Tài liệu Công nghệ sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành

Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Mục lục LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN........................................................................................... 2 1.1 Tổng quan về nguyên liệu........................................................................................ 3 1.1.1 Nguyên liệu đậu nành ........................................................................................ 3 1.1.1.1 Nguồn gốc cây đậu nành và cấu tạo của hạt đậu nành................................ 3 1.1.1.2 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và Việt Nam ............................. 4 1.1.1.3 Kỹ thuật canh tác cây đậu nành................................................................... 6 1.1.1.4 Phương pháp thu hoạch và bảo quản hạt đậu nành ..................................... 8 1.1.1.5 Các hiện tượng hư hỏng của hạt đậu nành và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản. .................................................................................................. 9 1.1.1.6 Giá trị kinh tế của cây đậu nành................................................................11 1.1.1.7 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành .........................................................12 1.1.2 Nguyên liệu bột mì ..........................................................................................20 1.2 Tổng quan về sinh vật ............................................................................................21 1.2.1 Yêu cầu chung về vi sinh vật trong sản xuất nước mắm................................. 21 1.2.2 Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành .............. 22 1.2.2.2 Đặc điểm ................................................................................................... 22 1.2.2.3 Sự phân bố trong tự nhiên ......................................................................... 23 1.2.2.4 Tác hại ....................................................................................................... 23 1.2.2.5 Lợi ích ....................................................................................................... 23 1.3 Các thành phần khác trong sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành................... 24 1.3.1 Giới thiệu về nguyên liệu muối ....................................................................... 24 1.3.2 Nước dùng để sản xuất ....................................................................................25 1.3.3 Phụ gia ............................................................................................................. 26 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ........................................................27 1.4.1 Lượng nước cho vào trong quá trình lên men ................................................. 28 1.4.2 Nhiệt độ khi lên men...........................................................................................28 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện 1.4.3 Thời gian lên men ............................................................................................29 1.4.4 Ảnh hưởng của pH...........................................................................................29 CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................. 30 2.1 Các phương pháp xác định hình thái vi khuẩn.......................................................31 2.1.1 Nhuộm Gram ................................................................................................... 31 2.1.2 Nhuộm bào tử .................................................................................................. 31 2.1.3 Nhuộm vỏ nhày ...............................................................................................32 2.2 Các phản ứng sinh hóa xác định vi sinh vật...........................................................32 2.2.1 Thử nghiệm Catalase .......................................................................................32 2.2.2 Thử nghiệm khả năng sinh Indol ..................................................................... 