khảo sát quy trình chế biến sữa chua đậu nành giàu isoflavone

Nội dung đề tài: - Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình lên men sữa chua đậu nành: pH dịch lên men, hàm lượng saccharose bổ sung, hàm lượng giống vi sinh vật bổ sung, nhiệt độ l

BỘ GIÁODỤC VÀĐÀOTẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞTHÀNH PHỐ hồchíMINH

'' KHẢO SÁTQUY TRÌNH CHẾBIẾN SỮA CHUA

BỘ GIÁODỤC VÀĐÀOTẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞTHÀNH PHỐ hồchíMINH

' KHẢO SÁTQUYTRÌNH CHẾ BIẾN SỮA CHUA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

GIẤY XÁC NHẬN

Tôi tên là : Nguyễn Hồ Thị Kiều Tiên

Ngày sinh: 13/10/1999 Nơi sinh: An Giang

Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Mã học viên : 1753012021

Tôi đồng ý cung cấp toàn văn thông tin khóa luận tốt nghiệp hợp lệ về bản quyền cho Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh sẽ kết nối toàn văn thông tin khóa luận tốt nghiệp vào hệ thống thông tin khoa học của Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC Độc Lập – Tự Do - Hạnh Phúc

PHIẾU NHẬN XÉT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên GV: Lý Thị Minh Hiền Học hàm – học vị: Thạc sĩ

Đơn vị công tác: Trường đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh Họ và tên SV: Nguyễn Hồ Thị Kiều Tiên MSSV: 1753012021 Tên đề tài: Khảo sát quy trình chế biến sữa chua đậu nành giàu isoflavone

1 Tinh thần và thái độ làm việc:

Sinh viên có tinh thần chịu khó, cần mẫn trong công việc và hoàn thành tốt nội dung đề ra của khoá luận tốt nghiệp

2 Nội dung đề tài:

- Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình lên men sữa chua đậu nành: pH dịch lên men, hàm lượng saccharose bổ sung, hàm lượng giống vi sinh vật bổ sung, nhiệt độ lên men, thời gian lên men, hàm lượng cao chứa isoflavone bổ sung

- Trích ly cao chứa isoflavone từ bã đậu nành, xác định thành phần các hợp chất có hoạt tính trong cao

- Đánh giá khả năng kháng oxy hoá của cao thu được

Kết luận:

-Sinh viên được ĐƯỢC BẢO VỆ trước hội đồng đánh giá

-Điểm (thang điểm 10): 9,0 - (Điểm chữ: chín không) (Điểm lẻ đến 0,5)

Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 08 năm 2021 Chữ ký giảng viên

Lý Thị Minh Hiền

LỜI CẢM ƠN:

Đầu tiên con xin cảm ơn gia đình đã sinh thành, dạy bảo con trên những bước đi đầu đời, là hành trang vững chắc cho con vững bước trên đường đời Nhờ có sự dạy dỗ, động viên, dìu dắt, rèn dũa và tạo mọi điều kiện cho con có thể thực hiện được niềm yêu thích của mình Cũng như trong suốt thời gian qua không những luôn động viên và ủng hộ con Mà gia đình, Ba Mẹ của con còn là một điểm tựa vững chắc, là một tia hy vọng, là một niềm vui, là một lý do giúp cho con nỗ lực cố gắng những lúc con cảm thấy mệt mỏi và khó khăn nhất Con sẽ luôn cố gắng và nỗ lực bước đi trên con đường mà con đã chọn, đi hết con đường tốt đẹp mà Ba Mẹ đã dành tất cả cho con

Tiếp theo, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến cô ThS Lý Thị Minh Hiền, cô đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và đã giúp đỡ để em hoàn thành trong quá trình làm khoá luận tốt nghiệp

Em cũng em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô trong khoa Công nghệ Sinh học – Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh đã hết lòng truyền đạt cho em những kiến thức quý báu, những kinh nghiệm thực tế trong những năm tháng trên giảng đường đại học Chính những kiến thức, những kinh nghiệm mà Thầy Cô giảng dạy đã là nền tảng vững chắc cho em trong quá trình thực hiện đề tài khoá luận tốt nghiệp.

Và cuối cùng, gửi đến lời cảm ơn đến các bạn cùng lớp, những người bạn luôn chia sẻ, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến có ích giúp tôi trong suốt thời gian học và thực hiện đề tài

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 12 năm 2020 Nguyễn Hồ Thị Kiều Tiên

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Thành phần dinh dưỡng trong hạt đậu nành 7

Bảng 1 2 Thành phần hoá học chính của đậu nành: 7

Bảng 1 3 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu nành 8

Bảng 1 4 Thành phần các acid amin không thể thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng 9

Bảng 1 5 Thành phần carbohydrate 10

Bảng 1 6 Thành phần vitamin 10

Bảng 1 7 Thành phần khoáng chất 11

Bảng 3 1 Kết quả một số thành phần trong dịch sữa đậu nành……… …… 37

Bảng 3 2 Sự thay đổi thông số hoá lý trung bình của pH dịch sữa trước và sau quá trình lên men 37

Bảng 3 3 Bảng kết quả đánh giá cảm quan của các giá trị pH dịch lên men khác nhau 38

Bảng 3 4 Kết quả trung bình hàm lượng chất khô hoà tan thay đổi sau quá trình lên men 39

Bảng 3 5 Kết quả đánh giá cảm quan của các hàm lượng chất khô hoà tan khác nhau 40

Bảng 3 6 Bảng biến đổi trung bình giá trị các chỉ tiêu trong quá trình lên men ở các giá trị men bổ sung khác nhau 41

Bảng 3 7 Kết quả đánh giá cảm quan của hàm lượng men bổ sung khác nhau 41

Bảng 3 8 Kết quả đánh giá cảm quan của các nhiệt độ khác nhau ảnh hưởng đến quá trình lên men 42

Bảng 3 9 Kết quả đánh giá cảm quan của thời gian lên men khác nhau 43

Bảng 3 10 Kết quả đánh giá cảm quan của hàm lượng cao isoflavone bổ sung khác nhau ảnh hưởng đến quá trình lên men 44

Bảng 3 11 Kết quả kháng oxy hoá – DPPH 44

Bảng 3 12 Kết quả hàm lượng cao isoflavone trong 1 g cao 45

Bảng 3 13 Một số thành phần của sản phẩm 46

Bảng 3 14 Bảng điểm chất lượng toàn diện sản phẩm theo TCVN: 3215-79 47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Đậu nành 6

Hình 1 2 Công thức cấu tạo tổng quát của nhóm chất isoflavon 11

Hình 1 3 Cấu trúc phân tử của genistein, daidzein và glycitein 12

Hình 2 1 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất sữa chua từ đậu nành……… 23

Hình 2 2 Sơ đồ quy trình dự hiến sản xuất cao isoflavone từ đậu nành 28

Hình 3 1 Kết quả sắc ký bản mỏng……… 45

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG i

DANH MỤC HÌNH ii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Khái quát sự phát triển và lợi ích của sữa 4

1.1.1 Khái quát về sự phát triển của sữa chua 4

1.1.2 Lợi ích của sữa chua 5

1.2 Giới thiệu chung về nguồn nguyên 6

1.2.1 Giới thiệu sơ lược về hạt đậu nành 6

1.2.2 Thành phần và lợi ích của đậu nành 7

1.2.3 Giới thiệu về bã đậu nành 14

1.2.4 Lợi ích của đậu nành và sữa chua đậu nành 16

1.3 Giới thiệu về các nghiên cứu chiết isoflavone từ bã đậu nành trong và ngoài nước 17

1.3.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài 17

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước 18

1.4 Giới thiệu về chủng vi sinh 18

1.5 Lên men lactic trong sữa 20

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 22

NGHIÊN CỨU 22

2.1 Vật liệu nghiên cứu 22

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 22

2.1.2 Nguyên liệu 22

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị 22 2.2 Quy trình công nghệ dự kiến chế biến sữa chua đậu nành giàu isoflavone 23

