Tài liệu Nghiên cứu sản xuất sản phẩm bột dinh dưỡng từ chế phẩm bã đậu nành (okara)

i   Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy, TS Lê Chiến Phương, người đã gợi mở đề tài, cung cấp nhiều kiến thức thực nghiệm quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa công nghệ thực phẩm trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TPHCM vì những kiến thức thầy cô đã truyền đạt cho em trong những năm tháng trên giảng đường đại học. Em xin chân thành và biết ơn Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền người đã động viên tinh thần, hưỡng dẫn, chỉ dạy cho em những kinh nghiệm cũng như hỗ trợ em hết mình, đóng góp ý kiến chân thành, tận tình sữa chữa những lỗi mà em mắc phải trong suốt thời gian làm đồ án. Em xin chân thành cảm ơn lãnh đạo viện Sinh học Nhiệt đới đã tạo các điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt công việc trong suốt thời gian thực hiện đề tài Em xin tỏ lòng biết ơn anh Nguyễn Hoàng Hải, người đã hưỡng dẫn chỉ bảo tận tình, thông cảm, sẽ chia kinh nghiệm, hỗ trợ cho em những tài liệu quý báu để em có được bài luận văn tốt như ngày hôm nay. Cảm ơn Mẹ đã tạo mọi điều kiện đầy đủ về vật chất và tinh thần, cảm ơn TS Lê Thị Phú người thầy cũng như người mẹ thứ hai đã cổ vũ động viên và truyền đạt những kiến thức hoá sinh, vi sinh quý báu, và không quên cảm ơn các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm công nghệ sinh học thực phẩm đã giúp đỡ tận tình trong thời gian qua. Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013 Phan Đỗ Trọng Nhân Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nghiên cứu này với mục đích tận dụng nguồn phế phẩm là bã đậu nành . Trước đây, bã đậu nành thường được các nhà sản xuất sữa đậu nành bán cho các hộ gia đình hay trang trại để làm thức ăn cho gia súc vì hàm lượng xơ không tan và protein không tan còn lại trong bã đậu nành với hàm lượng lớn không thể sử dụng làm thức ăn cho người, qua công đoạn sấy và nghiền thì bã đậu nành sẽ ở trạng thái dạng bột mịn được gọi là Okara với thành phần đạm của Okara chiếm từ 35%-36%, thành phần xơ chiếm 2%-10% .Vì vậy, việc tìm ra một phương pháp khả dĩ có thể tận dụng được phụ phẩm Okara này để tạo ra một sản phẩm bột dinh dưỡng phục vụ lại con người là rất quan trọng. Một trong những giải pháp đó là sử dụng enzyme protease vi sinh vật B.amyloliquefaciens và sinh khối nấm sợi Linh chi như enzyme cellulose. Ứng dụng công nghệ sinh học bằng cách cấy giống Linh chi vào cơ chất là bột okara đã qua công đoạn phối trộn với nước với tỷ lệ okara: nước(g:g) là 1:3 tạo ra bột okara với hàm ẩm thích hợp 50,4%, với mục đích Linh chi sẽ tiết ra enzyme cellulase thuỷ phân cellulose có trong okara, sau khi sinh khối nấm sợi Linh chi lan ra khắp bề mặt và trong lòng cơ chất thì tiến hành xay nhuyễn khối Linh chi đó và để khoảng một ngày trong tủ lạnh để enzyme thuỷ phân sâu vào cơ chất cắt mạch cellulose càng ngắn càng tốt. Tiếp theo cấy giống vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens để vi khuẩn này tiết ra enzyme protease thuỷ phân protein không tan thành các peptid mạch ngắn, các acid amin. Nghiên cứu cách cấy tỷ lệ giống cho phù hợp và thời gian để hệ enzyme thuỷ phân các hợp chất không tan càng nhiều càng tốt, tiến hành xác định các chỉ tiêu dinh dưỡng có trong bán thành phẩm. Bán thành phẩm sau khi xử lý sẽ được sấy chân không và nghiền mịn để tạo ra sản phẩm bột dinh dưỡng, tuy nhiên sản phẩm này còn vị đắng nhẫn của nấm Linh chi, để hạn chế nhược điểm trên thì tiến hành phối trộn đường isomalt với tỷ lệ bột: isomalt (g:g) 1:2 tạo sản phẩm hoàn thiện về mặt cảm quan. Sự biến đổi mật độ tế bào vi khuẩn Bacillus amylolyquefaciens qua kết quả khảo sát thời gian tăng sinh cho thấy được vi khuẩn B.A tăng trưởng tốt ở điều kiện pH 7, nuôi trong 24 giờ với mật độ 3,8 *10^13 CFU/ml. Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền iii Hoạt tính enzyme protease của vi khuẩn B.A đạt cực đại khi cấy tăng sinh vi khuẩn này trong 24 giờ với hoạt độ xác định lá 20,42 (đvht/ml MT). Qua đó, tạo tiền đề cho việc cấy giống vi khuẩn B.A vào sinh khối nấm sợi Linh chi đã được khảo sát bằng cách đo hàm lượng đạm formol qua các thời gian thuỷ phân khác nhau và kết quả khảo sát cho thấy ứng với thời gian thuỷ phân là 24 giờ, tỷ lệ giống 10%, hàm lượng đạm formol 2,74% là phù hợp cho việc cấy vi khuẩn B.A. Đối với nấm Linh chi, qua kết quả khảo sát hoạt độ enzyme cellulase cho thấy hoạt tính enzyme này đạt cực đại trong thời gian nuôi nấm 8 ngày với hoạt độ xác định được là 15,657 UI/ml. Các chỉ tiêu quan trọng của sản phẩm bột dinh dưỡng như sau : độ ẩm 8,3%, đạm tổng số 2,457%, đạm formol Nformol 2,74%, đường tổng 2,341%, đường khử 0,625%, hàm lượng lipid 2,32%, hàm lượng cellulose 0.34%. Tổng năng lượng mà sản phẩm cung cấp cho người sử dụng là 37 Kcal. Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền iv MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Phiếu giao khóa luận/ đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn Tóm tắt đồ án Mục lục ...................................................................................................................iii Danh mục các kí hiệu, chữ viết tắt............................................................................ x Danh mục các hình .................................................................................................. xi Danh mục các bảng................................................................................................xiii LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ................................................... 4 1.1 Giới thiệu về đậu nành........................................................................................ 4 1.1.1 Đặc điểm của cây đậu nành ....................................................................... 4 1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của đậu nành....................................................... 4 1.1.3 Công dụng của đậu nành............................................................................ 7 1.2 Tổng quan về bã đậu nành okara ........................................................................ 8 1.2.1. Giới thiệu ..................................................................................................... 8 1.2.2 Tình sử dụng và nghiên cứu bột okara ngoài nước....................................... 9 1.2.3 Tình sử dụng và nghiên cứu bột okara trong nước ....................................... 9 1.2.4 Thành phần dinh dưỡng của okara (tính theo 100g)................................... 10 1.2.5 Quy trình thu nhận okara từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành .................. 15 1.3 Tổng quan về Linh chi...................................................................................... 15 1.3.1 Hệ thống phân loại...................................................................................... 15 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền v 1.3.2 Đặc tính sinh học của nấm Linh chi ........................................................... 16 1.3.3 Thành phần dược tính của nấm Linh chi .................................................... 17 1.3.4 Công dụng của nấm Linh chi...................................................................... 19 1.3.5 Enzyme cellulase trong nấm Linh chi ........................................................ 19 1.4 Giới thiệu về vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens .......................................... 20 1.4.1 Hệ thống phân loại...................................................................................... 20 1.4.2 Đặc điểm phân bố ....................................................................................... 20 1.4.3 Đặc điểm hình thái...................................................................................... 21 1.4.4 Cấu trúc....................................................................................................... 21 1.4.5 Sự hình thành bào tử................................................................................... 23 1.4.6 Hệ enzyme của B. amyloliquefaciens ......................................................... 23 1.4.7 Công dụng của B.amyloliquefaciens........................................................... 24 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 25 2.1 Vật liệu.............................................................................................................. 25 2.2 Dụng cụ và thiết bị............................................................................................ 25 2.2.1 Dụng cụ ...................................................................................................... 25 2.2.2 Các thiết bị.................................................................................................. 25 2.3 Sơ đồ nghiên cứu vi sinh vật ............................................................................ 