33 2.2.3 Thử nghiệm Metyl Red....................................................................................33 2.2.4 Thử nghiệm Voges-Proskauer ......................................................................... 34 2.2.5 Thử nghiệm Citrate..........................................................................................35 2.2.6 Thử nghiệm trên môi trường KIA/TSI ............................................................36 2.2.7 Thử nghiệm tính di động trên môi trường thạch mềm ................................... 37 2.2.8 Thử nghiệm Urease..........................................................................................37 2.3 Phương pháp phân lập giống Bacillus subtilis và xác định hoạt tính enzyme của vi khuẩn Bacillus subtilis. ................................................................................................38 2.3.1 Phân lập giống ................................................................................................. 38 2.3.2 Xác định hoạt tính enzyme protease................................................................38 2.3.3 Xác định hoạt tính enzyme amylase ................................................................40 2.4 Nhân giống ............................................................................................................. 42 2.5 Giữ giống ............................................................................................................... 42 2.3.1 Phương pháp cấy chuyền................................................................................. 43 2.3.2 Bảo quản lạnh .................................................................................................. 43 2.6 Các phương pháp xác định chỉ tiêu hóa sinh .........................................................43 2.6.1 Xác định độ ẩm................................................................................................43 2.6.2 Phương pháp xác định đạm tổng số................................................................. 44 2.6.3 Định lượng nitơ acid amin bằng phương pháp chuẩn độ formol ....................46 2.6.4 Xác định hàm lượng nitơ amoniac .................................................................. 47 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện 2.6.5 Xác định muối NaCl ........................................................................................48 2.6.6 Xác định độ acid ..............................................................................................48 2.7 Phương pháp phân tích vi sinh vật......................................................................... 49 2.7.1 Tổng vi sinh vật hiếu khí ................................................................................. 49 2.7.2 Xác định tổng số Coliforms ............................................................................. 50 2.7.3 Escherichia coli ...............................................................................................51 2.7.4 Staphylococcus aureus ....................................................................................52 2.7.5 Xác định Salmonella........................................................................................53 2.7.6 Shigella ............................................................................................................ 54 CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC MẮM LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH ...................................................................................................................................... 56 3.1 Bản chất của quá trình lên men nước mắm từ đậu nành........................................ 57 3.1.1Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men...............................................................57 3.1.2 Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm khi lên men đậu nành ................ 57 3.2 Các hệ enzyme tham gia vào quá trình thủy phân ................................................. 58 3.3 Ưu và nhược điểm của quá trình lên men ..............................................................58 3.4 Sơ đồ quy trình sản xuất nước mắm lên men từ đậu nành..................................... 59 3.5 Thuyết minh quy trình............................................................................................60 3.6 Các sự cố xảy ra trong quá trình lên men và phương pháp xử lý .........................63 3.7 Phương pháp thí nghiệm ........................................................................................65 3.7.1Mục đích thí nghiệm.........................................................................................65 3.7.2 Phương pháp thí nghiệm.................................................................................. 65 3.8 Thiết bị dùng trong sản xuất .................................................................................. 66 3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước mắm chay ....................................................67 3.9.1Chỉ tiêu cảm quan về sản phẩm nước mắm lên men từ đậu nành ....................67 3.9.2 Chỉ tiêu vi sinh vât..........................................................................................67 3.9.3 Giá trị dinh dưỡng ...........................................................................................68 3.9.4Chỉ tiêu hóa học của sản phẩm nước mắm lên men từ đậu nành .....................68 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ.............................................................................................. 69 4.1 Kết quả nhuộm Gram của Bacillus subtilis............................................................70 4.2 Kết quả nhuộm bào tử của Bacillus subtilis...........................................................70 4.3 Xác định hoạt tính enzyme protease của vi khuẩn bacillus subtilis ......................71 4.4 Xác định hoạt tính amylase của vi khuẩn bacillus subtilis .................................... 71 4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động enzyme của vi khuẩn bacillus subtilis.... 72 4.6 Hàm lượng acid amin (g/l) trong từng mẫu thí nghiệm......................................... 73 4.7 Hàm lượng ammoniac (g/l) trong từng mẫu thí nghiệm ........................................ 74 4.8 Hàm lượng muối có trong nước mắm.................................................................... 73 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.......................................................................................... 76 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện LỜI MỞ ĐẦU Nước mắm có vai trò khá quan trọng trong nền văn hóa ẩm thực của Việt Nam. Nước mắm hấp dẫn mọi người nhờ hương vị thơm ngon đặc biệt của nó và có giá trị dinh dưỡng cao. Thông thường người ta quan niệm nước mắm là một gia vị tạo cho bữa ăn hàng ngày được thơm ngon hơn, ngoài nó còn là một thực phẩm có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế cần thiết cho cơ thể. Đậu nành là một loại thực phẩm tự nhiên có giá trị dinh dưỡng cao. Đậu nành chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như là: protein, glucid, một số chất khoáng và vitamin cần thiết cho cơ thể. So với các loại thuộc họ đậu khác, đậu nành là loại có chứa hàm lượng protein cao nhất, hàm lượng protein trong một hạt đậu chiếm tới 38% trọng lượng của hạt đậu. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và cho biết rằng protein của đậu nành có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư, bệnh tim mạch và phòng tránh được bệnh loãng xương. Các nghiên cứu khoa học cũng chứng minh rằng các sản phẩm lên men từ đậu nành ta còn có rất nhiều vitamin B12 mà vitamin này có khả năng tổng hợp các chất cần thiết cho cơ thể, hạn chế được bệnh thiếu máu. Từ đậu nành ta có thể làm ra nhiều sản phẩm bổ dưỡng như: sữa đậu nành, chao, tương, đậu phụng, nước tương …. Ngoài ra, từ đậu nành ta cũng có thể tạo ra sản phẩm nước mắm chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng và thơm ngon. Nước mắm lên men từ đậu nành là một sản phẩm rất tốt cho người tiêu dùng, đặt biệt phù hợp với người ăn chay, nhất là khi xu hướng ăn chay trong cộng đồng người Việt chúng ta hiện nay ngày càng tăng. Chúng tôi chọn đề tài này với mong muốn mở rộng thêm vốn kiến thức của mình về loại nước mắm đặt biệt này, hy vọng rằng có thể tạo ra một sản phẩm nước mắm có chất lượng như nước mắm lên men từ cá nhưng có hương vị đặc trưng của sản phẩm để phục vụ cho người tiêu dùng, mà quan trọng là người ăn chay. 1 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện 1.1 Tổng quan về nguyên liệu 1.1.1 Nguyên liệu đậu nành 1.1.1.1 Nguồn gốc cây đậu nành và cấu tạo của hạt đậu nành Cây đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merril. Tên tiếng Anh là soyabeans. Tên tiếng Việt là đậu nành (miền Nam), đậu tương (miền Bắc). Đậu nành có nguồn gốc từ Trung Quốc (miền đông bắc) khoảng hơn ngàn năm trước công nguyên. Ngày nay, đậu nành đã trở thành một loại thực phẩm thiết yếu cho các dân tộc Châu Á và trên thế giới. Cây đậu nành ở Việt Nam cũng như các nước khác ở Đông Nam Á và Nam Á đều có nguồn gốc từ Đông Bắc Á, cây đậu nành được trồng ở Việt Nam vào khoảng thế kỉ thứ VI. Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau: Hình tròn, bầu dục, tròn dẹt. Hạt đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau, trong đó đậu nành màu vàng là loại tốt nhất, được trồng và sử dụng nhiều, giá trị thương phẩm cao. Hình 1.1 Một số loại hạt đậu nành Hình 1.2 Hạt đậu nành màu vàng Hạt đậu nành gồm 3 bộ phận: - Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt. Vỏ hạt có chức năng bảo vệ phôi, nếu lớp vỏ bị vỡ thì hạt sẽ có rất ít cơ hội nảy mầm. 3 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành - GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Phôi chiếm 2% trọng lượng hạt, chứa hai lá mầm và có chức năng như cơ cấu dự trữ thức ăn. Ngoài ra, phôi còn có ba bộ phận khác: Rể mầm, trụ dưới lá mầm và trụ trên lá mầm. - Tử diệp chiếm 90% trọng lượng hạt, chứa lượng protein và dầu cao nhất trong toàn hạt. Hình 1.3 Cấu trúc của hạt đậu nành Tùy theo kích thước của hạt, ta có thề chia làm 3 loại: to (1000 hạt nặng từ 300g), trung bình (loại 1000 hạt nặng từ 150g-300g), nhỏ (1000 hạt nặng dưới 150g). 1.1.1.2 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và Việt Nam - Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới Do hạt đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao và thời gian trồng ngắn, nên đậu nành trở thành cây trồng kinh tế quan trọng trên thế giới. Hạt đậu nành cũng có khả năng dễ thích nghi nên nó đã được trồng ở khắp năm châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ (trên 70%), tiếp đến là châu Á. 4 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Bảng 1.1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới từ năm 2001 đến 2005 Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) 2001 76,077 23,20 176,761 2002 79,167 22,73 108,907 2003 83,600 23,40 188,929 2004 91,440 22,34 204,266 2005 91,386 23,00 209,532 Nguồn: FAOSTAT Database, 2006 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất đậu nành của 4 nước đứng đầu trên thế giới trong những năm gần đây Nước Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Diện Năng Sản Diện Năng Sản Diện Năng Sản tích suất lượng tích suất lượng tích suất lượng (triệu (tạ/ha) (triệu (triệu (tạ/ha) (triệu tấn) ha) ha) tấn) (triệu (tạ/ha) ha) (triệu tấn) Mỹ 29,33 22,77 66,77 29,93 28,6 85,740 28,84 28,72 82,82 Braxin 18,52 28,08 52,02 21,52 23,14 49,793 22,89 21,92 50,1 Achentina 12,4 28,0 34,88 14,3 22,0 31,500 14,03 27,28 33,30 Trung 9,32 16,53 15,39 9,07 18,14 17,600 9,500 17,79 16,90 Nguồn: FAOSTAT Database, 2006 - Tình hình sản xuất đậu nành trong nước Hiện nay, cả nước đã hình thành 6 vùng sản xuất đậu nành: vùng Đông Nam Bộ có diện tích lớn nhất (26,2% diện tích trồng đậu nành cả nước), miền núi Bắc Bộ 24,7%, đồng bằng sông Cửu Long 12,4%, đồng bằng sông Hồng 17,5%. Tổng diện tích 4 vùng này chiếm đến 80% diện tích trồng đậu nành cả nước. Còn lại là đồng bằng ven biển miền Trung và Tây nguyên. 5 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Diện tích trồng đậu nành ở nước ta trong năm 2005 tăng 24,16%, sản lượng tăng 19,1% so với năm 2001 nhưng đáng chú ý nhất là năng suất đậu nành tăng không đáng kể do nhiều nguyên nhân: Hạn chế về giống, điều kiện canh tác, sự xuất hiện của những loại bệnh gây ảnh hưởng đến tình hình sản xuất. Bảng 1.3 Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam từ năm 2001-2005 Năm Diện tích (nghìn Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn ha) tấn) 2001 146,3 12,36 176,3 2002 140,3 12,56 176,3 2003 166,5 13,50 225,3 2004 190,0 12,63 240,0 2005 185,0 13,24 245,0 Nguồn: FAOSTAT Database, 2006 1.1.1.3 Kỹ thuật canh tác cây đậu nành - Thời vụ trồng Đậu nành được trồng quanh năm nhưng với mỗi thời vụ canh tác khác nhau sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến sự sinh trưởng của cây trồng, tình hình sâu bệnh, năng suất, phẩm chất hạt, chi phí sản xuất. Với đặc tính dễ thích nghi, là cây trồng ngắn ngày (thời gian sinh trưởng từ 72 đến 90 ngày cho một vụ trồng), nên thích hợp cho việc bố trí vào các mô hình luân canh để nâng giá trị kinh tế, đồng thời hạn chế sâu bệnh. Được trồng bốn vụ trong năm: Vụ Đông xuân, Xuân hè, Hè thu, Thu đông. - Mô hình canh tác Có 2 mô hình canh tác cây đậu nành: Mô hình chuyên canh và mô hình luân canh. Mô hình chuyên canh: Chúng ta cày đất lúc có độ ẩm vừa phải, tránh cày đất lúc còn quá ướt. Trường hợp đất quá khô, phải chủ động tưới nước và chờ đến khi đất có 6 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện đủ độ ẩm thích hợp. Tránh làm đất quá tơi, khi gặp trời mưa đất dễ bị đóng vón, cản trở sự hút nước và chất dinh dưỡng của cây, cây sinh trưởng yếu, các nốt sần ít và nhỏ. Mô hình luân canh: Trên chân đất ruộng, tiến hành gieo hạt đậu nành sau khi thu hoạch lúa, khi đất còn độ ẩm thích hợp (có thể kết hợp phủ rơm để giữ ẩm). - Mật độ trồng Lượng giống sử dụng 70-80 kg/ha nếu là áp dụng tỉa. Nếu sạ, lượng giống 100120 kg/ha. Mật độ trồng: Tỉa theo khoảng cách 40-10cm hay 30-20cm. Mỗi lỗ 3 cây (50 cây/m2), sau đó chừa lại 2 cây/lỗ. Khi gieo hạt thì gieo ở độ sâu 2,5cm. Tùy thuộc vào giống, thời vụ trồng, đất canh tác, trình độ thâm canh mà có mật độ gieo trồng khác nhau. - Phương pháp gieo hạt Trước khi gieo hạt, phơi lại hạt giống một nắng nhẹ trên nong, nia, cót, không được phơi trên nền xi măng, sân gạch khi nắng gắt. Gieo hạt khi đất đủ ẩm, trước khi gieo phải bón phân, gieo hạt xong phải lấp một lớp đất tơi xốp dày 2-3cm. Đối với đậu nành trên đất 2 vụ lúa: trước khi gieo hạt phải cho nước vào để đất đủ độ ẩm, sau trút sạch nước mặt, vạch thành hàng cách nhau 25-30cm để gieo, trên cùng một hàng gieo cách nhau 7-8cm/hạt, lấp hạt bằng đất trộn NPK hoặc là phân chuồng hoại mục. - Vấn đề bón phân cho đậu nành Cùng thuộc nhóm cây họ đậu, đậu nành có khả năng cố định đạm, khả năng này là nhờ vi khuẩn Rhizobium jabonicum (còn gọi là vi khuẩn cố định đạm). Vi khuẩn này sống trong điều kiện đất không bị ngập và đất phải thoáng khí, giúp tạo nốt sần trong rễ cây họ đậu. Nhờ hút chất đạm từ không khí, khi nốt sần trưởng thành nó sẽ cung cấp chất đạm lại cho cây sử dụng. Do đó việc bón phân quá nhiều cho cây đậu nành là không cần thiết. 7 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành - GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Chăm sóc cây Khi cây được 1-2 lá thật, tiến hành tỉa dặm để đảm bảo mật độ cây trồng trên ruộng. Kết hợp với các lần bón phân, làm cỏ và vun gốc đậu. Có thể làm cỏ bằng tay, hoặc nếu sử dụng thuốc diệt cỏ thì phải xử lý trước khi gieo đậu 1-2 ngày. Đậu nành là cây trồng cạn nhưng kém chịu hạn. Nhu cầu nước của cây đậu nành lớn nhất vào thời kỳ ra hoa kết quả, nên thời kỳ này cần tưới đủ ẩm cho cây. Nếu thời kỳ này mà bị thiếu nước sẽ giảm năng suất. Đậu nành khi gieo cần độ ẩm 50% mới mọc được tốt. Cần tránh đất bị ngập ngúng và đóng vón. 1.1.1.4 Phương pháp thu hoạch và bảo quản hạt đậu nành - Phương pháp thu hoạch hạt đậu nành Cần xác định độ chín trước khi thu hoạch. Thời kỳ chín sinh lý là 50% số lá trên cây đã chuyển sang màu vàng. Thời điểm thích hợp nhất để thu hoạch hạt đậu nành là khi cây đạt đến thời kỳ chín hoàn toàn, là khi hầu hết tất cả các lá trên cây đã chuyển sang màu vàng, rụng, khoảng 95% số trái trên cây chuyển sang màu nâu xám. Khi thu hoạch, chúng ta cắt ngang cây về phơi khô đập lấy hạt. Nên thu hoạch vào lúc nắng ráo, phơi khô và đập ngay, hoặc đập sau khi ủ 1-2 ngày; sàng sẩy loại bỏ rác, tạp chất, hạt xanh non, hạt nhỏ, phơi hạt đến khi khô giòn. Tuyệt đối không được phơi hạt trên sân gạch, không được phơi quá nắng. Chọn ngày nắng ráo, cây thu hoạch về cắt bỏ rễ, lá rồi đem phơi 1 nắng, buổi chiều xếp dựng đứng trong nhà, không được xếp đống, gây hấp hơi bốc nóng, gây mốc hỏng hạt giống. Tiến hành ủ 2-3 ngày đêm để cho quả chin đều, hạt vàng không nứt. Khi gặp nắng gắt cần tranh thủ phơi ngay, bỏ qua giai đoạn ủ để tránh khi trời mưa, không khí ẩm sẽ làm mốc hạt. Đem phơi thêm 1 nắng, đập lấy hạt đợt 1, phơi khô, chọn lọc làm hạt giống. Số quả còn trên cây, đem ủ đống thêm 1-2 ngày cho hạt chín tiếp, sau đó đem phơi 1 nắng và thu hoạch đợt cuối cùng dùng làm đậu thương phẩm. 8 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Hạt sau khi được tách ra khỏi vỏ, sau đó cần tiến hành phơi khô. Phơi khô: Sấy bằng hệ thống làm khô với độ ẩm không khí tự nhiên và nhiệt độ 35- 400C. Trong quá trình sấy luôn kiểm tra độ ẩm và nhiệt độ hàng giờ. Khi hạt đậu nành đạt tới độ ẩm 10% thì dừng lại và đưa hạt vào làm sạch cơ bản. Hệ thống làm sạch cơ bản gồm 3 bộ phận cơ bản: Sàng những hạt tốt lọt qua sàng, những vật to ở trên sàng được loại bỏ. Phân loại hạt, những hạt to đầu, đẹp ở trên sàng, những hạt nhỏ lọt qua lỗ được loại bỏ. Sau khi làm sạch cơ bản, hạt giống được đưa vào đóng gói theo quy định của cấp giống và cho vào kho bảo quản. - Phương pháp bảo quản hạt đậu nành Hạt đậu nành dễ bị mất sức nảy mầm so với lúa, bắp…. Hạt bị mất sức nảy mầm, vỏ hạt và tử diệp chuyển sang màu sậm. Độ bóng của vỏ hạt giảm, hạt dễ bị mốc. Thời hạn cho phép bảo quản phụ thuộc vào đặc tính giống, công nghệ trước thu hoạch, nhiệt độ và độ ẩm không khí lúc bảo quản. Trong đó, nhiệt độ và độ ẩm không khí là yếu tố quan trong nhất. Giảm càng thấp độ ẩm, càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phơi càng khô, bảo quản càng lâu hơn. Độ ẩm của hạt khi đưa vào bảo quản là khoảng 12%. Hạt đậu nành không những phải phơi thật khô mà còn phải được bảo quản trong điều kiện thật khô ráo, có độ ẩm không khí càng thấp càng tốt. 1.1.1.5 Các hiện tượng hư hỏng của hạt đậu nành và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản. Nguyên nhân gây hư hỏng và làm giảm chất lượng đậu nành - Trong quá trình thu hoạch có sử dụng cơ giới hóa làm cho hạt đậu bị xây xát vỏ, vỡ nát làm giảm trọng lượng hạt. - Do nấm mốc, vi sinh vật gây hại làm cho hạt bị biến chất, giảm sút chất lượng hạt đậu nành. 9 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện - Đậu nành lại là nguồn thức ăn rất tốt cho vi sinh vật và côn trùng phá hoại mạnh, rất dễ bị mốc, oxy hoá, lượng axit béo tăng lên, phẩm chất của đậu nành giảm xuống. - Nếu thuỷ phần của hạt 15 - 16% và bảo quản trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ rất dễ dẫn đến hiện tượng tự bốc nóng. - Nếu trong khối hạt lẫn nhiều tạp chất hoặc sâu hại nước nghiêm trọng thì khả năng biến chất của hạt tương đối lớn. - Khối lượng chất khô có thể bị tiêu hao do quá trình hô hấp của hạt hay do các vi sinh vật ăn mất, thủy phần phần lớn bị giảm do quá trình thoát hơi nước tự nhiên. - Trong quá trình bảo quản nếu xảy ra các biến đổi sinh hóa bất lợi sẽ làm thay đổi thành phần dinh dưỡng và một số sinh vật gây hại sinh ra độc tố. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản đậu nành - Hạt đậu nành dễ bị mất sức nẩy mầm so với lúa, bắp, cao lương,…Hạt bị mất sức nẩy mầm, vỏ hạt và tử diệp chuyển sang màu sậm. Độ bóng của vỏ hạt giảm, hạt dễ bị mốc. - Thời hạn cho phép bảo quản phụ thuộc vào đặc tính giống, công nghệ trước thu hoạch, nhiệt độ và ẩm độ không khí lúc bảo quản. Trong đó, nhiệt độ và ẩm độ không khí là yếu tố quan trọng. - Giảm càng thấp ẩm độ, càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phơi càng khô, bảo quản càng được lâu hơn. - Hạt đã được phơi thật khô, nhưng nếu bảo quản trong điều kiện ẩm (ẩm độ trong không khí cao), hạt đậu nành sẽ hút ẩm trở lại. Trong trường hợp này, hạt sẽ bị mất sức nẩy mầm nhanh chóng. Do đó hạt đậu nành, không những phải phơi thật khô, mà còn phải được bảo quản trong điều kiện thật khô ráo, có ẩm độ không khí càng thấp càng tốt. - Giảm càng thấp ẩm độ, càng tăng thêm thời gian bảo quản. - Phương pháp bảo quản: phương pháp cổ truyền (bảo quản được từ 3 – 7 tháng); quy luật Harrington. 10 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện - Khoảng nhiệt độ: Cứ gia tăng 50C nhiệt độ của môi trường, sẽ giảm phân nửa thời gian bảo quản. - Khoảng ẩm độ: Cứ gia tăng 1% ẩm độ, sẽ giảm phân nửa thời gian bảo quản. 1.1.1.6 Giá trị kinh tế của cây đậu nành Cây đậu nành được mệnh danh là “Ông Hoàng trong các loại cây họ đậu”, khó có thể tìm thấy một cây trồng nào có giá trị kinh tế cao như cây đậu nành. - Giá trị về mặt thực phẩm: Hạt đậu nành có thành phần dinh dưỡng cao. Protein của đậu nành có phẩm chất tốt nhất trong số các loại protein có nguồn gốc từ thực vật. Hạt đậu nành có chứa hàm lượng chất béo cao hơn các loại đậu khác nên được coi là cây cung cấp dầu thực vật quan trọng. Dùng dầu đậu nành thay cho mỡ động vật có thể tránh được xơ mỡ động mạch. Đậu nành còn là vị thuốc để chữa bệnh, đặt biệt đậu nành đen có tác dụng tốt cho tim, gan, thận, dạ dày và ruột. Đậu nành là thức ăn rất tốt cho người bệnh tiểu đường, thấp khớp, thần kinh suy nhược và suy dinh dưỡng. - Giá trị về mặt công nghiệp Đậu nành là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bôi trơn trong ngành hàng không, nhưng chủ yếu đậu tương dùng để ép dầu. Hiện nay trên thế giới cây đậu nành là cây đứng đầu về cung nguyên liệu cho ngành ép dầu, dầu đậu nành chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật. Đặc điểm của dầu đậu nành là khô chậm, chỉ số iot cao (120-127), ngưng tụ ở nhiệt độ -15 đến -180C. Từ dầu đậu nành người ta có thể chế ra hàng trăm sản phẩm công nghiệp khác như: làm nến, xà phòng v.v… . - Giá trị về mặt nông nghiệp Làm thức ăn cho gia súc: Đậu nành là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, 1kg hạt đậu nành tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Toàn cây đậu nành (thân, lá, 11 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện quả, hạt) có hàm lượng khá cao nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi có thể làm thức ăn gia súc, hoặc nghiền khô làm thức ăn tổng hợp cho gia súc. Các sản phẩm phụ như khô dầu có thành phần dinh dưỡng NPK khá cao vì thế làm thức ăn gia súc rất tốt. Cải tạo đất: Đậu nành là cây trồng luân canh cải tạo đất rất tốt do cây đậu nành có khả năng cố định đạm 1ha trồng đậu nành nếu sinh trưởng tốt, để lại trong đất từ 3060 kg N. Trong hệ thống luân canh, nếu bố trí cây đậu nành vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ có tác dụng tốt đối với cây trồng sau, góp phần tăng năng suất cả hệ thống cây trồng mà giảm chi phí bón N. Thân, lá của cây đậu nành dùng để bón ruộng thay phân hữu cơ rất tốt bởi hàm lượng N chiếm khoảng 19%. 1.1.1.7 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành So với thịt động vật, đậu nành có nhiều chất dinh dưỡng hơn. Trong 100g đậu nành: 450Kcal, 34g đạm, 18g béo, 165mg calcium, 11mg sắt. Trong khi đó thịt bò loại ngon chỉ có: 165 Kcal, 21g đạm, 9g béo, 10mg calcium, 3mg sắt. Đạm đậu nành có thể thay thế cho đạm động vật vì không có cholesterol. Đậu nành cũng có nhiều calcium hơn sữa bò, nhiều lecithin hơn trứng. Các amino acid cần thiết cho cơ thể thì đều có trong đậu nành. Với trè em, chất đạm của đậu nành là món ăn quý giá giúp các em bổ sung chất dinh dưỡng đầy đủ, nhất là đối với trẻ em dị ứng sữa bò. Đậu nành là thức ăn đầy đủ chất dinh dưỡng, lại dễ tiêu hóa, có giá trị dinh dưỡng như sữa bò, giúp phát triển và tái tạo màng tế bào kể cả tế bào thần kinh, chống loãng xương, là thức ăn tốt nhất cho trẻ em bị còi xương và suy dinh dưỡng. Trong số các loại đậu, đậu nành là loại đặc biệt có khả năng ngăn ngừa và phát triển bệnh ung thư. Để trao đổi và kết thúc những khám phá mới về đậu nành trong lĩnh vực y khoa phòng ngừa và chữa trị bệnh ung thư, National Cancer Institute ở Washington DC đã tổ chức hội nghị khoa học vào ngày 27 tháng 6 năm 1990, quy tụ hầu hết các nhà khoa học cùa các viện nghiên cứu và các giáo sư của các trường đại học nổi tiếng trên thế giới để thảo luận về các chất chống ung thư của đậu nành. Các nhà khoa học đã đưa ra ý kiến và đồng ý rằng đậu nành có khả năng ngăn ngừa bệnh 12 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện ung thư, họ đã xác định được năm chất có đặc tính chống lại mầm ung thư có trong đậu nành: protease inhibitors, phytate, phytosterols, saponins, isoflavones. Đặc biệt trong đó là hợp chất isoflavones có công thức hóa học gần giống như kích thích tố nữ estrogen, vì thế nó được mệnh