2.2.1 Quy trình 23

2.2.2 Thuyết minh quy trình 24

2.2.3 Quy trình điều chế cao isoflavone từ bã đậu nành 27

2.3 Mô tả thí nghiệm 30

2.3.1 Khảo sát nguyên liệu đậu nành 30

2.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng pH của dịch đến quá trình lên men:… 30

2.3.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng saccharose đến quá trình lên men 31

2.3.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng giống bổ sung đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình lên men 32

2.3.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 33

2.3.6 Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng của sản phẩm 33

2.3.7 Thí nghiệm 6: Khảo sát hàm lượng cao isoflavone bổ sung ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm 34

2.3.8 Thí nghiệm 7: Khảo sát khả năng kháng oxy hoá – phương pháp DPPH của cao isoflavone 35

2.3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn chỉnh 36

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu đậu nành 37

3.2 Kết quả thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng pH của dịch đến quá trình lên men… 37

3.3 Kết quả thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng saccharose đến quá trình lên men 39

3.4 Kết quả thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng giống bổ sung đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình lên men 40

3.5 Kết quả thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 42

3.6 Kết quả thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng của sản phẩm 42

3.7 Kết quả thí nghiệm 6: Khảo sát hàm lượng cao isoflavone bổ sung ảnh hưởng

đến chất lượng sản phẩm 43

3.8 Kết quả thí nghiệm 7: Khảo sát khả năng kháng oxy hoá – phương pháp DPPH của cao isoflavone 44

3.9 Kết quả định tính cao isoflavone – phương pháp sắc ký bản mỏng 45

3.10 Đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn chỉnh 46

3.10.1 Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua đậu nành 46

3.10.2 Kết quả kiểm tra vi sinh vật hiếu khí và men mốc 46

3.10.3 Đánh giá cảm quan của sản phẩm hoàn thiện 47

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

4.1 Kết luận 48

4.2 Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

Tài liệu tiếng việt 49

Tài liệu tiếng anh 50

Internet 50

PHỤ LỤC 51

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, cùng những tiến bộ đáng kể của khoa học và công nghệ không chỉ phát triển nền văn minh mà còn dẫn đến sự xuất hiện của nhiều mối đe dọa chưa được biết đến là các nguyên nhân gây bệnh Những mối đe dọa này bao gồm các bệnh văn minh chủ yếu do môi trường ô nhiễm, thực phẩm bị pha tạp chất và không hợp vệ sinh, dinh dưỡng kém và căng thẳng do nhịp sống nhanh Ở các nước phát triển và đang phát triển, tình trạng sức khỏe có tác động xã hội lớn bao gồm béo phì, đái tháo đường, các bệnh tim mạch, tăng huyết áp, loãng xương và ung thưgia tăng một cách tự nhiên và nhanh chóng Nên đây cũng là lúc mọi người càng quan tâm đến sức khoẻ của chính mình và người thân, vì vậy mọi người đã tìm kiếm những phương pháp để nâng cao và cải thiện sức khoẻ cuộc sống hằng ngày Sự nhu cầu về dinh dưỡng của con người đòi hỏi ngày càng cao về các thực phẩm ăn vào phải bổ dưỡng, đầy đủ các chất dinh dưỡng và các loại thực phẩm ngày càng đa dạng để phục vụ cho nhu cầu của người tiêu dùng Yaourt là sản phẩm sữa lên men được xuất hiện từ rất lâu đời ở nhiều quốc gia trên thế giới Là loại thực phẩm chế biến tương đối đơn giản cung cấp rất nhiều chất dinh dưỡng Tuy nhiên, một số ít người tiêu dùng không chuyển hoá được lactose trong sữa nên còn e ngại sử dụng Chính vì thế, sữa chua được làm từ nguyên liệu ban đầu là thực vật được nghiên cứu để đưa vào sử dụng

Một loại thực phẩm không nên bỏ qua đó là đậu nành Là một nguồn thực phẩm quen thuộc đối với con người Ở nhiều nước trên thế giới, việc sử dụng các sản phẩm từ đậu nành được khuyến khích sử dụng vì có những lợi ích đối với sức khoẻ của con người Trong đậu nành có chứa các acid amin thiết yếu như histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine và arginine Con người đã tạo ra được nhiều sản phẩm làm từ đậu nành như đậu hũ, nước tương, chao, Natto, Miso, Do đó để nâng cao giá trị của đậu nành và làm cho sản phẩm thêm đa dạng, sản phẩm lên men sữa chua từ đậu nành đã và đang được nghiên cứu để ra được sản phẩm phù hợp với khẩu vị tiêu dùng đăc biệt là của người Việt Trong sữa chua đậu nành Probiotic có trong yogurt có thể đem đến cho cơ thể những lợi ích như ngăn chặn sự xâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh, giúp cho việc

tiêu hóa thức ăn, điều hòa hệ miễn dịch,…người ở mọi lứa tuổi và tình trạng sức khỏe đều có thể sử dụng

Theo nhiều nghiên cứu, trong đậu nành có thành phần isoflavone là chất chống oxy hoá vô cùng có lợi cho sức khoẻ của con người Là chất có giá trị dinh dưỡng cao giúp hạn chế được nhiều bệnh lý mãn tính, bao gồm các bệnh tim mạch, loãng xương và ung thư nội tiết tố một số tác dụng của đậu tương trong việc làm giảm được cholesterol trong máu Chúng cũng ngăn cản sự phát triển các mầm ung thư, các bệnh về đường ruột, ngăn ngừa bệnh thận, tiểu đường,…Isoflavone có hoạt tính tương tự nội tiết tố estrogen và đặc tính chống oxy hoá đây cũng là chất giúp làm giảm LDL (cholesterol có hại đối với sức khoẻ) mà không gây ra các tác dụng phụ nên cần được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm thực phẩm chức năng, dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát và đồ uống,… Vì vậy với mục đích đa dạng hoá và đưa sản phẩm sữa chua lên men từ đậu nành trở thành thực phẩm gần gũi và thích ứng với người dùng Bên cạnh đó, để giúp tăng hoạt tính sinh học của isoflavone vốn có sẵn trong đậu nành và tiến hành trích ly isoflavone làm cao để bổ sung vào sản phẩm sữa chua Do đó, đề tài “Khảo sát quy trình chế biến sữa chua đậu nành giàu isoflavone” được thực hiện

Mục tiêu :

Xây dựng quy trình chế biến sữa chua đậu nành và tận dụng bã đậu nành trích isoflavone bổ sung vào sản phẩm.