25 2.3.1 Nghiên cứu hình thái và đặc điểm sinh lý của vi khuẩn B.A ...................... 25 2.3.1.1 Quan sát hình thái của vi khuẩn B.A bằng phương pháp nhuộm Gram 26 2.3.1.2 Quan sát bào tử của B.A bằng phương pháp nhuộm bào tử.................. 26 2.3.1.3 Định tính enzyme protease của vi khuẩn B.A ....................................... 26 2.3.1.4 Đặc điểm sinh lý của vi khuẩn B.A bằng cách khảo sát ảnh hưởng pH đến sự tăng sinh B.A.. ...................................................................................................27 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền vi 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu hình thái, hoạt chất sinh học, đặc điểm sinh hoá của nấm sợi Linh chi............................................................................................... 28 2.3.2.1 Phương pháp làm tiêu bản để quan sát nấm sợi Linh chi ..................... 28 2.3.2.2 Phương pháp xác định các hoạt chất sinh học của nấm sợi Linh chi ... 29 2.3.2.3 Phương pháp định tính enzyme cellulase của nấm sợi Linh chi bằng cách đo đường kính vòng phân giải ................................................................................ 30 2.4 Phương pháp xác định hoạt tính hệ enzyme của vi sinh vật............................. 30 2.4.1 Xác định hoạt độ protease của vi khuẩn B.A theo phương pháp Anson cải tiến .......................................................................................................................... 30 2.4.2 Phương pháp xác định hoạt tính enzyme cellulase của Linh chi................ 33 2.4.3 Nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến sản phẩm bột dinh dưỡng từ chế phẩm bã đậu nành Okara ........................................................................................ 36 2.4.3.1 Quy trình sản xuất dự kiến.................................................................... 36 2.4.3.2 Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 38 2.5. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng.............................................. 44 2.5.1 Phương pháp phân tích độ ẩm .................................................................... 44 2.5.2 Xác định hàm lượng N tổng số bằng phương pháp Kjeldahl ..................... 44 2.5.3 Phương pháp xác định hàm lượng N amoniac............................................ 45 2.5.4 Phương pháp xác định hàm lượng N formol .............................................. 45 2.5.5 Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng........................................... 45 2.5.6 Phương pháp xác định hàm lượng đường khử............................................ 46 2.5.7 Phương pháp xác định hàm lượng lipid...................................................... 46 2.5.8 Phương pháp xác định hàm lượng cellulose............................................... 46 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ............................................................ 48 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền vii 3.1. Kết quả quan sát hình thái, đặc điểm sinh lý, sinh hóa của các vi sinh vật và nấm Linh chi ................................................................................................................... 48 3.1.1. Bacillus amyloliquefaciens ........................................................................ 48 3.1.1.1. Đặc điểm sinh lý của vi khuẩn B.A bằng cách khảo sát thời gian tăng sinh B.A.................................................................................................................. 48 3.1.1.2. Định tính enzyme protease của vi khuẩn B.amyloliquefaciens ........... 50 3.1.2. Nấm Linh chi ............................................................................................. 50 3.1.2.1. Kết quả định tính các chất có hoạt tính sinh học của nấm Linh chi ... 50 3.2. Kết quả định lượng hệ enzyme của các vi sinh vật dùng trong đề tài ............. 53 3.2.1 Kết quả khảo sát hoạt tính chung enzyme protease của vi khuẩn B.amyloliquefaciens theo thời gian......................................................................... 53 3.2.2. Kết quả khảo sát hoạt tính enzyme cellulase của nấm Linh chi theo thời gian ................................................................................................................................ 