Đề tài Nghiên cứu quy trình công nghệ thu nhận bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon

uỷ phân genistin thành genistein Được thực hiện nhờ enzyme β-glucosidaza. Enzyme này cắt liên kết β-glucosid trong phân tử genistin, loại đi phân tử glucoza để chuyển hoá thành genistein không tan trong nước. Hình 1.3: Cơ chế thuỷ phân genistin 2.1.1.3 Sự hấp thụ genistein Genistein được hấp thụ tốt trong ruột và được chuyển từ ruột tới máu, tới gan vào ống mật và quay trở lại ruột. Tốc độ hấp thụ genistein ở dạng aglucon lớn hơn genistin ở dạng glucosid [22]. 2.1.1.4 Ảnh hưởng của sự chế biến đến Genistein Ngoài sự thay đổi về thành phần isoflavon trong quá trình tiêu hoá, các phương pháp chế biến đậu tương có liên quan đến sự thay đổi về lượng genistin và genistein. Điều kiện canh tác đậu tương khác nhau dẫn đến sự khác nhau về hàm lượng genistein và genistin trong các sản phẩm đậu tương. Các phân tích có tính chất so sánh các thực phẩm từ đậu tương cho thấy sự khác nhau về hàm lượng isoflavon. Vì vậy số liệu trong bảng 1.7 được sử dụng như một nguyên tắc để xác định hàm lượng genistein và genistin trong các thực phẩm từ đậu tương. Bảng 1.7: Hàm lượng isoflavon trong đậu tương và các sản phẩm chế biến từ đậu tương ở các điều kiện khác nhau [13]. Đậu tương và các sản phẩm chế biến từ đậu tương. Genistein,trọng lượng khô(μg/g) Genistin,trọng lượng khô(μg/g) Các loại đậu tương mới thu hoạch 15,3 2.413 Đậu tương nghiền chưa kỹ 19,0 2.080 Đậu tương rang 71,3 1.830 Đậu nướng 19,0 2.080 Tào phớ 138 1.420 Tempeh 224 1.007 Lượng isoflavon trong các thực phẩm từ đậu tương tăng lên khi qua một số quá trình chế biến. Qua bảng 1.7 ta thấy đậu tương mới thu hoạch hàm lượng genistein thấp. Coward và cộng sự cho thấy rằng quá trình nghiền đậu tương thành bột không làm ảnh hưởng đến hàm lượng genistein. Sữa đậu nành, tào phớ sau quá trình ngâm nước hoặc đun nóng, dung dịch có chứa nhiều genistein hơn các loại đậu tương mới thu hoạch, tuy nhiên còn phụ thuộc vào hàm lượng enzim β-glucosidaza [13]. 2.1.2 Daidzein 2.1.2.1 Đặc điểm và cấu trúc hoá học của Daidzein Hình 1.4: Cấu trúc hoá học của daidzein Daidzein là dạng aglucon của daidzin. Dạng isoflavon này được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng daidzin glucosid 6’’_O_Malonylgenistin và 6’’_O_axetyldaidzin. Daidzein và glucosid của nó có chủ yếu trong các loại đậu như đậu tương và đậu xanh. Glucosid daidzin là isoflavon nhiều thứ hai trong đậu tương và các sản phẩm chế biến từ đậu tương. Daidzein là chất rắn hầu như không tan trong nước có công thức phân tử C15H10O4 và có trọng lượng phân tử là 254,24 Dalton. Daidzein hoà tan trong nước kém hơn Daidzin. Daidzein có hoạt tính estrogen và hoạt tính chống oxy hoá. Nó cũng có tính kháng nghiện rượu, kháng các nhân tố gây ung thư, kháng xơ vữa động mạch, kháng hội chứng loãng xương. Trong các thí nghiệm invio thì hoạt tính estrogen của daidzein là yếu nhất trong số các isoflavon. Ảnh hưởng như một estrogen yếu của daidzein cũng liên quan đến hoạt tính chống loãng xương của daidzein. Daidzein được cho rằng có ảnh hưởng đến quá trình đồng hoá các tế bào xương, chúng có thể kích thích sự tạo thành các tế bào xương. Không chỉ vậy, daidzein là một nhân tố trao đổi của quá trình tổng hợp ipriflavon. Ipriflavon đã được chứng minh có khả năng quan trọng chống lại hiện tượng loãng xương ở người và động vật. Tuy nhiên tác dụng như thuốc của daidzein đối với cơ thể là rất phức tạp và chưa được nghiên cứu đầy đủ. 2.1.2.2 Sự hấp thụ daidzein Daidzein được hấp thụ ở ruột sau đó được vận chuyển vào chu trình của cơ thể bởi hệ bạch huyết, có rất ít daidzein đến được các mô. Sau đó chúng được phân phối tới gan dưới dạng liên kết với gluconat và sulphat nhờ Enzyme UDP-glucurostyltransferaza. Dạng liên kết của daidzein với gluconat và sulphat được bài tiết vào trong nước tiểu và vào trong ống dẫn mật. Dạng liên kết này lại bị cắt để tạo thành daidzein được hấp thụ và chuyển hoá ở ruột già thành dạng dihydrodaidzein và sau đó được chuyển hoá tiếp thành equol và O-desmethylangolensin. 2.1.3 Glycitein 2.1.3.1 Đặc điểm và cấu trúc hoá học của glycitein Hình 1.5: Cấu trúc hoá học của glycitein Glycitein thuộc nhóm isoflavon trong các flavonoit. Nó cũng là một phytoestrogen do có quy trình tác động sinh học tương tự estrogen. Glycitein là dạng aglucon của glycitin, có cấu trúc hoá học hơi khác so với Genistein và daidzein (vì có thêm nhóm COH3 trong công thức cấu tạo). Trong đậu tương và các sản phẩm chế biến từ đậu tương thì các glycitein có hàm lượng ít nhất trong các isoflavon, chiếm khoảng 5 - 10% isoflavon tổng số. Glycitein là chất rắn ít tan trong nước, có công thức phân tử là C16H12O5, và có hoạt tính estrogen, chống ôxy hoá, chống ung thư, chống xơ vữa động mạch và chống loãng xương. Trong tất cả các loại isoflavon của đậu tương thì glycitein ít được quan tâm nhất do hàm lượng của chúng trong đậu tương là rất nhỏ. 2.1.3.2 Sự hấp thụ Glycitein Các nghiên cứu chỉ ra rằng sau khi tiêu hoá isoflavon đậu tương, glycitein được tìm thấy trong huyết tương. Điều này chứng tỏ rằng nó đã được hấp thụ tương tự như genistein và daidzein. 2.2 Vai trò của isoflavon đối với sức khoẻ con người 2.2.1 Cơ chế tác động của isoflavon Có nhiều nghiên cứu chỉ ra tác động của isoflavon trong việc ngăn ngừa các bệnh về tim, ức chế sự oxy hoá lipoprotein (tác động chống ôxy hoá), giảm cholesterol trong huyết thanh, ức chế enzim tyrozinkinaza hoặc làm tăng phản ứng của mạch máu. Những nghiên cứu về dịch tễ học cũng cho rằng isoflavon có tác dụng làm giảm nguy cơ phát triển các bệnh ung thư phụ thuộc hormone như ung thư tiền liệt tuyến, ung thư vú. Chúng được giải thích bởi khả năng liên kết với thụ thể estrogen và do thay đổi quá trình trao đổi hormone hoặc ức chế sự tăng nhanh của tế bào [12]. 