Đồ Án: Quy Trình và Thiết Bị Tiệt Trùng Sữa Đậu Nành - Nhóm 7B K66CNTPB

Tổng hợp quy trình và thiết bị sản xuất sữa đậu nành tiệt trùng. Nội dung chi tiết, phù hợp làm tài liệu tham khảo đồ án công nghệ thực phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Đương Hùng
• Người hướng dẫn: Th. Thân Thị Hương
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Quá Trình Và Thiết Bị Tiệt Trùng Sữa Đậu Nành Năng Suất 500 Lít Sản Phẩm/Giờ
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2023

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Sữa Đậu Nành Tiệt Trùng Đồ Án Chi Tiết

Sữa đậu nành tiệt trùng là một sản phẩm dinh dưỡng phổ biến, được sản xuất trên quy mô công nghiệp để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng rộng rãi. Đồ án này tập trung vào việc thiết kế dây chuyền sản xuất sữa đậu nành với năng suất 500 lít/giờ, áp dụng các kỹ thuật tiên tiến trong công nghệ thực phẩm. Mục tiêu chính là tạo ra sản phẩm đạt tiêu chuẩn về an toàn vệ sinh thực phẩm, giữ trọn vẹn giá trị dinh dưỡng và có thời gian bảo quản sữa đậu nành lâu dài ở nhiệt độ thường. Nền tảng của quy trình này là việc lựa chọn nguyên liệu sản xuất sữa chất lượng cao, cụ thể là hạt đậu nành (Glycine max) đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về độ ẩm, độ sạch và không chứa tạp chất. Việc hiểu rõ thành phần hóa học của hạt đậu, đặc biệt là hàm lượng protein đậu nành và lipid, là yếu tố then chốt quyết định đến chất lượng cuối cùng của sản phẩm. Toàn bộ quy trình, từ khâu xử lý nguyên liệu thô đến khi ra thành phẩm, đều phải được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều và ổn định.

1.1. Giá trị dinh dưỡng và vai trò của sữa đậu nành

Sữa đậu nành được xem là một nguồn cung cấp protein đậu nành thực vật chất lượng cao, tương đương với protein trong sữa bò nhưng không chứa lactose, phù hợp với người không dung nạp lactose. Theo tài liệu nghiên cứu, 100ml sữa đậu nành cung cấp khoảng 52 Kcal, 4.4g protein, 2.5g chất béo và nhiều vitamin, khoáng chất thiết yếu như Sắt, Canxi, Vitamin B1. Sản phẩm này không chỉ là thức uống giải khát mà còn mang lại nhiều lợi ích sức khỏe, đặc biệt là các hợp chất isoflavones có khả năng làm giảm cholesterol xấu (LDL). Việc sản xuất công nghiệp giúp bổ sung thêm các vi chất cần thiết, nâng cao giá trị dinh dưỡng và đưa sản phẩm đến gần hơn với người tiêu dùng.

1.2. Mục tiêu của đồ án thiết kế dây chuyền 500 L h

Đồ án Kỹ thuật Thực phẩm này đặt ra mục tiêu cụ thể: tính toán và thiết kế một dây chuyền sản xuất sữa đậu nành tiệt trùng hoàn chỉnh với năng suất 500 lít/giờ. Điều này bao gồm việc xây dựng sơ đồ khối quy trình chi tiết, lựa chọn và tính toán thiết bị phù hợp cho từng công đoạn, từ làm sạch, tách vỏ, nghiền ướt, lọc, nấu, phối trộn cho đến các công đoạn cốt lõi như đồng hóa và tiệt trùng. Việc tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng là cơ sở khoa học để xác định chính xác lượng nguyên liệu, nước, phụ gia cần thiết và tối ưu hóa chi phí vận hành, đảm bảo dây chuyền hoạt động hiệu quả và kinh tế.