danh là estrogen thảo mộc (phytoestrogen) và được nghiên cứu về công dụng đối với cơ thể. Đậu nành còn có một số tác dụng dược lý khác như: bảo vệ gan, làm giảm cholesterol trong máu (FDA đã cho phép ghi trên nhãn các sản phẩm đậu nành là: có lợi cho sức khỏe & giảm nguy cơ bệnh vành tim.), chống oxy hóa. Bảng 1.4 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu nành của các loại hạt khác nhau Loại hạt Kcal Protein(g) Lipid(g) Glucoside(g) Xơ(g) Hạt vàng 444 40,8 19,6 40,3 6 Hạt xanh 439 39 17,3 35,8 5,2 Hạt trắng 436 38 17,2 35,8 4,9 Bảng 1.5 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (theo Kitrigin, 1981) Hợp phần của hạt Khối lượng hạt(%) Protein (%) lipid(%) Cacbohydrat (%) Tro (% ) Đậu hạt 100 40,0 21,0 34,0 4,9 Tử diệp 90,3 43,0 23,0 29,0 5,0 Vỏ đậu 8,0 8,8 1,0 86,0 4,3 Phôi 2,4 41,1 11,0 43,0 4,4 13 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Thành phần hóa học của hạt đậu nành: - Protein và thành phần acid amin Protein là chất quan trọng nhất trong thành phần hóa học của hạt đậu nành. Protein đậu nành chứa đầy đủ các amino acid cần thiết cho cơ thể. Hàm lượng protein trong đậu nành rất cao, dao động từ 29,6-50,5%, trung bình là từ 36-40%. Trong khi đó hàm lượng protein của gạo chỉ có 6,2-12%, ngô: 9,8-13,2%, thịt bò: 21%, cá: 17-20%, thịt gà: 20%, thịt heo: 19%, trứng: 13-15%. Protein đậu nành là loại dễ tiêu hóa, phần lớn các thức ăn từ đậu nành rất dễ tiêu hóa. Protein đậu nành bổ dưỡng tương đương thịt nhưng có ưu điểm là không sinh độc tố cho cơ thể. Thịt động vật chứa nuleo-abuminnoid, chất này có chứa bazơ xanthic có nhân puric tạo ra những chất độc, trong khi đậu nành chứa para-nuleoabuminnoid không có chứa bazo xanthic nên không gây độc. Trong protein đậu nành có thành phần lysine và globulin cao, trong khi các loại nông sản khác thì lại thiếu. Globulin chiếm đến 85-95% còn lysine chiếm 16%, hơn hẳn gạo (3%), cá (<2%), mà lysine là một amino acid quan trọng cần thiết cho quá trình phát triển của trẻ em. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành còn có methyonine và tryptophane, ngoài ra còn có các acid amin khác với số lượng khá cao tương đương lượng amino acid có trong thịt. Trong chế độ ăn hàng ngày, nếu dùng 6g đậu nành thì không cần bổ sung thêm methionin, lượng methionin có trong đậu nành là 500mg/kg. 14 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Bảng 1.6 Thành phần acid amin trong hạt đậu nành Acid amin Hàm lượng (%) Isoleucine 4,2 Leucine 7,9 Lysine 7,9 Methionine 1,6 Cysteine 3,3 Phenylalanine 5,2 Threonine 4,4 Trytophan 1,4 Valine 5,5 Histidine 2,6 Bảng 1.7 So sánh hàm lượng acid amin (%) của đậu nành với các protein khác nhau. Amino acid Đậu nành Cá Sữa Thịt bò Trứng Isoleucine 4,2 6,0 7,2 5,2 7,1 Leucine 7,9 8,4 10,2 8,2 8,4 Lysine 7,9 8,8 8,1 9,3 6,8 Methionine 1,6 3,4 4,0 3,3 4,7 Cysteine 3,3 4,0 4,3 2,9 3,3 Phenylalanine 5,2 3,9 5,3 4,5 5,4 Threonine 4,4 4,6 4,4 4,2 5,5 Trytophan 1,4 1,0 1,6 1,1 1,9 Valine 5,5 6,0 7,6 5,0 8,1 Histidine 2,6 2,0 2,6 3,5 2,2 15 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc Công nghệ lên men nước mắm từ đậu nành - GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện Lipid Đậu nành chứa hàm lượng lipid cao hơn các loại đậu khác (16-20% trọng lượng khô của hạt) nên được xem là loại cây cung cấp dầu thảo mộc. Lipid của đậu nành có khoảng 85% là acid béo không no, trong đó 8-9% acid linoleic, acid này là 1 loại acid béo có 3 nối đôi, acid này được xem là một acid béo có lợi không những về mặt tiêu hóa như các acid béo không no khác mà nó còn có trách nhiệm chuyển hóa cholesterol làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch. Lipid của đậu nành có mùi vị thơm ngon, chúng ta nên sử dụng dầu đậu nành thay cho mỡ động vật sẽ tốt cho sức khỏe. Bảng 1.8 Thành phần acid béo trong đậu nành - Acid béo no % Acid béo chưa no % Myristic 1 Hexdecenoic 5 Phalmitic 11 Oleic 25 Stearic 4 Linoleic 51 Arachidoic 1 Linolenic 9 Carbohydrates Chiếm khoảng 34% trọng lượng khô của hạt. Phần này không chứa tinh bột nên ít giá trị dinh dưỡng hơn so với protein và lipid. Phần carbohydrate có thể chia làm 2 loại: loại tan và không tan trong nước, thành phần tan chiếm khoảng 10% tổng số. 16 SVTH: Nguyễn Thị Diễm Phúc