CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Đậu phộng là loại cây trồng quan trọng, có sản lượng lớn, phổ biến ở Việt Nam và trên thế giới, phần lớn được dùng để sản xuất dầu ăn. Đậu phộng có chứa nhiều dầu (45- 55%), protein (24-36%) và các acid amin thiết yếu. Protein đậu phộng có giá trị dinh dưỡng cao, tương đương với protein của thịt và trứng. Trong số các loại protein thực vật, giá trị dinh dưỡng của protein đậu phộng thấp hơn protein đậu nành, nhưng hàm lượng các yếu tố kháng dinh dưỡng trong hạt đậu phộng lại thấp hơn so với hạt đậu nành.
Để sản xuất dầu đậu phộng, người ta thường sử dụng phương pháp ép hoặc trích ly bằng dung môi. Sau khi dầu được chiết tách, hàm lượng protein trong khô dầu đậu phộng có thể lên đến 50%. Hiện nay, khô dầu đậu phộng được dùng để sản xuất nước tương hoặc để chế biến thức ăn chăn nuôi hoặc làm phân bón cho cây trồng (Jiang và cộng sự, 2010). Ở các nước đang phát triển, nguồn protein cho con người đang bị thiếu hụt và nguồn protein từ động vật có giá thành cao (Yu và cộng sự 2007).
Trong khi đó, nguồn protein từ thực vật như protein đậu phộng thì rẻ, và đặc biệt rẻ hơn nhiều nếu thu hồi được protein trong khô dầu đậu phộng từ các nhà máy sản xuất dầu ăn. Ngoài giá trị dinh dưỡng, các tính chất chức năng của protein còn có vai trò quan trọng trong các sản phẩm thực phẩm. Protein có mặt trong thực phẩm ở trạng thái rắn hoặc lỏng, dạng thuần nhất hoặc dạng hỗn hợp. Tính chất chức năng của protein đóng vai trò quan trọng trong quá trình chế biến, tạo hình, tạo cấu trúc cho sản phẩm.
Trong các điều kiện công nghệ nhất định, protein có thể tương tác với nhau, với nước, glucid, lipid để tạo ra độ đặc, độ dẻo, độ trong, tạo bọt, tạo độ xốp cho sản phẩm. Tính chất hòa tan của protein được ứng dụng trong chế biến súp và các loại đồ uống; tính chất hút nước, hút dầu của protein được ứng dụng trong các sản phẩm thịt, bánh mì, bánh ngọt; protein có khả năng tạo nhũ, tạo bọt tốt có thể ứng dụng trong chế biến nước sốt rau quả, xúc xích, súp, bánh kẹo, kem; khả năng tạo gel của protein được ứng dụng sản xuất phomai, giò chả (Wu và cộng sự, 2009). Có nhiều nghiên cứu về tính chất chức năng của nhiều loại chế phẩm protein, mở ra triển vọng sử dụng những chế phẩm protein mới cho công nghiệp thực phẩm: protein từ hạt đậu xanh (El-Adawy, 2000), protein từ hạt đậu biển (Chavan và cộng sự, 2001), protein từ hạt mè (Khalid và cộng sự, 2003), protein từ hạt đậu đũa (Ragab và cộng sự, 2004), protein từ hạt kiều mạch (Choi và cộng sự, 2006), protein từ hạt điều (Ogunwolu và cộng sự, 2009). Nếu tận dụng được phần khô dầu đậu 1 phộng sau khi đã chiết tách dầu để làm nguyên liệu sản xuất chế phẩm protein thì sẽ tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng.
Để sử dụng hiệu quả nguồn protein này, vấn đề được đặt ra là phải hiểu rõ tính chất chức năng của chúng. Thông thường, người ta rất khó dự đoán các tính chất chức năng của protein khi dựa vào các đặc tính cấu trúc của nó mà phải xác định bằng thực nghiệm. Đến nay, các tính chất chức năng của protein đậu phộng được trồng tại Việt Nam vẫn chưa được nghiên cứu kỹ. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất chức năng của protein như: nhiệt độ, pH, nồng độ muối, nồng độ protein, thành phần hóa học của chế phẩm protein (Yu và cộng sự, 2007).