II. Thách Thức Khi Sản Xuất Sữa Đậu Nành Tiệt Trùng UHT

Quá trình sản xuất sữa đậu nành tiệt trùng phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật để đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn. Thách thức lớn nhất là việc khử hoạt tính enzyme lipoxygenase, loại enzyme có sẵn trong hạt đậu nành gây ra mùi hăng, tanh khó chịu nếu không được xử lý triệt để. Một vấn đề quan trọng khác là kiểm soát vi sinh. Sữa đậu nành là môi trường giàu dinh dưỡng, rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Do đó, quy trình thanh trùng và tiệt trùng phải đủ hiệu quả để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật gây hại, kể cả bào tử, nhằm kéo dài thời gian bảo quản mà không cần chất bảo quản. Đồng thời, việc xử lý nhiệt quá mức có thể làm biến tính protein đậu nành, gây tổn thất vitamin và tạo ra các phản ứng không mong muốn (phản ứng Maillard) làm sậm màu sản phẩm. Sự cân bằng giữa việc đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và giữ gìn giá trị cảm quan, dinh dưỡng là bài toán cốt lõi mà mọi dây chuyền sản xuất phải giải quyết.

2.1. Vấn đề khử hoạt tính enzyme và loại bỏ mùi hăng

Enzyme lipoxygenase là nguyên nhân chính gây ra mùi ngái đặc trưng của đậu nành sống. Enzyme này xúc tác quá trình oxy hóa các axit béo không bão hòa. Theo tài liệu, quá trình chần (ngâm trong nước nóng) và nghiền ướt ở nhiệt độ cao (khoảng 80°C) là các bước quan trọng để khử hoạt tính enzyme này. Nếu không kiểm soát tốt, mùi hăng sẽ tồn tại trong sản phẩm cuối cùng, làm giảm giá trị cảm quan và sự chấp nhận của người tiêu dùng. Việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian xử lý phù hợp trong các công đoạn đầu là cực kỳ quan trọng để giải quyết triệt để vấn đề này.

2.2. Nguy cơ nhiễm vi sinh và giải pháp kiểm soát an toàn

Từ khâu nguyên liệu đến bán thành phẩm, nguy cơ nhiễm vi sinh vật luôn hiện hữu. Đồ án nhấn mạnh tầm quan trọng của việc làm sạch nguyên liệu và vệ sinh toàn bộ dây chuyền sản xuất sữa đậu nành. Hệ thống CIP (Clean-in-Place) là một giải pháp không thể thiếu, cho phép làm sạch và khử trùng thiết bị tự động mà không cần tháo lắp. Hơn nữa, quá trình tiệt trùng UHT kết hợp với đóng gói vô trùng Aseptic trong bao bì Tetra Pak là giải pháp toàn diện để kiểm soát vi sinh, đảm bảo sản phẩm vô trùng tuyệt đối khi đến tay người tiêu dùng.

III. Hướng Dẫn Quy Trình Sản Xuất Sữa Đậu Nành Chi Tiết

Một dây chuyền sản xuất sữa đậu nành tiệt trùng hiệu quả được xây dựng dựa trên một quy trình công nghệ được chuẩn hóa và tối ưu. Sơ đồ khối quy trình bắt đầu từ việc lựa chọn và làm sạch nguyên liệu sản xuất sữa. Hạt đậu nành sau khi loại bỏ tạp chất sẽ được tách vỏ, chần để làm mềm và khử hoạt enzyme. Công đoạn nghiền ướt với nước nóng ở tỷ lệ 1:6 (đậu:nước) giúp phá vỡ cấu trúc tế bào, trích ly tối đa dưỡng chất. Dịch sữa thô sau đó được đưa qua máy ly tâm công nghiệp để lọc, loại bỏ hoàn toàn bã đậu nành. Tiếp theo, dịch sữa được nấu, phối trộn với đường và các chất ổn định, chất nhũ hóa để tạo hương vị và cấu trúc mong muốn. Quá trình bài khí giúp loại bỏ các khí hòa tan, ngăn ngừa oxy hóa và tăng hiệu quả truyền nhiệt cho các bước tiếp theo. Đây là những bước nền tảng, chuẩn bị cho các công đoạn công nghệ cao hơn nhằm hoàn thiện sản phẩm.

3.1. Giai đoạn xử lý nguyên liệu thô từ hạt đến dịch sữa

Giai đoạn đầu tiên quyết định đến hiệu suất thu hồi và chất lượng dịch sữa. Hạt đậu nành được làm sạch, sau đó qua thiết bị tách vỏ đôi trục cao su. Quá trình chần ở 65°C trong 5 phút không chỉ làm mềm hạt mà còn là bước đầu tiên để khử hoạt tính enzyme. Nghiền ướt ở 80°C là một bước công nghệ quan trọng, kết hợp giữa việc giảm kích thước và xử lý nhiệt để vô hoạt enzyme triệt để. Sau khi nghiền, hỗn hợp được đưa vào thiết bị ly tâm dạng vít tải để tách bã đậu nành. Hiệu suất lọc, theo tính toán của đồ án, đạt 90%, đảm bảo dịch sữa thu được trong và mịn, sẵn sàng cho công đoạn nấu.