Nội dung nghiên cứu:

o Khảo sát nguyên liệu đậu nành

o Khảo sát ảnh hưởng pH đến quá trình lên men

o Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng saccharose đến quá trình lên men

o Khảo sát tỷ lệ ảnh hưởng của vi khuẩn đông khô đã được hoạt hoá bổ sung đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình lên men

o Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men

o Khảo sát thời gian của đến quá trình lên men và chất lượng của sản phẩm o Khảo sát hàm lượng cao isoflavone bổ sung

o Khảo sát khả năng kháng oxy hoá – phương pháp DPPH của cao isoflavone

o Đánh giá chất lượng của sản phẩm (Brix, độ chua, pH, kiểm tra vi sinh vật hiếu khí, men mốc,…)

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái quát sự phát triển và lợi ích của sữa

1.1.1 Khái quát về sự phát triển của sữa chua

Yaourt hay còn gọi là Yogurt là sản phẩm được lên men từ sữa Yogrut có nguồn gốc từ Thổ Nhĩ Kỳ và trong tiếng Assyri cổ yogrut có nghĩa là “cuộc sống” Sữa lên men rất được phổ biến ở Đông Âu và Trung Âu và được trở thành một thực phẩm thơm ngon không thể thiếu trong bữa ăn của dân cư vùng này Đây là thực

phẩm có lượng acid nhẹ được lên men bởi các vi khuẩn lactic như Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus Năm 1912, tại

Paris, Li Yu-ying và Grandvoinnet đã chế biến sữa đậu nành lên men Năm 1970, ở Mỹ sản phẩm từ sữa đậu nành được gọi theo nhiều cách khác nhau: soyogurt, soymilk yogurt, Năm 1981, tại Nhật Bản lần đầu tiên sản xuất soy yogurt với số lượng lớn Sữa chua du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ XX và nhanh chóng trở thành sản phẩm được sử dụng rộng rãi Với nguồn nguyên liệu ban đầu là từ sữa dê, cừu Mãi đến sau này được thay thế bằng sữa bò và do nhu cầu của con người dùng thực phẩm thuần chay nên dần nguyên liệu thay thế ngày càng phong phú một nguyên liệu không thể bỏ qua là đậu nành Người ta thấy được rằng acid tạo ra trong quá trình lên men có khả năng ngăn chặn được các bệnh ung thư, các bệnh về đường ruột một cách hiệu quả Do đó, yaourt được biết và được tiêu thụ trên nhiều quốc gia Chính vì vậy nó được xem là một sản phẩm tiềm năng

Hiện nay trên thị trường, sản phẩm yaourt rất đa dạng và phong phú Cấu trúc và mùi vị được thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen của người tiêu dùng khác nhau Sản phẩm yaourt được chia làm các loại như sau:

Sữa chua truyền thống (set type): sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong sản xuất sữa chua truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống rồi được rót hủ Quá trình lên men được diễn ra trong hủ làm xuất hiện khối đông và cấu trúc đặc trưng của sản phẩm

Sữa chua dạng khuấy (stirred type): khối đông sẽ xuất hiện sau quá trình lên men, được phá huỷ một phần do khuấy trộn cơ học Trong quá trình sản xuất sữa chua dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý 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 Sữa chua dạng khuấy không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như sữa chua truyền thống

Sữa chua dạng uống (drinking type): khối đông sẽ xuất hiện sau quá trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dùng không cần phải dùng muỗng Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta dùng phương pháp khuấy trộn hoặc đồng hoá để phá huỷ cấu trúc gel của khối đông và giảm độ nhớt của sản phẩm

1.1.2 Lợi ích của sữa chua

Sữa là một loại thực phẩm giàu các chất dinh dưỡng như đạm, đường, khoáng, vitamin, các chất khoáng…có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ hấp thụ Sự lên men lactic được sử dụng trong chế biến thành các sản phẩm như sữa chua, phomai,…vừa tăng được giá trị dinh dưỡng vừa có tính chất chữa được các bệnh đường ruột giúp ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hoá mà còn có tác dụng bảo quản sữa được lâu hơn

Sữa chua cũng là một khẩu phần ăn thường xuyên của trẻ nhỏ Vì đây là sản phẩm được chế biến từ các loại sữa bằng cách lên men lactic, giúp kích thích sự đáp ứng miễn dịch, làm giảm các cholesterol LDL, chứa nhiều chất bổ dưỡng và dễ hấp thụ vào máu Có thể dùng cho người bệnh vừa mới khỏi, suy nhược và chữa biếng ăn rất tốt

Sữa chua vẫn giữ được và làm giàu thêm các chất protein, vitamin và các khoáng chất cần thiết giúp cân bằng hệ vi khuẩn, tăng cường khả năng đề kháng của cơ thể Protein trong sữa ngăn ngừa ung thư dạ dày, đường lactose làm tăng bifidobacteria trong ruột, calcium và sắt ngăn chặn bệnh thiếu máu hồng cầu, vitamin A tăng cường thị giác, pepton và peptid có tác dụng kích tích chức năng gan Nguồn canxi giúp hạn chế được hiện tượng ợ chua, cân bằng tuyến đường ruột điều chỉnh thức ăn trong thực quản và giảm nguy cơ ung thư đường ruột

Có thể dùng cho người bệnh đái tháo đường có ít chất bột đường và làm giảm cơn khát Nên chọn loại sữa chua làm từ đậu nành vì chứa các hạt bão hoà thích hợp cho chế độ ăn chống cholesterol Sữa chua có loại vi khuẩn tạo nên proteaza, tác dụng

thuỷ phân protein thành các acid amin tự do dễ hấp thụ nên ngoài giá trị dinh dưỡng, sữa chua còn được xem là mỹ phẩm chăm sóc da hiệu quả

1.2 Giới thiệu chung về nguồn nguyên

1.2.1 Giới thiệu sơ lược về hạt đậu nành

Đậu nành hay còn gọi là đậu tương hay đỗ tương, là một trong những loại cây trồng mà con người đã biết sử dụng và trồng lâu đời Là loại cây giàu hàm lượng chất đạm protein, được trồng làm thức ăn cho người và gia súc

Hình 1 1 Đậu nành

Đậu nành có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill Theo Fukuda (1933) và

về sau nhiều nhà khoa học đã thống nhất rằng đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) Từ Trung Quốc đã lan truyền khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản vào khoảng 200 năm Trước Công nguyên, đậu nành đã được vào Triều Tiên và sau đó được chuyển sang Nhật Đến giữa thế kỷ XVII, đậu nành được người

Đức đưa về châu Âu và đến năm 1954 mới du nhập vào Mỹ

Một số tài liệu cho rằng đậu nành được đưa vào trồng ở nước ta từ thời vua Hùng và cho rằng nhân dân ta đã trồng cây đậu nành trước cây đậu xanh và đậu đen (Ngô Thế Dân và cộng sự, 1999)

Đậu nành là loại cây có giá trị kinh tế cao, là một cây thực phẩm quan trọng của con người, đồng thời cũng là nguồn protein bổ sung cho gia súc, gia cầm trồng đậu nành giúp tăng độ phì nhiêu cho đất canh tác Sản phẩm chính là hạt đậu nành rất giàu dinh dưỡng có hàm lượng protein và tỷ lệ lipid cao Do đó, hạt đậu nành có vai trò trong việc giúp cho nhu cầu ăn uống hằng ngày thêm phong phú Trong công nghiệp đậu nành còn được coi là nguyên liệu quan trọng để sản xuất dầu thực vật

Trong hạt đậu nành có chứa rất nhiều các chất cần thiết như: K, P, Mg, Fe Nhờ có chứa nhiều chất cần thiết, các acid amin thiết yếu và có nhiều vitamin nên đậu nành được xem là nguồn thức ăn lý tưởng cho những người bệnh về đái tháo

đường, huyết áp, tim mạch…Ngoài ra, đậu nành sau khi được ép lấy hết dầu còn được sử dụng chế biến thức ăn gia súc, gia cầm và heo

1.2.2 Thành phần và lợi ích của đậu nành

Đậu nành có chứa 40-42% protein, dầu 18-22% gồm 85% acid béo không bão hoà và 15% acid béo bão hoà, 28% cacbohydrate và nhiều chất dinh dưỡng khác như phospho, calcium, vitamin và chất sắt,… (Antalina, 1999)

Bảng 1 1 Thành phần dinh dưỡng trong hạt đậu nành

Loại hạt Calorie Protein(g) Lipid(g) Glucid(g) Xơ Tro(g)

Hạt xanh 436 40,8 17,9 35,8 6,0 5,3 Hạt trắng 444 39,0 19,6 35,5 4,7 5,5 Hạt vàng 439 38,0 17,1 40,3 4,9 4,6

(Nguồn: Fabre và Planchon, 2000) Đậu nành màu vàng được trồng và sử dụng nhiều nhất

