Đồ án Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất sữa từ đậu nành nảy mầm

LỜI CẢM ƠN Qua ba tháng thực hiện đề tài, em đã nổ lực phấn đấu cùng với sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè em đã hoàn tất đề tài này. Qua đây em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Minh Trí người đã tận tình truyền đạt những kiến thức trong quá trình học tập và trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt đề tài. Em xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng nhất nhất đến các thầy cô trong khoa Chế biến đã nhiệt tình truyền đạt cho em những kiến thức trong những năm học vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm, bộ môn Hoá – Vi sinh thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực tập. Xin chân thành cảm ơn các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ mình trong suốt thời gian thực tập. Cuối cùng con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ kính mến cùng anh chị em thân yêu đã giúp đỡ ủng hộ nhiệt tình cả về vật chất lẫn tinh thần trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Sinh viên Huỳnh Thị Ái Chi MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................ 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .................................................................................... 2 I. TỔNG QUAN VỀ HẠT ĐẬU NÀNH..............................................................2 1.1. Nguồn gốc và tình hình phân bố ................................................................2 1.2. Thành phần hóa học...................................................................................2 1.2.1. Protein đậu nành .................................................................................3 1.2.2. Lipit đậu nành .....................................................................................4 1.2.3. gluxit...................................................................................................5 1.2.4. Chất vô cơ và vitamin .........................................................................5 1.2.5. Các thành phần khác ...........................................................................5 1.3. Giá trị dinh dưỡng hạt đậu nành.................................................................6 1.4. Công dụng y học của đậu nành ..................................................................7 1.5. Những thực phẩm từ đậu nành...................................................................9 1.5.1. Sữa đậu nành.......................................................................................9 1.5.2. Những thực phẩm khác .....................................................................10 II. TỔNG QUAN VỀ HẠT ĐẬU NÀNH NẢY MẦM VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ MẦM ĐẬU NÀNH ...........................................................................................11 III. TỔNG QUAN VỀ THANH TRÙNG ĐỒ HỘP............................................13 1.3.1 Căn cứ để chọn nhiệt độ thanh trùng.....................................................13 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ thanh trùng........................................14 1.3.2.1 Yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật .......................14 1.3.2.2 Yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt vào giữa hộp ..............15 1.3.3 Cách thiết lập chế độ thanh trùng...........................................................16 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................................................................17 2.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................17 2.1.1. Nguyên liệu ..........................................................................................17 2.1.1.1. Đậu nành........................................................................................17 2.1.1.2. Đường cát trắng .............................................................................17 2.1.1.3. Nước ..............................................................................................17 2.1.2. Bao bì thủy tinh ....................................................................................17 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................18 2.2.1. Mục tiêu của đề tài................................................................................18 2.2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................18 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................19 2.3.1. Quy trình dự kiến..................................................................................19 2.3.2. Xác định chiều dài mầm .......................................................................21 2.3.3. Xác định tỷ lệ nước trong dịch sữa........................................................22 2.3.4. Xác định thời gian gia nhiệt ..................................................................23 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian gia nhiệt như sơ đồ sau...........................23 2.3.5. Xác định tỷ lệ đường cho vào dịch sữa .................................................24 2.3.6. Xác định thời gian thanh trùng..............................................................25 2.3.7. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm .........................26 2.3.8. Phương pháp đánh giá một số chỉ tiêu hóa học được ghi ở phụ lục .......29 2.3.9. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm ............................29 2.3.10. Phương pháp xử lý số liệu...................................................................30 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................... 31 3.1. Kết quả xác định chiều dài mầm..................................................................31 3.2. Kết quả xác định tỷ lệ nước trong dịch sữa..................................................33 3.3. Kết quả xác định thời gian gia nhiệt. ...........................................................35 3.4. Kết quả xác định tỷ lệ đường cho vào dịch sữa............................................36 3.5 Kết quả xác định thời gian thanh trùng. ........................................................38 3.6. Đánh giá chất lượng sản phẩm. ...................................................................40 3.6.1. Kiểm tra thành phần hóa học trong thành phẩm ....................................40 3.6.2. Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh trong thành phẩm. ..........................................41 3.7. Xác định quy trình thực nghiệm sản xuất sữa từ đậu nành nảy mầm............43 3.8. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm.....................................................................47 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .................................................................. 49 I. KẾT LUẬN ....................................................................................................49 II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .......................................................................................49 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNM – M : Bào tử nấm men – mốc KL : Khuẩn lạc KPH : Không phát hiện TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TSVSHK : Tổng số vi sinh vật hiếu khí DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Thành phần hóa học của đậu nành. ......................................................................... 3 Bảng 1.2: Giá trị sinh học của một số thực phẩm. ................................................................... 4 Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế trong đậu nành (%)................................... 4 Bảng 2.1: Bảng điểm cơ sở về màu sắc sản phẩm sữa từ đậu nành nảy mầm .................... 27 Bảng 2.2: Bảng điểm cơ sở về mùi của sữa từ đậu nành nảy mầm...................................... 27 Bảng 2.3: Bảng điểm cơ sở về vị của sữa từ đậu nành nảy mầm ......................................... 28 Bảng 2.4: Bảng điểm cơ sở về trạng thái của sản phẩm........................................................ 28 Bảng 2.5: Tiêu chuẩn quy định cấp chất lượng. .................................................................... 29 Bảng 3.1: Bảng đánh giá cảm quan của sản phẩm ở các chiều dài mầm khác nhau........... 31 Bảng 3.2: Bảng đánh giá cảm quan của sản phẩm ở các tỷ lệ đậu/nước khác nhau ........... 33 Bảng 3.3: Bảng đánh giá cảm quan của sản phẩm ở các thời gian gia nhiệt khác nhau. . 35 Bảng 3.4: Bảng đánh giá cảm quan của sản phẩm ở các tỷ lệ đường khác nhau ................ 36 Bảng 3.5: Bảng đánh giá cảm quan của sản phẩm ở các thời gian thanh trùng khác nhau 38 Bảng 3.6: Bảng tổng kết thành phần hoá học của sản phẩm................................................. 41 Bảng 3.7: Bảng kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm........................................................ 41 Bảng 3.8: Bảng đánh giá cảm quan chung sản phẩm sữa từ đậu nành nảy mầm. ............ 42 Bảng 3.9: Bảng chi phí nguyên vật liệu để sản xuất 30 bịch sữa từ đậu nành nảy mầm. ... 