3.2. Công đoạn hoàn thiện nấu phối trộn và bài khí

Dịch sữa sau khi lọc được nấu trong nồi hai vỏ có cánh khuấy ở nhiệt độ 85-90°C trong 20 phút. Quá trình này giúp khử các chất kháng dinh dưỡng (trypsin inhibitor) và cải thiện hương vị. Ngay sau đó, đường (25%) và các phụ gia như lecithin, carrageenan (0.1%) được thêm vào để phối trộn, tạo độ ngọt và ổn định cấu trúc. Cuối cùng, sữa được đưa qua thiết bị bài khí chân không. Quá trình này loại bỏ không khí và các khí không mong muốn, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và chuẩn bị cho quá trình đồng hóa, tiệt trùng.

IV. Bí Quyết Công Nghệ UHT Trong Tiệt Trùng Sữa Đậu Nành

Công nghệ tiệt trùng nhiệt độ siêu cao (Ultra High Temperature - UHT) là trái tim của dây chuyền sản xuất. Đây là phương pháp xử lý nhiệt hiện đại, giúp tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật và bào tử của chúng mà vẫn giữ được tối đa chất lượng sản phẩm. Nguyên lý của công nghệ UHT là gia nhiệt sản phẩm lên nhiệt độ rất cao (137-140°C) trong thời gian cực ngắn (chỉ vài giây), sau đó làm nguội nhanh chóng. Quá trình này diễn ra trong một hệ thống khép kín, sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt hiệu suất cao. Ưu điểm vượt trội của UHT so với phương pháp thanh trùng và tiệt trùng truyền thống là giảm thiểu tổn thất vitamin và hạn chế sự biến đổi màu, mùi của sản phẩm. Kết hợp với công nghệ chiết rót vô trùng Aseptic vào bao bì Tetra Pak, sản phẩm có thể được bảo quản sữa đậu nành an toàn ở nhiệt độ phòng trong nhiều tháng.

4.1. Nguyên lý và ưu điểm vượt trội của công nghệ UHT

Phương pháp UHT được thiết kế để tối ưu hóa hiệu quả diệt khuẩn trong khi giảm thiểu tác động tiêu cực lên sản phẩm. Theo đồ án, sữa đậu nành được gia nhiệt đến 137°C và giữ trong 3-5 giây. Khoảng thời gian ngắn này đủ để tiêu diệt các bào tử chịu nhiệt nhưng chưa đủ để gây ra các phản ứng hóa học không mong muốn ở mức độ đáng kể. Điều này giúp sản phẩm sữa đậu nành UHT giữ được hương vị tự nhiên, màu sắc tươi sáng và hàm lượng dinh dưỡng cao hơn so với các phương pháp tiệt trùng cổ điển trong bao bì.

4.2. Vai trò của thiết bị đồng hóa và trao đổi nhiệt

Trước khi tiệt trùng, sữa được đưa qua thiết bị đồng hóa hai cấp (áp suất 3500 psi và 500 psi). Quá trình này làm giảm kích thước các giọt chất béo và phân tán chúng đều trong dịch sữa, tạo ra cấu trúc đồng nhất, mịn màng và ngăn ngừa hiện tượng tách lớp. Ngay sau đó, sữa đi vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm mỏng. Tại đây, sản phẩm được gia nhiệt nhanh chóng lên 137°C bởi hơi nước bão hòa, sau đó được giữ nhiệt và làm nguội tức thì. Thiết bị này đảm bảo quá trình truyền nhiệt diễn ra hiệu quả và chính xác, là yếu tố quyết định sự thành công của công nghệ UHT.

