ĐẶT VẤN ĐỀ Dinh dưỡng là một trong những vấn đề chính của cuộc sống. Các loại thực phẩm có lợi cho sức khoẻ được quan tâm ở mọi nơi, đặc biệt là ở các nước công nghiệp. Tại đó cuộc sống vật chất đã tạm ổn, người ta không lo thiếu cái ăn nhưng lại quan tâm đến việc ăn cái gì để sống khoẻ. Câu trả lời cho vấn đề này là “thực phẩm chức năng”.
Tuy nhiên những câu hỏi cần được giải đáp là ăn thế nào mới là “ăn để khoẻ” và “chức năng” có nghĩa là gì? Có phải đó là khẩu hiệu để quảng cáo nhằm thu hút sự chú ý của người mua? “Thực phẩm có lợi cho sức khoẻ” là chủ đề được quan tâm hàng đầu trên thị trường lương thực thực phẩm ở các nước phương Tây và được ngành công nghiệp thực phẩm ở đây đặc biệt chú ý. Nhiều nhà tư vấn dinh dưỡng cùng những chuyên viên kinh tế trong lĩnh vực thực phẩm cho rằng những thực phẩm có lợi cho sức khoẻ có thể cho những tác dụng mong muốn. Mục đích luận văn của chúng tôi là tạo sản phẩm nước uống có chất lượng dinh dưỡng cao, hỗ trợ quá trình tiêu hóa, và có lợi cho sức khỏe con người. Mặc khác nước ta là một nước nông nghiệp có tiềm năng phong phú về lương thực, thực phẩm.
Vì vậy luận văn này cũng không ngoài mục đích làm tăng giá trị sử dụng, giá trị kinh tế của nguyên liệu như đậu nành. Khi nêu tên đề tài: “Nghiên cứu sản xuất nước uống chức năng từ whey sữa đậu nành.” Sẽ có một câu hỏi được đặt ra là: “tại sao chúng tôi lại chọn đậu nành làm nguyên liệu, và vi khuẩn lactic mà tôi chọn lên men có những lợi ích gì?”. Thứ nhất chúng tôi chọn đậu nành vì nó chứa nhiều vitamin A, B, E, K và giàu chất khoáng như canxi, sắt, kẽm, kali, phospho…chế độ ăn giàu đậu nành góp phần đáng kể làm cải thiện lipid máu: làm giảm triglycerid, giảm cholesterol, đường huyết… Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus là loại vi khuẩn lactic lành tính (probiotic), được các nhà dược học nghiên cứu khá kĩ về tác dụng của nó như: hỗ trợ quá trình tiêu hóa, có khả năng sống 2 ngày trong dịch vị; 5 ngày trong dịch mật tinh khiết; 8 ngày trong dịch tràng, sản xuất acid lactic và các chất diệt khuẩn như lactocidin, ngăn cản sự xâm nhập và ức chế sự tăng sinh của các vi khuẩn gây bệnh, làm giảm bệnh kháng 1 lactose do thiếu Enzym lactase, giúp cho cơ thể đề kháng với nhiễm khuẩn đường ruột, có khả năng bền vững với 40 loại kháng sinh, đóng vai trò sinh lý quan trọng nhờ tổng hợp các vitamin. Với những tác dụng hữu ích như trên chúng tôi quyết định chọn vi khuẩn Lactobacillus acidophilus làm vi khuẩn lên men để thực hiện đề tài.
Tóm lại đề tài của chúng tôi nghiên cứu với mục đích tạo ra loại nước uống có chất dinh dưỡng cao, hỗ trợ quá trình tiêu hóa và giúp phòng ngừa một số bệnh mà con người quan tâm, dựa trên khả năng lên men và những tác động có lợi của vi khuẩn Lactobacillus acidophilus. MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI - Xây dựng quy trình sản xuất thức uống chức năng từ whey sữa và một số nguyên liệu phụ (sữa đậu nành, bột sữa). - Thử nghiệm trên chuột về các khả năng: giảm cholesterol, giảm đường huyết. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.
