm lượng nước trong quá trình chiết tách dịch, sự thay đổi hàm lượng nước sẽ điều chỉnh hàm lượng protein trong sản phẩm. Chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm ở
mỗi quốc gia là khác nhau nhưng chúng cũng đều có những quy trình sản xuất tương tự để sản phẩm cuối cùng đạt chất lượng tốt nhất.
- Điều chế: Vị ngọt và hương liệu là những yếu tố làm tăng giá trị sử dụng cho sản
phẩm, ví dụ như khi thêm dầu vào trong quá trình chiết tách dịch đậu, kết quả làm
tăng độ đậm đặc cho sản phẩm, sản phẩm mát dịu và nâng cao năng lượng.
- Bổ sung các yếu tố cần thiết:Sữa đậu nành có thể bổ sung các thành phần khác nhau để làm tăng giá trị dinh dưỡng, ví dụ như: Ca, các chất chống oxy hoá,
vitamin các loại, hàm lượng chất xơ hay các thành phần khác. Đã có nhiều chương
trình dinh dưỡng học đường được triển khai ở nhiều quốc gia về sản phẩm sữa đậu
nành có bổ sung vitamin và khoáng chất.
- Đồng hoá - Tiệt trùng : Trong giai đoạn này sự chiết tách dịch đậu có chứa huyền
phù với các thành phần có kích cỡ khác nhau, quá trình đồng hoá sẽ giúp hệ nhũ tương được đồng nhất, ổn định về kết cấu, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Dưới áp lực của quá trình đồng hoá, các phần tử này bị cắt mạch, giãn nở, thay đổi
cấu trúc và kết quả là chúng bị phá vỡ thành những phần tử có kích thước nhỏ, phân tán đồng đều vào trong khối dịch, liên kết của khối dịch được bền vững hơn
và trạng thái đồng nhất hoàn toàn.
Quá trình đồng hoá được thực hiện sau khi phối liệu, bổ sung các thành phần cần
thiết nhằm tránh được cảm giác bụi trong miệng khi cảm quan sản phẩm, giúp cho
quá trình hoà trộn các thành phần được hoàn toàn. Công nghệ này có thể được thực
hiện ở công đoạn lọc nhằm tăng hiệu suất trích.
Sau khi đồng hoá, dịch được chuyển đến thiết bị tiệt trùng và xử lý nhiệt ở 1370C trong thời gian cực ngắn 4 giây để tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật, bào tử có mặt
trong sản phẩm, ổn định chất lượng sản phẩm.
2.6.3 Ưu điểm của phương pháp sản xuất công nghiệp so với phương pháp truyền thống
Loại bỏ hay kiểm soát được các enzyme oxy hoá béo – nguyên nhân hình thành một số vị lạ và làm giảm chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản sản phẩm.
Hiệu quả thu hồi protein cao từ việc kiểm soát các phản ứng kháng trypsin trong dịch lọc và giảm hoạt lực của các enzyme kháng trypsin, những enzyme này có thể
gây ra những ảnh hưởng lên cơ thể người như gây cản trở cho quá trình tiêu hoá. Thu hồi tối đa hàm lượng protein và các thành phần dinh dưỡng, làm tăng chất lượng và giá trị sử dụng sản phẩm.
Làm tăng giá trị năng lượng và đa dạng hoá sản phẩm do việc bổ sung các thành phần cần thiết đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.
Do áp dụng cơ chế tiệt trùng UHT ở nhiệt độ cao 1370C nên các loại vi sinh vật,
thực hiện cực ngắn nên các thành phần dinh dưỡng không bị biến đổi do nhiệt, sản
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Địa điểm: Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & SHƯD – Trường Đại học Cần thơ.
Thời gian: thí nghiệm được tiến hành trong 3 tháng.