4.3. Công nghệ đóng gói vô trùng với bao bì Tetra Pak

Để duy trì trạng thái vô trùng sau khi xử lý UHT, sản phẩm phải được đóng gói trong điều kiện vô trùng tuyệt đối. Bao bì Tetra Pak là loại bao bì giấy nhiều lớp chuyên dụng, có khả năng ngăn chặn hoàn toàn ánh sáng, không khí và vi sinh vật từ bên ngoài xâm nhập. Quá trình chiết rót Aseptic diễn ra trong một buồng kín, nơi cả sản phẩm, bao bì và môi trường xung quanh đều được khử trùng. Sự kết hợp giữa xử lý UHT và đóng gói Aseptic tạo ra một sản phẩm an toàn, tiện lợi với hạn sử dụng dài.

V. Top Thiết Bị Chính Trong Dây Chuyền Sữa Đậu Nành 500L h

Để vận hành một dây chuyền sản xuất sữa đậu nành năng suất 500 L/h, việc lựa chọn thiết bị phù hợp là vô cùng quan trọng. Mỗi thiết bị trong dây chuyền đều có vai trò chuyên biệt và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Dựa trên sơ đồ khối quy trình, các thiết bị chính bao gồm máy tách vỏ, thiết bị chần băng tải, máy nghiền trục, và đặc biệt là máy ly tâm công nghiệp để tách bã. Nồi nấu hai vỏ có cánh khuấy đảm nhận công đoạn gia nhiệt và phối trộn. Tuy nhiên, các thiết bị công nghệ cao quyết định chất lượng sản phẩm là thiết bị đồng hóa, hệ thống tiệt trùng UHT sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm và máy chiết rót vô trùng Aseptic. Toàn bộ hệ thống cần được hỗ trợ bởi hệ thống CIP để đảm bảo vệ sinh định kỳ, duy trì an toàn vệ sinh thực phẩm.

5.1. Phân tích các thiết bị xử lý và chế biến cơ bản

Các thiết bị cơ bản bao gồm thiết bị tách vỏ đôi trục cao su, giúp tách vỏ hiệu quả mà ít làm vỡ hạt. Thiết bị chần băng tải cho phép kiểm soát chính xác nhiệt độ và thời gian xử lý. Máy ly tâm dạng vít tải được lựa chọn để tách bã liên tục, đảm bảo năng suất cho dây chuyền. Nồi nấu và phối trộn được thiết kế có vỏ gia nhiệt và cánh khuấy để đảm bảo nhiệt độ đồng đều và hỗn hợp được hòa tan hoàn toàn. Đây là những thiết bị nền tảng, tạo ra bán thành phẩm chất lượng cao cho các công đoạn tiếp theo.

5.2. Tính toán thiết bị tiệt trùng UHT và hệ thống liên quan

Trọng tâm của đồ án là việc tính toán thiết bị tiệt trùng UHT. Dựa trên năng suất 500 L/h (tương đương 518,75 kg/h), các tính toán về cân bằng năng lượng được thực hiện để xác định diện tích truyền nhiệt và số tấm bản mỏng cần thiết cho thiết bị trao đổi nhiệt. Thiết bị được chia thành các vùng chức năng: gia nhiệt sơ bộ (40-75°C), gia nhiệt chính (75-137°C), giữ nhiệt, và làm nguội (về 25°C). Việc tính toán này đảm bảo thiết bị hoạt động tối ưu, tiết kiệm năng lượng và đạt được hiệu quả tiệt trùng mong muốn.

VI. Kết Luận Tối Ưu Quy Trình và Tương Lai Ngành Sản Xuất

Đồ án đã phân tích và thiết kế thành công một dây chuyền sản xuất sữa đậu nành tiệt trùng hoàn chỉnh với năng suất 500 lít/giờ. Bằng việc áp dụng công nghệ UHT và các thiết bị hiện đại, quy trình này giải quyết được các thách thức cốt lõi như khử hoạt tính enzyme, kiểm soát vi sinh và bảo toàn giá trị dinh dưỡng. Sơ đồ khối quy trình được xây dựng một cách logic, từ khâu nguyên liệu đến thành phẩm, đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn vệ sinh thực phẩm. Việc tính toán thiết bị chi tiết cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc cho việc triển khai thực tế. Trong tương lai, ngành công nghệ thực phẩm sẽ tiếp tục phát triển các phương pháp chế biến nhẹ nhàng hơn, tối ưu hóa việc giữ lại các hợp chất tự nhiên và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về các sản phẩm có nguồn gốc thực vật, lành mạnh và bền vững.

