CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu hạt đậu nành 1. Đặc điểm chung Đậu nành (hay đậu tương) có tên khoa học Glycien max (L) Merrill là loại cây cận nhiệt đới có nguồn gốc từ Đông Nam Á. Và là một loại lương thực chính ở các nước châu Á, tồn tại trong ít nhất 5000 năm (Watson & Preedy, 2013).
Giới Plantae Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Fabales Họ Fabaceae Phân họ Faboideae Chi Glycine Loài G. 1: Đậu nành Người ta cho rằng nguồn gốc đậu nành là ở Trung Quốc (nơi đã được trồng trọt canh tác hơn 3000 năm) rồi từ đó lan sang các nước khác như Malaixia, Nhật Bản, Việt Nam, Triều Tiên. Trong nhiều thế kỷ, người dân Trung Quốc và các nước phương Đông khác, bao gồm Nhật Bản, Hàn Quốc, và Đông Nam Á, đã sử dụng đậu nành ở các hình thức khác nhau như là một trong những nguồn khai thác protein và dầu quan trọng nhất (Liu, 2012). 1 do an Tính chất vật lý và hình thái của hạt đậu nành - Hình dạng: từ tròn tới thon dài và dẹt - Màu sắc vỏ hạt: vàng, xanh lá, nâu đốm hoặc đen - Kích thước: đường kính 5-11mm (Watson & Preedy, 2013).
Cấu trúc Hầu hết các hạt đậu nành trưởng thành được làm từ ba phần cơ bản: vỏ hạt (seed coats), phôi (empryo) và một hoặc nhiều cấu trúc lưu trữ thực phẩm (Liu, 2012). 2: Cấu trúc hạt đậu nành Ngoài cùng là lớp vỏ hạt, dưới lớp vỏ hạt là hai mảnh lá mầm (dicotyledon) hay còn gọi là tử diệp. Tử diệp là nơi dự trữ các chất dinh dưỡng. Trong hạt đậu nành không có lớp alơrông, nội nhũ và phôi đứng tách biệt như ở các hạt ngũ cốc, mà toàn bột hạt đậu là một phôi lớn được bao quanh bằng vỏ hạt.
- 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 mốc và vi khuẩn. - Phôi: chiếm 2% khối lượng hạt, là rễ mầm – phần sinh trưởng phát triển của hạt khi hạt lên mầm. - Tử điệp: gồm hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng của hạt, chiếm phần lớn khối lượng hạt (khoảng 90%), chứa hầu hết chất đạm và chất béo của hạt (Erickson, 1995).
Thành phần hóa học Thành phần hóa học của đậu nành có thể thay đổi phần lớn tùy thuộc vào giống trồng và điều kiện sinh trưởng. Thông qua giống cây trồng chung có thể đạt được mức protein từ 40% đến 45%, và mức lipid từ 18 đến 20% (Berk, 1992). 1: Thành phần hóa học của hạt đậu nành (Cheftel et al, 1985) Các phần của % khối lượng % chất khô hạt đậu nành hạt đậu nành Protein Lipid Carbohydrate Tro Tử diệp 90 43 23 43 5,0 Vỏ hạt 8 9 1 86 4,3 Phôi 2 41 11 43 4,4 Nguyên hạt 100 40 20 35 4,9 Các thành phần protein và dầu trong đậu nành đóng vai trò quan trọng về mặt chất lượng cũng như số lượng. Dầu đậu nành có chứa một tỷ lệ cao các axit béo không bão hòa, bao gồm axit oleic, linoleic và linolenic.
Trong đó, hai loại cuối cùng là axit béo thiết yếu cho con người (Liu, 2004). Protein đậu nành chứa tất cả các axit amin thiết yếu, hầu hết trong số đó cần thiết cho con người và cả động vật. Isoflavone, saponin, axit phytic, trypsin inhibitor, chất xơ và globulin là những protein dự trữ trong đậu nành. Trong đó, Isoflavone: Đậu nành chứa lượng isoflavone cao nhất, nằm trong khoảng 0.4% trọng lượng chất khô.
