Tài liệu Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM  TIỂU LUẬN XỬ LÝ PHẾ PHỤ LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: Lê Hương Thủy Lớp: ĐHTP10A Lớp HP: 210545401 Nhóm: 9 TP.HCM, Ngày 8 tháng 3 năm 2017  Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy DANH SÁCH NHÓM Họ và tên MSSV Huỳnh Ngọc Thanh Phong 14081301 Trần Thị Thu Oanh 14107191 Nguyễn Thị Thùy Ngân 14046231 2 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Hàm lượng các chất dinh dưỡng của hạt đậu nành......................................6 Bảng 1.2. Hàm lượng đạm của hạt đậu nành Việt Nam ( %/100g protein)..................6 Bảng 1.3 Thành phần hydratcacbon trong đậu nành....................................................7 Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của okara (tính theo 100g)..................................12 Bảng 1.5. Thành phần hóa học của bã đậu nành........................................................13 Bảng 1.6. Thành phần nhóm các protein đơn giản.....................................................13 Bảng 1.7. Thành phần các acid amine trong bã đậu nành..........................................14 Bảng 1.8. Bảng so sánh ưu nhược điểm của 2 quy trình sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải và lên men.....................................................................................45 3 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Quả đậu nành...............................................................................................8 Hình 1.2 Okara dạng bột............................................................................................13 Hình 1.3 CelluloseH...................................................................................................18 Hình 1.4 Hemicellulose..............................................................................................19 Hình 1.5 Pectin..........................................................................................................19 Hình 1.6. Sơ đồ quy trình thu nhận okara từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành.........22 Hình 2.1. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải.......23 Hình 2.2. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp lên men.......24 Hình 2.3. Máy nghiền búa..........................................................................................23 Hình 2.4. Thiết bị thủy phân......................................................................................28 Hình 2.5. Thiết bị trung hòa.......................................................................................30 Hình 2.6. Thiết bị lọc băng tải....................................................................................31 Hình 2.7. Thiết bị phối trộn........................................................................................32 Hình 2.9. Thiết bị lắng...............................................................................................34 Hình 2.10. Tủ rót kết hợp đóng nắp và dán nhãn.......................................................35 Hình 2.10. Máy trộn ướt............................................................................................36 Hình 2.11. Thiết bị ủ..................................................................................................36 Hình 2.12. Thiết bị hấp..............................................................................................38 Hình 2.13. Máy đánh tơi............................................................................................39 Hình 2.14.Máy trộn khô.............................................................................................40 Hình 2.15. Bể nuôi mốc.............................................................................................42 Hình 2.16. Thiết bị thủy phân....................................................................................45 4 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy MỤC LỤC 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐẬU NÀNH..................................................................................8 1.1. Đặc điểm của cây đậu nành ...................................................................................8 1.2. Thành phần dinh dưỡng của đậu nành.................................................................8 1.3. Công dụng của đậu nành......................................................................................11 1.4. Tổng quan về bã đậu nành (Okara)....................................................................14 1.4.1. Giới thiệu............................................................................................................ 14 1.4.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bột okara ngoài nước................................14 1.4.3. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bột Okara trong nước...............................15 1.4.4. Thành phần dinh dưỡng của okara..................................................................16 1.4.5. Một số enzyme trong bã đậu nành...................................................................22 1.4.6. Quy trình thu nhận okara từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành...................22 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ...................................................................................24 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ....................................................................................24 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.......................................................................26 2.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp hóa giải........26 2.2.1.1. Nghiền nhỏ......................................................................................................26 2.2.1.2. Thủy phân.......................................................................................................27 2.2.1.3. Để nguội..........................................................................................................30 2.2.1.4. Trung hòa.......................................................................................................30 2.2.1.5. Trích ly – Lọc:................................................................................................31 2.2.1.6. Phối trộn:........................................................................................................33 2.2.1.7. Thanh trùng....................................................................................................33 2.2.1.8. Lắng................................................................................................................35 2.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất nước tương theo phương pháp lên men........36 2.2.2.1. Nghiền nhỏ:.....................................................................................................36 2.2.2.2. Phối liệu và trộn nước....................................................................................37 2.2.2.3. Ủ......................................................................................................................38 2.2.2.4. Hấp.................................................................................................................. 38 5 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy 2.2.2.5. Đánh tơi, làm nguội........................................................................................40 2.2.2.6. Cấy mốc giống................................................................................................41 2.2.2.7. Nuôi mốc.........................................................................................................42 2.2.2.8. Đánh tơi..........................................................................................................44 2.2.2.9. Thủy phân.......................................................................................................44 2.3. Ưu, nhược điểm của mỗi quy trình......................................................................47 3. Đề xuất ý tưởng mới về