6.1. Tóm tắt các yếu tố then chốt cho sản phẩm chất lượng

Để sản xuất sữa đậu nành tiệt trùng chất lượng cao, cần hội tụ đủ các yếu tố: nguyên liệu đầu vào đạt chuẩn, quy trình xử lý nhiệt (chần, nghiền nóng) để vô hoạt enzyme hiệu quả, hệ thống lọc tách bã triệt để, quá trình đồng hóa tạo cấu trúc mịn, và cuối cùng là công nghệ tiệt trùng UHT kết hợp đóng gói vô trùng. Mỗi mắt xích trong dây chuyền sản xuất sữa đậu nành đều đóng vai trò quan trọng, và việc kiểm soát chặt chẽ từng công đoạn là chìa khóa để tạo ra sản phẩm cuối cùng hoàn hảo.

6.2. Hướng phát triển và xu hướng tương lai của ngành

Ngành công nghiệp sữa thực vật đang phát triển mạnh mẽ. Xu hướng tương lai sẽ tập trung vào việc đa dạng hóa sản phẩm, sử dụng các công nghệ chế biến mới như xử lý áp suất cao (HPP) hoặc điện trường xung (PEF) để giảm thiểu tác động nhiệt. Ngoài ra, việc tối ưu hóa quy trình để tận dụng phụ phẩm như bã đậu nành vào các sản phẩm khác cũng là một hướng đi bền vững, góp phần xây dựng nền kinh tế tuần hoàn trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tìm hiểu về cây đậu nành 1.1 Nguồn gốc Năm 1737, Carl von Linné – một nhà thực vật học người Thuỷ Điển đã đặt tên khoa học Glycine max cho đậu nành trong ấn bản đầu tiên của quyển Genera Plantarum của mình. Glycine là một từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "ngọt ngào" và nó áp dụng cho tất cả các loài cây họ đậu. Từ max có nghĩa là "lớn", dùng để chỉ các nốt sần lớn trên cây đậu tương.

Nó được biết đến là loài cây bản địa của Trung Quốc, là một trong những loại cây trồng cổ nhất của Viễn Đông và dần dần được lan truyền ra khắp thế giới (châu Âu, châu Mỹ…). Trong nhiều thế kỷ, người Trung Quốc và các dân tộc Đông Á khác, bao gồm Nhật Bản, Hàn Quốc và Đông Nam Á, đã sử dụng đậu trong nhiều hình thức khác nhau như một trong những nguồn cung cấp protein và dầu ăn quan trọng nhất. Vì lượng protein được sản xuất từ đậu nành trên mỗi đơn vị diện tích đất là cao hơn bất kỳ loại cây trồng nào khác, loại hạt đậu nhỏ bé này đã được gọi là "viên ngọc vàng," "kho báu vĩ đại," "protein kỳ diệu của thiên nhiên" và "thịt của đồng ruộng". Hiện nay, loại hạt đậu này được một số người xem như là một vũ khí chống lại nạn đói toàn cầu và một nguồn cung cấp protein của tương lai.

Quê hương của đậu nành là Đông Á, nhưng ngày nay 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, Đắc Lắk và Đồng Tháp.

Theo ông Nguyễn Trí Ngọc – Cục trưởng Cục trồng trọt, mỗi năm cả 1 nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn/năm. 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. Đặc điểm của cây đậu nành Cây thuộc loại thân bụi cao từ 0,75 – 1,25 m, phân nhánh thưa hoặc dày tùy theo giống và điều kiện trồng trọt. Đây là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn.

Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt khi pH của đất trồng dao động từ 6.5; nhiệt độ môi trường khoảng 25 – 30℃ với lượng mưa: 500 – 700mm. Vậy nên cây thường được trồng vào cuối mùa xuân, đầu mùa hè. Cây đậu nành 1. Tìm hiểu về hạt đậu nành 1.

Đặc điểm của hạt đậu nành Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau từ hình bầu dục, hình tròn (tròn dẹt hay tròn dài). Màu sắc hạt có thể là vàng xanh, xám, nâu hoặc đen và 2 các màu trung gian. Phần lớn là màu vàng, loại đậu nành vàng là loại tốt thường được ưa chuộng. Có 3 loại kích thước hạt là to, trung bình và nhỏ.