2.2.2 Isoflavon và sức khoẻ Trong đậu tương ngoài hàm lượng Protein thực vật cao còn có các isoflavon có tác dụng tốt trong việc phòng chống bệnh tật. Đậu tương và các sản phẩm chế biến từ đậu tương rất có lợi cho sức khoẻ. Trong báo cáo của nhiều chuyên gia dinh dưỡng đã chứng minh điều này. Cục quản lí dược phẩm và thực phẩm của Mỹ (FDA) cũng có quy định mới cho phép các thực phẩm có protein và isoflavon đậu tương có thể ghi trên bao bì là có thể giảm nguy cơ về bệnh tim mạch. Qua đó đủ biết chất bổ dưỡng của đậu tương có hàm lượng protein thực vật và estrogen thực vật cao có quan hệ mật thiết với việc phòng và trị bệnh. Thứ nhất là giảm tỉ suất bệnh tim vì trong đậu tương chỉ có rất ít chất béo bão hoà nhưng không có Cholesterol. Trong ăn uống nếu ăn nhiều protein của đậu tương có tác dụng làm giảm Cholesterol. Dựa trên các kết quả nghiên cứu khác nhau các chuyên gia cho rằng nếu mỗi ngày ăn 20 - 25g protein đậu tương có thể giảm được 20 - 30% nguy cơ mắc các bệnh tim mạch [8]. Thứ hai là giảm tỉ lệ ung thư ở người. Ăn uống là yếu tố quan trọng làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư. Mỗi ngày chỉ cần ăn một phần chế phẩm của đậu tương, tương đương với ½ cốc thực phẩm làm bằng đậu tương hoặc bằng 1 cốc sữa đậu nành là có thể phòng được nhiều loại ung thư: ung thư phổi, ruột, trực tràng, dạ dày, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư vú. Những người phụ nữ châu Á có chế độ ăn kiêng chủ yếu bằng sữa đậu nành thì tỉ lệ ung thư vú cũng giảm hơn so với phụ nữ Phương Tây. Genistein và Daidzein là hai isoflavon đầu tiên được tìm thấy trong thực phẩm sữa đậu nành, tào phớ, tempeh, hỗn hợp protein của các loại rau hoặc các loại đậu tương nói chung có thể ảnh hưởng đến sự kháng các bện ung thư [17]. Theo M.Hasler khi sử dụng thức ăn bằng hạt đậu tương hoặc các sản phẩm của nó con người có thể giảm được một số bện về tim mạch, phòng chống bệnh ung thư [25]. Điều đó được thể hiện qua bảng sau. Bảng 1.8: Tỉ lệ sử dụng đậu tương trung bình ở một số nước [25] TT Tên nước Tỉ lệ đậu tương trung bình người/ngày (gam) Tỉ lệ mắc bệnh ung thư (%) 1 Nhật Bản 29,5 2,6 2 Hàn Quốc 19,9 4,7 3 Hồng Kông 10,3 6,0 4 Trung Quốc 9,3 8,4 5 Mỹ Hầu như không đáng kể 22,4 Thứ ba là phòng chống bệnh loãng xương. Loãng xương là nguyên nhân làm cho xương có tính thấm cao vì thế xương dễ mất hoặc gãy do thiếu canxi và các khoáng chất. Ăn nhiều chế phẩm của đậu tương giúp xương được khoẻ mạnh, giảm nguy cơ bị loãng xương vì đậu tương có nhiều canxi, chỉ nửa bìa đậu phụ có tới 130mg canxi, một cốc sữa đậu nành có thể có tới 80mg canxi. Và các isoflavon với một hàm lượng quan trọng trong đậu tương và các thực phẩm từ đậu tương có khả năng ngăn ngừa sự loãng xương. Ngoài ra estrogen của đậu tương có tác dụng tăng cường công năng của xương [9]. Thứ tư là giảm những chứng bệnh của thời kì tiền mãn kinh. Các báo cáo nghiên cứu cho biết người phụ nữ nếu mỗi ngày uống nửa cốc chế phẩm đậu tương sẽ giảm được chứng đau kinh, mồ hôi trộm, mất ngủ, buồn phiền. Những nghiên cứu của viện y học trường đại học bắc Carolado Mỹ cho biết: Họ đã dùng đậu tương để thực nghiệm đối với phụ nữ thời kì mãn kinh. Một nhóm 63 người mỗi ngày ăn 20 gam đậu tương bột (uống chung với nước cam hoặc ngũ cốc) trong 6 tuần, một nhóm khác thì không dùng đậu tương. Kết quả cho thấy nhóm phụ nữ ăn bột đậu tương số lần bồn chồn (nóng nảy) không thay đổi nhưng mức độ nhẹ hơn nhiều. Những nghiên cứu gần đây của trường đại học Manchester cũng cho thấy kết quả như vậy. Một nguyên nhân khác khiến các bác sĩ cho rằng đậu tương được dùng phổ biến ở châu Á nên các chứng bệnh về thời kì tiền mãn kinh của phụ nữ châu Á không rõ rệt như của phụ nữ phương Tây [3]. 2.3 Ảnh hưởng của các quá trình công nghệ đến hàm lượng isoflavon Hiện nay nhiều nhà nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của các phương thức xử lý khác nhau đối với thành phần isoflavon của các sản phẩm đậu tương khác nhau. Nói chung việc xử lý đậu tương trong sản xuất các thực phẩm làm từ đậu tương làm tăng sự thuỷ phân glucosid, làm tăng hàm lượng aglucon. Các phương pháp xử lý khác nhau được áp dụng đối với đậu tương đem đến những sản phẩm khác nhau, ví dụ sữa đậu nành được làm bằng cách ngâm đậu tương đã xay mịn vào nước. Sản phẩm đậu tương được dùng phổ biến khác là đậu phụ, nó được làm bằng sữa đậu nành tươi đông tụ với chất làm đông. Một loạt sản phẩm thông thường khác là tương, dạng paste dùng trong soup hoặc nước sốt được làm bằng cách làm chín đậu tương với gạo hoặc lúa mạch trong thời gian 1 - 3 năm; Tempeh, một loại bánh được làm bằng cách lên men toàn bộ đậu tương và đậu phụ khô đã nấu. Quá trình lên men đậu tương sẽ hydro hóa từng phần isoflavon glucosid làm tăng hàm lượng aglucon trong các sản phẩm như là tempeh và natto. Những nhà nghiên cứu khác đã nghiên cứu sự cân bằng khối lượng của isoflavon trong những điều kiện xử lý. Họ thấy rằng các quá trình chế biến có dấu hiệu làm giảm isoflavon, Wang và Murphy báo cáo lượng isoflavon bị mất đi 47% so với isoflavon tổng số trong quá trình sản xuất bột đậu tương [24]. Coward và cộng sự, 1993 cho rằng các sản phẩm chế biến từ đậu tương của châu Á và Mỹ (bột đậu tương và protein cô đặc) có hàm lượng isoflavon tổng số tương tự như ở đậu nguyên hạt. Sự hao hụt isoflavon cũng xảy ra trong quá trình chế biến Tempeh, đậu phụ và sữa đậu nành. Quá trình ngâm và đun nóng trong chế biến Tempeh làm mất đi tương ứng 12% và 49% isoflavon tổng số. Trong quá trình chế biến đậu phụ, 35% isoflavon bị mất đi, trong khi đó chế biến sữa đậu nành thì lượng isoflavon mất đi không nhiều [13]. 2.4 Quá trình chuyển hoá sinh học Trong trường hợp này Enzim glucosidaza sẽ cắt liên kết β-glucosid để loại đi (hay tạo ra) các phân tử đường. Do vậy các phân tử gốc sẽ có đặc tính sinh học cao hơn. Ezim có sẵn trong thực vật (enzim nội bào) hoặc enzim từ quá trình lên men của vi khuẩn nấm men, nấm mốc sẽ thuỷ phân liên kết β-glucosid. Enzim của đậu tương: Matsura và cộng sự đã xác định được sự có mặt của β-glucosidaza trong đậu tương, enzim thuỷ phân các phân tử đường từ genistin để tạo thành genistein trong các quá trình làm lỏng tào phớ. Bảng 1.9 cho thấy sự thay đổi của genistin và genistein sau khi đậu tương được nghiền lỏng trong 16 giờ ở 200C. Genistin và daidzein đã bị thuỷ phân rất nhiều bởi enzim β-glucosidaza có trong đậu tương [19]. Bảng 1.9: Hàm lượng genistin và genistein trước và sau khi ngâm nước trong 16 giờ ở 200C Đậu tương Genistin (mg/100g trọng lượng khô) Genistein (mg/100g trọng lượng khô) Trước khi ngâm 181,1 4,9 Sau khi ngâm 119,1 24,3 3. Công nghệ và phương pháp sử dụng trong sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu hàm lượng isoflavon 3.1 Công nghệ đồng hoá 3.1.1 Giới thiệu về công nghệ đồng hoá Trong một vài thập kỷ gần đây, đồng hoá hỗn hợp chất lỏng đã trở thành một quy trình quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Nó