3.1.2 Nguyên liệu
Hạt đậu nành (Glycine Max Merril)
3.1.3 Hóa chất
Hóa chất sử dụng: Acid acetic tinh khiết, acid sulfuric, natri hydroxide, clorofoc tinh khiết, kali iodua, natri tiosunfat…
3.1.4 Thiết bị, dụng cụ
Thiết bị thí nghiệm gồm có: pH kế (713 pH meter, Metrohm), máy đồng hóa, máy
ghép nắp, nồi tiệt trùng, cân điện tử, bộ chưng cất Kjeldahl và một số dụng cụ,
trang thiết bị khác.
A B
C D
Hình 3.2 pH kế (C) và máy đồng hóa (D) 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.1 Phương pháp thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành dựa trên quy trình sản xuất (Hình 3.3). Sản phẩm được
xác định hiệu suất thu hồi protein, chỉ số peroxide và đánh giá cảm quan. Sau đó được theo dõi sự tách lớp theo thời gian khi đồng hóa ở các áp suất khác nhau.
Các thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với hai lần lặp lại, kết quả chọn
thông số tối ưu của thí nghiệm trước làm cơ sở cho thí nghiệm sau.
3.2.2 Các phương pháp phân tích
- Xác định hiệu suất thu hồi protein bằng phương pháp Kjeldahl - Xác định chỉ số peroxide bằng phương pháp chuẩn độ
- Đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm
Bảng 3.1 Bảng điểm mô tả màu của sản phẩm Điểm Mô tả sản phẩm 5 4 3 2 1
Màu trắng sáng đặc trưng của sữa đậu nành Màu trắng đặc trưng
Màu trắng không đặc trưng
Màu hơi sâm
Biến màu hoặc có màu quá sậm
Bảng 3.2 Bảng điểm mô tả mùi của sản phẩm
Bảng 3.3 Bảngđiểm mô tả vị của sản phẩm
Sản phẩm càng tốt là sản phẩm có số điểm càng cao, cao nhất 5 điểm; sản phẩm
kém nhất là sản phẩm có số điểm càng thấp, thấp nhất 1 điểm
- Số liệu thu thập và xử lý bằng phần mềm Statgraphic 4.0. Sử dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) để đưa ra kết luận về sự sai biệt giữa các giá trị
trung bình của các nghiệm thức.
Điểm Mô tả sản phẩm 5 4 3 2 1
Không có hương đậu tương, không có mùi lạ Mùi đậu tương rất nhẹ, không có mùi vị lạ Hương đậu tương đối nhiều, không có mùi vị lạ Hương đậu tương hình thành nhiều, có mùi lạ
Hương đậu tương hình thành rất nhiều, có mùi lạ gây cảm giác khó chịu.
Điểm Mô tả sản phẩm 5 4 3 2 1
Vị ngọt, béo rõ, hài hòa, không có vị lạ
Vị ngọt, béo rõ nhưng chưa hài hòa, không có vị lạ
Vị ngọt quá nhiều hoặc quá ít
Vị ngọt béo không hài hòa Có vị lạ
3.2.3 Quy trình thí nghiệm
Hình 3.3 Sơ đồ quy trình chế biến
Đậu nành Làm sạch Ngâm (8-10 giờ) Rửa Nghiền Lọc Dịch sữa Phối chế Đường Đồng hóa Bã Chần Nước nóng Chỉnh pH NaHCO3 Đun sôi Vô chai Thanh trùng Làm nguội Sản phẩm
3.2.4 Bố trí thí nghiệm
3.2.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền
đến mùi vị và hiệu suất thu hồi protein của sản phẩm
- Mục đích:
Xác định nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền thích hợp để tạo được sản phẩm có mùi vị tốt và lượng đạm thu hồi cao.
- Chuẩn bị mẫu:
Đậu nành cần loại sạch tạp chất trước khi tiến hành ngâm trong thời gian 8-10 giờ.
Sau đó đem rửa và bóc vỏ. Sau khi bốc vỏ các mẫu sẽ được chần ở các nhiệt độ
khác nhau: 80, 85, 90 và 950C. Ứng với mỗi nhiệt độ chần, mẫu được nghiền ở 4
nhiệt độ khác nhau: 80, 85, 90 và 950C với tỉ lệ đậu:nước = 1:6. Sau nghiền, mẫu được trích ly dịch sữa, rồi đem phối chế 6% đường. Xong đun dịch sữa ở 950C trong 20 phút.
- Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được lặp lại 2 lần với hai nhân tố:
+ Nhân tố A: giá trị nhiệt độ của quá trình chần nguyên liệu
A1 = 800C A2 = 850C A3 = 900C A4 = 950C
+ Nhân tố B: giá trị nhiệt độ của nước nghiền nguyên liệu sau khi ngâm B1 = 800C B2 = 850C B3 = 900C B4 = 950C Số nghiệm thức : 4 x 4 = 16 Tổng số mẫu thí nghiệm: 16 x 2 = 32 Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nhân tố B Nhân tố A B1 B2 B3 B4 A1 A2 A3 A4 A1B1 A2B1 A3B1 A4B1 A1B2 A2B2 A3B2 A4B2 A1B3 A2B3 A3B3 A4B3 A1B4 A2B4 A3B4 A4B4 - Các chỉ tiêu khảo sát
+ Màu sắc, mùi, vị bằng phương pháp cảm quan
+ Hiệu suất thu hồi protein
3.2.4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của chế độ đồng hóa đến chất lượng sản phẩm
- Mục đích:
Xác định áp suất đồng hóa nhằm tạo cho sản phẩm ổn định trong thời gian dài nhất.
- Chuẩn bị mẫu:
Từ thí nghiệm 1, chọn ra nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền tối ưu, sau đó tiến hành bố trí thí nghiệm 2.
Dịch sữa thu được sau khi phối chế và chỉnh pH ta tiến hành đồng hóa ở các chế độ áp suất: 100, 150, 200, 250 và 300 kg/cm2. Sau khi đồng hóa ta tiến hành vô chai, ghép nắp và tiến hành thanh trùng sữa ở 1250C trong 10 phút. Sau đó các chai
sữa được làm nguội và tiến hành bảo quản ở nhiệt độ phòng. - Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được lặp lại 2 lần, với 1 nhân tố.
Nhân tố C: áp suất đồng hóa (kg/cm2) C0: Không đồng hóa (mẫu đối chứng) C1: 100 kg/cm2 C2:150 kg/cm2 C3: 200 kg/cm2 C4: 250 kg/cm2 C5: 300 kg/cm2 Số nghiệm thức: 6
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
- Chỉ tiêu khảo sát
Sự phân lớp theo thời gian
C3 Đồng hóa ..…… Đun sôi C1 C2 C4 C5 ………… C0
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ CHẦN VÀ NHIỆT ĐỘ NGHIỀN ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI PROTEIN, PEROXIDE VÀ MÙI VỊ CỦA SẢN HIỆU SUẤT THU HỒI PROTEIN, PEROXIDE VÀ MÙI VỊ CỦA SẢN PHẨM
Hạt đậu nành sau khi làm sạch, ngâm từ 8 -10 giờ; sau đó được chần và nghiền ở
các chế độ nhiệt độ: 80, 85, 90, 950C. Dịch nghiền sau khi lọc ta thu được dịch sữa,
dịch sữa được chỉnh pH bằng NaHCO3 cho đến khi pH đạt 6,8 và đem đun sôi ở
950C trong 20 phút.
Từ các chế độ xử lý nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền khác nhau, xác định hiệu suất
thu hồi protein, chỉ số peroxide, đánh giá chỉ tiêu cảm quan.
Kết quả thu được như sau
4.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền đến hiệu suất thu hồi protein protein
Nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi protein
của sản phẩm, nhiệt độ chần và nhiệt độ nghiền càng cao thì hiệu suất thu hồi
protein càng thấp (Hình 4.1a). Việc xử lý ở nhiệt độ cao dẫn đến hiệu suất thu hồi
protein giảm là do ở nhiệt độ cao protein bị biến tính. Tuy nhiên việc trích ly ở
nhiệt độ cao sẽ được thực hiện khá dễ dàng do độ nhớt của sản phẩm giảm.