Khối lượng trung bình dao động 18 – 20g/100 hạt. Cấu trúc hạt đậu nành gồm 3 thành phần: vỏ hạt, phôi, tử diệp. Trong đó phần vỏ chiếm khoảng 8% khối lượng hạt, là lớp ngoài cùng, thường có màu vàng hay màu trắng. Vỏ bảo vệ phôi mầm chống lại nấm và vi khuẩn.

Phôi chiếm 2% khối lượng hạt, là rễ nảy mầm – phần sinh trưởng của hạt khi hạt lên mầm. Tử điệp gồm hai lá mầm tích trữ nguồn dinh dưỡng của hạt, chiếm phần lớn khối lượng hạt (khoảng 90%), chứa hầu hết chất đạm và chất béo của hạt (Mai Lê & cs. Hạt đậu nành Hình 1. Cấu trúc hạt đậu nành 3 1.

Thành phần hóa học trong hạt đậu nành Hạt đậu nành là một loại nguyên liệu thực vật rất giàu protein. Thành phần tương đối trong hạt đậu nành và các phần cấu trúc của chúng Thành phần Tỷ lệ Thành phần hoá học hạt (%) (% theo cơ sở khô) Protein Lipid Carbohydrate Tro Nguyên hạt 100 40 20 35 5 Nhân (tử điệp) 90 43 23 29 5 Vỏ hạt 8 9 1 86 4 Phôi 2 41 11 43 4,4 (Wolf & Cowan, 1975) Trong thành phần hoá học của đậu nành, người ta thường chỉ quan tâm đến hai nhóm protein và lipid. Nhóm carbohydrate của đậu nành không thuộc loại có giá trị dinh dưỡng cao. a) Độ ẩm Hàm lượng ẩm của hạt đậu nành quyết định rất nhiều đến điều kiện bảo quản.

Vì nồng độ nước của hạt đậu chín được lưu trữ thường là khoảng 13% để đảm bảo tính ổn định trong quá trình lưu trữ, nên dựa trên cơ sở ướt, hạt đậu nành chứa khoảng 35% protein, 17% lipid, 31% carbohydrate và 4,4% tro (K. Vỏ đậu nành chín chứa khoảng 7 – 8% độ ẩm (Ibrahim & cs. b) Protein và thành phần amino acid Trong thành phần hoá học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỉ lệ rất lớn. Protein đậu nành được tạo bởi các amino acid, trong đó có đủ các loại amino acid không thay thế (ngoại trừ hàm lượng methionine thấp), còn các amino acid khác có hàm lượng khá cao và cao tương đương với lượng amino acid có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng.

4 Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6 – 50,5%, trung bình 36 – 40%. Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): albumin (6 – 8%), glubulin (25 – 34%), glutein (13 – 14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể. Có thể nói protein đậu nành gần giống protein của trứng nhất. Thành phần các amino acid không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng (g/100g protein) Amino acid Đậu nành Trứng Thịt Sữa Gạo Giá trị được bò bò đề nghị bởi FAO – OMS Leucine 7,84 8,32 8,00 10,24 8,26 4,8 Isoleusine 4,48 5,60 5,12 5,60 3,84 6,4 Lysine 6,40 6,24 2,12 8,16 3,68 4,2 Phenylalanine 4,96 5,12 4,48 5,44 4,80 2,8 Threonine 3,84 5,12 4,64 4,96 3,36 2,8 Tryptophan 1,28 1,76 1,21 1,44 1,28 1,4 Valine 4,80 7,52 5,28 7,36 5,76 4,2 Methionine 1,28 3,20 2,72 2,88 2,08 2,2 Ngoài ra, protein đậu nành còn chứa 2 thành phần không mong muốn là: trypsin inhibitor (TI) và hemoglutinin.

Còn Hemagglutinin là protein có khả năng kết hợp với hemoglibin, làm hemoglobin giảm hoạt tính. c) Lipid Hàm lượng lipid trong đậu nành dao động từ 13,5 – 24%, trung bình chiếm 18% trọng lượng chất khô. Trong nhóm lipid của đậu nành có 2 thành phần được xem là quan trọng chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô của hạt. Lipid có nhiều ở nhân hạt đậu nành.