Hạt đậu có 3 bộ phận:

+ Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt + Phôi chiếm 2%

+ Tử diệp chiếm 90%

Bảng 1 2 Thành phần hoá học chính của đậu nành:

Thành phần hạt Tỷ lệ Protein (%) Lipid (%) Cacbohydrat (%) Tro (%)

Nguyên hạt 100,0 40,0 20,0 34,0 4,9 Tử diệp 90,3 43,0 23,0 29,0 5,0 Vỏ hạt 8,0 8,8 1,0 86,0 4,3 Phôi 2,0 41,0 11,0 43,0 4,4

(Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

Bảng 1 3 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu nành

Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Nước

Protein Chất béo Cacbohydrat

Chất xơ Tro (Ca)

Fe Mg

P K Na Zn

14,0g 34,0g 18,4g 24,6g 4,5g 4,5g 165,0mg

11,0mg 236,0mg 690,0mg 1504mg

2mg 3,8mg

Cu Mn Se Vitamin C Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin B3 Vitamin B5 Vitamin B6 Vitamin B12

Vitamin A Vitamin E …………

1,7mg 1,2mg 1,5µg 4,0g 0,54mg 0,29mg 1,62mg 0,793mg 0,377mg 0,0 µg

0mg 0,85mg ………

(Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, 2007) Protein

Đậu nành được cho là giống cây trồng cho lượng đạm nhiều nhất trong các loài thực vật Vì thế, trong thành phần hoá học của đậu nành protein chiếm tỷ lệ rất lớn Protein trong đậu nành được tạo bởi nhiều acid amin và có số lượng tương đương acid amin có trong thịt động vật Cơ thể chúng ta cần tất cả 8 loại acid amin này để cho đồng bộ và điều chỉnh tỷ lệ với nhau Nếu thiếu một trong tám amino acid này thì những chất khất không thể hợp tác và vận hành được Protein của đậu nành dễ tiêu hoá, không sinh độc tố cho cơ thể, không có cholesterol và ít chất béo bão hoà thường có ở thịt động vật

Bảng 1 4 Thành phần các acid amin không thể thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng

Loại acid amin Đậu

nành Trứng Thịt bò Sữa bò Gạo

Giá trị được đề nghị bởi FAO-

OMS Leusine

Isoleusine Lysine Phenylalanine

Threonine Tryptophane

Valine Methionine

7,84 4,48 6,40 4,96 3,84 1,28 4,80 1,28

8,32 5,60 6,24 5,12 5,12 1,76 7,52 5,28

8,00 5,12 2,12 4,48 4,64 1,21 5,28 2,72

10,24 5,60 8,16 5,44 4,96 1,44 7,36 2,88

8,25 3,84 3,68 4,80 3,36 1,28 5,76 2,08

4,8 6,4 4,2 2,8 2,8 1,4 4,2 2,2

(Nguồn: Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, 2018) Ngoài ra protein đậu nành có chứa 2 thành phần không mong muốn là: trypsin-inhibitor là chất gây ức chế enzyme trypsin tiêu hoá protein của động vật, do đó cần nấu chín kỹ trong quá trình chế biến để loại bỏ Hemagglutinins là protein có khả năng kết dính các tế bào hồng cầu (làm đông máu) Tuy nhiên những chất này dễ bị phân giải bởi nhiệt khi chế biến

Lipid

Chất béo chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô của đậu nành Nằm chủ yếu ở phần tử diệp của hạt Trong đậu nành chứa nhiều acid béo không no chiếm khoảng hơn 80% đây là loại thực phẩm hoàn toàn không có cholesterol Và được dùng làm dầu đậu nành được xem là dầu thực vật có giá trị sinh học cao Tuy nhiên các acid béo không no dễ bị oxy hoá và giảm chất lượng

Carbohydrate

Cacbohydrate trong đậu nành chiếm khoảng 34% Trong đó cacbohydrate được chia làm 2 loại là tan trong nước (đường tan) và không tan trong nước (chất xơ không tan) Loại đường tan chỉ chiếm khoảng 10% (chủ yếu là sucrose 5%, stachyose 4%, raffinose 1%) Đường trong đậu nành chủ yếu là đường sucrose lẫn với một số

đường không thể kết tinh giống với lactose trong sữa Tuy nhiên cần lưu ý 2 loại đường là stachyose, saffinose làm cho cơ thể có cảm giác bị đầy hơi Vì thế trong quá trình lên men sữa đậu nành có thể làm giảm được hàm lượng của chúng

Bảng 1 6 Thành phần vitamin

Thiamin 11,0 – 17,5% Acid folic 1,9mg/g

Niaxin 21,4 – 23,0mg/g Vitamin A 0,18 – 2,43% Pyridoxin 7,1 – 12,0mg/g Vitamin E 1,4mg/%

Acid pantothenic 13,0 – 21,5mg/g

(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng 2006) Thành phần chất khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành Các chất khoáng chủ yếu và đáng chú ý là K, Na, Ca, Mg, S và P

Isoflavon

Isoflavon là hợp chất phenolic được xem là phytoestrogens (estrogens thực vật), có liên quan với các flavonoid (isoflavone và flavonoid khác nhau ở vị trí gắn của vòng benzen) vì chúng có công thức hoá học, chức năng và ảnh hưởng đến cơ thể con người như estrogen và đặc biệt nó có hàm lượng cao nhất trong đậu nành Isoflavone đậu nành tồn tại ở dạng tự do – không gốc đường (aglycone) và dạng liên kết (glycoside) trong đó gồm: aglycone (daidzein, genistein và glycitein), glucoside (daidzin, genistin và glycitin), acetylglucoside (acetyldaidzin, acetylgenistin và acetylglycitin) và malonylnisin, malonylucosidzidzin, malonylucosidglynisin, malonylucoside

Công thức cấu tạo:

Hình 1 2 Công thức cấu tạo tổng quát của nhóm chất isoflavon

Dạng glycoside được cho là hạn chế hấp thu trong hệ tiêu hoá người do có trọng lượng phân tử lớn nhưng lại chiếm trên 90% isoflavone tổng số Trong khi đó, dạng alycone là những phytoestrgen có hoạt tính sinh học cao, chỉ có nồng độ từ 1 – 5% isoflavone tổng số Nhưng daidzein, genistein và glycitein là các aglycones có thể tạo thành ba dạng glucoside, một β-glucoside, một 6 ″ -O-malonyl-glucoside và một 6 ″ -O-acetyl-glucoside Các aglycone isoflavone được hấp thụ nhanh hơn và với lượng lớn hơn glucoside của chúng ở người.

Hình 1 3 Cấu trúc phân tử của genistein, daidzein và glycitein

Sau các nghiên cứu của các nhà khoa học đều cho rằng isoflavones có khả năng mãnh liệt chống lại các tác dụng gây nên chứng ung thư liên quan đến hormone Được biết hàm lượng estrogene cần thiết trong cơ thể là yếu tố dẫn đến các bệnh ung thư ở phụ nữ như ung thư vú, ung thư buồng trứng…

Ở trong sữa đậu nành dạng glycoside hạn chế hấp thu trong hệ tiêu hoá con người, trong khi đó dạng aglycone lại được cơ thể hấp thu nhanh hơn Ngược lại, sữa đậu nành sau khi lên men có hàm lượng aglycone cao hơn glycoside nên được hấp thu vào cơ thể nhanh hơn, giúp ngăn chặn các bệnh mãn tính như ung thư, các bệnh về tim mạch

❖ Lợi ích của isoflavon trong đậu nành đã được nghiên cứu:

Ngăn ngừa sự phát triển của tế bào ung thư, kích thích tế bào ung thư giúp chúng trở lại bình thường, ngăn cản sự lớn mạnh của các tế bào ung thư DNA nhưng

không ngăn cản sự lớn mạnh của các tế bào bình thường, được xem là chất chống oxy hoá, bảo vệ các tế bào bình thường khỏi bị hư hại bởi sự tấn công của các chất dễ gây chứng ung thư Có khả năng ngăn ngừa sự hao mòn xương và phát triển chứng bệnh xốp xương Một cách tổng quát, tiêu thụ chất isoflavone có trong đậu nành hằng ngày sẽ làm giảm lượng cholesterol trong máu ít nhất 35%, phòng ngừa bệnh xốp xương, bệnh tim mạch, tăng cường khả năng tự miễn dịch

⮚ Tác dụng trên các khối u phụ thuộc hormon:

Tỷ lệ một số loại u phụ thuộc hormon (như u ở màng trong tử cung, ở vú, buồng trứng) thay đổi rõ rệt, nhưng tỷ lệ này rất thấp ở phụ nữ Châu Á Nhận xét này về dịch tễ cho thấy có liên quan đến chế độ dinh dưỡng giàu đậu nành ở dân cư Châu Á

Các nghiên cứu về thực hiện và lâm sàng đã chứng minh hiệu lực của phytoestrogen làm giảm nguy cơ ung thư ở màng trong tử cung, ở vú và buồng trứng Kết quả chưa hoàn toàn chắc chắn, cần các nguyên cứu tiếp theo để mang lại một kết luận rằng isoflavone từ đậu nành có thể ngăn ngừa hữu hiệu các loại u nêu trên Nhưng chắc chắn isoflavone từ đậu nành không làm tăng nguy cơ ung thư mặc dù isoflavone có tác dụng estrogen

⮚ Tác dụng trên chuyển hoá của xương:

Nhiều nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ gãy xương do loãng xương ở phụ nữ Châu Á thấp hơn hẳn so với các nước ở phương Tây Sự khác biệt này có liên quan tới sử dụng nhiều thức ăn chế biến từ đậu nành Hiệu lực của isoflavone từ đậu nành trên quá trình dinh dưỡng của xương ở phụ nữ sau mãn kinh đã cho thấy tăng có ý nghĩa về mật độ khoáng xương (BMD) tới các đốt sống L2 - L4 khi so sánh với phụ nữ theo chế độ ăn nghèo đậu nành

Hiệu lực của isdoflavone đậu nành trên chuyển hóa xương cũng được khẳng định trong các nghiên cứu lâm sàng khác và còn được xác minh qua các nghiên cứu trên chuột cống cắt bỏ buồng trứng Isoflavone còn làm giảm nguy cơ loãng xương nhờ ức chế được hoạt tính của hủy cốt bào, nên có tác dụng hiệp đồng chống tiêu xương nhờ hoạt tính estrogen của thuốc này

⮚ Tác dụng trên tim mạch:

Chế độ dinh dưỡng giàu đậu nành sẽ làm giảm nguy cơ bệnh động mạch vành (CHD) Isoflavone đậu nành có những tác động khác nhau chống rối loạn lipid-máu ở người mãn kinh, có thể cắt giảm được những nguy cơ co tim mạch Đậu nành và các chất chiết xuất của đậu nành cũng có những tác dụng khác có lợi cho tim mạch, đã được sơ kết bởi nhóm các chuyên gia Hội Mãn kinh Bắc Mỹ

⮚ Làm giảm huyết áp tâm trương:

+ Làm giảm cholesterol toàn phần, giảm cholesterol “xấu” (tức LDL – cholesterol), giảm triglyxerid, tăng HDL, giảm tỷ số cholesterol toàn phần/HDL – C, giảm tỷ số LDL – C/HDL – C

⮚ Tác dụng trên các chức năng nhận thức:

Liệu pháp thay thế hormon (HRT) đã chứng tỏ có tác dụng thuận lợi trong điều trị sự suy giảm nhận thức và sa sút trí tuệ ở phụ nữ cao tuổi Vì vậy, có thể suy ra là phytoestrogen cũng có thể có các lợi ích tương tự

1.2.3 Giới thiệu về bã đậu nành

Bã đậu nành (tên tiếng Nhật là Okara) là một sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình sản xuất đậu phụ hoặc sữa đậu nành Okara có nghĩa là phần cặn vỏ Ở mỗi nước có cách gọi khác nhau như tại Trung Quốc, okara được biết đến rộng rãi nhất như douzha (cặn đậu phụ), đậu phụ Zha (cặn đậu phụ) ngoài ra cũng được gọi là cặn phụ Zha-tsu Đến nay thuật ngữ okara là từ chung để sử dụng cho bã đậu nành Đây là phần bã và các chất dinh dưỡng khác không tan trong nước còn lại sau khi tách khỏi dịch các chất tan có màu trắng hay trắng ngà nằm trên mặt lưới sau khi lọc sữa

Bã đậu nành được thu nhận thông qua quá trình ly tâm từ đậu nành sau sản xuất đậu phụ hoặc sữa đậu nành Cứ khoảng 1,1 - 1,2kg bã đậu nành tươi được tạo ra từ quá trình sản xuất 1kg đậu nành

Số lượng rất lớn của okara sản xuất hàng năm gây ra một số vấn đề xử lý đáng kể Okara đôi khi được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi nhưng hầu hết là bán phá giá và bị đốt cháy như chất thải Tuy nhiên, trong thành phần của okara chứa nhiều xơ và các chất khác: protein, lipid,…Các thành phần khác cũng có khả năng hiện diện trong okara bao gồm: isoflavone, lignans, phytosterol, coumestans, saponin và phytates Hiện nay, các nghiên cứu cho thấy okara có chức năng ngăn ngừa: bệnh tiểu đường, tăng lipid máu, béo phì và có các hoạt động chống oxy hóa

Vì vậy, okara có thể được sử dụng như một thành phần chức năng với các thuộc tính tăng cường sức khỏe Đồng thời, việc nghiên cứu okara còn có ý nghĩa to lớn trong việc giải quyết vấn đề về môi trường

Những nghiên cứu liên quan đến bã đậu nành trong công nghiệp thực phẩm:

Trong bã đậu nành ngoài thành phần có giá trị hòa tan và không tan như: chất xơ, protein, chất béo,…thì trong thành phần còn chứa một hoạt chất quan trọng, đó là isoflavone Isoflavone thuộc về một nhóm lớn các polyphenol, đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe con người Những tên gọi như các thành phần hoạt tính sinh học thường hiện diện với lượng thấp trong thực phẩm, nhưng có một giá trị c do chúng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Isoflavone có vai trò trong việc chữa bệnh ung thư vì có liên quan đến hormone, loãng xương, và hậu hội chứng mãn kinh Isoflavone chiếm khoảng 0,1% vật chất khô của okara, mỗi năm nếu số lượng lớn các okara bỏ đi, thì đồng nghĩa với một lượng lớn isoflavone bị lãngphí Chính vì thế, mà ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu về hoạt chất quý này trong và ngoài nước

Hiện nay trên thế giới, các nghiên cứu cho thấy okara có chức năng ngăn ngừa bệnh tiểu đường, tăng lipid máu, béo phì và các hoạt động chống oxy hóa Vì vậy, nó có thể sử dụng như một thành phần chức năng với các thuộc tính tăng cường sức khỏe Người ta tiến hành sấy okara tươi và nghiền ra thành bột nhằm thay thế một phần bột mì để sản xuất bún và bánh mì, cung cấp lợi ích cho người bệnh tiểu đường Okara cũng có thể được sử dụng trực tiếp như là một sản phẩm thực phẩm, chẳng hạn

như okara temph thường được sử dụng phổ biến ở Indonesia Tuy nhiên, việc chấp nhận okara là sản phẩm thực phẩm cũng còn hạn chế chính vì thế mà đa phần chúng được sử dụng làm thực ăn gia súc hoặc bỏ đi