Và đã được chứng minh là ngăn ngừa một số loại ung thư, giảm mất xương và làm giảm các triệu chứng mãn kinh. Saponin: Tương tự isoflavone, saponin có tác dụng làm giảm nguy cơ ung thư và bệnh tim khi sử dụng đậu nành.1-0,3% trong protein đậu nành. 3 do an Trypsin inhibitor: Tác nhân làm suy giảm tăng trưởng thông qua giảm tỷ lệ tiêu hóa protein khi sử dụng. Và dễ dàng mất đi trong quá trình xử lý nhiệt.
Chứa khoảng 16,7-27,2 mg/g khối lượng chất khô của đậu nành (Liu, 2004). Giá trị dinh dưỡng Đối với chất béo đậu nành, nó là một nguồn năng lượng. Khoảng 30-40% lượng năng lượng hàng ngày của chúng ta có nguồn gốc từ chất béo, hầu hết là chất béo trung tính có chứa axit béo với 16-18 nguyên tử carbon. Thứ hai, là một nguồn axit béo thiết yếu (EFA) độc đáo.
Thứ ba, chúng điều chỉnh nồng độ lipid trong máu và là chất mang vitamin tan trong chất béo. Và thứ tư, chúng là thành phần thông thường của cấu trúc tế bào, đặc biệt là màng tế bào. Ngoài ra, đậu nành là một nguồn protein thực vật chính cho dinh dưỡng của con người và động vật ở nhiều nước hiện nay. Giống như protein ở các nguồn khác, protein đậu nành cung cấp calo, axit amin thiết yếu và nitơ (Liu, 2012).
Tổng quan Okara 1. Giới thiệu chung Sữa đậu nành và đậu phụ được phổ biến rộng rãi như một nguồn thực phẩm trong hàng ngàn năm và cùng lúc đó một lượng lớn sản phẩm phụ của chúng được tạo ra trong quá trình sản xuất (Hsieh & Yang, 2004). Ở các nước châu Á, đậu nành được chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau như đậu phụ, sữa đậu nành, nước tương và dầu đậu nành. Bã đậu nành (soybean curd residue, SCR), trong tiếng Nhật gọi là “okara”, là phụ phẩm chính trong sản xuất của các sản phẩm từ đậu nành (S.
3: Okara ướt Khi sử dụng 1kg hạt đậu nành khô để sản xuất ra sữa đậu nành, người ta thu được 1,1kg đến 1,2kg okara tươi. Lượng này được thải ra từ các nhà máy sản xuất đậu phụ ở Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc lần lượt là 800. Số lượng lớn okara được sản xuất ra đôi khi được sử dụng làm thực phẩm cho động vật, ở Nhật Bản hầu hết bị đốt cháy như chất thải, và ở Hồng Kông, nó được đổ vào các bãi đất. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đưa ra cách sử dụng cho sản phẩm phụ này, 5 do an một trong số đó đã được hướng đến sự phát triển của thực phẩm chế biến dành cho con người.
Tuy nhiên, việc sử dụng nó như một loại thực phẩm của con người bị hạn chế bởi hàm lượng chất xơ cao (Noguchi, 1987). Thành phần hóa học Thành phần của okara sẽ phụ thuộc vào lượng nước pha được từ đậu nành xay và liệu có thêm nước để tạo các sản phẩm khác hay không. Nếu độ ẩm giảm xuống mức rất thấp, thì sữa đậu nành còn sót lại và các thành phần hòa tan và keo của nó cũng sẽ bị giảm xuống mức cực thấp. Trên cơ sở trọng lượng ướt Tadano et al.