Trong số các loại protein từ thực vật, protein đậu nành được nghiên cứu kỹ nhất và tính chất chức năng của chúng đã được ứng dụng rộng rãi trong chế biến nhiều loại thực phẩm. Chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát tính chất chức năng của chế phẩm protein đậu phộng”. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung khảo sát sự ảnh hưởng của hai yếu tố là pH và nồng độ muối đến tính chất chức năng của chế phẩm protein đậu phộng và so sánh với chế phẩm protein đậu nành đang được sử dụng phổ biến trên thị trường. Chúng tôi hy vọng kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp một phần dữ liệu, làm cơ sở cho việc triển khai ứng dụng vào thực tiễn nhằm chế biến khô dầu đậu phộng rẻ tiền thành sản phẩm có giá trị gia tăng.
2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Đậu phộng Đậu phộng (có tên khoa học là Arachis hypogaea L.) là một loài cây thuộc họ đậu, có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Chi này gồm có 15 loài, trong đó chỉ có loài Arachis hypogaea được trồng, các loài khác là cây thân thảo sống hàng năm hoặc lâu năm, và có thể hợp thành cụm hay lan rộng. Hiện nay đậu phộng được trồng ở khắp các lục địa, tại gần 100 nước.
Châu Á đứng hàng đầu trên thế giới về diện tích trồng cũng như sản lượng, tiếp theo là Châu Phi, Bắc Mỹ, rồi Nam Mỹ. Trong số 25 nước trồng đậu phộng ở Châu Á, Việt Nam đứng hàng thứ năm về diện tích trồng và sản lượng. Đậu phộng không những là cây thực phẩm, cây cho dầu quan trọng mà còn là một trong những loại cây xuất khẩu thu ngoại tệ của nước ta. Diện tích, năng suất và sản lượng đậu phộng ở Việt Nam và trên thế giới từ năm 2014 đến năm 2016 được trình bày trong Bảng 2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng đậu phộng ở Việt Nam và trên thế giới từ năm 2014-2016 (USDA Foreign Agricultural Service) Quốc gia Diện tích (triệu ha) Năng suất (triệu tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) 2014 2015 2016 2014 2015 2016 2014 2015 2016 Trung Quốc 4.43 Từ năm 2001, đậu phộng là một trong những cây trồng được Chính phủ ưu tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở một số địa phương, nhu cầu tiêu thụ dầu thực vật và xuất khẩu.
Chính nhờ có những chủ trương, chính sách phát triển 3 nông nghiệp của nhà nước, sự đầu tư từ nhiều cơ quan nghiên cứu về ứng dụng thành tựu giống mới, chuyển giao tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, năng suất và sản lượng đậu phộng đã có những chuyển biến đáng kể. Hiện nay, cây đậu phộng được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc như Hà Tây, Bắc Giang, Hà Nội, Phú Thọ, Ninh Bình; phía Nam như Trà Vinh, Tây Ninh, Long An. Ngoài ép lấy dầu, đậu phộng còn được sử dụng để chế biến các loại bánh kẹo, món tráng miệng, bơ đậu phộng. Hiện nay, có khoảng 24 giống đậu phộng đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận từ các công trình nghiên cứu của các Viện và Trung tâm, chủ yếu bằng con đường nhập khẩu từ ICRISAT (Viện quốc tế nghiên cứu cây trồng cho những vùng nhiệt đới bán khô hạn), và một số ít là giống phục tráng từ giống địa phương.
Nhiều giống mới như VD1, VD2, VD5, VD6, VD7 là những giống cho năng suất cao; giống VD 01-1, VD 99-3, VD 99-6 thích nghi rộng ở các vùng sinh thái; giống VD 99-19, MD 7 thích nghi trong điều kiện thâm canh cao. Trong đó, giống VD1 được xếp vào giống tiến bộ khoa học kỹ thuật, cho năng suất cao và có hàm lượng protein cao, thích hợp làm nguyên liệu để trích ly protein. Thành phần hóa học của hạt đậu phộng ở các vùng khác nhau trên thế giới đã được công bố trong các nghiên cứu của Cobb và Johnson (1973), Natarajan (1980), Ramakanth và cộng sự (2005), Jiang (2010). Tùy thuộc vào giống và điều kiện trồng mà thành phần hóa học của hạt đậu phộng có sự thay đổi.
Các nghiên cứu cho thấy hàm lượng protein trong hạt đậu phộng dao động từ 24-36%, hàm lượng lipid khoảng 45-55%, và thành phần carbohydrate khoảng 14. Tất cả các nghiên cứu đều kết luận rằng đậu phộng là một nguồn nguyên liệu tiềm năng để cung cấp dầu và protein cho dinh dưỡng người. Protein Khi so sánh với protein từ các nguồn nguyên liệu thực vật khác, hàm lượng protein trong hạt đậu phộng tương đương với hàm lượng protein đậu nành, hạt hoa hướng dương, hạt khổ qua, hạt bí đỏ, hạt dưa hấu, hạt đậu xanh, hạt đậu đỏ và cao hơn hẳn so với protein từ hạt điều, hạnh nhân, hạt bông, hạt mè, hạt kiều mạch, gạo và hạt mắc ca (Bảng 2. Điều này cho thấy đậu phộng là một nguồn dồi dào protein, có thể sử dụng để bổ sung vào các loại thực phẩm chế biến.
Trong thành phần protein đậu phộng, globulin chiếm 90% và albumin chiếm 10%. Globulin không tan trong nước, tan trong dung dịch muối loãng của acid mạnh hay bazơ 4 mạnh, đông tụ ở nhiệt độ cao. Albumin là những protein đơn giản, hòa tan trong nước, đông tụ ở nhiệt độ cao, lắng trong dung dịch muối bão hòa. Trong tổng số hàm lượng globulin thì khoảng 75% ở dạng arachin và 25% ở dạng conarachin, trong đó conarachin chứa hàm lượng lưu huỳnh cao gấp ba lần so với arachin (Cherry và cộng sự, 1973).
Arah 1 (conarachin, 7S, vicilin), Arah 2 (conglutin), Arah 3/ Arah 4 (arachin, 11S, glycinin) được coi là những thành phần gây dị ứng chính ở đậu phộng. Thành phần gây dị ứng có mặt trong lá mầm và không khác nhau nhiều giữa các giống đậu phộng. Một vài nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi làm chín đậu phộng thì hàm lượng protein gây dị ứng được giảm đi, trong đó phương pháp làm chín đậu phộng bằng cách luộc hoặc chiên sẽ hạ thấp được mức độ gây dị ứng so với phương pháp rang.2: Hàm lượng protein trong một số loại hạt Nguồn protein thực vật Hàm lượng protein (%) Tài liệu tham khảo Đậu nành 38 Rosenthal và cộng sự, 1998 Hạt hoa hướng dương 30.5 Sen và cộng sự, 2000 Hạt khổ qua 30.4 Horax và cộng sự, 2010 Hạt bí đỏ 24.5-36 Quanhong và Caili, 2005 Hạt dưa hấu 28.4 Akobundu và cộng sự, 1982 Đậu xanh 27 El-Adawy, 2000 Hạt điều 22.8 Ajayia và cộng sự, 2006 Đậu đỏ 20-25 Tjahjadi và Mreene, 1984 Hạnh nhân 20.30 Ahrens và cộng sự, 2005 Hạt bông 21.9 Ajayia và cộng sự, 2006 Hạt mè 18.7 Ajayia và cộng sự, 2006 Hạt kiều mạch 10.7 Choi và Ma, 2006 Gạo 8.8 Ju và cộng sự, 2001 Hạt mắc ca 7.4 Birch, 2010 Hầu hết protein đậu phộng có tính acid, trong khi đó protein có tính kiềm là các thành phần hỗn hợp không đồng nhất và chỉ chiếm khoảng 1% lượng protein tổng (Basha và Pancholy, 1982). Protein đậu phộng hòa tan kém nhất tại điểm đẳng điện pH 4.5, và 5 hơn 95% protein hòa tan ở pH dưới 2.
Hàm lượng acid amin thiết yếu của đậu phộng được trình bày trong Bảng 2.