Ở Việt Nam bã đậu nành được tạo ra từ các nhà máy sản xuất sữa rất lớn Cụ thể nhà máy sữa đậu nành Vinasoy-Bắc Ninh với công suất thiết kế 180 triệu lít/năm tương ứng với nhu cầu tiêu thụ 15 nghìn tấn đậu nành hạt/năm và tạo ra hơn 20 nghìn tấn bã đậu nành Hai nhà máy nghiền đậu nành là nhà máy Bunge Việt Nam và nhà máy Quang Minh, hoạt động với tổng công suất tiêu thụ 4000 tấn đậu nành một ngày, năm 2012 cung cấp cho thị trường 650.000 tấn bã đậu nành và 180.000 tấn khô đậu nành

Tuy nhiên hiện nay bã đậu nành chủ yếu làm thức ăn cho gia súc và làm phân bón vi sinh Hầu như chưa có ứng dụng sản xuất ở quy mô công nghiệp

1.2.4 Lợi ích của đậu nành và sữa chua đậu nành

Lợi ích của đậu nành

- Về mặt thực phẩm

Protein trong đậu nành có hàm lượng cao hơn cả cá, thịt và cao gấp 2 lần so với các loại đỗ khác Protein của đậu nành dễ tiêu hoá và giúp hạn chế được cholesterol có hại Ngoài ra trong đậu nành có chứa lecithin có tác dụng giúp cơ thể tăng trí nhớ, tái tạo các loại mô, làm cứng xương và tăng sức đề kháng của cơ thể

Trong đậu nành còn chứa nhiều vitamin Chính vì nhờ có thành phần dinh dưỡng cao nên đậu nành có khả năng cung cấp năng lượng khá cao khoảng 400Kcal - Về mặt y học: giúp ngăn ngừa các bệnh ung thư như ung thư vú, ung thư kết tràng, ung thư dạ dày…nhờ thành phần isoflavone, ngăn chặn loãng xương, ngăn

ngừa và giảm các bệnh về tim mạch, giảm cholesterol…

- Về mặt nông nghiệp: giúp cải tạo đất, làm thức ăn cho gia súc, gia cầm… Các sản phẩm được làm từ đậu nành

- Sữa đậu nành, là sản phẩm rất giàu protein, isoflavones và vitamin B Có thể

uống thay thế cho người bị dị ứng với sữa bò

- Tempeh là thực phẩm cổ truyền của người Indonesia - Natto, Miso là thực phẩm nổi tiếng của người Nhật

- Nước tương là sản phẩm được sử dụng rộng rãi đặc biệt là người Châu Á - Chao có nguồn gốc từ Trung Quốc

- Yoghurt: là sản phẩm của sự lên men bằng vi khuẩn

Lợi ích của sữa chua đậu nành

Trong quá trình lên men sữa đậu nành đường stachyose, raffinose có sẵn trong đậu nành được sử dụng nên giảm được các triệu chứng đầy hơi Giúp tăng cường hệ miễn dịch Probiotic trong sữa lên men giúp cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, tăng cường các vi khuẩn có lợi, giảm các vi khuẩn có hại cho con người Và đặc biệt các nghiên cứu cũng chứng minh được rằng một số vi khuẩn lactic có khả năng chuyển hoá isoflavone glycoside thành các isoflavone aglycone là chất có hoạt tính sinh học, có tác dụng làm giảm nguy cơ bệnh ung thư, tim mạch, giảm các triệu chứng ở phụ nữ tiền mãn kinh, loãng xương,…

1.3 Giới thiệu về các nghiên cứu chiết isoflavone từ bã đậu nành trong và ngoài nước

1.3.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Hiện nay, trên thế giới việc nghiên cứu chiết isoflavone từ đậu nành rất phổ biến và đang được quan tâm nhiều bởi những tác dụng tuyệt vời mà hợp chất này mang lại Tuy nhiên, gần đây việc nghiên cứu chiết isoflavone từ phụ phế phẩm của đậu nành là bã đậu nành đang là hướng đi mới cho nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới

Theo Lena Jankowiak và các cộng sự (2014) trên tạp chí Food Chemistry đã sử dụng nước làm dung môi để chiết suất isoflavone từ okara Tại một tỷ lệ dung môi/nguyên liệu thấp là 20/10, nhiệt độ 20oC thì có đến 47% của isoflavone được chiết xuất từ ethanol 70% Cũng với điều kiện này với thêm pH=10 khi tiến hành khai thác bằng nước thì cũng không có khác biệt mấy giữa isoflavone khai thác trong nước và trong ethanol 70% Chính vì thế, họ đã sử dụng nước làm dung môi để chiết isoflavone từ okara

Cũng từ tác giả Lena Jankowiak và các cộng sự (2014) nhưng trên tạp chí Journal of Food Engineering khi nghiên cứu về tiềm năng sản xuất isoflavone từ okara thô Nước và ethanol là 2 dung môi được tác giả sử dụng để chiết isoflavone vì

tính thân thiện với môi trường và không độc hại của chúng Một loạt các nồng đồ của ethanol đã được thử nghiệm để khai thác ở nhiệt độ thường Tác giả đã nhận thấy rằng có thể thu nhận isoflavone từ okara thô Đồng thời, tác giả cũng đưa đến kết luận: nồng độ 50-70% Nồng độ ethanol trên 60% yêu cầu một tỉ lệ dung môi/nguyên liệu cao do độ ẩm cao trong okara Tăng nồng độ ethanol sẽ hạ thấp hàm lượng protein, tương ứng với sự tăng độ tinh khiết Một hàm lượng nước cao trong dung môi kết hợp khai thác một số lượng lớn của các thành phần khác

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước

So với thế giới thì việc tận dụng các nguồn phế phẩm từ công nghiệp thực phẩm ở trong nước để tiến hành nghiên cứu sản xuất ra sản phẩm mới vẫn còn nhiều hạn chế Đặc biệt, việc nghiên cứu chiết tách isoflavone từ bã đậu nành vẫn chưa được quan tâm chú trọng khi mà hàng năm có rất nhiều nhà máy sản xuất sữa đậu nành đã thải ra hàng tấn phế phẩm này

Việc nghiên cứu chiết tách isoflavone ở trong nước cũng đã có một vài nghiên cứu nhưng người ta tiến hành khai thác hoạt chất quý này ở các loại thực vật: sắn dây, đậu nành, cỏ 3 lá,…Theo tác giả Đỗ Thị Hoa Viên (2004) đã tiến hành tách chiết phytoestrogen (isoflavone) từ đậu tương và sắn dây, sau đó tiến hành định tính để nhận biết sự có mặt của isoflavone bằng sắc ký bản mỏng và định lượng từng cấu trúc từ isoflavone nhờ HPLC Kết quả, tác giả đã khẳng định được sự có mặt của isoflavone và định lượng được 2 cấu từ có trong isoflavone là: Genistein và Daidzein

1.4 Giới thiệu về chủng vi sinh

1.4.1 Probiotic

Probiotic là các vi khuẩn khi được cung cấp đem lại lợi ích cho vật chủ (Theo FAO và WHO, 2001)

Probiotic các vai trò sau:

- Tăng cường thành bảo vệ miễn dịch

- Ngăn cản sự phát triển của tác nhân gây bệnh về đường ruột như:

Staphylococcus, Salmonella,…

- Có khả năng xâm chiếm đường ruột, bấm vào màng nhày ruột - Có khả năng chống chịu được acid dạ dày

- Phòng và chữa một số bệnh đường tiêu hoá: tiêu chảy, táo bón,… - Hạn chế hình thành các khối u

- Giúp tái thiết lập hệ vi sinh vật có ích nhanh chóng sau khi dùng kháng sinh

1.4.2 Vi khuẩn lên men sữa chua

Vi khuẩn dùng để lên men sữa chua là vi khuẩn lên men lactic điển hình,

thường là các loài Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophillus,…những vi sinh vật sau khi lên men sữa tạo ra các sản

phẩm lên men có lợi cho sức khoẻ của con người.