6 do an Bảng 1. 2: Tỷ lệ của protein, chất béo / dầu, xơ thô, carbohydrate và tro trên cơ sở hàm lượng vật chất khô được tìm thấy trong Okara (Shuhong Li, 2013) Protein Chất béo thô Xơ thô Carbohydrate Tro Tham khảo 24,0 15,2 4,5 - - Bourne et al., 1976 (18,2-32,2) (6,9-22,2) (9,1-18,6) 25,4-28 9,3-10,9 52,8-58,1 3,8-5,3 - Van der Riet et al., 1989 26,8 0,1 22,3 1,5 - - - Guermani et al., 1992 26,8 12,3 - 52,9 - Ma et al., 1996 16,1 2,2 - 52,6 5,3 Hsieh and yang, 2004 29,3 0,8 - 53,6 4,0 Muroyama et al., 2006 33,4 19,8 49 - 3,5 Prestamo et al., 2007 25,0 20,0 33,0 - - Suruga et al., 2007 Redondo-Cuenca et al., 28,5 9,8 55,5 2,6 3,6 2008 Mateos-Aparicio et al., 33,4 0,3 8,5 0,3 54,3 2,3 - 3,7 0,2 2010 25,5 12,0 12,2 32,6 4,0 Rashad et al., 2011 7 do an Bảng 1. 3: Tỷ lệ của độ ẩm, protein, chất béo / dầu, xơ thô, carbohydrate và tro, trên cơ sở hàm lượng vật chất ướt được tìm thấy trong Okara (Shuhong Li, 2013). Chất béo Ẩm Protein Xơ thô Carbohydrate Tro Tham khảo thô 81,0 4,8 3,6 3,3 6,4 0,8 Ohno et al., 1996 84,5 4,7 1,5 1,5 7,0 0,4 O’Toole, 1999 83,9 4,5 2,6 - 8,3 0,7 Turhan et al., 2007 85,0 3,6 1,4 9,2 - - Zhu et al., 2008 Fafaungwithayakul 84,5 4,2 1,5 3,52 5,78 0,55 et al., 2011 Thành phần Okara dựa trên quốc gia và quá trình chế biến nên có sự khác nhau.
Van der Riet et al. (1989) đã làm đậu phụ và okara từ ba loại đậu nành khác nhau và thấy rằng việc chuyển đổi đậu nành thành đậu phụ và okara đã dẫn đến những thay đổi trong thành phần. Protein và dầu được tập trung trong đậu phụ trong khi tổng lượng chất xơ tập trung trong okara và một lượng lớn carbohydrate hòa tan, bao gồm monosacarit và oligosacarit đã theo váng sữa trong quá trình làm đậu phụ (Liu, 2012). Carbohydrate chiếm khoảng 50% hàm lượng chất khô trong okara và chứa rất ít calo.
Là một loại thức ăn tốt cho chế độ ăn kiêng, không thể tiêu hóa ở ruột non nhưng có thể được lên men bởi các vi khuẩn trong ruột già. Protein và amino acid chiếm khoảng 27% trong okara (cơ sở chất khô) với chất lượng dinh dưỡng tốt và tỷ lệ hiệu quả protein vượt trội, cho thấy một nguồn protein thực vật có chi phí thấp dành cho con người. Isoflavone tồn tại chủ yếu ở trục mận của đậu nành nên trong quá trình sản xuất đậu phụ, hầu hết các isoflavone đều nằm trong okara. Thông tin từ các tài liệu cho thấy tỷ lệ phần trăm của tổng số isoflavone bị mất trong nước được sử dụng để ngâm đậu nành thô, Okara và váng sữa lần lượt là 4%, 31% và 18% (C.
8 do an Saponin chủ yếu tồn tại trong các tế bào lá mầm của đậu nành, và nó sẽ được giữ lại trong Okara sau quá trình chế biến các sản phẩm đậu nành (Shuhong Li, 2013). Trypsin inhibitor chiếm khoảng 5,19 – 14,4% trong protein của Okara. Tuy nhiên, nó sẽ bị bất hoạt và không còn là mối lo khi sử dụng Okara nếu điều kiện xử lý nhiệt đầy đủ (Vong & Liu, 2016). Công dụng và giá trị dinh dưỡng Về mặt dinh dưỡng, okara chứa nhiều chất xơ và protein trong chế độ ăn uống, cùng với các yếu tố khoáng chất và isoflavone đáng kể, vì vậy nó có giá trị dinh dưỡng cao và tác dụng prebiotic tiềm năng.
Nó có thể hữu ích như một thành phần chức năng với các thuộc tính tăng cường sức khỏe cho con người. Okara đã được sử dụng làm thực phẩm hoặc bữa ăn trong nhiều năm tại Trung Quốc và Nhật Bản. Nó tương đối dễ dàng để thêm vào một sản phẩm giúp đạt được yêu cầu về hàm lượng chất dinh dưỡng giàu chất xơ và protein. Okara có đặc tính liên kết với độ ẩm và dầu, làm cho nó trở thành một nguyên liệu giá rẻ lý tưởng để giúp tăng năng suất trong các sản phẩm thịt.