cũng được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, chủ yếu trong chế biến một số sản phẩm như các sản phẩm sữa, nước quả, sữa đậu nành – Khái niệm: Đồng hoá là quá trình làm tơi mịn các thực phẩm lỏng, bán lỏng, làm nhỏ và đồng đều các phần tử rắn không tan (làm cho các phần tử của sản phẩm có kích thước rất nhỏ, giảm từ 265 μm đến vài chục μm) nhằm làm tăng độ mịn của sản phẩm, làm cho sản phẩm không bị phân lớp. – Nguyên tắc làm việc của máy là dùng áp lực cao đẩy sản phẩm đi qua các khe hở rất nhỏ. Khi thay đổi áp suất một cách đột ngột và tốc độ tăng lên nhiều, làm cho sản phẩm bị tơi, nhỏ ra. – Các loại máy đồng hoá: Hiện nay có rất nhiều loại máy đồng hoá, cơ bản được chia làm 2 loại: Máy đồng hoá roto Thiết bị linh hoạt chỉ có một đầu nghiền, có thể lắp nhiều roto và stato khác nhau tuỳ theo ứng dụng. Roto rỗng giữa và có đục các lỗ nhỏ. Khi roto quay trong chất lỏng sẽ tạo vòng xoáy trong trục, các chất lỏng bị bắn qua lỗ nhỏ trên trục roto và va chạm vào nhau và vào thành stato làm xé nhỏ và đồng đều các thành phần (hình 1.6). Hình 1.6: Nguyên lý của máy đồng hoá roto Hãng Velp của Ý có sản phẩm OV5 dựa trên nguyên tắc này, thiết bị sử dụng để phân tán dung dịch, đồng hoá và trộn trong các lĩnh vực công nghệ sinh học, gốm sứ và thực phẩm. Tốc độ khuấy trộn của máy đạt 10.000-30.000 vòng/phút. Thể tích khuấy tối đa là 8 lít đối với quá trình đồng hoá và 40 lít đối với quá trình khuấy trộn tốc độ cao (hình 1.7). Hình 1.7: Máy đồng hoá OV5 3.1.3 Máy đồng hoá áp suất cao Đồng hoá áp suất cao là phá vỡ hoàn toàn cấu trúc nhũ tương hay xé nhỏ toàn bộ phần tử lơ lửng thành các mảnh nhỏ, mịn nhờ sự thay đổi áp suất lớn và đột ngột khi qua khe van rất nhỏ. Do đó nâng cao trạng thái nhũ tương làm nổi bật trạng thái của sản phẩm: kéo dài tuổi thọ, tăng cường khả năng tiêu hoá và mùi vị của các sản phẩm thực phẩm. Theo Barabanowxki, quá trình đồng hoá sữa dựa trên sự chênh lệch áp suất rất cao và đột ngột. Nhờ một lỗ hổng mà tạo ra sự thay đổi bất thường của dòng chảy, tạo ra lực kéo lớn tới các giọt chất béo một cách mau lẹ [5]. Các giọt chất lỏng có áp suất rất cao (lớn nhất đạt 1000 bar). Lực này có được nhờ một chu trình vận hành của pittong, dịch chuyển qua lại trong xilanh với tốc độ cao khoảng 200 - 300 m/s đến van và tạo ra một lỗ hổng nhỏ. Tốc độ chuyển động của sữa trong buồng tăng áp v0 = 9m/s. Khi đi từ buồng tăng áp vào khe van rất nhỏ, tốc độ sữa sẽ tăng lên đáng kể. Trong khe van, sữa có tốc độ v1 = 200 - 300 m/s. Khi cầu mỡ chuyển từ vùng có tốc độ thấp v0 vào vùng có tốc độ cao v1 bị kéo căng, từng phần của nó bị đứt khỏi cầu mỡ. Tốc độ v1 càng lớn (phụ thuộc vào áp suất) thì cầu mỡ bị kéo càng mạnh, gần như sợi chỉ và khi đó phân tách thành các phần từ nhỏ, mảnh, mịn nhỏ hơn 0,3 μm làm cho chất lỏng trở nên đồng nhất (hình 1.8). Với các sản phẩm thực phẩm khác như sữa đậu nành và sữa cũng tương tự như vậy. Hình 1.8: Nguyên lý máy đồng hoá áp suất cao 3.1.4 Các sản phẩm được sản xuất sử dụng công nghệ đồng hoá Ngày nay có rất nhiều sản phẩm sử dụng công nghệ đồng hoá đã nâng cao đáng kể chất lượng sản phẩm và làm nổi bật nét đặc trưng cho từng loại sản phẩm như: sữa tiệt trùng, sữa thanh trùng, sữa chua, sữa đậu nành, nước quả Mỗi sản phẩm chỉ thích hợp với một chế độ đồng hoá khác nhau. Dưới đây là một số điều kiện chung nhất khi đồng hoá các sản phẩm. Bảng 1.10: Áp suất đồng hoá của một số sản phẩm Áp suất đồng hoá (bar) Nhóm sản phẩm Thực phẩm, sản phẩm sữa Hoá chất, y học, mỹ phẩm 100 – 250 Sữa, nước quả, sữa đậu nành, sữa chua uống, đồ uống nhẹ, cream, kem, nước sốt, siro. Nước xả vải, thuộc da, giấy, nguyên liệu tổng hợp cao su. 300 – 400 Cream cho thực phẩm, sôcôla, sữa bột, magarin, putdinh, xốt mayone Mực in, xà phòng, dầu gội, dầu fuel, vitamin, kem đánh răng, sơn, nước hoa. 500 – 600 Thực phẩm lỏng, nấm men Y, mỹ phẩm, silicon, công nghệ nhuộm. 3.1.5 Vai trò của đồng hoá trong công nghệ chế biến các sản phẩm từ đậu tương Đậu tương là một trong những loại thực phẩm nổi tiếng và phổ biến trên thế giới, chiếm vị trí đỉnh tháp dành cho người và động vật do có chứa một lượng protein lớn có giá trị cao (35 - 40%), có đầy đủ các axit amin không thay thế. Hàm lượng lipit trong đậu tương khá cao, 15 - 25%, trong đó phần lớn là các axit béo không no. Như ta đã biết, trong đậu tương ngoài các vitamin và khoáng chất còn chứa 0,25% hợp chất isoflavon là chất có hoạt tính sinh học mạnh và có nhiều công năng. Do đặc điểm của hạt đậu tương có nhiều chất béo và protein nên trong quá trình sản xuất các sản phẩm từ đậu tương và đậu tương nảy mầm có qua công đoạn thu nhận dịch sữa rất cần thiết phải sử dụng công nghệ đồng hoá. Mục đích chính của đồng hoá dịch sữa đậu tương là để chia nhỏ các cầu mỡ, tăng cường liên kết giữa các cầu mỡ và protein, tránh hiện tượng tích tụ các cầu mỡ và đông tụ protein. Đồng hoá còn phải đảm bảo không ảnh hưởng đến các thành phần dinh dưỡng, đặc biệt là hàm lượng isoflavon với những sản phẩm làm giàu isoflavon. Vì vậy việc nghiên cứu và đưa ra các thông số tối ưu của quá trình đồng hoá dịch sữa đậu tương nảy mầm là rất quan trọng nhằm đáp ứng được các yêu cầu công nghệ của sản phẩm cuối cùng. Phương pháp sấy phun 3.2.1 Giới thiệu phương pháp sấy phun Ngày nay, các sản phẩm dạng bột được sản xuất từ dạng lỏng trong công nghiệp chế biến thực phẩm được thực hiện bằng các phương pháp như: sấy phun, sấy thăng hoa, sấy đông khô, sấy chân không. Tuy nhiên, sản lượng và chất lượng của sản phẩm lại phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp sấy và điều kiện sấy. Ví dụ, phương pháp sấy đông khô được coi là phương pháp phù hợp nhất để thu được sản phẩm có chất lượng cao nhưng giá thành lại rất đắt do đặc thù về công nghệ. Ngược lại, phương pháp sấy phun là phù hợp với sản xuất các dạng sản phẩm bột thương mại do tính chất đơn giản về công nghệ và chi phí đầu tư thấp. Song lại đòi hỏi phải kiểm soát được các thông số công nghệ khác nhau như: nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ đầu ra, tốc độ nhập liệu, áp suất khí nén Trong quy trình sản xuất bột đậu tương nảy mầm, công đoạn sấy phun để chuyển sản phẩm từ dạng lỏng sang dạng bột hoà tan là rất cần thiết vì nó phù hợp với việc bảo quản, vận chuyển, sử dụng cũng như tiêu thụ. – Nguyên lí làm việc của máy sấy phun: không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được đưa vào bộ phân phối không khí ở trên đỉnh thiết bị. Khí nóng được đưa vào buồng sấy đều theo hình xoáy trôn ốc. Nguyên liệu dạng lỏng từ máng nguyên liệu đi qua bộ lọc được bơm lên bộ phun sương ở trên đỉnh của buồng sấy làm nguyên liệu trở thành dạng hạt sương cực nhỏ, khi tiếp xúc với khí nóng, lượng nước có trong nguyên liệu nhanh chóng bay hơi, nguyên liệu dạng lỏng được được sấy khô thành thành phẩm trong thời gian cực ngắn. Thành phẩm được phần đáy của buồng sấy và bộ phân li gió xoáy đùn ra ngoài, phần khí thừa còn lại được quạt gió hút và đẩy ra ngoài. – Ưu điểm của phương pháp này là tốc độ sấy rất nhanh hoàn toàn phù hợp với những nguyên liệu có độ nhạy cảm cao với nhiệt ví dụ như một số nguyên liệu chứa đường mà đậu tương là một sản phẩm điển hình. 4. Tình hình nghiên cứu và sử dụng isoflavon đậu tương trên thế giới và Việt Nam 4.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng isoflavon Mặc dù isoflavon được phát hiện từ những năm 1940 nhưng chỉ trong khoảng 15 năm gần đây isoflavon mới nhận được sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu do tác dụng có lợi của nó đối với sức khoẻ con người. Năm 1990 Viện ung thư quốc gia Mỹ đã xem xét vai trò của đỗ tương trong phòng bệnh ung thư và xác định ở đỗ tương có năm nhóm chất chống ung thư. Trong đó người ta đặc biệt chú ý đến tác dụng chống ung thư của isoflavon, một nhóm hoá chất gần như không tồn tại trong các thực phẩm khác ngoài đỗ tương. Một trong các isoflavon của đỗ tương được nghiên cứu nhiều nhất trong 7 - 8 năm qua là genistein. Hơn 40 công trình nghiên cứu của các trường đại học danh tiếng trên thế giới đã chỉ ra rằng genistein có khả năng ngăn chặn sự phát triển của khối u. Bên cạnh việc ngăn cản sự hình thành các mạch máu mới (một điều kiện tiên quyết để khối u phát triển), genistein còn ức chế các men (enzim) trong các loại tế bào ung thư, và do đó, nó được coi là chất có khả năng phòng chống nhiều thể ung thư khác nhau [27]. Mới đây (2008) một nhóm giáo sư đại học ở Hồng Kông đã đưa ra được lợi ích của isoflavon trong việc phòng chống bệnh đột quỵ do nó kiểm soát được lượng cholesterol xấu trong máu. Một cuộc thử nghiệm đã được tiến hành với 102 bệnh nhân đã từng bị mắc chứng đột quỵ  từ 6 tháng trước đó và đã bị mắc một trong số những căn bệnh liên quan đến tim mạch. 102 bệnh nhân này được chia ra thành 2 nhóm, mỗi ngày mỗi người được bổ sung vào chế độ ăn uống 80 mg đậu tương. Chế độ ăn như vậy đã được duy trì trong suốt 12 tuần liên tiếp. Sau đó các chuyên gia đã tìm được những dấu hiệu đáng mừng bằng cách sử dụng phép đo FMD (một phép đo cho biết mức độ giãn nở của động mạch), ở nhóm bệnh nhân này nguy cơ bị tắc nghẽn mạch máu hay chứng đột quỵ đều giảm đi rõ rệt [26]. Việc sử dụng các thực phẩm giàu isoflavon cũng tăng nhanh trong những năm gần đây từ khi người ta phát hiện ra rằng phụ nữ Nhật Bản ít bị loãng xương hơn phụ nữ các nước phương Tây do tiêu thụ các sản phẩm được chế biến từ đậu tương. 4.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương trên thế giới Sản xuất đậu tương trên thế giới đã tăng lên một cách nhanh chóng kể từ những năm sau chiến tranh thế giới lần thứ hai. Sở dĩ sản xuất đậu tương được thúc đẩy là do nhu cầu rất lớn về dầu ăn, đến năm 1995 chỉ riêng dầu đậu tương đã chiếm 80% nhu cầu tiêu thụ dầu ăn trên toàn cầu và 60% nhu cầu tiêu thụ protein đậu tương. Sản lượng đậu tương trên thế giới tăng dần lên theo từng năm, thể hiện qua bảng sau: Bảng 1.11: Sản lượng đậu tương trên thế giới từ năm 1993 - 1997 STT Tên Nước Sản lượng (đơn vị triệu tấn) 1993-1994 1994-1995 1995-1996 1996-1997 1 Mỹ 58,87 68,49 58,56 64,80 2 Bzazil 20,52 25,90 23,00 26,80 3 Trung Quốc 13,31 16,00 14,00 - 4 Achentina 11,43 12,65 12,60 11,20 5 Các nước khác 13,61 14,40 15,65 28,80 6 Tổng số 115,74 137,44 123,81 131,60 Trong những năm vừa qua Mỹ vẫn dẫn đầu nhóm về xuất khẩu đậu tương. Các nước châu Á vẫn là thị trường tiêu thụ chủ yếu đậu tương của Mỹ chiếm tới 42%, trong số đó Nhật Bản là nước tiêu thụ chủ yếu đậu tương lớn nhất. Cùng với việc tăng năng suất và sản lượng, nhu cầu sử dụng đậu tương của thế giới cũng tăng lên, trong năm 1997 - 1998 đạt 2,5 triệu tấn so với năm 1996 - 1997. Chính điều này làm cho đậu tương ngày càng trở thành mặt hàng có giá trị kinh tế cao. Theo Chomochalow và các cộng sự (1993), tổng sản lượng đậu tương của châu Á - Thái Bình Dương năm 1991 là 15,3 triệu tấn chiếm 14,8% tổng sản lượng đậu tương của thế giới. Tuy nhiên năng suất đậu tương ở các nước đang phát triển của châu Á thấp hơn nhiều so với các nước đang phát triển trong khu vực và trên thế giới, mặc dù đậu tương có nguồn gốc châu Á (Trung Quốc). Trước tình hình đó FAO đã rất tích cực giúp đỡ các nước châu Á đặc biệt là các nước trong khu vực nhiệt đới đang phát triển, khai thác tiềm năng sản xuất và chế biến đậu tương. Bên cạnh đó chương trình đậu tương quốc tế với sự tham gia của 130 nước trên thế giới đã trở thành một trung tâm quan trọng đối với công nghiệp chế biến đậu tương quốc tế nhằm thúc đẩy sử dụng các sản phẩm đậu tương, cải thiện chế độ dinh dưỡng cho người dân, mở ra một thị trường tiêu thụ sản phẩm đậu tương rộng lớn trên thế giới thúc đẩy sản xuất phát triển. 4.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ đậu tương trong nước Trước đây sản xuất đậu tương chỉ bó hẹp trong phạm vi các tỉnh miền núi phía bắc như Cao Bằng, Lạng Sơn Mặc dù vậy nhân dân ta đã sử dụng đậu tương từ rất lâu, nhưng đến trước cách mạng Tháng Tám diện tích trồng đậu tương cả nước chỉ đạt 30.000 ha, năng suất thấp 410 kg/ha. Sau năm 1975 việc sản xuất đậu tương mới có bước phát triển đáng kể. Diện tích bình quân thời kỳ 1985 - 1993 đạt 106.000 ha tăng gấp hai lần so với thời kỳ 1975 - 1980, năng suất bình quân tăng từ 500kg/ha lên 780 - 900 kg/ha. Trong những năm gần đây nhờ chính sách mở cửa nền kinh tế, cộng với những tiến bộ của khoa học nông nghiệp trong việc lai cải tạo giống, nhiều cơ sở chế biến được hình thành và phát triển, sản lượng đậu tương được tăng lên. Đặc biệt trong những năm gần đây các giống DH4, DT84, AK05, VX92, VX93 được nhiều địa phương ưa chuộng và chọn để gieo trồng. Bảng 1.12: Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở Việt Nam từ năm 2000 đến 2007 Chỉ tiêu 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Diện tích (1000ha) 124,1 140,3 158,6 165,6 182,5 203,6 185,8 230 Năng suất (Tạ/ha) 12,0 12,4 13 13,3 13,3 14,3 13,9 20,3 Sản lượng (1000tấn) 149,3 173,7 205,6 219,6 242,1 290,6 258,2 467 Nước ta là một nước nông nghiệp nên sản lượng đậu tương trong những năm gần đây là rất lớn, tuy nhiên các sản phẩm chế biến từ đậu tương lại hạn chế về số lượng cũng như sự đa dạng. Mặt khác việc nghiên cứu về isoflavon và quá trình chiết tách, thu nhận isoflavon ở Việt Nam còn khá khiêm tốn, chủ yếu là các nghiên cứu cơ bản. Chế phẩm isoflavon dạng bột chưa có nơi nào nghiên cứu và sản xuất, kể cả các công ty nước ngoài. Cộng với đời sống người dân ngày càng nâng cao, nên nhu cầu về thực phẩm chức năng ngày càng cấp thiết. Vì vậy việc nghiên cứu, sản xuất và sử dụng chế phẩm isoflavon từ đậu tương đối với sức khoẻ cộng đồng là rất cần thiết. PHẦN II- VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu – Đậu tương: giống đậu tương ĐT 84 do trung tâm nghiên cứu và phát triển Đậu Đỗ - Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam cung cấp. 2.2 Thiết bị ● Máy xay đậu tương (Trung Quốc) ● Máy ly tâm K3XM – TB 600 (Nga) ● Máy đồng hoá FBF – XL3 (Italia) ● Máy sấy phun APV – ANHYDRO A/S Type: Compact (CHLB Đức) ● Các dụng cụ khác 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp công nghệ 2.3.1.1 Phương pháp đồng hoá dịch sữa đậu tương nảy mầm Phương pháp thu nhận dịch sữa đậu tương nảy mầm theo sơ đồ sau: Đậu tương Nảy mầm Phơi khô Tách vỏ Xay Ly tâm (5000 v/ph) Đồng hoá thu dịch sữa đậu tương nảy mầm Bã Bã 2.3.1.2 Phương pháp sấy phun dịch sữa đậu tương nảy mầm. 2.3.2 Phương pháp phân tích hoá lý – Phương pháp xác định hiệu quả đồng hoá ( I ) [5]: Lấy 1000 ml dịch sữa đậu tương nảy mầm cho vào ống đong có chia vạch. Giữ ở nhiệt độ 4 - 6 0C trong 48 giờ. Sau đó lấy ra 100 ml ( 1/10 thể tích) sữa vào một cốc khác. Xác định hàm lượng chất béo (M1) của lớp sữa này (A). Phần sữa còn lại (B) trong cốc được trộn đều và đưa đi xác định hàm lượng chất béo (M2). Hiệu quả đồng hoá được tính theo công thức: I =( M1-M2) x 100/M1 –Xác định hàm lượng isoflavon của đậu tương bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC [14]. Cách tiến hành: lấy 1ml dịch sữa đậu tương nảy mầm cho vào ống nghiệm cùng với 2,5 ml hỗn hợp dung dịch chứa 80% dung dịch methanol và 20% dung dịch axit axetic 0,1 %. Hỗn hợp được lắc với tốc độ 150 vòng/phút trong 16 giờ ở 250C rồi ly tâm ở tốc độ 4.500 vòng/phút trong 10 phút. Lấy phần dịch lỏng trong bảo quản ở -180C cho đến khi phân tích. HPLC đựoc sử dụng với các điều kiện sau: ● Cột: YMC AM303; 4,6x 250mm ● Pha động A: Nước và axit axetic 0,1% ● Pha động B: axetonitrile và axit axetic 0,1%, nồng độ dung môi axetonitrile tăng từ ban đầu 15% đến cuối cùng là 35% trong thời gian 50 phút. ● Tốc độ dòng: 1,0 ml/phút ● Lượng dung dịch chiết bơm vào là 20 μl ● Bước sóng phát hiện: 254 nm ● Độ nhậy tách sóng: 0,32 Dung dịch chuẩn với nồng độ 0,1 - 25 μg/ml được chuẩn bị bằng cách hoà tan các chất trong methanol, và đường chuẩn thu được từ diện tích pick. Các chất chuẩn dùng để phân tích isoflavon bao gồm 12 dạng, 4 dạng của daidzein, 4 dạng của genistein và 4 dạng của glycitein. – Giá trị pH được đo bằng máy đo pH/mV/2A1 – 1012 315i (Đức). – Xác định protein bằng phương pháp Kielhdan [7] – Nồng độ chất khô hoà tan được xác định bằng khúc xạ kế – Xác định hàm lượng chất béo bằng phương pháp Sochlex [7] – Độ nhớt: được đo bằng nhớt kế Brook field DV II: Rót 1000ml mẫu vào cốc sâu khoảng 15cm và nhúng ngập trục rỗng giữa của máy nhúng ngập vào trong dịch. Trục quay hướng tâm và dịch chuyển lên xuống ở độ sâu khác nhau trong cốc. Do trục quay ngập trong dịch sữa đậu tương nảy mầm nên trung bình giá trị của 25 điểm đọc là độ nhớt của mẫu đã đo. Đơn vị độ nhớt là centipoa (cP). 2.3.3 Phương pháp phân tích vi sinh Các chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm được xác định theo Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5165:1990, TCVN 4882:2001, TCVN 6846:2001, TCVN 4830 – 89, TCVN 4991 – 89, TCVN 5166 – 90. PHẦN III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Với các phương pháp nghiên cứu về công nghệ (phương pháp đồng hoá, phương pháp sấy phun) đã được nêu ở trên. Trong đề tài này tôi tiến hành nghiên cứu các ảnh hưởng sau đến chất lượng sản phẩm. 3.1 Nghiên cứu quy trình đồng hoá dịch sữa đậu tương nảy mầm 3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất đồng hoá đến chất lượng dịch sữa đậu tương nảy mầm Đậu tương nảy mầm đem đi xay cùng với nước với tỉ lệ nước/đậu = 8/1 bằng máy xay có tách một phần bã. Dịch sữa sau khi ly tâm với tốc độ 5.000 vòng/phút để loại bỏ hoàn toàn bã. Sau đó dịch sữa đậu tương nảy mầm được đem đi đồng hoá ở các áp suất từ 100 - 300 bar ở nhiệt độ 300C. Mẫu đối chứng làm tương tự nhưng không đồng hoá. Dịch sữa đậu tương nảy mầm được xác định hàm lượng protein tổng số, hàm lượng isoflavon, độ nhớt và hiệu quả đồng hoá. Kết quả được trình bày ở bảng 3.1, bảng 3.2 và hình 3.1. Bảng 3.1: Ảnh hưởng của áp suất đồng hoá đến chất lượng của dịch sữa đậu tương nảy mầm TT Các đặc tính Áp suất đồng hoá (bar) ĐC 50 100 150 200 250 300 1 Hàm lượng protein (g/100ml) 3,27 3,27 3,25 3,25 3,23 3,20 3,20 2 Hàm lượng isoflavon (g/100ml) 32,10 31,93 31,75 31,30 31,11 27,68 26,63 3 Độ nhớt (cP) 40,23 70,68 90,70 125,2 150,74 180,96 193,8 4 Hiệu quả đồng hoá (I) 25,3 21,6 15,4 9,8 6,1 5,5 4,8 Hình 3.1: Ảnh hưởng của áp đồng hoá đến hàm lượng isoflavon Bảng 3.2: Ảnh hưởng của áp suất đồng hoá đến chất lượng cảm quan của dịch sữa đậu tương nảy mầm Áp suất đồng hoá (bar) Đặc điểm dịch sữa đậu tương nảy mầm Đối chứng - Không cảm nhận được vị béo, ngậy - Có xu hướng tách pha béo - Màu trắng đục 100 - Không cảm nhận rõ vị béo - Giảm xu hướng tách pha béo - Màu trắng đục 150 - Cảm nhận rõ vị béo - Giảm hẳn sự tách pha béo - Màu trắng sáng 200 - Cảm nhận rõ ràng vị béo - Gần như không có sự tách pha - Màu trắng sáng 250 - Cảm nhận rõ ràng vị béo (như ở 200 bar) - Gần như không có sự tách pha - Màu trắng sáng 300 - Cảm nhận rõ ràng vị béo (như ở 200 bar) - Gần như không có sự tách pha - Màu trắng sáng Từ kết quả bảng 3.1 ta thấy, khi áp suất đồng hoá tăng từ 50 – 300 bar thì hàm lượng protein có giảm nhưng không đáng kể (từ 3,27 đến 3,20 g/100ml). So với hàm lượng protein của mẫu đối chứng (không đồng hoá ) là 3,27g/100ml có thể thấy rằng áp suất đồng hoá không ảnh hưởng đến hàm lượng protein. Tương tự như vậy, hàm lượng isoflavon cũng không bị ảnh hưởng nhiều ở áp suất đồng hoá thấp (dưới 200 bar), hàm lượng isoflavon trong mẫu đối chứng là 32,1mg/100ml, còn ở các mẫu đồng hoá ở áp suất 50, 100, 150, 200 bar tương ứng là 31,93; 31,75; 31,30; 31,11mg/100ml. Nhưng khi đồng hoá ở áp suất cao lớn hơn 200 bar, hàm lượng isoflavon giảm đáng kể ( chỉ có 27,68mg/100ml đối với áp suất 250 bar và 26,63mg/100ml với áp suất 300 bar) (hình 3.1). Bảng 3.1 cũng cho thấy, sự thay đổi đáng kể nhất chính là độ nhớt của dịch sữa. Độ nhớt tăng dần khi tăng áp suất đồng hoá. Độ nhớt cao nhất khi đồng hoá ở áp suất 300 bar ( 193,8 cP), cao gấp 4,8 lần so với mẫu đối chứng (40,23 cP). Điều này có thể giải thích là khi tăng áp suất đồng hoá, sự phân chia các chất béo trong dịch sữa đậu tốt hơn, các chất béo và protein phân bố đều trong toàn bộ khối dịch, kết quả là làm tăng độ nhớt. Mức độ ảnh hưởng của áp suất đồng hoá thể hiện cụ thể qua giá trị của hiệu quả đồng hoá I. Hiệu quả đồng hoá đạt kết quả tốt khi I có giá trị từ 1-10 [9]. Ở mẫu đối chứng, I có giá trị rất cao 25,3. Đó là do có sự tách pha béo trong dịch sữa. Ở các mẫu được đồng hoá , giá trị I giảm mạnh theo chiều tăng áp suất đồng hoá. Khi áp suất đồng hoá đạt từ 150 bar trở lên, I đạt giá trị nằm trong khoảng từ 1-10, chứng tỏ đồng hoá đã đạt yêu cầu. Ở áp suất đồng hoá 300 bar đạt hiệu quả đồng hoá tốt nhất (I=4,8). Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy, những cảm nhận bằng các giác quan cũng cho thấy mức độ ảnh hưởng của áp suất đồng hoá đến chất lượng của dịch sữa đậu tương nảy mầm. Tăng áp suất đồng hoá làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Sự tách pha béo có thể nhìn thấy bằng mắt thường khi để dịch sữa trong 48 h ở 4 - 60C, nhưng ở mẫu đồng hoá thì giảm dần và gần như không thấy khi áp suất đồng hoá lớn hơn 200 bar. Đồng hoá cũng làm màu dịch sữa sáng hơn và sự cảm nhận vị béo ngậy rõ ràng hơn, do đó sẽ nâng cao giá trị cảm quan của bột đậu tương nẩy mầm sau này. Như vậy có thể thấy, áp suất đồng hoá càng cao thì càng có lợi về mặt cảm quan, nhưng lại ảnh hưởng đến hàm lượng isoflavon, một chỉ tiêu rất quan trọng của sản phẩm cuối cùng. Để đảm bảo giá trị cảm quan cũng như hàm lượng isoflavon, áp suất 200 bar được lựa chọn cho nhưng nghiên cứu tiếp theo. 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hoá đến chất lượng dịch sữa đậu tương nẩy mầm. Theo Kwok etal [16], trong nhiều trường hợp, qui trình chế biến có ảnh hưởng đến chất lượng, thành phần và các đặc tính của sữa đậu nành. Màu và hương vị bị ảnh hưởng của nhiệt độ do phản ứng mailard làm giảm chất lượng của sữa đậu nành. Nhìn chung hầu hết các thông số như protein, chất béo, isoflavon, độ nhớt và các điểm cảm quan khác có thể thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian chế biến nhiệt. Do đó, khi nghiên cứu chế độ đồng hoá dịch sữa đậu tương nảy mầm không thể không xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đồng hoá. Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hoá, dịch sữa đậu tương nảy mầm được gia nhiệt lên nhiệt độ từ 50 – 900C sau đó tiến hành đồng hoá ở áp suất 200 bar. Mẫu đối chứng không được gia nhiệt. Kết quả được trình bày ở bảng 3.3 và bảng 3.4. Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hoá đến chất lượng của dịch sữa đậu tương nảy mầm TT Các đặc tính Nhiệt độ đồng hoá (0C) ĐC 50 60 70 80 90 1 Hàm lượng protein (g/100ml) 3,24 3,23 3,22 3,22 3,20 3,17 2 Hàm lượng isoflavon (mg/100ml) 31,13 3,23 31,08 31,05 29,2 28,15 3 Độ nhớt (cP) 145,13 195,40 185,24 197,32 250,73 273,61 4 Hiệu quả đồng hoá (I) 7,0 5,9 5,7 5,3 5,1 5,0 Nhìn vào bảng 3.3 ta có thể thấy, nhiệt độ đồng hoá không ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng protein của dịch đậu tương nảy mầm, hàm lượng protein dao động từ 3,17 – 3,24 g/100ml. Trong khi đó, nhiệt độ lại ảnh hưởng đến hàm lượng isoflavon, độ nhớt cũng như hiệu quả đồng hoá. Hàm lượng isoflavon có giảm, nhưng chỉ từ 800C mới có dấu hiệu giảm nhiều. Ở 900C, hàm lượng isoflavon đạt 28,15 mg/100ml, giảm 3,02 mg/100ml so với mẫu đối chứng. Độ nhớt của dịch sữa ở mẫu đối chứng và mẫu 500C tương ứng là 145,13 và 195,4 cP, nhưng khi nhiệt độ tăng lên 600C giảm xuống còn 185,24 cP. Tiếp tục tăng nhiệt độ đồng hoá thì độ nhớt lại tăng lên, ở nhiệt độ 70, 80, 900C độ nhớt tương ứng là: 197,32; 250,73; 273,61 cP. Điều này được giải thích là độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hoá học của dịch sữa, trước hết là protein và hàm lượng chất béo. Độ nhớt cũng phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ lên đến 600C làm tăng tốc độ chuyển động của các phân tử (chuyển động Brown) làm độ nhớt giảm. Còn khi gia nhiệt lên trên 600C có sự thay đổi tính chất hóa lý của các protein khiến cho các phân tử của chúng lớn lên làm độ nhớt tăng lên [5]. Độ nhớt lớn làm cho dịch sánh, đặc, khó tách pha hơn, nhưng nếu dịch nhớt quá sẽ gây trở ngại cho quá trình sấy phun để thu bột đậu tương nảy mầm ở công đoạn sau. Đồng hoá cũng đạt hiệu quả hơn khi tăng nhiệt độ, thể hiện qua giá trị hiệu quả đồng hoá I . Khi tăng nhiệt độ từ 500C – 900C, giá trị I giảm dần từ 5,9 – 5,0 và đều thấp hơn giá trị I khi đồng hoá ở 200 bar ở 300C (bảng 13, I=6,1) và ở mẫu đối chứng (I=7,0). Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hoá đến chất lượng cảm quan của của dịch sữa đậu tương nảy mầm Nhiệt độ đồng hoá (0C) Đặc điểm dịch sữa đậu tương nảy mầm Đối chứng - Cảm nhận được vị béo, nhưng chưa mạnh - Ít có xu hướng tách pha béo - Màu trắng 50 - Cảm nhận được vị béo rõ hơn - Ít có xu hướng tách pha béo - Màu trắng sáng 60 - Cảm nhận rõ ràng vị béo - Gần như không có sự tách pha béo - Màu trắng sáng hơn 70 - Cảm nhận rõ ràng vị béo - Độ nhớt cao và gần như không có sự tách pha - Màu trắng sáng, đẹp 80 - Cảm nhận rõ ràng vị béo (như ở 600C) - Độ nhớt cao - Màu trắng sáng hơi ngà 90 - Giảm sự cảm nhận vị béo - Có mùi nấu nhẹ - Màu trắng hơi ngà vàng Bảng 3.4 cũng cho thấy ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hoá đến đặc điểm cảm quan của sản phẩm, đặc biệt là màu và mùi vị của sản phẩm. Nhiệt độ cao (80 – 900C) tạo điều kiện cho phản ứng mailard xảy ra làm cho dịch sữa đậu tương có màu hơi ngà vàng và mùi nấu nhẹ. Từ những nghiên cứu trên, chọn nhiệt độ đồng hoá là 700C, để đảm bảo được hiệu quả đồng hoá, không gây ảnh hưởng đến hàm lượng isoflavon và không gây nhớt quá cho dung dịch sữa đậu tương nảy mầm và đảm bảo cảm quan của sản phẩm. 3.2 Nghiên cứu phương pháp sấy phun để thu nhận sản phẩm dạng bột 3.2.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu Dịch sữa đậu tương nảy mầm sau khi đồng hoá có các thành phần được trình bày trong bảng 3.5 dưới đây. Bảng 3.5: Một số tính chất của dịch sữa đậu tương nảy mầm Thành phần Đơn vị Hàm lượng Nồng độ chất khô hoà tan Bx 7,2 Protein % 3,22 Lipit % 1,67 Isoflavon tổng số mg/100g 31,1 pH 6,5 Độ nhớt cP 197,3 Bảng 3.5 cho thấy nồng độ chất khô của dịch sữa đậu tương nảy mầm là rất thấp (7,20Bx) nên rất khó cho việc thu nhận sản phẩm dạng bột. Mặt khác, dịch sữa đậu tương nảy mầm có hàm lượng protein và isoflavon khá cao nên việc lựa chọn phương pháp sấy và chế độ sấy là rất quan trọng để thu được sản phẩm vừa có chất lượng cao, vừa có giá trị cảm quan tốt (mịn, tơi, màu sắc đẹp). 3.2.2 Nghiên cứu các thông số công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy phun Để thu nhận chế phẩm bột sữa đậu tương giàu hàm lượng isoflavon từ dịch đậu tương nảy mầm, ta có thể sử dụng một số phương pháp như sấy đông khô, sấy chân không, sấy phun Mặc dù sấy đông khô có thể cho sản phẩm có chất lượng cao nhưng giá thành sản phẩm lại rất đắt do năng suất thấp, tốn năng lượng, khấu hao thiết bị lớn, không phù hợp cho sản xuất ở quy mô công nghiệp. Tương tự phương pháp sấy chân không cũng khó thực hiện ở điều kiện sản xuất lớn. Trong khi đó, phương pháp sấy phun đã được ứng dụng trong sấy trong sấy phun khá nhiếu sản phẩm thực phẩm và thực phẩm chức năng như đường FOS (fructooligosacarit), nondairy creamer, bột hoa quả, chế phẩm glucosid (từ mướp đắng), polyphenol (từ chè xanh), chế phẩm nấm men giàu axit amin (từ nấm men Saccharomyces), bột đậu tương giàu proteinVì vậy phương pháp sấy phun đã được lựa chọn và sử dụng để thu nhận bột đậu tương giàu isoflavon từ dịch sữa đậu tương nảy mầm sau khi đồng hoá. 3.2.2.1 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy Tiến hành khảo sát nhiệt độ dòng khí đầu vào là 140, 160, 180 và 2000C. Các thông số còn lại của thiết bị sấy phun cố định ở áp suất khí nén 4 bar, lưu lượng dòng nhập liệu là 5 lit/h. Kết quả về hiệu suất thu hồi sản phẩm, hàm lượng isoflavon và giá trị cảm quan của sản phẩm được biểu diễn ở bảng 3.6 và hình 3.2. Bảng 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đầu vào đến hiệu suất thu hồi và giá trị cảm quan của sản phẩm Nhiệt độ không khí (0C) Hiệu suất thu hồi (%) Đánh giá cảm quan 140 0 Đầu phun bị tắc 160 80,5 Bột màu vàng sáng,mịn 180 87,5 Bột có màu vàng sáng, tơi, mịn 200 76,8 Bột có màu vàng sẫm, tơi, mịn Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đầu vào đến hàm lượng isoflavon trong sản phẩm Kết quả ở bảng 3.6 và hình 3.2 cho thấy nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều không mang lại những tác động tích cực cho quá trình sấy dịch sữa đậu tương nảy mầm, biểu hiện cụ thể là: khi nhiệt độ không khí sấy thấp quá (1400C), đầu phun bị tắc do nhiệt độ đầu ra quá thấp. Khi tăng nhiệt độ không khí đầu vào lên 1600C, độ ẩm của các hạt vật liệu vẫn còn khá cao nên bám nhiều lên thành buồng sấy, làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy (chỉ đạt 80,5%). Tuy nhiên, nhiệt độ không khí sấy quá cao (2000C) lại là nguyên nhân phá huỷ các hạt bột, làm cho một ít vật liệu bị cháy, đồng thời cũng làm giảm hàm lượng isoflavon trong sản phẩm (chỉ còn 421,7 mg/100g so với 478,9 mg/100g khi nhiệt độ không khí sấy là 1800C). Do vậy, nhiệt độ không khí sấy 1800C là thích hợp nhất cho quá trình sấy, ứng với hiệu suất thu hồi sản phẩm là 87,4%, hàm lượng isoflavon là 478,9 mg/100g, sản phẩm có màu vàng sáng, tơi, mịn. 3.2.2.2 Xác định ảnh hưởng của lưu lượng dòng nhập liệu Với lưu lượng dòng nhập liệu thay đổi từ 4 - 8 lít/h, các thông số khác của chế độ sấy phun cố định là nhiệt độ không khí đầu vào 1800C, áp suất khí nén là 4 bar, các kết quả về hiệu suất thu hồi, hàm lượng isoflavon, giá trị cảm quan của sản phẩm được trình bày trong bảng 3.7 và hình 3.3. Bảng 3.7: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng nhập liệu đến hiệu suất thu hồi và giá trị cảm quan của sản phẩm Lưu lượng nhập liệu (lít/h) Hiệu suất thu hồi (%) Đánh giá cảm quan 5 91,2 Bột màu vàng sáng, mịn, tơi 6 89,4 Bột màu vàng sáng, mịn, tơi 7 80,6 Bột màu vàng sáng, mịn 8 72,5 Bột màu vàng sáng, mịn Hình 3.3: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng nhập liệu đến hàm lượng isoflavon trong sản phẩm Theo kết quả ở bảng 3.7 thì khi lưu lượng dòng nhập liệu tăng 7 - 8 lít/h, hiệu suất thu hồi lại không cao (80,6 và 72,5% tương ứng). Vì tốc độ nhập liệu làm tăng thể tích của các hạt chất lỏng, do vậy tạo ra sản phẩm có hiệu suất thu hồi thấp. Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất ở lưu lượng nhập liệu là 5 lít/h (91,2%) nhưng ở chế độ này thời gian sấy dài nên ta chọn lưu lượng nhập liệu là 6 lít/h. Với tốc độ này, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 89,4%, không thấp hơn nhiều so với lưu lượng dòng nhập liệu 5 lít/h. Kết quả trên hình 3.3 cho thấy lưu lượng nhập liệu không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng isoflavon trong sản phẩm. Khi nhập liệu với các dòng lưu lượng khác nhau từ 5 - 8 lít/h, hàm lượng isoflavon dao động trong khoảng từ 478,5 mg/100g đến 483,5 mg/100g. 3.2.2.3 Xác định ảnh hưởng của áp suất khí nén Áp suất khí nén ảnh hưởng đến vận tốc của đĩa quay trong thiết bị sấy phun. Áp suất khí nén càng tăng thì đĩa quay càng nhanh. Khi tăng áp suất khí nén từ 3 - 6 bar (các thông số về nhiệt độ không khí đầu vào, tốc độ nhập liệu được cố định là 1800C và 6 lít/h tương ứng). Kết quả được trình bày trên bảng 3.8. Bảng 3.8: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến hiệu suất thu hồi và giá trị cảm quan của sản phẩm Áp suất khí nén (bar) Hiệu suất thu hồi (%) Đánh giá cảm quan 3 80,2 Bột màu vàng sáng, mịn, không tơi 4 85,4 Bột màu vàng sáng, mịn 5 93,5 Bột màu vàng sáng, mịn, tơi 6 80,6 Bột màu vàng, mịn Từ kết quả trên bảng 3.8, có thể nhận thấy áp suất khí nén có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun. Khi áp suất khí nén tăng từ 3 bar lên 5 bar, hiệu suất thu hồi tăng từ 80,2 lên 93,5 %. Kết quả này là hoàn toàn phù hợp vì khi áp suất khí nén tăng sẽ làm đĩa phun quay nhanh hơn, diện