bã đậu nành......................................................................49 6 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy LỜI MỞ ĐẦU Trong công nghiệp thực phẩm, bên cạnh quá trình tạo ra các chính phẩm có chất lượng, việc tận thu các phế phụ phẩm là rất cần thiết. Bên cạnh có ý nghĩa về mặt bảo vẽ môi trường, việc xử lý phế phụ phẩm sẽ mang lại hiểu quả kinh tế cho doạnh nghiệp. Một trong những phụ phẩm của công nghiệp thực phẩm phải kể đến là bã đậu nành. Bã đậu nành là phụ phẩm chủ yếu thu được sau quá trình chế biến đậu nành thành sữa đậu nành. Nước ta có điều kiện tự nhiên vô cùng thuận lợi cùng với kinh nghiệm canh tác nông nghiệp của nông dân nên diện tích trồng và sản lượng đậu nành thu được khá cao qua các năm. Tổng cục thống kê Việt Nam và Bộ Nông nghiệp – Phát triển Nông thôn cho biết: năm 2013 diện tích trồng đậu nành là 119,6 nghìn ha với tổng sản lượng thu được là 173,7 nghìn tấn. Năm 2013, diện tích trồng đậu nành là 117,8 nghìn ha với tổng sản lượng là 168,4 nghìn tấn. Cùng với diện tích và sản lượng đậu nành không ngừng tăng lên thì lượng bã đậu nành thu được trong sản xuất sữa đậu nành dự báo cũng tăng theo. Hiện nay, một lượng lớn đậu nành được sử dụng để sản xuất sữa đậu nành. Ở nước ta có các thương hiệu sữa đậu nành lớn như: Vinasoy, Vinamilk, Tribeco. Với công suất 120 triệu lít/năm ở nhà máy Vinasoy (Quảng Ngãi) và 90 triệu lít/năm ở nhà máy Vinasoy (Bắc Ninh), các nhà chuyên môn nhận định: Vinasoy đang dẫn đầu năng lực sản xuất về sản phẩm sữa đậu nành. Tổng lượng bã đậu nành thải ra hằng năm riêng hai nha máy của Vinasoy có thể đạt hơn 20 nghìn tấn/năm. 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. 7 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐẬU NÀNH 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 Hình 1.1. Quả đậu nành 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. 1.2. 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. 8 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy Bảng 1.1. Hàm lượng các chất dinh dưỡng của hạt đậu nành Thành phần Lipid Carbonhydrat (%) (%) 40,0 21,0 35,0 4,9 90,3 43,0 23,0 29,0 5,0 Vỏ hạt 7,3 8,8 1,0 86,0 4,3 Phôi 2,4 41,1 11,0 43,0 4,4 Tỷ lệ Protein (%) Nguyên hạt 100,0 Nhân (tử diệp) hạt Tro (%) Nhận xét: Theo số liệu bảng 1.1 ta thấy hàm lượng đạm trong hạt đậu nành là rất cao. Chủ yếu tập trung nhân và phôi hạt chiếm trên 40% trong toàn khối hạt, ngoài ra hàm lượng lipid và carbohydrate chiếm khá cao, điều đó cho thấy hạt đậu nành loại ngũ cốc giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid. Theo số liệu phân tích của công ty Ajinomoto, Thái Lan, 1994, hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam như sau: Bảng 1.2. Hàm lượng đạm của hạt đậu nành Việt Nam (%/100g protein) Chỉ tiêu Đơn vị Hạt đậu Hạt đậu Khô đậu nành Khô đậu nành ở Đồng nành ở An ép công nành ép thủ Nai giang nghiệp công Protein thô % 35,56 38,06 47,81 42,94 Lipid thô % 17,10 18,00 1,50 3,00 Acid linoleic % 8,00 8,45 0,60 1,30 Lysin % 2,05 0,39 2,66 2,72 Methionin % 0,54 0,59 0,61 0,57 Cystine % 0,61 0,72 0,72 0,75 Threonin % 1,35 1,53 1,69 1,67 Arginin % 2,11 2,62 3,03 2,85 Phenylalanin % 1,49 1,76 1,83 1,95 9 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy Valin % 1,62 1,74 1,85 1,84 Leucin % 2,68 3,03 3,39 3,32 Isoleucin % 1,51 1,67 1,65 1,77 Serin % 1,73 2,05 2,34 2,27 Nhận xét: theo bảng 1.2 ta thấy trong các thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỉ lượng rất lớn. Protein đậu nành được tạo bởi các acid amin, trong đó có đủ các loại acid amin không thay thế có số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng. Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6– 48%; trung bình 36 – 40%. Có thểnói protein đậu nành gần giống protein của trứng. Trong protein đậu nành globulin chiếm 85-95%. Ngoài ra còn có một số lượng nhỏ albumin, một lượng không đáng kể prolamin và glutenlin. Hydratcacbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydratcacbon có thể chia ra làm hai loại, loại tan trong nước và loại không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ hydratcacbon. Bảng 1.3 Thành phần hydratcacbon trong đậu nành Cellulose 4.0% Hemicellulose 15.4% Stachyose 3.8% Rafinose 1.1% Saccharose 5.0% Các loại đường khác 5.1% Nhận xét : thành phần hydratcacbon hoà tan chiếm với hàm tương tương đối không cao dao động trong khoảng 1%- 5% nhưng hàm lượng xơ không tan lại vượt trội hơn hẳn như cellulose, hemicelluloses trên 15% vì thế trong công nghiệp sản xuất sữa đậu nành sau quá trình ly tâm tách các protein hoà tan thì trong xác bã vẫn còn một lượng protein 10 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy không tan lớn cho nên cần phải thuỷ phân các hợp chất khó tiêu hoá này thành các chất dễ tiêu hoá là việc rất quan trọng và cần thiết. Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành, trong đó đáng chú ý nhất là calci, phospho, mangan, kẽm và sắt. Ngoài ra trong đậu nành còn có chứa rất nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C. thành phần vitamin như sau : vitamin B, H, K, A, E, riboflavin, niacin, pyridocin, acid pantothenic, acid folic, inositol….. Trong công nghiệp thực phẩm, đậu nành được coi như là một nguyên liệu quan trọng để sản xuất dầu thực vật, thức uống dinh dưỡng, các sản phẩm lên men và các loại thực phẩm khác. 1.3. Công dụng của đậu nành [8] Đậu nành có chứa rất nhiều protein, 8 loại acid amin thiết yếu và là nguồn cung cấp calcium, chất xơ, sắt và vitamin B. Các hợp chất isoflavon và các chất hóa học trong đậu nành như phytochemicals khác trong đậu nành có khả năng phòng ngừa và điều trị một sốbệnh như: đau tim, tai biến mạch máu não, ung thư vú, ung thư kết tràng… (Theo Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ, Viện Đại học Havard, Viện Đại học Alabama. Minnesota, Iowa và Helsinki, Phần Lan). Những chất hóa học trong đậu nành gồm có: protease inhibitors, phytates, phytosterols, saponins, acid phenolic, lecithin, acid béo omega 3, và isoflavones (phytoestrogens). Protease inhibitors: có khả năng ngăn ngừa sự tác động của một số gene di truyền gây nên chứng ung thư. Nó cũng bảo vệ tế bào cơ thể khỏi tác hại của môi trường sống xung quanh như tia nắng mặt trời và các chất ô nhiễm trong không khí. Tuy nhiên, protease inhibitors bị mất bớt đi sau khi đậu nành được chế biến qua phương pháp làm nóng. Phytates: là một hợp thể phosphorus và inositol, có khả năng ngăn cản tiến trình gây bệnh ung thư kết tràng và ung thư vú. Ngoài ra nó còn có khả năng tiêu diệt những tế bào bị ung thư và phục hồi những tế bào bị hư hại. 11 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy Phytosterols: có khả năng phòng ngừa các bệnh về tim mạch bằng cách kiểm soát lượng cholesterol trong máu, đồng thời nó cũng có khả năng làm giảm thiểu sự phát triển các bướu ung thư kết tràng và chống ung thư da. Saponins: hoạt động như chất chống oxy hóa để bảo vệ tế bào cơ thể khỏi các tác hại của các gốc tự do. Nó cũng có khả năng trực tiếp ngăn cản sự phát triển ung thư kết tràng và làm giảm lượng cholesterol trong máu. Acid Phenolic: là một dược chất hóa học chống oxy hóa và phòng ngừa các DNA bị tế bào ung thư tấn công. Lecithin: là một hóa chất thực vật quan trọng, đóng vai trò quyết định trong việc kích thích sự biến dưỡng ở khắp các tế bào cơ thể. Có khả năng làm gia tăng trí nhớ bằng cách nuôi dưỡng tốt các tếbào não và thần kinh, làm chắc các tuyến, tái tạo các mô tế bào cơ thể, có khả năng cải thiện hệ thống tuần hoàn, bổ xương, và tăng cường sức đề kháng. Acid béo omega-3: là loại chất béo không bão hòa có khảnăng làm giảm lượng cholesterol xấu LDL đồng thời làm tăng lượng cholesterol tốt HDL trong máu. Acid béo omega-3 còn gọi là alpha-linolenic acid gồm 2 thứ EPA và DHA cũng có trong một vài loại cá biển và trong cá sống ở những vùng nước nóng. Isoflavones (phytoestrogens): là một hóa chất thực vật tương tự hormone sinh dục nữ và hoạt động giống estrogen, có khả năng chống lại các tác nhân gây nên chứng ung thư liên hệ đến hormone. 12 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy 1.4. Tổng quan về bã đậu nành (Okara) 1.4.1. Giới thiệu Bã đậu nành (tên tiếng Nhật là okara và “okara” đã trở thành thuật ngữ quốc tế để gọi bã đậu nành) còn gọi là “soy-pulp” (sẽ gọi tắt là okara) là phần bã và các chất dinh dưỡng khác không tan trong nước còn lại sau khi đã tách khỏi dịch các chất tan hoặc huyền phù trong nước của công nghiệp sản xuất sữa đậu nành hay đậu hũ [2] [4]. Hình 1.2 Okara dạng bột Okara là thứ bã màu trắng hay trắng ngà, thường nằm trên mặt lưới lọc sữa đậu nành, sau sấy khô có màu vàng, chứa một lượng lớn protein, carbohydrate, lipid, có cả calci, sắt, riboflavin [4]. 1.4.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bột okara ngoài nước Ở Mỹ, theo FAO, 2003, sản lượng đậu nành hằng năm khoảng 67 triệu tấn. Bã đậu nành chủ yếu được sử dụng cho chăn nuôi, làm phân bón và đốt. Ở Nhật (Ohno và cộng sự, 1993), sản lượng bã đậu nành khoảng 700.000 tấn/năm. Theo quy trình sản xuất sữa đậu nành, cứ 1 kg hạt đậu nành thải ra 1,1 kg bã tươi. Tuy nhiên, phần lớn thợ làm đậu hũ ở Nhật thường bỏ okara hoặc thải cho trại nuôi heo. Ở Thụy Sĩ, okara được dùng nuôi bò [10]. Okara tươi, mới, có thể được dùng ngay hay có thể giữ 2-3 ngày trong tủ lạnh hoặc hơn 4-5 tháng nếu đông lạnh. Bột okara khô có giá trị ở Nhật, Châu Á nhờ lợi ích về dinh dưỡng của nó. Okara tươi hoặc khô đã được nghiên cứu ở Nhật bằng cách cấy nấm bào ngư và vi khuẩn Bacillus subtilis để thuỷ phân các hợp chất khó tiêu hoá sau đó sản phẩm được dùng để chế biến 13 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy nhiều loại thức ăn mềm, mịn với nước hoặc sữa, nấu cháo với các nguyên liệu khác như bột bắp, lúa mạch hay làm salad, bánh mì [10]. 1.4.3. Tình hình sử dụng và nghiên cứu bột Okara trong nước  Theo các thông tin của công ty sữa Việt Nam (Vinamilk) cung cấp cho Viện Sinh học Nhiệt đới thì ở nước ngoài, có khi giá của bột okara không thấp hơn nhiều so với giá của đậu nành hạt do hàm lượng dinh dưỡng của nó khá cao. Còn ở nước ta tại công ty Sữa Việt Nam, nơi có công nghệ sản xuất sữa đậu nành tận thu bột okara hiện đại của nước ngoài thì okara có thành phần như sau [13]: Okara dạng ướt có hàm ẩm: 17,76%, xơ: 1,75%, béo 11,26%, đạm 35,23% Okara dạng bột có hàm ẩm: 6,7%, béo: 10,59%, xơ: 7,99% và đạm: 36,43% - Thời điểm cuối năm 2006, lượng okara do Vinamilk sản xuất (có hàm lượng đạm 39,5% và xơ thô 8,36%) trên dây chuyền thiết bị hiện đại của nước ngoài (có công suất khoảng 10 tấn/giờ) mới chỉ dùng làm thức ăn thô cho chăn nuôi [3]. - Tại công ty Tribeco theo quy trình sản xuất sữa đậu nành lọc sữa 1 lần chỉ thu được khoảng 50% protein của hạt đậu nành (ở nước ngoài lọc 2 lần sẽ thu được khoảng 65 – 70%). Từ 1kg đậu nành thu được 1,5kg bã đậu nành ướt (sau ly tâm), chứa khoảng 20% chất khô. Bã ướt là dạng phế liệu cuối cùng của công nghệ sản xuất sữa đậu nành và hiện nay mới chỉ được sử dụng cho chăn nuôi [5].  Cho tới vài năm gần đây chỉ có một số ít công trình nghiên cứu về okara và tất cả tập trung tại TP.Hồ Chí Minh. Vũ Văn Độ và các cộng tác viên nghiên cứu dùng nấm sợi của các loại nấm lớn (Linh chi - Ganoderma lucidum, Bào ngư- Pleurotus florida) xử lý okara để chế biến bánh bistcuit, trà túi lọc... . Lê Chiến Phương và các cộng tác viên (2004) [6] xử lý okara bằng nấm mốc Mucor và vi khuẩn lactic. Ngô Đại Nghiệp dùng Asp.oryzae chế biến okara thành tương xay. Lại Mai Hương và các cộng tác viên dùng enzyme kết hợp với phương pháp cơ học xử lý cellulose trong okara để sản xuất chế phẩm giàu chất xơ bổ sung vô một số thực phẩm [4]. Chưa có sản phẩm nào trong số các sản phẩm nêu trên được triển khai sản xuất thử ở quy mô công nghiệp. 14 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy Điều này cho thấy ở Việt Nam ngay cả nơi có sản xuất okara ở quy mô công nghiệp, hiện đại như công ty sữa Việt Nam, loại phụ phế liệu đậu nành này vẫn chưa được tận dụng có hiệu quả vào các mục đích khác ngoài thức ăn chăn nuôi. 1.4.4. Thành phần dinh dưỡng của okara (tính theo 100g) [4] [14] Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của okara (tính theo 100g) Năng lượng 77 Kcal Protein 3,22g Lipid tổng 1,73g Lipid 1 nối đôi 0,193g Lipid nhiều nối đôi 0,295g Tro 0,755g Carbohydrat 0,88g Ca 12,54g Fe 80mg Mg 1,30mg P 26mg K 213mg Na 9mg Zn 0,56mg Cu 0,2mg Mn 0,4mg Se 10,6mg Thiamin 0,02mg Riboflavin 0,02mg Niacin 0,1mg Pantothenic acid 0,088mg Vitamin B6 0,115mg Nhận xét: Trong okara thành phần protein chiếm với lượng cao so với các thành phần khác 3,22g. Ngoài protein ra thì trong okara chứa gần như đầy đủ các khoáng chất và vitamin, điều đó cho thấy tuy chỉ là phụ phẩm nhưng okara vẫn tồn tại nhiều thành 15 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy phần dinh dưỡng cần thiết cho con người nên việc tận dụng nguồn phu phẩm này là một việc quan trọng mang lại lợi nhuận kinh tế cao. Bảng 1.5. Thành phần hóa học của bã đậu nành Thành phần % chất khô Nước 10 Protid 44.5 Lipid 5 Glucid 29.2 Cellulose 5.8 Tro 5.5 Bảng 1.6. Thanh phân nhóm các protein đơn giản Nhóm protein % so với tổng protein Albumine 6-8 Globuline 25-34 Gluteline 13-14 Prolamine Không đáng kể Bảng 1.7. Thành phần các acid amine trong bã đậu nành Acid amine % so với lượng acid amine tổng Isoleucine 1,1 Leucine 7,7 Lysine 5,9 Methionine 1,6 Cysteine 1,3 Phenyalanine 5 Threonine 4,3 Tryptophane 1,3 Valine 5,4 Histidine 2,6 Chất xơ trong bã đậu nành [11] [12] 16 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy Trong bã đậu nành hàm lượng xơ không tan chiếm đa số, các xơ tan thì chiếm với hàm lượng thấp bao gồm các thành phần sau: • Cellulose: là polysaccharide chủ yếu của thành tế bào thực vật, được cấu tạo bởi các β-D glucose-pyranose, các thành phần này liên kết với nhau bởi liên kết glucose. Cellulose không tan trong nước (cả nước nóng và nước lạnh), tan trong acid và kiềm. Khi đun sôi với acid sulfuric đậm đặc, cellulose sẽ chuyển thành glucose còn khi thủy phân trong điều kiện nhẹ nhàng sẽ tạo nên disaccharide cellobiose. Cellulose không có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng của người vì không tiêu hóa được ở ống tiêu hóa. Động vật nhai lại có thể tiêu hóa dễ dàng cellulose vì trong ruột của chúng có chứa các vi khuẩn có khả năng tiết ra enzyme cellulase là enzyme thủy phân cellulose. Hình 1.3 CelluloseH • Hemicellulose: là nhóm polysaccharide không tan được trong nước, chỉ tan được trong dung dịch kiềm. Hemicellulose cũng là thành phần của thành tế bào thực vật và tồn tại chủyếu ở các phần như vỏ hạt, bẹ ngô, cám, rơm rạ, trấu. Khi thủy phân hemicellulose sẽ thu được các monosaccharide thuộc nhóm hexose (nhưmanose, galactose) và nhóm pentose (như arabinose, xilose). Trong thiên nhiên, loại hemicellulose dễ gặp nhất là xylan. Xylan thường thấy nhiều trong rơm, rạ… 17 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy Hình 1.4 Hemicellulose Xơ tan [11] [12]: gồm pectin, β-glucan, galactose, mannan, gum… Chất xơ hòa tan khi đi qua ruột sẽ tạo ra thể đông làm chậm quá trình hấp thu một số chất dinh dưỡng vào máu, và cũng làm tăng độ xốp, mềm của bã thải tiêu hóa. • Pectin: là polysaccharide có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan (tồn tại chủ yếu ở thành tế bào) và dạng hòa tan của pectin (tồn tại ởdịch tế bào). Dưới tác dụng của acid, enzyme protopectinase hoặc khi đun sôi, protopectin chuyển sang dạng pectin hòa tan. Đặc tính quan trọng của pectin là khi có mặt acid và đường, nó có khả năng tạo thành chất gel, vì vậy nó được ứng dụng rộng rãi trong kỹ nghệ sản xuất mứt kẹo. Hình 1.5 Pectin Công dụng của chất xơ hoà tan [12]: vài năm trở lại đây, nhiều nghiên cứu đã đưa ra bằng chứng về những tác dụng đáng kể của chất xơ trong việc phòng và chữa bệnh, ngoài một vài tác dụng đã biết đến từ rất lâu. Tác dụng phòng và điều trị của chất xơ chủ yếu tập trung vào các chứng bệnh mạn tính gắn với tuổi già: - Phòng ngừa táo bón: do có đặc tính hút nước, chất xơ không hòa tan trương lên khi ở trong ruột, làm nở và mềm khối phân, kích thích thành ruột, tăng nhu động ruột khiến việc đẩy phân ra ngoài dễ dàng hơn. Tác dụng này được coi là một tác dụng kinh điển của chất xơ. Ngoài ra, chất xơ có tác dụng hấp phụ các chất độc có trong hệ tiêu hóa, tăng khả năng miễn dịch của hệ thống này, tăng cường hoạt động của hệ vi khuẩn đường ruột nên giảm được nguy cơ nhiễm trùng đường tiêu hóa, nhất là bệnh tiêu chảy. 18 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy - Phòng ngừa bệnh ung thư: các chuyên gia về ung thư học của Mỹ đã khẳng định rằng: chất xơ có tác dụng rất mạnh trong việc phòng ung thư đường tiêu hóa mà đặc biệt là ung thư đại tràng. Nó làm tăng khả năng miễn dịch của hệ thống tiêu hóa, khuyến khích hệ vi khuẩn hữu ích trong ruột phát triển. Chính hệ vi khuẩn này đã tác động thường xuyên lên thành ruột, hạn chế sự phân chia bất thường của các tế bào, kìm hãm sự phát sinh, phát triển các túi nang bất thường trên thành ruột. Hơn nữa, khi ở trong ruột, chất xơ còn tạo môi trường có tính khử cao, chống lại các chất oxy hóa, chất độc phát sinh trong quá trình chuyển hóa thức ăn ở đại tràng. Các chất xơ hòa tan giữ vai trò trong chuyển hóa lipid, glucid và lipoprotein. Vì thế, nó làm giảm thời gian thức ăn tồn đọng trong hệ tiêu hóa, giúp hệ thống này ít phải chịu sức ép của thức ăn về góc độ khối lượng cũng như sinh hóa. Chất xơ còn có tác dụng ngăn ngừa nguy cơ ung thư vú ở phụ nữ. Với những phụ nữ có chế độ ăn nhiều chất xơ, ít chất béo và đạm thì nguy cơ ung thư vú có liên quan đến oestrogen giảm đáng kể. Ở những trẻ em gái có chế độ ăn như vậy, tuổi xuất hiện kinh nguyệt cũng muộn hơn và vì thế sẽ ít bị ung thư vú hơn khi trưởng thành. - Giảm mỡ máu: khi các chất xơ không hòa tan hút nước, chúng giữ luôn một phần muối mật nên kích thích cơ thể tăng cường sản xuất muối mật để bù vào lượng thiếu hụt, vì thế mà tăng sử dụng cholesterol. Lượng cholesterol tích lũy sẽ giảm đi kéo theo lượng cholesterol trong máu cũng giảm. Còn các chất xơ hòa tan tác động lên quá trình chuyển hóa lipid nên giảm nguy cơ xơ vữa động mạch. Các chuyên gia khuyên rằng những người bị tăng cholesterol máu nên tăng lượng chất xơ trong khẩu phần hằng ngày. - Phòng ngừa và điều trị tiểu đường: chất xơ làm hạn chế tăng đường huyết sau khi ăn (nhất là các chất xơ hòa tan) do có khả năng tăng tính nhạy cảm của insulin. Nó tham gia chuyển hóa triglycerid nên giúp kiểm soát nồng độ đường trong máu một cách hiệu quả. Đường sẽ được giải phóng từ từ vào máu, duy trì được nồng độ đường/máu một cách ổn định. Đây chính là mục đích của việc phòng ngừa và kiểm soát bệnh tiểu đường. - Chống béo phì: chất xơ không có giá trị dinh dưỡng nên chỉ tạo cảm giác no mà không tăng lượng calo cho cơ thể. Vì thế, nó rất lợi cho những người bị béo phì. Mặt 19 Đề tài: Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình sản xuất sữa đậu nành đóng hộp GVHD:Lê Hương Thủy khác, do chất xơ có thể hạn chế và kiểm soát lượng đường trong máu nên không tạo ra tình trạng thừa đường để chuyển hóa thành mỡ dự trữ. Ngay trong quá trình tiêu hóa thức ăn, cả chất xơ hòa tan và không hòa tan đều làm tăng tốc độ vận chuyển thức ăn trong ruột, hạn chế được sự hấp thu các chất dinh dưỡng nên cũng hạn chế tăng cân. - Điều trị sỏi mật: khi kết hợp với acid mật, các chất xơ tự nhiên ngăn chặn nguy cơ tạo ra sỏi mật. Chất xơ quan trọng như vậy nhưng vẫn ngày càng giảm đi trong khẩu phần ăn hằng ngày. Theo một khảo sát gần đây, lượng chất xơ trong khẩu phần ăn của chúng ta hiện nay chỉbằng 40-50% so với 30 năm trước. Điều này có thể được giải thích là do sự phổ biến loại thực phẩm tinh chế (đã bị loại bỏ gần hết chất xơ). Đây cũng chính là một trong những nguyên nhân làm tăng nguy cơmắc các căn bệnh của xã hội hiện đại nhưung thư, tim mạch, tiểu đường... Với người Việt Nam, để có đủ chất xơ trong một ngày, mỗi người cần ăn tối thiểu 300 g rau xanh và 100g quả tươi 1.4.5. Một số enzyme trong bã đậu nành - Urease: enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân urea thành carbon dioxyde và ammonia, có tính chất chống lại sự hấp thu các chất đạm qua màng ruột do đó không nên ăn đậu nành sống. - Lipase: thủy phân glyceride tạo thành glycerine và acid béo - Phopholipase: enzyme thủy phân phospholipid thành các acid béo và các hợp chất tan trong chất béo khác. - Lipoxygenase: enzyme có chứa sắc, xúc tác cho phản ứng oxy hóa acid béo không no tạo sản phẩm hydroperoxide. 1.4.6. Quy trình thu nhận okara từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành [9] 20