54 3.3. Kết quả chế biến sản phẩm .............................................................................. 55 3.3.1 Kết quả khảo sát tỉ lệ trương nước (okara:nước) ........................................ 55 3.3.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ giống vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens cấy vào khối nấm Linh chi đến hàm lượng đạm formol và chất lượng cảm quan............... 56 3.3.3 Kết quả cảm quan sản phẩm xác định tỷ lệ phối trộn isomalt và bột dinh dưỡng ............................................................................................................................. 60 3.4 Kết quả phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng của sản phẩm................................. 62 3.4.1 Độ ẩm.......................................................................................................... 62 3.4.2 Chỉ tiêu đạm tổng số Nts ............................................................................. 63 3.4.3 Chỉ tiêu đạm formol Nformol ........................................................................ 63 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền viii 3.4.4 Chỉ tiêu đạm NH3........................................................................................ 63 3.4.5 Đường tổng ................................................................................................. 64 3.4.6 Đường khử .................................................................................................. 64 3.4.7 Hàm lượng lipid.......................................................................................... 64 3.4.8 Hàm lượng cellulose ................................................................................... 65 3.4.9 Hoạt lực enzyme có trong 1 g sản phẩm..................................................... 66 3.5 Cảm quan sản phẩm.......................................................................................... 66 3.6 Kết quả tính nhu cầu năng lượng cần thiết của người trong ngày .................... 67 3.6.1 Tính nhu cầu năng lượng cả ngày............................................................... 67 3.6.2 Kết quả tính toán năng lượng cung cấp cho người từ sản phẩm ................ 68 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................... 69 4.1 Kết luận.......................................................................................................... 69 4.2 Đề nghị........................................................................................................... 69 TÀI LIÊU THAM KHẢO .........................................................................................I PHỤ LỤC ...............................................................................................................IV Phụ lục A. Một số môi trường, hóa chất dùng trong đề tài.....................................IV Phụ lục B. Các đường chuẩn dùng trong đề tài ......................................................VI Phụ lục C. Cách tiến hành thí nghiệm nhuộm vi sinh vật và định tính enzyme cellulase .................................................................................................................VII PL.C.1. Nhuộm Gram của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens ...................... VII PL.C.2. Nhuộm bào tử của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens ................... VIII Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền ix PL.C.3. Định tính enzyme cellulase của nấm sợi Linh chi bằng cách đo đường kính vòng phân giải ............................................................................................ VIII Phụ lục D. Các phương pháp phân tích chỉ tiêu chất lượng .................................. IX PL.D.1 Phương pháp phân tích độ ẩm................................................................ IX PL.D.2. Xác định hàm lượng N tổng số bằng phương pháp Kjeldahl ................. X PL.D.3. Phương pháp xác định hàm lượng N amoniac ...................................... XI PL.D.4. Phương pháp xác định hàm lượng N formol........................................ XII PL.D.5. Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng .................................. XIII PL.D.6. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử .................................... XV PL.D.7. Phương pháp xác định hàm lượng lipid ............................................. XVI Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền x DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT B.A : Bacillus amyloliquefaciens CFU: colony forming unit TCA: trichloracetic acid PGA: Plate Count Agar UV: ultra violet NB: Nutrient broth CMC: Carboxyl Methyl Cellulose Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền xi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Quả đậu nành ..........................................................................................4 Hình 1.2. Okara dạng bột ........................................................................................8 Hình 1.3. Cellulose................................................................................................11 Hình 1.4. Hemicellulose........................................................................................12 Hình 1.5. Pectin.....................................................................................................12 Hình 1.6. Sơ đồ quy trình thu nhận okara từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành ..15 Hình 1.7. Nấm Linh chi ........................................................................................15 Hình 1.8. Chu trình sống của Linh chi ..................................................................17 Hình 1.9. Khuẩn lạc B. amyloliquefaciens............................................................20 Hình 1.10. Hình nhuộm tế bào vi khuẩn B.amyloliquefaciens .............................21 Hình 1.11. Cấu trúc và bề mặt vi khuẩn B.amyloliquefaciens ..............................22 Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hoạt độ protease............................... 32 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hoạt độ enzyme cellulase................. 35 Hình 2.3. Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến bột dinh dưỡng ................................ 36 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm trương nước của okara ...................................39 Hình 2.5.Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ giống vi khuẩn cấy.................................. 40 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ phối trộn bột thành phẩm: isomalt ......... 41 Hình 3.1 Khuẩn lạc B. amyloliquefaciens.............................................................48 Hình 3.2 Tế bào vi khuẩn B.A...............................................................................48 Hình 3.3 Đồ thị sự biến đổi mật độ tế bào B.A theo thời gian ở pH 7 ..................49 Hình 3.4. Phản ứng thủy phân casein....................................................................50 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền xii Hình 3.5. Hình thái nấm sợi Linh chi....................................................................50 Hình 3.6. Định tính saponin - phản ứng Liebermann-Burchard ...........................50 Hình 3.7 . Định tính alkaloid.................................................................................51 Hình 3.8. Định tính steroid - phản ứng Salkowki .................................................51 Hình 3.9 Vòng phân giải CMC .............................................................................50 Hình 3.10 Nấm Linh chi nuôi cấy bằng cơ chất bã đậu nành okara trong bao 300g sau 3 tuần ...............................................................................................................52 Hình 3.11. Đồ thị biến thiên hoạt tính enzyme protease của B.A theo thời gian ..53 Hình 3.12. Đồ thị đường biến thiên hoạt tính enzyme cellulase của nấm sợi Linh chi theo thời gian ........................................................................................................54 Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ giống và thời gian thuỷ phân đến sản phẩm ...............................................................................................................57 Hình 3.14 Sản phẩm bột dinh dưỡng ................................................................... 