tích tiếp xúc với không khí nóng tăng, các hạt sấy phun tạo ra nhẹ và khô sẽ ít bị dính lại trên thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao hơn. Tuy nhiên khi áp suất khí nén cao quá, nghĩa là tốc độ của đĩa quay là quá lớn thì hệ thống sấy phun làm việc không ổn định. Do vậy, áp suất khí nén bằng 5 bar được lựa chọn ứng với hiệu suất thu hồi sản phẩm là 93,5%. Hình 3.4: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến hàm lượng isoflavon trong sản phẩm Hình 3.4 cho thấy hàm lượng isoflavon trong sản phẩm bột đậu tương nảy mầm cũng thay đổi theo điều kiện áp suất khí nén. Hàm lượng isoflavon đạt được cao nhất là 492,5 mg/100g khi áp suất khí nén 5 bar. Điều này cũng được giải thích là do áp suất khí nén tăng làm đĩa phun quay nhanh hơn, thời gian lưu của sản phẩm với không khí nóng ngắn hơn, isoflavon ít bị phá huỷ hơn. 3.2.2.4 Xác định chất lượng của sản phẩm bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon Bột đậu tương nảy mầm thu được từ quá trình sấy phun với các điều kiện tối ưu đã xác định ở trên được phân tích thành phần hoá, lý và tính chất cảm quan. Kết quả được trình bày ở bảng 3.9 và bảng 3.10. Bảng 3.9: Thành phần dinh dưỡng và tính chất cảm quan của bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon TT Tính chất sản phẩm Đơn vị Hàm lượng 1 Độ ẩm % 3,7 2 Isoflavon mg/100g 490,5 3 Protein % 37,5 4 Lipit % 7,8 5 Màu Vàng sáng 6 Mùi Đặc trưng 7 Trạng thái Tơi, mịn Bảng 3.10: Chỉ tiêu vi sinh của bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 1 Tổng số VSV hiếu khí CFU/ml 1,2 x 103 2 Coliforms CFU/ml 0 3 E. coli CFU/ml 0 4 S. aureus CFU/ml 0 5 Cl. Perfringens CFU/ml 0 6 Tổng số nấm men, mốc CFU/ml 6 x 101 KẾT LUẬN Qua quá trình tiến hành thí nghiệm và từ những kết quả thu được, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau: 1. Dịch sữa đậu tương nảy mầm được đồng hoá tốt nhất ở các điều kiện: ● Áp suất đồng hoá là: 200 bar. ● Nhiệt độ đồng hoá là: 700C. Ở chế độ đồng hoá này, hàm lượng protein đạt 3,22 g/100ml, hàm lượng isoflavon đạt 31,09 mg/100ml, độ nhớt là 197,3 cP, đồng thời sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất: màu trắng sáng, vị béo, ngậy. 2. Các điều kiện tối ưu cho việc thu nhận chế phẩm bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon bằng phương pháp sấy phun là: ● Nhiệt độ không khí đầu vào là: 1800C. ● Lưu lượng dòng nhập liệu là: 6 lít/h. ● Áp suất khí nén là: 5 bar, tương ứng với tốc độ đĩa quay là 14.000 vòng/phút. Với chế độ sấy này, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 93,5 %, hàm lượng isoflavon là 490,5 mg/100g. Sản phẩm có màu vàng sáng, bột tơi, mịn, thơm đặc trưng, có thể ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng. TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Ngạc Văn Dậu (1983). Chế biến đậu nành và lạc thành thức ăn giàu protein. Nhà xuất bản Nông nghiệp. Lê Doãn Diên, Trương Văn Điền, Nguyễn Bá Trinh (1980). Nâng cao chất lượng nông sản. Tập 2, Nhà xuất bản Nông nghiệp. Diệp Đào Hoàng và Văn Toàn (2004). Ăn như thế nào để bảo vệ sức khoẻ. Nhà xuất bản Phụ nữ. Phan Hữu Hãn, Ngô Văn Giáo, Nguyễn Đăng Khoa (1984). Kỹ thuật trồng và chế biến đậu nành. Lâm Xuân Thanh (2003). Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Phạm Văn Thiều (1996). Cây đậu tương trồng và chế biến sản phẩm. Nhà xuất bản Nông Nghiệp. TÀI LIỆU TIẾNG ANH AOAC (1995). Official Methods of Analysis, 15th Ed., The Association of Official Analytical Chemists: Washington, DC. Anderson, J.W., Jonhstone, B.M., Cook-Newell, M.E., (1995). “Meta-analysis of the effects of soy protein intake on serum lipsids”, N.Engl. L Med., Vol. 333, p. 276. Anderson, J.J., Ambrose, W.W., and Garner, S.C., (1995). “Arally dosed genistein from soy and prevention of cancellous bone loss in two ovariectomized rat model”, J. Nutr., Vol. 125, p. 7995. Bennetts, H.B., Underwood, E.J., and Shier, F.L., (1946). “A specific breeding problem of sheep on subterranean clover pastures in Western Australian”, Australian Veterinary Journal, Vol. 22, p. 2-12. Berk, Z.Food and Agriculture Organization of United Nation (FAO). Technology of production of edible flours and protein products from soybeans. FAO agricultural services bulletins No 97.1992. Branca, F. and Lorenzetti., S., (2005). “Health effects of phytoestrogens”, Forum Nutrition, Vol. 57, p. 100-111. Coward, L., Barnes, N.C., Setchell, K.D.R., and Barnes, S., (1993). “Genistein, daidzein and beta-glycosid conjugates: antimumor isoflavones in soybeans foods feom American and Asia diets”, J. Agric. Food. Chem., Vol. 41, p.1961-1967. John Whitaker., (2001). Current Protocols in Food Analytical Chemistry. John Wiley & Sons, Inc. Kao, T.H., Lu, Y.F., Hsieh, H.C., Chen, B.H., (2004). Stability of isoflavone glycosides during processing of soymilk and tofu. Food Res. Intl., 37, p. 891-900. Kwok, K. and Niranfan, K. (1995). Review: Effect of thermal processing on soymilk. International J. Food Sci. and Technol. 30:263. Lee, H.P., Gourle, L., Duffy, S.W., Esteve, J., Day, N.E., (1991). “Dietary effects on breast cancer risk in Singapore”, Lancer, Vol. 337, p. 1197. Liu.K.S Chemistry and nutritional value of soybean components. Chapter 2. In Soybean. Chemmitry, Technology and Utilization. Liu, K.Eds., Chapman & Hall: New York, NY, 1997c, p. 25-113. Mercedes Concordia Carrao-Panizzi, and Iose Renato Bordingnon, (2000). “Activity of β-glucosidaza and levels of isoflavone glucosids in soybean cultivatrs affected by the environment”, Pesq. Agropec. Brasilis, Vol. 35, No. 5, p. 873-878. Naim, M., Gestetner, B., Bondi, A., Birk, Y., (1976). “Antioxidative and antihemolytic activities of soybean isoflavones”, J.Agric. Food Chem., Vol. 24, p. 1174. Nielsen N, 1984. Philos. Trans.R.Soc.Lond, 304:287-296. Sfakianos, J., Coward, L., Kirk, M., Barnes, S., (1997). “Intestinal uptake and biliary excretion of the isoflavone genistein in rats”, J. Nutr., Vol. 127, p. 1260-1268. Song, T., Hendrich, S., Murphy, P.A. Estrogenic activity of glycitein, a soy isoflavon. Agric. Food Chem. 1999, 47, 1607. Wang, H., and Murphy, P.A., (1996). “Mass balance study of isoflavones during soybeans processing”, J. Agric. Food Chem., Vol. 44, p. 2377-2383. Wilmot B. Wijeratne, Soybean processing for food uses published International, Soybean Program, 5/1997. quy/192688/index.html.