48 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến..........................................................................19 Hình 2.2: Sơ đồ thí nghiệm xác định chiều dài mầm. .............................................21 Hình 2.3: Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ nước trong dịch sữa. .............................22 Hình 2.4: Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian gia nhiệt ........................................23 Hình 2.5: Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ đường cho vào dịch sữa ........................24 Hình 2.6: Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian thanh trùng. ...................................25 Hình 3.1: Biểu đồ ảnh hưởng chiều dài mầm đến chất lượng sản phẩm. ................32 Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ đậu/nước đến chất lượng dịch sữa....................34 Hình 3.3: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến chất lượng dịch sữa .......35 Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ đường đến chất lượng dịch sữa ..................37 Hình 3.5: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến chất lượng dịch sữa ...39 Hình 3.6: Quy trình sản xuất sữa từ đậu nành nảy mầm .........................................43 1 LỜI NÓI ĐẦU Đời sống ngày càng phát triển, nhu cầu thực phẩm của con người ngày càng đòi hỏi cao, không những yêu cầu sản phẩm ngon, đẹp mắt mà còn phải đầy đủ chất dinh dưỡng, tốt cho sức khỏe. Đậu nành là một trong những nguồn thực phẩm tốt mà con người đang rất quan tâm. Là một nhà chế biến thực phẩm tương lai, em mong muốn mình sẽ nghiên cứu được nhiều sản phẩm hơn từ đậu nành và đặc biệt nâng cao hơn chất lượng sản phẩm hơn so với những sản phẩm hiện có. Dựa trên quy trình sản xuất sữa đậu nành truyền thống, với công đoạn mới là ươm mầm nhằm tạo cho hạt đậu nành có nhiều hơn chất dinh dưỡng và những hoạt chất khác có lợi cho sức khỏe, sữa từ đậu nành nảy mầm sẽ là sản phẩm có hương vị ngon, mới lạ và tốt cho sức khỏe đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Nội dung nghiên cứu của đề tài là: “Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất sữa từ đậu nành nảy mầm”. + Nghiên cứu quy trình + Xây dựng thang điểm cảm quan của sản phẩm sữa từ đậu nành nảy mầm + Đề xuất quy trình sản xuất + Tính chi phí nguyên vật liệu cho một đơn vị sản phẩm Trong quá trình làm đề tài do hạn chế về kiến thức cũng như thời gian, em không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Chế biến đã tận tình giảng dạy em trong những năm vừa quan, thầy giáo TS. Nguyễn Minh Trí và các thầy cô phòng Vi sinh, Hóa sinh đã hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Nha Trang, ngày 11 tháng 6 năm 2010 Sinh viên Huỳnh Thị Ái Chi 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I. TỔNG QUAN VỀ HẠT ĐẬU NÀNH 1.1. Nguồn gốc và tình hình phân bố [6] Đậu nành hay còn gọi là đậu tương có tên khoa học Glycine max, là loại cây họ Đậu (Fabaceae) giàu hàm lượng chất đạm protein, được trồng để làm thức ăn cho người và gia súc. Đậu nành có nguồn gốc tại Mãn Châu (Trung Hoa) khoảng 5000 năm trước đây, nhưng mãi đến năm 3000 trước thiên chúa giáng sinh mới được ghi vào cổ thư là một nông phẩm chính của miền Bắc Trung Hoa. Từ đây đậu nành được lan truyền khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển qua Nhật Bản xuống miền Nam Trung Hoa và các nước Đông Nam Á. Du nhập đến Nhật Bản vào khoảng thế kỷ thứ 8 và khoảng 1000 năm sau đó qua đến châu Âu. Tây phương chỉ mới biết tới đậu nành từ thế kỷ 18 khi nó du nhập vào Hoa Kỳ năm 1804. Quê hương của đậu nành là Đông Nam Châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ. Nước Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn 1/3 được xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Tại Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, vùng trung du phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang) chiếm hơn 40% diện tích đậu nành cả nước. Ngoài ra còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây, Đồng Nai, Đăclăk và Đồng Tháp. Theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục trưởng Cục Trồng trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn. Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được 25% nhu cầu sử dụng trong nước và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm. 1.2. Thành phần hóa học [11] Đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao hơn hẳn các loại đậu thông thường khác hoặc tương đương hay vượt hẳn các thực phẩm có nguồn gốc động vật. Ngoài thành 3 phần protein rất lớn, đậu nành còn chứa một tỷ lệ chất béo khá cao, chứa nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể nên đậu nành trở thành nguồn nguyên liệu chế biến rất nhiều sản phẩm thực phẩm. Hạt đậu nành gồm các bộ phận sau: vỏ hạt đục không trong suốt đôi khi có màu. Dưới lớp vỏ hạt là 2 diệp tử gắn với nhau bằng là mầm. Tử diệp là chỗ dự trữ các chất dinh dưỡng. Trong hạt đậu không có lớp alơrong, còn nội nhũ và phôi không đứng tách biệt như ở hạt ngũ cốc mà toàn bộ hạt đậu là một phôi lớn được bao bọc bằng vỏ hạt. Bảng 1.1: Thành phần hóa học của đậu nành. Các phần của hạt đậu nành (%) trọng lượng hạt Chất khô Chất chứa nitơ Gluxit Chất béo Khoáng Nguyên hạt 100 90,18 38,06 12,66 17,08 4,44 Tử diệp 90 89,43 41,33 14,60 20,75 4,38 Phôi 2 37,99 36,93 17,82 10,45 4,04 Vỏ hạt 8 87,47 7,00 21,02 0,06 3,83 Trong hạt đậu nành tỉ lệ phần trăm các thành phần hóa học có trong đậu nành so với khối lượng toàn bộ hạt như sau: o Ẩm: 8 – 10% o Protein: 35 – 40% o Lipit: 15 – 20% o Hydocacbon: 15 – 16% o Xenluloza: 4 – 6% 1.2.1. Protein đậu nành Protein là chất quan trọng nhất