TỔNG QUAN VỀ ĐẬU NÀNH 2. Giới thiệu về cây đậu nành Cây đậu nành với tên khoa học là Glycin max(L) Merrill, là một trong số cây trồng có lịch sử lâu đời nhất của loài người. Dựa vào sự đa dạng về hình thái, Fukuda (1993) và về sau nhiều nhà khoa học khác cũng đã thống nhất rằng: đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G. soja Sieb & Zucc (t.
Trong một số công trình nghiên cứu, các nhà khoa học dùng tên G.usuriensis để thay cho tên trên. Từ Trung Quốc, đậu nành lan truyền dần khắp thế giới. Cây đậu nành Hình 2. Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành Đậu nành được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người.
Theo Đỗ Tất Lợi, đậu nành còn được dùng để chữa bệnh tiểu đường, suy nhược thần kinh, suy nhược dinh dưỡng … Bảng 2. Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu nành (theo Sinha Sk, 1979) Loại hạt Calorie Protein (g) Lipid (g) Glucid (g) Xơ (g) 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 3 Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau, trong đó đậu nành có màu vàng là tốt nhất nên được trồng và sử dụng nhiều. Hạt đậu nành có ba bộ phận: o Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt. o Tử diệp chiếm 90%.
Thành phần hóa học trong các thành phần của hạt đậu nành Bảng 2. Thành phần hóa học trong các thành phần của hạt đậu nành (theo Kitrigin, 1981). Protein% Hydrate cacbon Thành phần hạt Lipid % Tro % (Nx6,25) % Tử diệp 23 43 29,0 5 Phôi 11 41,1 43,0 4,4 Vỏ hạt 1 8,8 86,0 4,3 Protein và thành phần acid amin: Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%, trung bình là 36– 40%. Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): albumin (6–8%), globulin (25–34%), glutelin (13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể.
Thành phần các acid amin trong protein đậu nành Loại acid amin Hàm lượng (%) Isoleucine 1,1 Leucine 7,7 Lysine 5,9 Methionine 1,6 Cystein 1,3 4 Phenylalanine 5,0 Threonine 4,3 Tryptophane 1,3 Valine 5,4 Histidin 2,6 Lipid: Chất béo trong đậu nành dao động từ 13,5–24%, trung bình 18%. Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6,4–15,1% acid béo no (acid stearic, acid archidonic) và 80–93,6% acid béo không no (acid enoleic acid linolenic, acid linolenic, acid oleic). Trong dầu đậu nành còn chứa một lượng nhỏ phosphatid, đặc biệt nhiều lecinthin có tác dụng làm cơ thể trẻ lâu, sung sức, tăng trí nhớ, tái sinh mô, cứng xương, tăng sức đề kháng. Carbohydrates: Glucid trong đậu nành khoảng 22–35,5%, Carbohydrates được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% và loại không tan trong nước.
Thành phần carbohydrat trong đậu nành Loại Phần trăm % Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,4 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1 5 Chất tro: Chất tro trong đậu nành từ 4,5–6,8%. Nếu tính theo phần trăm chất khô toàn hạt thì thành phần tro như sau : P2O5 0,6–2,18% SO3 0,41–0,44% K2O 1,91–2,64% Na2O 0,38% CaO 0,23–0,63% Cl 0,025% MgO 0,22–0,55% Chất khác 1,17% Vitamin: Đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D. Thành phần vitamin Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng Thiamin 11–17,5 % Inociton 2300 mg% Riboflavin 3,4–3,6 % Vitamin A 0,18–2,43 % Niacin 21,4–23 mg/g Vitamin E 1,4 mg% Pyrydin 7,1–12 mg/g Vitamin K 1,9 mg% Biotin 0,8 mg/g Vitamin B1 0,54 mg% A.patothentic 13–21,5 mg/g Vitamin B2 0,29 mg% A.folic 1,9 mg/g Vitamin PP 2,3 mg% Một số enzyme trong đậu nành: - Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua đường ruột do đó không nên ăn đậu nành sống. - Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo.
- Phospholipase: thủy phân ester của acid acetic. - Amylase: thủy phân tinh bột, β-amylase có trong đậu nành với số lượng khá lớn. 6 - Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo. Tác dụng của hạt đậu nành Cho đến nay thì các nghiên cứu in vitro, in vivo cũng như các nghiên cứu trên lâm sàng về tác dụng của đậu nành trên sức khỏe con người vẫn tồn tại nhiều bất đồng.
Dưới đây là những tổng hợp chung về các kết quả nghiên cứu về tác dụng của đậu nành: - Chế độ ăn uống nhiều đậu nành thì ít chất béo bão hòa và cholesterol, ít năng lượng hơn nhiều so với chế độ ăn thịt. Mặc khác, chế độ ăn giàu đậu nành góp phần đáng kể cải thiện lipid máu: làm giảm triglycerid, giảm cholesterol. - Dầu đậu nành có hoạt tính kháng viêm nên được ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm và trong điều trị các bệnh về da. - Có rất nhiều nghiên cứu kết luận rằng isoflavone có tác dụng tương tự estrogen, nhờ đó mà có khả năng phòng và chống lại các vấn đề liên quan đến sự mất cân bằng hormone, nhất là ở phụ nữ trong giai đoạn mãn kinh.
Tuy nhiên hiện nay vẫn còn nhiều tranh cãi xung quanh tác dụng này của các isoflavone đậu nành. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LACTIC 2. Đặc điểm hình thái Căn cứ vào hình thái tế bào có thể chia vi khuẩn lactic thành 2 nhóm: hình que và hình cầu. Nhóm hình que: rất phổ biến ở vi khuẩn lactic.
Tế bào có dạng thay đổi từ hình que ngắn (0.7 μm) đến hình que dài (3-8 μm). Các tế bào có thể ở dạng đơn, đôi hay thành chuỗi. Nhóm này gồm các loài thuộc các chi Lactobacillus, Bifidobacterium.Vi khuẩn lactobacillus bulquaricus Nhóm hình cầu: có hình dạng tế bào thay đổi từ hình cầu đến hình ovan, đường kính khoảng 0. Các tế bào cũng có thể ở dạng đơn, đôi, thành chuỗi ngắn hay chuỗi dài.
Nhóm hình cần thuộc các loại thuộc các chi Streptococus, Pediococus, Leuconostoc. Vi khuẩn Streptococus Lactic 7 2. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa Mặc dù không đồng nhất về hình thái, nhưng vi khuẩn lactic tương đối thống nhất về mặt sinh lý như sau: Vi khuẩn lactic thuộc loại vi khuẩn Gr+, hầu như không di động, không sinh bào tử, catalase âm, oxydaza âm, nitratreductaza âm. Chúng thu nhận năng lượng nhờ phân giải hydrat carbon và tiết ra acid lactic như là sản phẩm chính của quá trình trao đổi chất.
Acid lactic sinh ra có thể dạng D(-), L(+) hay DL. Các vi khuẩn lactic là những vi sinh vật lên men bắt buộc nhưng sinh trưởng được khi có oxy, chúng sống kị khí tới vi hiếu khí. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại hydratcacbon, từ các đường đơn (glucoza, fructoza, anoza, galactoza) các đường đôi (saccaroza, lactoza, maltoza), cho đến polysacarit (tinh bột, dextrin). Tuy nhiên, khả năng sử dụng các nguồn thức ăn cacbon khác nhau còn tùy thuộc từng loài.
Nguồn cung cấp năng lượng quan trọng nhất với vi khuẩn lactic là monosaccarit và disaccarit. Ngoài ra, chúng còn cung cấp nguyên liệu xây dựng cấu trúc tế bào và sinh ra các acid hữu cơ như acid lactic, acid malic, acid fumalic, acid axetic… Sự trao đổi chất của vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic có khả năng phân giải các hợp chất hydratcacbon để tạo ra acid lactic. Tùy theo cách phân giải đường, các nhà khoa học chia chúng thành 2 nhóm: vi khuẩn lên men đồng hình và dị hình. Lên men đồng hình: là quá trình lên men mà sản phẩm chủ yếu là acid lactic.