Tài liệu Nghiên cứu sử dụng enzyme từ nấm mốc aspergillus ozyzae để thu peptide từ bã đậu nành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------MẠC THẾ VINH MẠC THẾ VINH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM “Nghiên cứu sử dụng enzyme từ nấm mốc Aspergillus oryzae để thu peptide từ bã đậu nành" LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHOÁ 2016B Hà Nội – Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------Họ và tên tác giả luận văn “Nghiên cứu sử dụng enzyme từ nấm mốc Aspergillus oryzae để thu peptide từ bã đậu nành" Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN THANH HẰNG Hà Nội – Năm 2018 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................... 5 DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................ 7 LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. 9 PHẦN I. TỔNG QUAN ................................................................................................. 12 1.1. Giới thiệu về đậu nành ........................................................................................ 12 1.1.1. Đậu nành ...................................................................................................... 12 1.1.2. Thành phần dinh dƣỡng ............................................................................... 12 1.2. Tình hình sản xuất sữa đậu nành ......................................................................... 16 1.2.1. Quy trình sản xuất sữa đậu nành [7] ............................................................ 17 1.2.2. Bã đậu nành .................................................................................................. 18 1.3. Enzyme protease ................................................................................................. 20 1.3.1. Khái niệm: .................................................................................................... 20 1.3.2. Phân loại: ...................................................................................................... 21 1.3.3. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng thủy phân của protease ................. 22 1.4. Lên men bã đậu nành sử dụng nấm mốc Aspergillus oryzae .............................. 23 1.4.1. Nấm mốc Aspergillus oryzae ...................................................................... 23 1.4.2. Các phƣơng pháp nuôi cấy nấm mốc sản xuất enzyme [9] ......................... 23 1.4.3. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sinh tổng hợp enzyme protease của nấm mốc Aspergillus oryzae trong nuôi cấy bề mặt [9] .............................. 24 PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 28 2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................. 28 1 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] 2.1.1. Bã đậu nành và bột mỳ ................................................................................. 28 2.1.2. Nấm mốc Aspergillus oryzae ....................................................................... 28 2.1.3. Hóa chất ....................................................................................................... 28 2.1.4. Thiết bị ......................................................................................................... 28 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu..................................................................................... 29 2.2.1. Xác định độ ẩm nguyên liệu [5] ................................................................... 29 2.2.2. Xác định protein hòa tan bằng phƣơng pháp Lowry [20] ............................ 30 2.2.3. Phƣơng pháp xác định hoạt độ protease bằng phƣơng pháp Anson cải tiến [5] [6] ........................................................................................................... 32 2.2.4. Phƣơng pháp xác định acid amin trong dịch sau thủy phân bằng ninhydrin [5] ................................................................................................................. 35 2.2.5. Xác định hàm lƣợng tinh bột bằng phƣơng pháp hóa học [5] ..................... 38 2.2.6. Xác định hàm lƣợng nitơ tổng số bằng phƣơng pháp Kjeldahl [5] ............. 39 2.2.7. Xác định hàm lƣợng peptide bằng phƣơng pháp OPA [5] .......................... 41 2.2.8. Phƣơng pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa bằng DPPH (Bijoy Moktan, 2008)[13] ...................................................................................................... 43 2.2.9. Phƣơng pháp cấy truyền vi sinh vật ............................................................. 44 2.2.10. Phƣơng pháp định lƣợng vi sinh vật bằng đếm khuẩn lạc [3]................ 46 2.3. Sơ đồ nghiên cứu thủy phân bã đậu nành bằng protease từ Aspergillus oryzae ..... ............................................................................................................................. 48 2.3.1. Giai đoạn 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nuôi cấy nấm mốc tạo hệ enzyme protease có hoạt độ:...................................................... 48 2 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] 2.3.2. Giai đoạn 2: Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân protein bã đậu nành bằng protease từ Aspergillus oryzae ........................................ 49 2.3.3. Giai đoạn 3: Tiến hành khảo sát điều kiện thủy phân trên môi trƣờng 500g bã đậu ........................................................................................................... 50 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 51 3.1. Thành phần nguyên liệu: ..................................................................................... 51 3.1.1. Bã đậu nành: ................................................................................................. 51 3.1.2. Bã đậu nành đã bổ sung 5% bột mì:............................................................. 52 3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của điều kiện nuôi cấy A.oryzae đến hoạt độ protease...... ............................................................................................................................. 52 3.2.1. Ảnh hƣởng của thành phần môi trƣờng nuôi cấy......................................... 52 3.2.2. Ảnh hƣởng của độ ẩm môi trƣờng ............................................................... 53 3.2.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ nuôi cấy ................................................................ 54 3.2.4. Ảnh hƣởng của thời gian nuôi cấy ............................................................... 55 3.2.5. Nghiên cứu tỷ lệ nấm mốc giống đƣợc sử dụng .......................................... 56 3.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của các yếu tố đến khả năng thủy phân bã đậu bởi protease từ A.oryzae .................................................................................................... 57 3.3.1. Ảnh hƣởng của độ ẩm môi trƣờng thủy phân .............................................. 57 3.3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân .............................................................. 58 3.3.3. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân ............................................................. 59 3.3.4. Xác định hàm lƣợng peptide và khả năng chống oxi hóa của mẫu ở điều kiện thủy phân đã chọn ................................................................................ 60 3.4. Nghiên cứu điều kiện thủy phân trên môi trƣờng quy mô 500 g bã đậu ............ 61 3 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] 3.4.1. Khảo sát hoạt độ enzyme protease khi nuôi cấy A.oryzae trên môi trƣờng 500g bã đậu .................................................................................................. 61 3.4.2. Khảo sát ảnh hƣởng điều kiện thủy phân tới hàm lƣợng acid amin, protein hòa tan và hoạt tính chống oxi hóa của sản phẩm trên môi trƣờng 500g .... 62 3.4.3. Xác định hàm lƣợng peptide của mẫu 500g bã đậu sau khi thủy phân ở điều kiện thủy phân đã chọn ................................................................................ 65 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 66 4.1 Kết luận: .............................................................................................................. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 68 PHỤ LỤC MÔ TẢ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ................................................................ 71 PHỤ LỤC 1: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU ....................................... 71 PHỤ LỤC 2: XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PROTEASE KHI THAY ĐỔI ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY MẪU .......................................................................................................... 73 PHỤ LỤC 3: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THUỶ PHÂN BẰNG ENZYME PROTEASE .................................................................................................................................... 78 PHỤ LỤC 4: NUÔI CẤY NẤM MỐC A.ORYZAE TRÊN MÔI TRƢỜNG BÃ ĐẬU 500G ............................................................................................................................... 82 4 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa đậu nành nhà máy Vinasoy Bắc Ninh ............. 17 Hình 2.1: Đồ thị đƣờng chuẩn albumin.......................................................................... 31 Hình 2.2: Đồ thị đƣờng chuẩn Tyrosin .......................................................................... 34 Hình 2.3: Đƣờng chuẩn Glutamic .................................................................................. 37 Hình 2.4: Đƣờng chuẩn L-glutathione ........................................................................... 42 Hình 2.5: Phƣơng trình phản ứng với DPPH ................................................................. 43 Hình 2.6: Sơ đồ nghiên cứu thuỷ phân bã đậu nành bằng nấm mốc A.oryzae .............. 48 Hình 3.1: Ảnh hƣởng của tỉ lệ thành phần nguyên liệu đến hoạt độ protease ............... 52 Hình 3.2: Ảnh hƣởng của độ ẩm môi trƣờng đến hoạt độ enzyme protease ................. 53 Hình 3.3: Ảnh hƣởng của nhiệt độ nuôi nấm mốc đến hoạt độ enzyme protease ......... 54 Hình 3.4: Ảnh hƣởng thời gian nuôi nấm mốc đến hoạt độ protease ............................ 55 Hình 3.5: Ảnh hƣởng của số tế bào nấm mốc đến hoạt độ protease .............................. 56 Hình 3.6: Ảnh hƣởng của độ ẩm môi trƣờng đến hàm lƣợng protein hoà tan và acid amin sau thuỷ phân......................................................................................................... 58 Hình 3.7: Ảnh hƣởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lƣợng protein hoà tan và acid amin sau thuỷ phân.................................................................................................................. 59 Hình 3.8: Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến hàm lƣợng protein hoà tan và acid amin sau thuỷ phân......................................................................................................... 60 Hình 3.9: Hoạt độ enzyme protease khi nuôi cấy A.oryzae trên môi trƣờng 500g ........ 61 Hình 3.10: Ảnh hƣởng của độ ẩm trích ly tới hàm lƣợng acid amin, protein hòa tan và hoạt tính chống oxi hóa của môi trƣờng 500g sau thủy phân ........................................ 62 5 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] Hình 3.11: Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân tới hàm lƣợng acid amin, protein hòa tan và khả năng chống oxi hóa trên môi trƣờng 500g sau thủy phân .................................. 64 Hình 3.12: Ảnh hƣởng của thời gian trích ly tới hàm lƣợng acid amin, protein hòa tan và khả năng chống oxi hóa trên môi trƣờng 500g sau thủy phân .................................. 65 6 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng của đậu nành và các sản phẩm nguồn gốc từ đậu nành (Hassan, 2013) [12] ............................................................................................... 13 Bảng 1.2: Thành phần acid amin của đậu nành và các sản phẩm nguồn gốc từ đậu nành (Hassan, 2013) [12] ........................................................................................................ 14 Bảng 1.3: Bảng thành phần carbohydrat trong hạt đậu nành [A. Hou, 2009] [11] ........ 15 Bảng 1.4: Kết quả một số thành phần hóa học của bã đậu nành nhà máy VinasoyQuảng Ngãi - Nguyễn Thị Thanh Tịnh [8] .................................................................... 19 Bảng 2.1: Nồng độ pha loãng albumin .......................................................................... 30 Bảng 2.2: Kết quả đo nồng độ albumin ......................................................................... 31 Bảng 2.3: Kết quả đo nồng độ Tyrosin .......................................................................... 34 Bảng 2.4: Kết quả đo nồng độ glutamic ......................................................................... 36 Bảng 2.5: Kết quả đo nồng độ acid amin ....................................................................... 36 Bảng 2.6: Kết quả đo nồng độ glutathione..................................................................... 41 Bảng 3.1: Bảng thành phần ban đầu của bã đậu nành từ nhà máy Vinasoy Bắc Ninh .. 51 Bảng 4.1: Bảng xác định độ ẩm nguyên liệu ................................................................. 71 Bảng 4.2: Bảng xác định hàm lƣợng protein hoà tan ..................................................... 71 Bảng 4.3: Bảng xác định hàm lƣợng tinh bột trong bã đậu ........................................... 72 Bảng 4.4: Xác định hàm lƣợng protein tổng số theo phƣơng pháp Kjeldahl ................ 72 Bảng 4.5: Xác định hàm lƣợng peptides trong bã đậu ................................................... 72 Bảng 4.6: Bảng xác định hoạt độ protease khi thay đổi tỉ lệ thành phần nguyên liệu ... 73 7 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] Bảng 4.7: Bảng xác định hoạt độ protease khi thay đổi độ ẩm nuôi nấm mốc .............. 74 Bảng 4.8: Bảng xác định hoạt độ protease khi thay đổi nhiệt độ................................... 75 Bảng 4.9: Bảng xác định hoạt độ protease khi thay đổi thời gian nuôi mẫu ................. 76 Bảng 4.10: Bảng xác định hoạt độ protease khi thay đổi tỉ lệ tế bào nấm mốc ............. 77 Bảng 4.11a: Xác định hàm lƣợng protein hoà tan sau thuỷ phân khi thay đổi độ ẩm môi trƣờng ............................................................................................................................. 78 Bảng 4.11b: Bảng xác định hàm lƣợng acid amin sau thuỷ phân khi thay đổi độ ẩm môi trƣờng ............................................................................................................................. 79 Bảng 4.12a: Xác định hàm lƣợng protein hoà tan khi thay đổi nhiệt độ thủy phân ...... 79 Bảng 4.12b: Bảng xác định hàm lƣợng acid amin khi thay đổi nhiệt độ thủy phân ...... 80 Bảng 4.13a: Xác định hàm lƣợng protein hoà tan khi thay đổi thời gian thủy phân ..... 80 Bảng 4.13b: Bảng xác định hàm lƣợng acid amin khi thay đổi thời gian thủy phân ..... 81 Bảng 4.14: Kết quả hoạt độ protease khi nuôi cấy A.oryzae trên môi trƣờng 500g bã đậu .................................................................................................................................. 82 Bảng 4.15a: Kết quả protein hòa tan khi thay đổi điều kiện độ ẩm môi trƣờng ............ 83 Bảng 4.15b: Kết quả hàm lƣợng acid amin khi thay đổi độ ẩm môi trƣờng.................. 84 Bảng 4.15c: Khả năng chống oxi hóa khi thay đổi độ ẩm môi trƣờng .......................... 85 Bảng 4.16a: Hàm lƣợng protein hòa tan khi thay đổi nhiệt độ thủy phân ..................... 86 Bảng 4.16b: Hàm lƣợng acid amin khi thay đổi nhiệt độ thủy phân ............................. 87 Bảng 4.16c: Khả năng chống oxi hóa khi thay đổi nhiệt độ thủy phân ......................... 88 Bảng 4.17a: Hàm lƣợng protein hòa tan khi thay đổi thời gian thủy phân .................... 89 Bảng 4.17b: Hàm lƣợng acid amin khi thay đổi thời gian thủy phân ............................ 90 Bảng 4.17c: Khả năng chống oxi hóa khi thay đổi thời gian thủy phân ........................ 92 8 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] LỜI CẢM ƠN Tôi đã thực hiện luận văn này tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm – Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội. Sau một khoảng thời gian làm việc, luận văn này đƣợc hoàn thành với sự ủng hộ và giúp đỡ của rất nhiều ngƣời. Đầu tiên tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc với PGS.TS Nguyễn Thanh Hằng, cô đã trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Điều đó giúp tôi trƣởng thành trong quá trình học tập hiện tại và sự tin tƣởng hơn trong cả quá trình công tác sau này. Tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Thị Hoài Đức và phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã luôn tạo điều kiện cơ sở vật chất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã luôn nhiệt tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong thời gian qua. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, khích lệ tinh thần trong suốt thời gian học tập và làm việc vừa qua. Hà Nội, Ngày 03 tháng 1 năm 2018 Học viên thực hiện Mạc Thế Vinh 9 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] MỞ ĐẦU Tại Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất sữa đậu nành đang ngày càng phát triển với sự xuất hiện của nhiều thƣơng hiệu quen thuộc mà ngƣời tiêu dùng biết đến Vinasoy, Vinamilk, Tribeco… Trong đó, Vinasoy hiện đang là doanh nghiệp dẫn đầu trong ngành hàng sữa đậu nành, chiếm 84,2% thị phần trong nƣớc. Hai nhà máy đang hoạt động hiệu quả tại Quảng Ngãi và Bắc Ninh đã cung cấp cho thị trƣờng mỗi năm 300 triệu lít sữa đậu nành. Nhà máy thứ ba của Vinasoy tại Bình Dƣơng bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 12/2016. Tuy nhiên theo thống kê, cứ 1.000 lít sữa đậu nành sản xuất ra lại thải ra môi trƣờng trung bình khoảng 250 kg bã đậu. Hàng năm, ngƣời ta ƣớc tính khoảng 14 triệu tấn bã đậu nành đƣợc tạo ra trên toàn thế giới. Trong đó, khoảng 700.000 tấn bã đậu nành đƣợc tạo ra tại Nhật Bản mỗi năm. Tại Việt Nam, lƣợng bã đậu nành tạo ra từ ngành công nghiệp sản xuất sữa đậu nành cũng ngày càng nhiều hơn. Khi nhà máy tại Bình Dƣơng tiếp tục đƣa vào hoạt động, tổng công suất của Vinasoy sẽ đạt 390 triệu lít/năm đồng nghĩa với việc tạo ra hơn 40.000 tấn bã đậu nành mỗi năm chƣa kể lƣợng bã tạo ra do các công ty sản xuất sữa đậu nành khác và các cơ sở nhỏ lẻ sản xuất các sản phẩm khác từ đậu nành. Bã đậu nành là một sản phẩm giàu dinh dƣỡng với nhiều protein, dầu béo, chất xơ, và thành phần khoáng cùng với các monosaccharide và các oligosaccharide. Do có hàm lƣợng nƣớc cao và hàm lƣợng protein lớn, bã đậu nành rất dễ bị phân hủy và thối rữa một cách tự nhiên khi không đƣợc bảo quản ở điều kiện thích hợp. Bên cạnh hàm lƣợng protein lớn, trong phụ phẩm này còn rất nhiều vitamin và các thành phần dinh dƣỡng có giá trị khác có thể khai thác. Do vậy, tận dụng đƣợc nguồn phụ phẩm này sẽ hứa hẹn đem lại nhiều lợi ích kinh tế, tăng khả năng đa dạng hóa sản phẩm đồng thời giúp giảm nguy cơ ô nhiễm môi trƣờng. Bằng giải pháp sử dụng enzyme trong hệ vi sinh vật lành tính có thể đƣa tới một sản phẩm có giá trị cao tăng lƣợng protein hòa tan 10 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] của bã đậu nành, tăng lƣợng peptide có khả năng chống oxy hóa, tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng và dƣợc l cao cho con ngƣời. Xuất phát từ những mục đích và yêu cầu trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sử dụng enzyme từ nấm mốc Aspergillus oryzae để thu peptide từ bã đậu nành". 11 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] PHẦN I. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về đậu nành 1.1.1. Đậu nành Đậu nành (tên khoa học: Glycine max) là loại cây họ Đậu (Fabaceae), là loài bản địa của Đông Á. Đậu nành là loại cây dễ trồng, có hiệu quả kinh tế. Sản phẩm từ đậu nành đƣợc sử dụng rất đa dạng từ trực tiếp cho đến chế biến thành đậu phụ, ép thành dầu đậu nành, nƣớc tƣơng, làm bánh kẹo, sữa đậu nành, bã đậu (okara)... đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của ngƣời cũng nhƣ gia súc. Dựa vào sự đa dạng về hình thái, Fukuda (1993) và nhiều nhà khoa học khác về sau cũng đã thống nhất rằng, đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) với xuất phát từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G.soja (t. Hymovits, 1970). Trong một số công trình nghiên cứu, các nhà khoa học dùng tên G.usuriensis để thay cho tên nêu trên. Từ Trung Quốc, đậu nành lan truyền dần khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vảo khoảng 200 năm trƣớc công nguyên, đậu nành đã đƣợc đƣa vào Triều Tiên và sau đó đƣợc phát triển sang Nhật. Đến giữa thế kỉ 17, đậu nành mới đƣợc nhà thực vật học ngƣời Đức Engelbert Caempfer đƣa về Châu Âu và đến năm 1954 đậu nành mới đƣợc du nhập vào Mỹ. 1.1.2. Thành phần dinh dưỡng Đậu nành rất giàu protein, glucid, lipid, muối khoáng và acid amin. Do đó trong công nghiệp thực phẩm, đậu nành đƣợc xem là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất dầu thực vật và sữa đậu nành. Tính theo hàm lƣợng chất khô hạt đậu nành chứa hàm lƣợng protein khoảng 35,5-40%, chất béo khoảng 18 - 20%, hydrocacbon khoảng 35% nhiều khoáng chất và một số vitamin khác. [ Lê Xuân Hiễu, 2011] [4] 12 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng của đậu nành và các sản phẩm nguồn gốc từ đậu nành (Hassan, 2013) [12] Đậu nành Bột đậu Dinh dƣỡng Bột nành tăng Hạt đã xử cƣờng lý nhiệt Khô đậu từ hạt đã xử lý nhiệt Khô đậu từ hạt bỏ vỏ protein Protein (%) Chất béo (%) Acid linoleic (%) Xơ (%) Canxi (%) Phốt pho tổng số (%) Phốt pho không thuộc phytate (%) Kali % Clo % Sắt (mg/kg) Magiê % Mangan (mg/kg) Natri % Lƣu huỳnh % Đồng (mg/kg) Selen (mg/kg) Kẽm (mg/kg) Biotin(mg/kg) Choline(mg/kg) Folacin (mg/kg) Niacin (mg/kg) Acid Pantothenic 13,3 1,6 33,0 0,37 0,19 84,1 0,4 0,2 0,0 080 37,0 18,0 8,46 5,5 0,25 058 44,0 0,8 0,40 7,0 0,29 065 48,5 1,0 0,40 3,9 0,27 0,62 - 0,32 - 0,27 0,22 1,50 0,02 0,12 29 0,25 0,06 0,22 640 0,30 24 13,0 0,18 0,02 130 0,01 1 0,07 0,71 7 0,10 23 0,3 2 2,5 6 4,2 1,61 0,03 80 0,28 30 0,03 0,22 16 0,11 25 0,27 2,860 4,2 22 11,0 2,00 0,05 120 0,27 29 0,01 0,43 22 0,10 40 0,32 2794 1,3 29 16,0 1,98 0,05 170 0,30 43 0,02 0,44 15 0,10 55 0,32 2731 1,3 22 15,0 (mg/kg) 13 Mạc Thế Vinh Pyridoxine (mg/kg) Riboflavin (mg/kg) Thiamin (mg/kg) Vitamin E (mg/kg) Vitamin B12 (pg/kg) [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] 2,2 3,5 2,2 - 5,4 1,2 0,2 - 10,8 2,6 11,0 40 --- - 6,0 2,9 4,5 2 5,0 2,9 3,2 3 ---Protein và thành phần acid amin: Protein đậu nành đƣợc coi là một chất thay thế tốt cho protein động vật vì trong protein đậu có chứa hầu hết các acid amin cần thiết cho động vật và dinh dƣỡng của con ngƣời. Theo đó, các acid amin chứa gốc lƣu huỳnh (methionine và cysteine) gần giống với protein động vật. Hàm lƣợng acid amin cao, đặc biệt là lysine cao gấp rƣỡi so với trứng. Hàm lƣợng protein tổng trong hạt đậu nành dao động từ 29,6 - 50,5 %, trung bình 36 - 40%. Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): Albumin (6 - 8%), globulin (60 - 80%), glutelin (13 - 14%), prolamin chiếm lƣợng nhỏ không đáng kể. Về giá trị protein, đậu nành đứng hàng đầu về hàm lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng đạm nguồn thực vật. Protein đậu nành dễ tan trong nƣớc và chứa nhiều acid amin không thay thế nhƣ lysine, tryptophan. Các acid amin khác của đậu nành đều có thành phần giống thịt ngoại trừ hàm lƣợng methionyl và cystein hơi thấp. Bảng 1.2: Thành phần acid amin của đậu nành và các sản phẩm nguồn gốc từ đậu nành (Hassan, 2013) [12] Đậu nành Bột đậu nành Acid amin Bột tăng cƣờng Hạt đã xử Khô đậu đã Khô đậu từ lý nhiệt xử lý nhiệt hạt bỏ vỏ 2,59 1,55 1,87 0,99 3,14 1,90 2,29 1,17 3,48 2,05 2,48 1,28 protein Arginine% Glycine % Serine% Histidine% 0,94 0,40 0,18 6,70 3,30 5,30 2,10 14 Mạc Thế Vinh Isoleucine% Leucine % Lysine% Methionine% Cystine% Phenylalanine% Tyrosine% Threonine% Tryptophan% Valine% [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] 0,40 0,57 0,48 0,10 0,21 0,37 0,23 0,30 0,10 0,37 4,60 6,60 5,50 0,81 0,49 4,30 3,10 3,30 0,81 4,40 1,56 2,75 2,25 0,53 0,54 1,78 1,34 1,41 0,51 1,65 1,96 3,39 2,69 0,62 0,66 2,16 1,91 1,72 0,74 2,07 2,12 3,74 2,96 0,67 0,72 2,34 1,95 1,87 0,74 2,22 Lipid: Chất béo trong hạt đậu nành dao động từ 13,5 - 24%, trung bình 18%. Trong đó chứa khoảng 6,4 - 15,1% là acid béo no (acid stearic và acid archidonic) và 80 - 93,6 % acid béo không no (acid linoleic, acid oleic). Trong dầu đậu nành có chứa một lƣợng nhỏ phosphatid, đặc biệt nhiều lecithin có tác dụng tăng cƣờng khả năng hấp thụ các loại vitamin A, D, E, K trong cơ thể. Carbohydrates: Glucid trong đậu nành chiếm khoảng 22 - 35,5%, trong đó có 1 3% tinh bột. Carbohydrates có hai loại: Loại tan trong nƣớc chiếm khoảng 10% và loại không tan trong nƣớc chiếm 90%. Bảng 1.3: Bảng thành phần carbohydrat trong hạt đậu nành [A. Hou, 2009] [11] Lƣợng đƣờng trung bình (mg/g) Sugar Chiết xuất lần 1 Chiết xuất lần 2 Lặp 1 Lặp 2 Lặp 1 Lặp 2 Glucose 0,18 0,17 0,13 0,12 Fructose 0,12 0,12 0,11 0,05 Sucrose 4,49 4,47 4,82 4,68 Raffinose 0,86 0,91 0,91 0,96 15 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] Stachyose 3,41 3,42 3,45 3,45 Tổng số 9,05 9,09 9,35 9,12 Chất tro: Chất tro trong đậu nành chiếm từ 4,5-6,8 %. Ngoài ra, còn có các nguyên tố khoáng khác nhƣ: Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo… Vitamin: Đậu nành chứa nhiều loại vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D. Một số loại vitamin gồm: vitamin A, vitamin K, vitamin E, vitamin B1, vitamin B2, vitamin PP. 1.2. Tình hình sản xuất sữa đậu nành Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho biết: Năm 2015 diện tích cây đậu nành đạt 100,8 nghìn ha (giảm 4,2 % so với năm 2014), sản lƣợng đạt 485,1 nghìn tấn (giảm 6,5%) [1]. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp sản xuất sữa đậu nành trong những năm gần đây thì sản lƣợng trên không đáp ứng đƣợc nhu cầu của các nhà máy dẫn tới lƣợng đậu nành nhập khẩu vào nƣớc ta ngày càng tăng cao. Đây cũng là vấn đề khiến cho các doanh nghiệp quan tâm. Chính vì vậy, Vinasoy - doanh nghiệp sản xuất sữa đậu nành lớn nhất Việt Nam đang thực hiện các chiến lƣợc về nguồn nguyên liệu đầu vào, công ty liên kết với 2 trung tâm nghiên cứu về đậu nành tại Mỹ. Sự liên kết này sẽ cho ra những nghiên cứu mang tính đột phá trong việc trồng đậu nành, phƣơng pháp canh tác, chế biến và bảo quản sau thu hoạch. Hiện nay, không chỉ riêng Vinasoy mà còn rất nhiều nhà máy sản xuất sữa đậu nành khác nhƣ: Vinamilk, Nutifood … cũng quan tâm đến vấn đề này do thị trƣờng sữa đậu nành ngày càng mở rộng cũng nhƣ sự cạnh tranh trên thị trƣờng này ngày càng khốc liệt. Theo số liệu nghiên cứu của Nielsen Việt Nam tháng 1/2015, thị phần sữa đậu nành đóng hộp hiện nằm trong tay Công ty sữa đậu nành Việt Nam – Vinasoy, với hơn 82,7% sản lƣợng; gần 18% còn lại là Vinamilk, Tân Hiệp Phát, Tribeco… 16 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] 1.2.1. Quy trình sản xuất sữa đậu nành [7] Bã đậu Hình 1.1: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa đậu nành nhà máy Vinasoy Bắc Ninh Đậu nành đƣợc thu mua từ nhiều nguồn khác nhau và đƣợc kiểm tra các tiêu chí nhƣ: Nguồn gốc xuất xứ; thành phần dinh dƣỡng; các tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm…. Hạt đậu nành trƣớc khi chế biến phải đƣơc làm sạch và phân loại nhằm đồng đều, tốt nhất về kích thƣớc, chất lƣợng. Sau đó hạt đậu nành đƣợc đƣa đi xử l cơ học với hai giai đoạn nghiền thô và nghiền tinh cùng nƣớc nóng để thu đƣợc dịch đậu nành, đồng thời hòa tan các chất dinh dƣỡng có trong đậu. Sau đó, các thành phần dinh 17 Mạc Thế Vinh [LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP] dƣỡng có trong đậu nành hạt sẽ đƣợc trích ly tối đa nhờ hệ thống máy ly tâm. Xử lý nhiệt và bài khí dịch đậu nành giúp loại bỏ hoàn toàn các enzyme không có lợi cho sản phẩm nhƣ enzyme Lipoxygenaza và Anti – Trypsine, đồng thời tạo ra mùi vị đặc trƣng tự nhiên của dịch đậu nành. Sau đó, dịch đậu nành sẽ đƣợc phối trộn với các nguyên liệu khác (nƣớc, đƣờng, phụ gia, hƣơng) nhằm điều vị, cân đối thành phần dinh dƣỡng cho sản phẩm. Tiếp theo, dịch đậu nành sau khi phối trộn sẽ đem đi đồng hóa dƣới áp suất cao làm phân tán đồng nhất các thành phần dinh dƣỡng trong sản phẩm. Ở công đoạn tiếp theo, dịch đậu nành sau đó đƣợc tiệt trùng UHT nhằm tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật. Cuối cùng dịch đƣợc đem đi trữ lạnh, đóng gói vô trùng. Bã đậu nành xuất hiện từ trong quá trình trích ly ở trên sẽ đƣợc dùng trong nghiên cứu của tôi. 1.2.2. Bã đậu nành 1.2.2.1. Thành phần dinh dưỡng bã đậu nành Bã đậu nành (okara) là một sản phẩm phụ từ ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành và đậu phụ. Bã đậu thô là chất không hòa tan màu trắng hoặc màu vàng (tùy loại hạt đậu tƣơng), thu đƣợc sau khi lọc trong quá trình sản xuất sữa đậu nành. Bã đậu thô, là một chất không hòa tan, mặc dù protein trong bã đậu nành lên đến 25,4 - 28,4% (chất khô) (O'Toole, 1999) [21], với chất lƣợng dinh dƣỡng cao, nhƣng do tính tan thấp nên ngƣời ta chủ yếu nghiên cứu nhằm cải thiện các tính chất chức năng của protein bã đậu nành bằng cách lên men và sử dụng các enzyme thủy phân (Kasai et al., 2004). Tùy thuộc vào giống cây trồng, điều kiện thời tiết, chế độ chăm bón và đặc biệt là công nghệ sản xuất sữa đậu nành khác nhau thì hàm lƣợng dinh dƣỡng trong bã sẽ khác nhau. Thành phần bã đậu nành thu đƣợc từ nhà máy Vinasoy – Quảng Ngãi đã đƣợc phân tích và cho kết quả nhƣ sau: 18