1.4.3 Lactobacillus acidophilus

L.acidophilus là trực khuẩn, có kích thước trung bình 0,6-0,9×1,5-6µm, có

hình dạng que, dài, thường xếp theo cặp hoặc tạo thành chuỗi ngắn Là vi khuẩn hiếu khí, phát triển tốt ở nhiệt độ 37- 40oC pH tối ưu cho sự tăng trưởng trong khoảng 5,5-6 Môi trường nuôi cấy thường giàu acid amin và vitamin Không có khả năng lên men đường xylose, glycerol, inositol…nhưng có khả năng lên men các loại đường như glucose, fructose, galactose, lactose, saccharose để tạo ra acid lactic.

1.4.4 Lactobacillus bulgaricus

L.bulgaricus là trực khuẩn gram dương, hình que, dài, mảnh, thường xếp thành

đôi hay chuỗi dài từ 5-20µm, chúng không có khả năng di động, có khả năng lên men được với đường glucose, galactose, lactose 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 glucose pH thích hợp ở 5,4.

1.4.5 Streptococcus thermophilus

S.thermophilus là tế bào hình cầu hoặc hình trứng, đường kính 0,7-0,9µm,

thường kết thành chuỗi ngắn là vi khuẩn gram dương Phát triển tốt ở nhiệt độ 50oC và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 - 40oC và pH 5,8 - 6,0

1.5 Lên men lactic trong sữa

Quá trình sinh hoá chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose đầu tiên được chuyển hoá thành glucose và galactose Sau đó, các đường đơn sẽ chuyển hoá thành acid pyruvic và cuối cùng chuyển hoá thành acid lactic

Lên men lactic là quá trình trao đổi năng lượng Các phân tử ATP được hình thành trong quá trình chuyển hoá cơ chất sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật Ngược lại, các sản phẩm khác như ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men Kết quả là hàm lượng acid lactic tích luỹ trong môi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hoá lý khác

Acid lactic sinh ra sẽ làm giảm giá trị pH của sữa đến điểm đẳng điện của protein sữa làm cho sữa bị đông tụ và chúng có tác dụng lên phức hệ casein tạo thành acid caseinic không hoà tan, do đó tạo thành khối đông Các sản phẩm phụ khác là các acid dễ bay hơi, rượu, este, aceton và dyacetyl chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic

Các biến đổi trong quá trình lên men lactic:

- Trao đổi chất cacbohydrate:

Lactose bị thuỷ phân bên trong vi khuẩn bằng enzyme beta-D galactosidase tạo thành glucose và galactose Glucose được sử dụng chủ yếu để tạo thành acid lactic Phức hệ calcium-casenate-phosphate bị mất ổn định do sự hình thành acid lactic dẫn đến sự hình thành khối đông yaourt Sự tạo thành những thành phần mùi trong yaourt bởi quá trình lên men của đường sữa như: acetaldehide, aceton, acetonic, diacetyl Tỷ lệ hàm lượng acetaldehide và diacetyl ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phần các vi sinh vật sử dụng trong tổ hợp giống và các thông số kĩ thuật của quá trình lên men như pH, hàm lượng giống bổ sung , thời gian,…

- Thuỷ phân protein:

Giống vi sinh vật trong sản xuất yaourt có khả năng thuỷ phân protein ở mức độ thấp tạo thành các peptid và acid amin, các chất này tham gia vào các phản ứng

hoá học và phản ứng enzyme tạo thành các hợp chất mùi Streptocucus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus đều tạo enzyme phân giải protein, peptid tạo thành các

peptide gây đắng Kết quả của quá trình thuỷ phân protein là tạo thành các acid amin tự do

- Thuỷ phân chất béo:

Giống vi khuẩn len men yaourt cũng có thể phân giải lipid ở mức độ nào đó (đặc biệt đối với triglyceride mạch ngắn) và sản phẩm phân giải này góp phần có ý nghĩa vào mùi của sản phẩm cuối cùng

- Các chất khác:

Có sự gia tăng về acid folic trong quá trình lên men, cũng như các vitamin khác như vitamin B1, B12, B5, B6 bị phân huỷ tương đối nhiều

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu

Tất cả các thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm Công Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm, cơ sở 3 Bình Dương của trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh

Đề tài được tiến hành từ tháng 01/2021 đến tháng 06/2021

2.1.2 Nguyên liệu

- Đậu tương EZLife

- Đường saccharose TSU Family

- Men Probiotic Yogurt bao gồm chủng Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus…

Hoá chất

- Acid citric (C6H8O7), Weifang, TTCA - TQ

- Hoá chất chuẩn acid citric: NaOH 0,1N, phenoltalein có sẵn trong phòng thí nghiệm thực phẩm

- Hexan - Ethanol - DPPH

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị

- Tủ lạnh - Cân phân tích - Bộ soxhlet - Máy cô quay - Bếp điện - Tủ ấm - Máy đo pH - Brix kế

- Hủ nhựa có nắp, Erlen, một số dụng cụ thuỷ tinh khác trong phòng thí nghiệm

2.2 Quy trình công nghệ dự kiến chế biến sữa chua đậu nành giàu isoflavone

2.2.1 Quy trình

Hình 2 1 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất sữa chua từ đậu nành

Xay ướt Lọc Phối chế Thanh trùng

Cấy men Rót hủ

Sản phẩm Nước

Nước

Bã lọc

Vi khuẩn lactic

Làm nguội Ngâm, tách vỏ

Lựa chọn

Vỏ Đậu nành

Đường

Làm lạnh Lên men

2.2.2 Thuyết minh quy trình

Mục đích: chuẩn bị làm cho hạt đậu mềm, dễ tách vỏ hơn Tăng hiệu suất

nghiền Cải thiện màu sắc, mùi, vị sản phẩm

Cách tiến hành:

Tỷ lệ đậu : nước là 1:3 (w/v) nhiệt độ ngâm khoảng 20-25oC Thời gian ngâm từ 6 giờ đến 8 giờ Thời gian ngâm dài hay ngắn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi protein Nhìn chung, sau khi ngâm, tách đôi hạt đậu ra kiểm tra thấy mặt đậu bằng phẳng, không có vết lõm là được

Các biến đổi của nguyên liệu:

- Vật lý: trong quá trình ngâm, hạt đậu nành sẽ hút nước, trương nở dẫn đến sự tăng về kích thước và khối lượng Hạt đậu trở nên mềm hơn

- Hoá lý: trong quá trình này, một phần các oligosaccharide như raffinose, stachyose (là nguyên nhân gây khó tiêu) được trích ly ra khỏi hạt đậu nành Trong quá trình ngâm cũng làm giảm bớt mùi hăng của đậu nành

❖ Bóc vỏ:

Nhằm mục đích: chuẩn bị nhằm loại bỏ vỏ cứng bên ngoài và một số thành

phần không mong muốn giúp cho đậu xay dễ dàng, loại bỏ được mùi hăng do vỏ gây ra trong dịch sữa và thu được dịch sữa đậu nành được trắng hơn

Cách thực hiện: sau khi ngâm gạn hết nước ngâm để loại bỏ hết bọt tạo ra

trong quá trình ngâm sau đó cho vào ít nước và tiến hành bóp vỏ tách vỏ ra khỏi hạt bên trong

❖ Xay:

Mục đích: khai thác Quá trình xay làm phá vỡ hạt đậu nành, giải phóng

protein, lipid, glucid và các chất hoà tan trong đậu nành vào trong nước

Cách tiến hành: Tỷ lệ đậu : nước là 1:5 (w/v) Mức độ nghiền không nên

nghiền quá thô hoặc quá mịn nếu mức độ nghiền quá thô thì sẽ không đủ để phá vỡ tế bào và trích ly hiệu quả các chất tan vào dung dịch, ngược lại nếu xay quá mịn gây khó lọc để tách bã Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xay không thể bỏ qua là lượng nước cho vào, nếu lượng nước cho vào ít sẽ xảy ra hiện tượng hoà tan các chất kém Mặt khác nếu cho quá nhiều nước sẽ làm tăng lượng hoà tan các chất nhưng sẽ gây khó khăn trong quá trình chế biến sau

❖ Lọc:

Mục đích: khai thác là loại bỏ bã lọc sau khi nghiền và hoàn thiện là cải thiện

giá trị cảm quan của sản phẩm

Cách tiến hành: sử dụng phễu lọc Lọc qua khăn sữa và bông thấm

Các biến đổi nguyên liệu: sau khi xay, ta thu được hỗn hợp rắn – lỏng Pha

lỏng có tính chất của hệ dung dịch keo và hệ nhũ tương, còn pha rắn là những cấu tử không tan trong nước Ta tiến hành lọc để tách riêng phần rắn và lỏng Trong quá trình lọc để tách các chất rắn sẽ xảy ra hiện trượng một số chất hoà tan sẽ bị giữ lại trong bã lọc Vì vậy phải dùng nước rửa lại để tách biệt các hợp chất hoà tan và lọc nước rửa lại lần nữa

❖ Phối chế:

Mục đích: nhằm tăng giá trị cảm quan, tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men

Cách tiến hành: sau khi tiến hành lọc ta thu được dịch sữa và trước quá trình

đun sôi ta cho đường tan đều trong dịch sữa ❖ Thanh trùng:

Mục đích: hoàn thiện loại bỏ những chất mùi không mong muốn có trong sữa

đậu nành và bảo quản vô hoạt các enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật có trong dịch sữa, giúp chất lượng của sản phẩm được ổn định

Cách tiến hành: đun dịch sữa đậu nành trên bếp ở nhiệt độ 95-100oC, thanh trùng nhanh khoảng 5 phút

Các biến đổi nguyên liệu:

Về biến đổi vật lý, lớp vỏ solvate bị phá vỡ Hoá học giúp phân huỷ các chất gây độc, khử mùi hăng của đậu nành Biến đổi khác là về hoá sinh và vi sinh làm biến tính hợp chất kháng trypsin và hệ vi sinh vật lẫn trong bán thành phẩm

❖ Làm nguội:

Mục đích: chuẩn bị, tạo nhiệt độ ổn định cho vi khuẩn lactic, tạo điều kiện tối

ưu cho quá trình lên men Tiến hành làm nguội dịch sữa trong khoảng nhiệt độ 45oC

40-❖ Lên men:

Mục đích: chế biến trong quá trình lên men làm thay đổi thành phần hoá học

và giá trị cảm quan của sữa đậu nành, chuyển hoá sữa thành sản phẩm yaourt Bảo quản trong quá trình lên men, acid lactic được sinh tổng hợp và làm giảm giá trị pH của sữa đậu nành Sản phẩm yaourt có giá trị pH không lớn hơn 4,6 Giá trị pH thấp có tác dụng ức chế vi sinh vật, góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

Cách tiến hành: để rút ngắn thời gian lên men ta tiến hành hoạt hoá men khô

vi khuẩn lactic đã được mua Hoạt hoá vi khuẩn lactic trên môi trường hoạt hoá khoảng 3-5% Trước khi hoạt hoá giống bằng dịch sữa đậu nành phải được thanh trùng ở nhiệt độ 90-95oC trong thời gian khoảng 15-30 phút Nhiệt độ duy trì ở 41oC (khuyến cáo của nhà sản xuất)

Giống vi khuẩn lactic sau khi được hoạt hoá, được cho vào becher chứa nguyên liệu với tỷ lệ khoảng 3-9% Sau quá trình nhân giống hoạt hoá, nếu chưa sử dụng ngay, ta cần làm lạnh ở 2-5oC để bảo quản giống Khi tiến hành cấy giống, ta nên khuấy đều trong thời gian nhất định để phân bố đều vi khuẩn lactic trong môi trường sữa Nhờ đó quá trình lên men sẽ diễn ra đồng đều Sau khi cấy giống ta tiến hành chiết rót qua hủ nhựa có nắp đậy Để vào tủ ấm nhiệt độ lên men tối ưu 40 - 43oC, thời gian lên men phụ thuộc vào chủng vi khuẩn mà ta sử dụng thường là từ 6 - 8 giờ

Các biến đổi nguyên liệu:

Sinh học: có hai biến đổi quan trọng là sự trao đổi chất và sự sinh trưởng của vi khuẩn sự trao đổi chất nhằm mục đích duy trì sự tồn tại của vi khuẩn trong canh trường

Hoá lý: biến đổi hoá lý quan trọng trong quá trình lên men là sự đông tụ casein, nhờ đó hình thành nên cấu trúc gel đặc trưng của sản phẩm yaourt

Vật lý: các quá trình lên men đều kèm theo hiện tượng toả nhiệt nên cần điều chỉnh tủ ấm ổn định ở nhiệt độ thích hợp nhất

❖ Làm lạnh:

Mục đích: bảo quản nhằm ổn định cấu trúc gel của sản phẩm, đồng thời ức

chế vi sinh vật trong dịch lên men, làm chậm sự thay đổi các chỉ tiêu cảm quan trong quá trình lên men Hoàn thiện quá trình làm lạnh sẽ cải thiện cấu trúc và độ bền gel của sản phẩm sữa chua

Cách tiến hành: sau thời gian lên men đem sản phẩm để vào tủ lạnh bảo quản

ở nhiệt độ 2-5oC

2.2.3 Quy trình điều chế cao isoflavone từ bã đậu nành

Hình 2 2 Sơ đồ quy trình dự hiến sản xuất cao isoflavone từ đậu nành

o Thuyết minh quy trình:

Bã đậu nành lấy sử dụng lại sau khi thu dịch để lên men làm sữa chua Mang bã đi sấy khô ở nhiệt độ 60oC sấy đến khi bã khô để bảo quản và dễ dàng tách béo có sẵn trong đậu nành Tiếp theo ta tiến hành tách béo bằng phương pháp Soxhlet và sử dụng dung môi để tách là hexan, thời gian để thực hiện quá trình tách béo là 7 giờ Chiết khuấy bằng cồn 600 trong 1 giờ 30 phút với mục đích thu được nhiều isoflavone sau khi trích Sau đó, mang dịch vừa chiết khuấy đi lọc chân không (bằng thiết bị lọc chân không) và thu dịch đem đi cô quay ở 60oC để đuổi cho đến khi hết dung môi Cuối cùng là cô cạn sản phẩm để được cao như ý muốn trong quá trình này được gọi là cao tổng Sau khi hoàn thành được sản phẩm, cao sẽ được mang bổ sung vào trước giai đoạn lên men sữa chua Sau quá trình lên men sản phẩm sữa chua phải đạt được mùi vị đặc trưng của quá trình lên men, vị ngọt vừa phải, sản phẩm không được quá

Chiết khuấy

Lọc chân không Cô quay

Cô cạn

Cao isoflavone Ethanol

60O

Khử béo Sấy (ở nhiệt độ

Bã đậu nành

chua hoặc quá ngọt và cấu trúc của sản phẩm cuối cùng phải đồng nhất không bị tách lớp Tiếp theo, mang sản phẩm cao đi khảo sát hàm lượng isoflavone

- Hàm lượng chất khô hoà tan: bằng Brix kế

- Độ ẩm: bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ở 105oC

2.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng pH của dịch đến quá trình lên men:

Chọn được 4 điểm pH để khảo sát như sau:

Nghiệm thức pH dịch sữa trước lên men