Trong nhóm lipid của hạt đậu nành có hai thành phần chính là glyceride và lecithin. 5 Glyceride đậu nành chứa nhiều acid béo không no, khoảng 50 – 60% linoleic acid (C18:2 ) nên dầu đậu nành được xem là dầu thực phẩm có giá trị sinh học cao. Tuy nhiên, cũng vì chứa nhiều acid béo không no nên dầu đậu nành rất dễ bị oxi hoá dẫn đến dễ bị hư hỏng trong quá trình bảo quản. Lecithin đậu nành chiếm 3% trọng lượng hạt, là một loại phosphatidyl phức tạp và được sử dụng nhiều làm chất nhũ hoá, chất chống oxi hoá trong công nghiệp thực phẩm (ví dụ: magarine, bánh kẹo, chocolate…), trong dược phẩm và mỹ phẩm.

Do tính chất của lipid là tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete etylic, ete dầu hoả, benzen, chloroform…) và không tan trong nước, nhẹ hơn nước. Nhờ những tính chất này, người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly lipid từ hạt đậu nành. Các hợp chất màu (chlorophyll, carotene…) có hàm lượng trong hạt và trong dầu rất ít, nhưng cường độ màu rất mạnh, tan mạnh trong dầu, nhất là khi nhiệt độ tăng. Do đó, phương pháp ép dầu nóng cho sản phẩm đậm màu hơn so với phương pháp ép dầu nguội.

Hạt còn non hay bảo quản hạt đậu nành ở điều kiện ẩm ướt, nhiều sâu mọt thì lượng acid béo tự do càng lớn làm phẩm chất hạt kém. d) Carbohydrate Carbohydrate trong đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng khô, trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể. Carbohydrate được chia làm 2 loại: đường tan (10%) và chất xơ không tan (20%). Đường tan (10%) gồm sucrose 5%, stachyose 4% và raffinose 1%.

Chất xơ không tan (20%) gồm hỗn hợp polysaccharide và dẫn xuất của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chất của pectic acid. Thành phần carbohyrate của đậu nành Carbohydrate Hàm lượng % 6 Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,4 Stachyose 3,8 Raffinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1 e) Chất khoáng Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Trong đó, đáng chú ý nhất là: calci, phospho, mangan, kẽm, sắt. Thành phần chất khoáng của hạt đậu nành Chất khoáng Tỷ lệ (%) Calci 0,16÷0,47 Phospho 0,41÷0,82 Mangan 0,22÷0,44 Kẽm 37mg/kg Sắt 90÷150mg/kg f) Vitamin Hạt đậu nành chứa nhiều loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của cơ thế, nhưng hàm lượng vitamin trong đậu nành rất thấp và dễ bị tổn thất trong quá trình chế biến.

Trong đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin A, vitamin D, vitamin B9 và vitamin B12. Thành phần vitamin trong 100g phần ăn được của hạt đậu tương Vitamin Đơn vị Hàm lượng Vitamin C (Ascorbic acid) mg 4 Vitamin B1 (Thiamine) mg 0.29 Vitamin PP (Niacin) mg 2.85 Vitamin K (Phylloquinone) μg 47 (Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, Viện Dinh dưỡng, 2007) g) Một số enzyme trong đậu nành Đậu nành cũng như tất cả các hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trình nảy mầm. Trong hạt đậu nành chứa các enzyme như: urease, lipase, phospholipase, lipoxygenase, amylase. Lipase thuỷ phân glycerid tạo thành glycerine và acid béo.

Phospholipase thuỷ phân este của acetic acid. Về mặt dinh dưỡng, enzyme thường được nhắc đến là urease, enzyme này chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua thành ruột mà lại có nhiều trong đậu nành sống, do đó không nên ăn đậu nành sống. Về mặt công nghệ, enzyme quan trọng trong đậu nành là lipoxygenase, vì nó xúc tác cho quá trình oxy hóa acid béo không bão hòa bởi O2 , gây mùi hôi cho đậu nành. Amylase là enzyme thuỷ phân tinh bột, gồm 2 loại là α-amylase và β-amylase, chiếm một tỷ lệ khá lớn trong hạt đậu nành.

Người ta thường bổ sung amylase trong các chế phẩm đậu nành như bột sữa đậu nành, có tác dụng tăng cường sinh lực, chống suy dinh dưỡng ở trẻ em. h) Tro Trong đậu nành, tro chiếm 5% về khối lượng chất khô.