66 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền xiii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng của hạt đậu nành.................................5 Bảng 1.2: Hàm lượng đạm của hạt đậu nành Việt Nam ( %/100g protein) ............5 Bảng 1.3: Thành phần hydratcacbon trong đậu nành..............................................6 Bảng 1.4: Thành phần dinh dưỡng của okara (tính theo 100g) ............................10 Bảng 1.5: Thành phần hoạt chất cơ bản trong nấm Linh chi ................................18 Bảng 2.1 : Bố trí thí nghiệm cảm quan bằng phép thử so hàng thị hiếu ...............42 Bảng 3.1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng pH đến sự tăng sinh B.A ........................48 Bảng 3.2: Sự biến thiên hoạt tính enzyme protease của vi khuẩn B.A..................53 Bảng 3.3: Sự biến thiên hoạt tính enzyme cellulase của nấm sợi Linh chi theo thời gian ........................................................................................................................54 Bảng 3.4: Kết quả khảo sát tỉ lệ trương nước của okara .......................................55 Bảng 3.5: Kết quả khảo sát tỉ lệ giống B.A để chế biến sản phẩm từ okara..........56 Bảng 3.6: Kết quả xác định đạm NH3 ...................................................................58 Bảng 3.7 Kết quả tỷ lệ NNH3/ Nformol......................................................................59 Bảng 3.8: Kết quả cảm quan sản phẩm .................................................................60 Bảng 3.9: Bảng tổng hạng giữa các mẫu và nhóm ý nghĩa cho từng sản phẩm .. 61 Bảng 3.10: Kết quả khảo sát nguyên liệu (% /100g) ............................................62 Bảng 3.11: Kết quả đo đạm tổng số ......................................................................63 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền xiv Bảng 3.12: Kết quả xác định đường tổng .............................................................64 Bảng 3.13: Kết quả xác định đường khử ..............................................................64 Bảng 3.14: Kết quả xác định hàm lượng lipid ......................................................64 Bảng 3.15: Kết quả xác định hàm lượng cellulose ...............................................65 Bảng 3.16 Hệ số nhu cầu năng lượng cả ngày của người trưởng thành theo chuyển hoá cơ sở ................................................................................................................. 67 Bảng 3.17 Kết quả tính nhu cầu năng lượng cả ngày đối với từng đối tượng lao động khác nhau ................................................................................................................ 68 Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền xv Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền xvi Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền 1 LỜI MỞ ĐẦU Ðậu nành và các sản phẩm chế biến từ nó, có đầy đủ protein, lipid, carbohydrat, cellulose và các hoạt chất sinh học quý như polyphenols, lecithin, saponin, phytoestrogen (isoflavonoids, lignans, isoflavones, coumestans…) có tính năng đa dạng bảo vệ cơ thể phòng, chống nhiều bệnh hiểm nghèo đồng thời là nguồn dinh dưỡng tuyệt hảo của nhân loại giúp giải quyết cho chúng ta rất nhiều vấn đề liên quan đến sức khỏe và tình trạng thiếu ăn trên thế giới. Protein đậu nành còn có tác dụng hữu hiệu giảm cholesterol trong máu, giảm thiểu nguy cơ các bệnh liên quan đến tim mạch, chúng cũng ngăn cản sự phát triển các mầm ung thư, ngăn ngừa bệnh thận, bệnh tiểu đường, bệnh xốp xương, và các triệu chứng rối loạn tiền mãn kinh phụ nữ [18]. Tuy giá trị dinh dưỡng của đậu nành rất cao, song giá trị thực sự của đậu nành trong nền kinh tế thị trường còn rất thấp, thể hiện ở năng lực cạnh tranh của đậu nành và các sản phẩm. Năm 1999, Viện Nghiên cứu quản lý Trung ương trên cơ sở áp dụng phương pháp phân tích tĩnh đã báo cáo về năng lực cạnh tranh của 40 sản phẩm và dịch vụ, chia thành 3 nhóm [30] Lý do quan trọng làm giảm sức cạnh tranh của đậu nành là các sản phẩm từ đậu nành cho đến nay phần lớn là các loại sản phẩm truyền thống, trong số đó có ít sản phẩm công nghiệp song có loại lại tạo độc tố như nhóm cloropropanol, phải tiêu hủy hàng loạt. Các sản phẩm nước chấm chứa nhiều muối, không dùng được lượng lớn trong một khẩu phần. Ngoài ra ít các sản phẩm khác có giá trị công nghiệp và công nghệ sinh học. Bên cạnh đó, ở Việt Nam, ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành hàng năm thải ra lượng xác bã rất lớn 1200 tấn/ngày [12]. Mặc dù lượng xác bã này còn chứa nhiều chất dinh dưỡng nhưng không thể làm thực phẩm cho người do có nhiều hợp chất khó tiêu hoá như cellulose… Vì vậy, việc tìm ra một phương pháp khả dĩ có thể tận dụng được phế phẩm này để phục vụ lại con người là rất quan trọng. Một trong những giải pháp đó là sử dụng enzyme protease vi sinh vật B.amyloliquefaciens và sinh khối nấm