trong thành phần của đậu nành. Hàm lượng protein trong đậu nành gấp đôi cá lóc, gấp 2,5 lần thịt heo ít mỡ, gấp 3 lần trứng vịt. 4 Trong protein đậu nành, lượng protein hòa tan được trong nước chiếm 72% - 94,5%, trong đó Globulin chiếm 84%, albumin chiếm 5,4% và nitơ không phải protein chiếm 6%. Protein đậu nành có giá trị sinh học cao, chứa đủ 10 acid amin không thay thế và đặc biệt tỷ lệ các acid amin rất hài hòa. Do đó có thể thay thế đạm động vật trong bữa ăn hàng ngày. Bảng 1.2: Giá trị sinh học của một số thực phẩm. Nguồn protein Giá trị sinh học Nguồn protein Giá trị sinh học Protein lí tưởng Trứng gà Sữa bò Cá Thịt 100 94 85 76 74 Đậu tương Gạo Ngô Bột mì 73 64 59 52 Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế trong đậu nành (%) Acid amin Hàm lượng Acid amin Hàm lượng Cystein Methyonin Lysin Isoleucin Leucin 1,3 1,6 5,9 1,1 7,8 Histidin Theonin Tryptophan Valin Phenylalin 2,6 4,3 1,3 5,9 5,0 Trừ methyonin còn thấp, các acid amin trong đậu nành có thành phần giống protein của thịt. 1.2.2. Lipit đậu nành Đậu nành là loại đậu có chứa tỷ lệ chất béo cao từ 15 – 20%, chỉ thua đậu phộng. Trong đó lipit ở dạng tự do chiếm 17,8%, lipit liên kết chiếm 2,1%. Dầu đậu nành có những đặc điểm mà mỡ động vật không có được, nó chứa một lượng acid béo không no, đặc biệt là linioleic, một acid béo không thay thế, các acid linoleic và 5 linolenic có vai trò chuyển hóa cholesterol (một hoạt chất làm cho người mau già và sơ cứng động mạch) trong cơ thể, do đó ngừa được bệnh tim mạch, kéo dài tuổi thọ. o Acid linoleic: 49 – 60% o Acid oleic: 21 – 34% o Acid palmitic: 6,5 -12% o Acid linolenic: 2 – 9% o Acid stearic: 2 – 5% 1.2.3. gluxit Hàm lượng Gluxit của đậu nành trung bình chiếm 30 – 35% thường bao gồm các polysaccarit không hòa tan như hemixenluloza, các pectin, xenluloza và các đường hòa tan như saccaroza, stacharoza, rafinoza, đậu nành hầu như không có tinh bột (<1%). 1.2.4. Chất vô cơ và vitamin Đậu nành chứa chất cần thiết cho cơ thể như: Ca, Na, K, Mg, P, S, Cu, Sn, Al, Cl,các vitamin B1, B2, PP, K (K là vitamin hiếm trong thực vật). 1.2.5. Các thành phần khác Ngoài ra đậu nành còn chứa một số thành phần không mong muốn khác nhưng các thành phần có thể ức chế được trong các quá trình chế biến như gia nhiệt, lọc, Các saponin: là một hợp phần của Glicorit có trong hạt đậu nành, các saponin có vị đắng chát khó chịu. Hàm lượng saponin khoảng 0,62 – 6,12%, phụ thuộc chủ yếu vào giống đậu nành. Tuy nhiên có một số giống đậu nành không chứa saponin. Chất ức chế trypsin: trong hạt đậu nành lượng chất ức chế trypsin chiếm khoảng 6% tổng protein, tác dụng kìm hãm các chất ức chế trypsin là do chất này liên kết với trypsin. Các hemaglutinin: chất này thuộc loại glucoprotein là chất gây ngưng kết hồng cầu, tuy nhiên chất này dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt độ. 6 Các yếu gây đầy hơi: các oligosacchair mà chủ yếu là rafinoza và stachyoza trong đậu nành là nguyên nhân gây nên sự đầy hơi ở người. Trong ruột già của người không có chứa enzyme galactosidaza nên các galactoligosaccharit không được tiêu hóa và bị lên men bởi vi khuẩn ruột già, tạo khí CO2, H2, cả CH4. 1.3. Giá trị dinh dưỡng hạt đậu nành [1] Cây đậu tương là cây lương thực có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng. Ngoài sử dụng trực tiếp ở dạng hạt khô, các sản phẩm chế biến từ hạt đậu tương rất đa dạng như đậu phụ, sữa đậu nành, nước tương, dầu đậu nành, giá đỗ, bột đậu nành, Ngoài ra thân và lá đậu tương cũng có tác dụng cải tạo đất rất tốt, giúp tăng năng suất của các loại cây trồng khác. Qua thành phần hóa học của hạt đậu nành cho thấy đây là một loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng protein trung bình 38 – 42%, lipit 18 – 20%, giàu nguồn sinh tố và muối khoáng. Đậu nành là loại hạt duy nhất mà giá trị của nó được đánh giá đồng thời cả protein và lipit. Nếu đem so giữa đậu nành với các loại đậu khác thì hàm lượng chất béo trong đậu nành gấp 15 lần, protein gần gấp rưỡi. - Về giá trị lipit: đậu nành chứa hàm lượng dầu béo cao hơn các loại đậu khác nên được xem là cây cung cấp dầu thực vật. Lipit của đậu nành chứa một tỷ lệ cao các acid béo chưa no có hệ số đồng hóa cao, mùi vị thơm ngon. Dùng dầu đậu nành thay mỡ động vật có thể tránh được bệnh xơ cứng động mạch, sự tăng cholesterol trong máu. - Về giá trị protein: đậu nành đứng hàng đầu về hàm lượng protein so với các loại thực phẩm khác, đồng thời chứa đầy đủ các thành phần acid amin không thay thế, do đó đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao nên được nhiều người ưa chuộng. Với hàm lượng protein trung bình từ 38 – 42% là cao hơn cả so với thịt và cao gấp 2 lần hàm lượng protein có trong các loại đậu khác (so với thịt động vật, đậu nành có nhiều chất dinh dưỡng hơn: 100 gr đậu nành có 411 calo; 34 gr đạm; 18 gr béo; 165mg calcium; 11mg sắt; trong khi đó thịt bò loại ngon chỉ có 165 calo; 21gr đạm; 9gr béo; 10mg calcium và 2,7 mg sắt). 7 Pr