Đặt vấn đề Đậu nành hay đậu tương, tên khoa học Glycine max là loại cây họ Đậu (Fabaceae), là một trong những cây trồng quan trọng hàng đầu ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Trên thế giới có trên 1000 loại đậu nành với nhiều đặc điểm khác nhau, các loại có kích thước khác nhau từ hạt đậu nành có kích thước nhỏ nhất là hạt đậu Hà lan (pea) cho tới hạt có kích thước lớn nhất giống trái anh đào (cherry), và các loại hạt với nhiều màu sắc khác nhau. Với các đặc điểm khác nhau mỗi loại được sử dụng với mỗi mục đích khác nhau. Việc tiêu thụ đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành đang gia tăng trên toàn thế giới do những tác dụng có lợi tới sức khỏe của con người như: Phòng chống ung thư, ngăn ngừa bệnh tiểu đường và béo phì, hạ cholesterol và bảo vệ rối loạn thận.
Hạt đậu nành là nguồn cung cấp dồi dào protein (32%-52%), lipid (12%-25%), vitamin (B1, B2, C, D, E.), nhiều amino acid thiết yếu (lysine, tryptophan, methionine, cysteine và leucine), chất xơ, năng lượng và các chất chuyển hóa thứ cấp. Ngoài ra, còn một thành phần khá quan trọng đó là isoflavones, phần lớn tập trung ở mầm đậu nành, là chất có hoạt tính sinh học làm tăng giá trị của đậu nành. Isoflavones trong mầm đậu nành có tác dụng như nội tiết tố nữ nên vô cùng hữu ích trong việc bảo vệ sức khỏe và làm đẹp cho phụ nữ. Mầm đậu nành được xem như thực phẩm gia tăng tính nữ và bảo vệ phụ nữ trước một số căn bệnh như: ung thư, tim mạch, rối loạn tiền mãn kinh và loãng xương… Vì vậy, hạt đậu nành được sử dụng làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc, là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế cao.
Không chỉ có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, cây đậu nành còn giữ vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ phì và sử dụng bền vững tài nguyên đất canh tác [2]. Sản phẩm đồ uống truyền thống từ đậu nành trên thị trường phổ biến hiện nay là sữa đậu nành, ngoài ra còn có các sản phẩm khác như đậu phụ, bacon đậu nành, hot dogs đậu nành, tofu cheese, yogurt đậu nành, veggie buger, giả thịt gà, thịt h 2 bò bằng đậu nành, tempêh, miso, natto,… Tuy nhiên, tại Việt Nam các nghiên cứu và các sản phẩm sản xuất từ đậu nành chưa được phổ biến trên thị trường. Sữa đậu nành đang được người tiêu dùng ủng hộ mạnh mẽ sử dụng thay thế sữa bò, vì nó có giá trị dinh dưỡng tương đương và được xem là sạch sẽ và an toàn hơn. Để tăng thêm sự đa dạng, phong phú các sản phẩm từ đậu nành và nâng cao hơn chất lượng sản phẩm so với sản phẩm hiện có, tạo cho hạt đậu nành có nhiều hơn chất dinh dưỡng bằng cách ươm mầm đậu nành tạo nên sản phẩm mới tốt cho sức khỏe và an toàn.
Từ các lý do trên và dựa trên quy trình sản xuất sữa đậu nành truyền thống, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất đồ uống từ đậu nành nảy mầm”. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1. Mục đích Xây dựng quy trình sản xuất đồ uống từ đậu nành nảy mầm ở quy mô phòng thí nghiệm 1. Yêu cầu - Xác định được các thông số kỹ thuật thích hợp cho quá trình sản xuất đồ uống từ đậu nành nảy mầm.
- Đưa ra quy trình hoàn chỉnh cho sản xuất đồ uống từ đậu nành nảy mầm. Ý nghĩa khoa học - Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại các kiến thức đã học và nghiên cứu khoa học. - Biết được phương pháp nghiên cứu một vấn đề khoa học, xử lý và phân tích số liệu, cách trình bày một báo cáo khoa học. - Xác định thông số kỹ thuật từ đó đưa ra quy trình sản xuất nước uống từ đậu nành nảy mầm bằng các phương pháp nghiên cứu và phân tích tại phòng thí nghiệm.
Ý nghĩa thực tiễn + Tăng nguồn lợi cho người trồng đậu nành và góp phần thúc đẩy thị trường xuất khẩu nước giải khát của nước ta tăng trưởng nhanh. + Áp dụng quy trình ra quy mô sản xuất nhỏ và quy mô sản xuất lớn, nhằm đa dạng hóa các loại đồ uống có lợi cho sức khỏe. h 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu về đậu nành 2.
Nguồn gốc và tình hình phân bố cây đậu nành Đậu nành là loại cây họ đậu giàu hàm lượng chất đạm protein, được trồng để làm thức ăn cho người và gia súc. Đậu nành có nguồn gốc tại Mãn Châu (Trung Hoa) khoảng 5000 năm trước đây, nhưng mãi đến năm 3000 trước thiên chúa giáng sinh mới được ghi vào cổ thư là một nông phẩm chính của miền Bắc Trung Hoa. Từ đây đậu nành được lan truyền khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển qua Nhật Bản xuống miền Nam Trung Hoa và các nước Đông Nam Á.
Du nhập đến Nhật Bản vào khoảng thế kỷ thứ 8 và khoảng 1000 năm sau đó qua đến châu Âu. Tây phương chỉ mới biết tới đậu nành từ thế kỷ 18 khi nó du nhập vào Hoa Kỳ năm 1804. Quê hương của đậu nành là Đông Nam Châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ. Nước Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn 1/3 được xuất khẩu.
Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Tại Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, vùng trung du phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang) chiếm hơn 40% diện tích đậu nành cả nước. Ngoài ra còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây, Đồng Nai, Đăclăk và Đồng Tháp. Theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục trưởng Cục Trồng trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn.
Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được 25% nhu cầu sử dụng trong nước và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm [1]. Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng hạt đậu nành 2. Thành phần hóa học Thành phần hạt đậu nành có thể thay đổi một phần tùy vào thời vụ và điều kiện sinh trưởng. Ước tính trung bình, lipid và protein cùng chiếm 60% trọng lượng khô h 5 của hạt.
Chất khô chủ yếu bao gồm cacbohydrat (khoảng 35%) và tro (khoảng 5%). Đối với hạt phát triển bình thường và được bảo quản tốt, hạt đậu nành có độ ẩm khoảng 12 – 13%. Trên mức này hạt có nguy cơ bị nấm mốc tấn công, đặc biệt ở thời tiết nóng. Dưới 12%, đậu nành có khuynh hướng bị nứt vỡ.
Tỷ lệ đậu nành bị nứt vỡ càng lớn càng làm tăng mùi ôi trong quá trình bảo quản [8]. Thông thường, khi độ ẩm của đậu nành thành phẩm bảo quản khoảng 13% trên trọng lượng hạt thì đậu nành chứa khoảng 35% protein, 17% lipid, 31% cacbohydrat và 4,4% tro. Đối với cây đang sinh trưởng hàm lượng protein có thể nằm trong khoảng 40 – 45%, lipid 18 – 20%. Thông thường, hàm lượng protein tăng 1% làm giảm 0,5% hàm lượng lipid.
Điều ngẫu nhiên, mối tương quan bất lợi giữa protein và lipid này là một trong những nguyên nhân làm nhà nông ít quan tâm đến những giống cho hàm lượng protein cao, khi trồng những giống này không tăng năng suất trên 1 hecta canh tác [8]. Thành phần và cấu trúc của từng thành phần trong hạt đậu nành phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: giống, mùa vụ, vùng địa lý, và môi trường. Thành phần chính của đậu nành được trình bày trong bảng dưới đây: Bảng 2.1: Thành phần chính của hạt đậu nành [15] Cấu tạo hạt Tỷ lệ so với trọng Thành phần chủ yếu của hạt lượng hạt (%) Protein Lipid Glucid Tro Lá mầm 90 43 23 43 5,0 Rễ 8 9 1 86 4,3 Trụ dưới lá mầm 2 41 11 43 4,4 Hạt đậu nành 100 40 20 35 4,9 * Protein Trong hạt đậu nành hàm lượng protein chiếm nhiều nhất, khoảng từ 35 – 40% theo trọng lượng chất khô, tùy theo giống và thời vụ khác nhau hàm lượng protein trong hạt đậu nành ở nước ta dao động trong khoảng từ 31 – 41,7%. Hàm lượng này cao hơn cả trong thịt, cá và gấp đôi so với các loại đậu đỗ khác.
Lượng protein h 6 tan trong nước chiếm 72 – 94%, trong đó glixinin chiếm khoảng 84%, albumin khoảng 5,4% và hợp chất không phải nitơ chiếm khoảng 6% [2]. Protein của đậu nành có giá trị sinh học cao, nhiều nghiên cứu cho thấy protein đậu nành có giá trị dinh dưỡng rất hoàn chỉnh, có chứa nhiều loại acid amin mà cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được.2: Hàm lượng acid amin trong đậu nành (gr/100gr protein) [4] STT Các acid amin Hàm lượng 1 Arginin 7,4 2 Histidin 2,6 3 Lyzin 6,0 4 Tyrozin 3,9 5 Tryptophan 1,2 6 Phenylalanin 4,2 7 Cystin 0,8 8 Methyonin 1,5 9 Serin 5,5 10 Threonin 4,7 11 Lơxin 7,6 12 Izoloxin 6,2 13 Valin 5,3 14 Acid glutamic 19,3 15 Acid aspartic 14,0 16 Glyxin 4,8 17 Alanin 5,0 18 Prolin 4,4 * Lipid Hàm lượng lipid của đậu nành khoảng 15 – 25%. Dầu đậu nành có chứa nhiều acid béo không no, các lipid tự do trong hạt đậu nành chiếm khoảng 17,8%, lipid h 7 liên kết khoảng 2,1%. Thành phần acid béo không no trong dầu đậu nành chiếm tới 80 – 90% và cụ thể như sau: Bảng 2.3: Hàm lượng acid béo không no trong hạt đậu nành [9] Acid béo không no Hàm lượng (%) Linoleic 49 – 60 Linolenoic 2–9 Oleic 21 – 34 Palmitic 6,5 – 12 Stearic 2–5 Arachidionic 0,4 – 1 Ligroxeric 0,1 * Glucid Hàm lượng glucid trong đậu nành chiếm khoảng 30 – 35% khối lượng chất khô.
Glucid trong đậu nành gồm polysaccharid không tan như: hemixenluloza (kiểu arabiogalactan), các pectin, xenluloza và các đường hòa tan như: saccharoza 5%, stachyoza 4%, raffinoza 1% [8]. Hàm lượng glucid không tan chiếm khoảng 90% trong đó có: - Pectin: 30%; - Hemixenluloza: 40%; - Xenluloza: 20%. Glucid tập trung chủ yếu ở phần vỏ, tuy nhiên do glucid đậu thường không có lợi và làm ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của sản phẩm làm từ đậu nành, vì vậy trong quá trình sản xuất người ta chú trọng đến việc xử lí nguyên liệu bằng cách tách vỏ để làm thức ăn cho gia súc.