sợi Linh chi như enzyme cellulase . Sinh khối nấm sợi là giai đoạn đầu và không thể thiếu trong chu trình phát triển của bất kỳ một Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền 2 loại nấm nào. Chúng phát triển rất nhanh, ở nấm lớn, thời gian từ nuôi trồng nấm trong bao PE chứa cơ chất đến lúc thu hoạch chỉ mất 3-4 tuần (so với 6-8 tuần đối với thể quả) ; ở nấm vi thể (nấm mốc) tơ nấm sinh trưởng còn nhanh hơn nhiều, toàn bộ chu trình sinh trưởng kéo dài chỉ 7-8 ngày [20]. Các hoạt chất sinh học như dẫn xuất Adenosine, Cyclooctasulfur, Lingzhi8….. của sinh khối nấm sợi cũng phong phú và có thể so sánh với tai nấm về thành phần và hàm lượng các enzyme dùng trong công nghiệp chế biến thực phẩm: nước tương, nước chấm, nấu cồn sản xuất rượu, acid citric, acid gluconic; trong công nghiệp dược: sản xuất kháng sinh penicillin, sephalosporin..., ecgoalcaloit, các steroid, alkaloid, saponin...; trong sản xuất thuốc sinh học trừ sâu (Beauveria bassiana); trong sản xuất kích thích tố sinh trưởng thực vật (gibberellin...)...) [20]. Với những ý tưởng trên, tôi thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ chế phẩm bã đậu nành (okara) ” nhằm các mục đích: Tận dụng được phần chế phẩm là bã đậu nành ( okara) gồm chủ yếu là xơ, chất béo, và protein không tan trong nước của công nghiệp sản xuất sữa đậu nành hay đậu hủ. Sử dụng nấm sợi Linh chi làm vỏ bọc sinh học vừa để định hình khối cho sản phẩm, vừa để chống oxy hóa cho cơ chất đồng thời để thu được các hoạt chất sinh học quý tương đồng với những chất có trong thể quả của nấm Linh chi, kết hợp tạo ra enzyme cellulase trong việc thủy phân cellulose của nguyên liệu okara. Sử dụng vi khuẩn B. amyloliquefaciens thủy phân các thành phần dinh dưỡng không tan còn tích trữ lại trong thành phần okara như protein, do hệ enzyme protease của B. amyloliquefaciens hoạt động mạnh. Đồng thời cơ chất đậu nành cũng là môi trường thuận lợi cho vi khuẩn phát triển. Phối trộn các thành phần dinh dưỡng thiết yếu khác như isomalt để giảm vị đắng của nấm Linh chi phù hợp cho người tiêu dùng. Đáp ứng xu hướng giảm tiêu thụ chất đạm và béo động vật thay vào đó là dùng những thực phẩm có nguồn gốc thực vật, điển hình là đậu nành. Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền 3  Nét mới của đề tài: 1. Khẳng định khả năng nuôi được sinh khối nấm sợi Linh chi trên bã đậu nành quy mô 300g/bao với độ ẩm thích hợp là 50% [20] trong khoảng thời gian 3 tuần. 2. - Khẳng định khả năng dùng nấm sợi của Linh chi để: Phân giải cellulose của bã đậu nành thành các glucid mạch ngắn mà con người có thể tiêu hoá - Sử dụng các hợp chất sinh học quý tương tự như trong quả thể của nấm Linh chi song ở dạng hoàn toàn tươi sống không qua xử lý trước khi dùng như Adenosine, Cyclooctasulfur….. có tác dụng ức chế giải phóng histamine và ức chế kết dính tiểu cầu, thư giãn cơ, giảm đau. 3. Dùng B. amyloliquefaciens thuỷ phân các protein không tan của bã đậu nành để chế biến sản phẩm bột dinh dưỡng . 4. Bước đầu tạo sản phẩm mới bột dinh dưỡng từ phụ liệu bã đậu nành. Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu về đậu nành 1.1.1 Đặc điểm của cây đậu nành [ 1] Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Fabales Họ: Fabaceae Phân họ: Faboideae Chi: Glycine Loài: G. max Đậu tương hay đỗ tương, đậu nành có tên khoa học Glycine max (L. Merrill) là loại cây họ Đậu (Fabaceae) giàu hàm lượng protein, được trồng để làm thức ăn cho người và gia súc. Cây đậu tương là cây thực phẩm có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng. Sản phẩm từ cây đậu tương được sử dụng rất đa dạng như dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành dầu đậu nành, nước tương, làm bánh kẹo, sữa đậu nành, okara... đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia súc. 1.1.2. Thành phần dinh dưỡng của đậu nành Trong hạt đậu nành có các thành phần hoá học sau: protein (40%), lipid (12-25%), glucid (10-15%); có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các vitamin A, B1, B2, D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose. Đậu nành có đủ các acid amin cần thiết: isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenylalanin, tryptophan, valin, arginin, histidin, threonin nên được coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kể các acid amin không thay thế cần thiết cho cơ thể. Đề tài: Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara) GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền