Tài liệu Xây dựng quy trình sản xuất các sản phẩm chay từ protein thực vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP. HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG Xây dựng quy trình sản xuất các sản phẩm chay từ protein thực vật Mã số: T2011-32K-01 Chủ nhiệm đề tài: ThS. Lý Thị Minh Hiền TP. HCM, tháng 09 năm 2012 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU 1. ThS. Lý Thị Minh Hiền – Chủ nhiệm đề tài 2. ThS. Nguyễn Thị Lệ Thuỷ 3. CN. Nguyễn Vũ Thiên Ngân DANH SÁCH CÁC ĐƠN VỊ PHỐI HỢP 1. Khoa Công nghệ sinh học Trường ĐH Mở TP.HCM 2. Phòng Thí nghiệm Công nghệ thực phẩm Trường ĐH Mở TP.HCM 3. Phòng Thí nghiệm Sinh hoá Trường ĐH Mở TP.HCM i MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU------------------------------------------------------------------------------- 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU------------------------------------------- 3 1.1. Bột mì ---------------------------------------------------------------------------- 3 1.1.1. Thành phần hoá học bột mì -------------------------------------------------- 3 1.1.2. Gluten bột mì------------------------------------------------------------------- 8 1.2. Đậu nành -------------------------------------------------------------------------- 9 1.2.1. Giới thiệu ----------------------------------------------------------------------- 9 1.2.2. Thành phần hóa học của hạt đậu nành-------------------------------------- 10 1.2.3. Thị trường sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam ------------------------------- 12 1.2.4. Tàu hũ ky ----------------------------------------------------------------------- 13 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU-------------- 14 2.1. Xây dựng quy trình chế biến sản phẩm thịt chay sấy khô------------------ 14 2.1.1. Quy trình sản xuất dự kiến --------------------------------------------------- 14 2.1.2. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của loại bột mì và tỉ lệ phối trộn NaHCO3 đến chất lượng thịt chay sấy ------------------------ 15 2.1.3. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của ẩm độ bột nhào đến hàm lượng gluten và chất lượng thịt chay sấy ------------------------------- 17 2.1.4. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nước nhào đến hàm lượng gluten và chất lượng thịt chay sấy ------------------------------- 17 2.1.5. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng muối đến hàm lượng gluten và chất lượng thịt chay sấy ------------------------------- 18 2.1.6. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng thịt chay sấy -------------------------------------------------------- 20 2.1.7. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ hoàn nguyên đến chất lượng thịt chay sấy--------------------------------------------------------- 21 2.1.8. Đánh giá chất lượng sản phẩm thịt chay sấy------------------------------- 22 2.2. Xây dựng quy trình sản xuất thịt chay ăn liền ------------------------------- 22 2.2.1. Quy trình sản xuất thịt chay ăn liền dự kiến ------------------------------- 22 2.2.2. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của loại bột mì đến chất lượng thịt chay ăn liền----------------------------------------------------- 24 2.2.3. Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng của ẩm độ bột nhào đến chất lượng thịt chay ăn liền----------------------------------------------------- 26 2.2.4. Thí nghiệm 9: Khảo sát ảnh hưởng của công thức gia vị ii đến chất lượng thịt chay ăn liền----------------------------------------------------- 26 2.2.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm thịt chay ăn liền -------------------------- 28 2.3. Xây dựng quy trình chế biến sản phẩm chả chay --------------------------- 28 2.3.1. Thu nhận tàu hũ ky------------------------------------------------------------ 28 2.3.1.1. Quy trình thu nhận tàu hũ ky tại phòng thí nghiệm -------------------- 28 2.3.1.2. Khảo sát tính chất hoá học của tàu hũ ky -------------------------------- 30 2.3.2. Quy trình chế biến chả chay dự kiến---------------------------------------- 30 2.3.4. Các thí nghiệm chế biến chả chay------------------------------------------- 31 2.3.4.1. Thí nghiệm 10: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng agar agar đến cấu trúc chả chay----------------------------------------------------------------- 31 2.3.4.2. Thí nghiệm 11: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng polyphosphate đến cấu trúc chả chay ---------------------------------------------- 32 2.3.4.3. Thí nghiệm 12: Khảo sát ảnh hưởng của các công thức gia vị đến chất lượng chả chay ------------------------------------------------------------- 33 2.3.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm chả chay ----------------------------------- 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ------------------------------------- 36 3.1. Xây dựng quy trình sản xuất thịt chay sấy khô ------------------------------ 36 3.1.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của loại bột mì và tỉ lệ phối trộn NaHCO3 đến chất lượng thịt chay sấy ------------------------ 36 3.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của ẩm độ bột nhào đến hàm lượng gluten và chất lượng thịt chay sấy ------------------------------- 38 3.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nước nhào đến hàm lượng gluten và chất lượng thịt chay sấy ------------------------------- 39 3.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng NaCl đến hàm lượng gluten và chất lượng thịt chay sấy ------------------------------- 40 3.1.5. Thí nghiệm 5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng thịt chay sấy--------------------------------------------------------- 41 3.1.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ hoàn nguyên đến chất lượng thịt chay sấy--------------------------------------------------------- 43 3.1.7. Đánh giá chất lượng sản phẩm thịt chay sấy ----------------------------- 44 3.2. Xây dựng quy trình chế biến sản phẩm thịt chay ăn liền------------------- 45 3.2.1. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của loại bột mì đến chất lượng thịt chay ăn liền----------------------------------------------------- 45 3.2.2. Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng của ẩm độ bột nhào đến chất lượng thịt chay ăn liền----------------------------------------------------- 46 3.2.3. Thí nghiệm 9: Khảo sát ảnh hưởng của công thức gia vị iii đến chất lượng thịt chay ăn liền----------------------------------------------------- 47 3.2.4. Đánh giá chất lượng sản phẩm thịt chay ăn liền -------------------------- 48 3.3. Xây dựng quy trình sản xuất chả chay---------------------------------------- 49 3.3.1. Khảo sát chỉ tiêu hoá lý của màng protein thu nhận ---------------------- 49 3.3.2. Thí nghiệm 10: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng agar agar đến cấu trúc chả chay----------------------------------------------------------------- 50 3.3.3. Thí nghiệm 11: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng polyphosphate đến cấu trúc chả chay ---------------------------------------------- 51 3.3.4. Thí nghiệm 12: Khảo sát ảnh hưởng của các công thức gia vị đến chất lượng chả chay ------------------------------------------------------------- 51 3.3.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm----------------------------------------------- 52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận -------------------------------------------------------------------------- 54 4.1.1. Xây dựng quy trình chế biến sản phẩm thịt chay sấy--------------------- 54 4.1.2. Xây dựng quy trình chế biến sản phẩm thịt chay ăn liền----------------- 55 4.1.3. Xây dựng quy trình chế biến sản phẩm chả chay ------------------------- 56 4.2. Kiến nghị-------------------------------------------------------------------------- 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------- 58 iv DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Thành phần hóa học của các loại bột mì ------------------------------ 3 Bảng 1.2. Thành phần của protein trong các ngũ cốc (%)----------------------- 3 Bảng 1.3. Thành phần các loại glucid trong bột mì ------------------------------ 4 Bảng 1.4. Thành phần các loại đường có trong bột mì -------------------------- 4 Bảng 1.5. Hàm lượng chất khoáng và vitamin trong các loại bột mì ---------- 7 Bảng 1.6. Bảng đánh giá chất lượng bột mì --------------------------------------- 7 Bảng 1.7. Chỉ tiêu chất lượng của bột mì------------------------------------------ 8 Bảng 1.8. Chỉ tiêu chất lượng gluten ướt ------------------------------------------ 9 Bảng 1.9. Thành phần hóa học của hạt đậu nành --------------------------------- 10 Bảng 1.10. Thành phần acid amin trong protein của đậu nành ----------------- 11 Bảng 1.11. Hàm lượng các vitamin thiết yếu trong hạt đậu nành ------------- 12 Bảng 2.1. Bảng bố trí thí nghiệm 1 ------------------------------------------------- 16 Bảng 2.2. Bảng bố trí thí nghiệm 2 ------------------------------------------------- 17 Bảng 2.3. Bảng bố trí thí nghiệm 3 ------------------------------------------------- 18 Bảng 2.4. Bảng bố trí thí nghiệm 4 ------------------------------------------------- 19 Bảng 2.5. Bảng bố trí thí nghiệm 5 ------------------------------------------------- 20 Bảng 2.6. Bảng bố trí thí nghiệm 6 ------------------------------------------------- 21 Bảng 2.7. Bảng bố trí thí nghiệm 7 ------------------------------------------------- 25 Bảng 2.8. Bảng điểm đánh giá cảm quan chỉ tiêu cấu trúc thịt chay ăn liền ------------------------------------------------------------- 25 Bảng 2.9. Bảng bố trí thí nghiệm 8 ------------------------------------------------- 26 Bảng 2.10. Bố trí thí nghiệm 9 ------------------------------------------------------ 27 Bảng 2.11. Bảng điểm đánh giá cảm quan chỉ tiêu màu sắc và mùi vị cho sản phẩm thịt chay ăn liền-------------------------------- 27 Bảng 2.12. Bảng bố trí thí nghiệm 10 ---------------------------------------------- 32 Bảng 2.13. Bảng mô tả chỉ tiêu cấu trúc của sản phẩm chả chay -------------- 32 Bảng 2.14. Bảng bố trí thí nghiệm 11 ---------------------------------------------- 33 Bảng 2.15. Bảng bố trí thí nghiệm 12 ---------------------------------------------- 33 Bảng 2.16. Bảng mô tả chỉ tiêu mùi và vị của sản phẩm chả chay------------- 34 Bảng 3.1. Bảng mô tả sản phẩm của các nghiệm thức thí nghiệm 1----------- 36 Bảng 3.2. Bảng điểm cảm quan của các nghiệm thức thí nghiệm 1 ----------- 37 Bảng 3.3. Bảng hàm lượng gluten ướt ở các nghiệm thức ẩm độ bột nhào ------------------------------------------------- 38 v Bảng 3.4. Bảng điểm cấu trúc của các nghiệm thức ẩm độ bột nhào----------------------------------------------- 38 Bảng 3.5. Bảng hàm lượng gluten ướt của các nghiệm thức nhiệt độ nước nhào ----------------------------------------- 39 Bảng 3.6. Bảng điểm cảm quan cấu trúc của các nghiệm thức nhiệt độ nước nhào ----------------------------------------- 40 Bảng 3.7. Bảng hàm lượng gluten ướt ở các nghiệm thức muối bổ sung khác nhau -------------------------------------- 40 Bảng 3.8. Bảng điểm cấu trúc các nghiệm thức bổ sung muối ----------------- 41 Bảng 3.9. Bảng độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy ở các chế độ khác nhau------------------------------------------------- 41 Bảng 3.10. Bảng điểm cảm quan sản phẩm sau sấy và cấu trúc sau hoàn nguyên ở các chế độ sấy khác nhau ----------------------- 42 Bảng 3.11. Bảng điểm cảm quan cấu trúc sản phẩm ở các chế độ hoàn nguyên khác nhau ---------------------------------------------- 43 Bảng 3.12. Bảng chỉ tiêu hoá lý của sản phẩm thịt chay sấy-------------------- 44 Bảng 3.13 Bảng chỉ tiêu phân tích vi sinh của sản phẩm thịt chay sấy-------- 44 Bảng 3.14. Hàm lượng gluten ướt thu được từ các loại bột mì khác nhau ---- 45 Bảng 3.15. Bảng điểm cấu trúc sản phẩm chế biến từ các loại bột mì khác nhau--------------------------------------------------------- 46 Bảng 3.16. Bảng hàm lượng gluten thu được ở các ẩm độ bột nhào khác nhau ---------------------------------------------------- 47 Bảng 3.17. Bảng điểm cấu trúc sản phẩm ở các ẩm độ bột nhào khác nhau ---------------------------------------------------- 47 Bảng 3.18. Bảng điểm cảm quan sản phẩm của các nghiệm thức phối trộn gia vị khác nhau---------------------------------- 48 Bảng 3.19. Bảng chỉ tiêu hoá lý của sản phẩm thịt chay ăn liền --------------- 48 Bảng 3.20. Bảng chỉ tiêu phân tích vi sinh của sản phẩm thịt chay ăn liền --- 49 Bảng 3.21. Bảng phân tích chỉ tiêu hoá lý của màng protein đậu nành ------- 49 Bảng 3.22. Bảng điểm cấu trúc sản phẩm ở các hàm lượng agar agar -------- 50 Bảng 3.23. Bảng điểm cấu trúc sản phẩm ở các hàm lượng polyphosphate -- 51 Bảng 3.24. Bảng điểm cảm quan vị sản phẩm ở các công thức gia vị--------- 51 Bảng 3.25. Bảng chỉ tiêu hoá lý của sản phẩm chả chay ------------------------ 52 Bảng 3.26. Bảng chỉ tiêu phân tích vi sinh của sản phẩm chả chay------------ 52 vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất thịt chay sấy khô dự kiến ------------------ 14 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình sản xuất thịt chay ăn liền dự kiến ------------------- 23 Hình 2.3. Sơ đồ quy trình thu nhận tàu hũ ky------------------------------------- 29 Hình 2.4. Sơ đồ quy trình sản xuất chả chay dự kiến ---------------------------- 30 Hình 4.1. Sơ đồ quy trình sản xuất thịt chay sấy khô ---------------------------- 54 Hình 4.2. Sơ đồ quy trình sản xuất thịt chay ăn liền ----------------------------- 56 Hình 4.3. Sơ đồ quy trình sản xuất chả chay-------------------------------------- 57 vii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc __________________ _________________ THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Xây dựng quy trình sản xuất các sản phẩm chay từ protein thực vật - Mã số: T2011-K31-01 - Chủ nhiệm đề tài: Lý Thị Minh Hiền - Đơn vị của chủ nhiệm đề tài: Khoa Công Nghệ Sinh Học - Thời gian thực hiện: 15 tháng 2. Mục tiêu: Từ nguyên liệu thực vật (bột mì và đậu nành) tiến hành thu protein và chế biến các sản phẩm chay giàu protein 3. Tính mới và sáng tạo: Vừa đa dạng hoá sản phẩm vừa đảm bảo tính an toàn vệ sinh thực phẩm cho sản phẩm nhờ sản xuất thực phẩm chay bằng các nguyên liệu thực vật, phụ gia không độc hại 4. Kết quả nghiên cứu: Đề tài đã chọn loại nguyên liệu phù hợp, chọn được phương pháp thu nhận protein và các thông số tối của quy trình sản xuất thông qua các thí nghiệm tiến hành 5. Sản phẩm: - Hoàn thiện quy trình sản xuất thịt chay sấy, thịt chay ăn liền và chả chay với các thông số cụ thể - Đào tạo: 3 sinh viên thực tập tốt nghiệp, 1 khoá luận tốt nghiệp đại học viii 6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: Kết quả đề tài có thể ứng dụng tại các cơ sở sản xuất thực phẩm chay quy mô vừa và nhỏ Cơ quan chủ trì xác nhận KT. HIỆU TRƯỞNG PHÓ HIỆU TRƯỞNG Ngày 24 tháng 09 năm 2012 Chủ nhiệm đề tài Lý Thị Minh Hiền ix INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1. General information: Project title: Building the processes of vegetarian food from plant protein Code number: T2011-K31-01 Coordinator: MSc. Lý Thị Minh Hiền Implementing institution: Duration: from 06/2011 to 09/2012 2. Objective(s): Isolating or concentrating protein from plant (wheat and soybean) then making vegetarian food from those protein. 3. Creativeness and innovativeness:  Increasing food choices for vegetarian  Making wholesome vegetarian food from plant and safety food additive 4. Research results:  Finding the appropriate kinds of wheat and soybean  Isolating / concentrating protein from wheat and soybean  Optimizing the appropriate parameters for making drying plant meat, instead plant meat and plant sausage. 5. Products:  Optimizing the appropriate parameters for making drying plant meat process  Optimizing the appropriate parameters for making instead plant meat process  Optimizing the appropriate parameters for making plant sausage process 6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: These processes could be using for manufactering vegetarian foods in small factories without large modern machine. x MỞ ĐẦU Hiện nay ăn chay không còn chỉ đơn thuần là do tín ngưỡng, người ta sử dụng thực phẩm chay để hoàn thiện chế độ dinh dưỡng, đảm bảo sức khoẻ nhằm tránh các bệnh lý như thừa cholesterol, bệnh gout,…Người ăn chay chủ yếu sử dụng rau củ, ngũ cốc, nấm,….để cung cấp các nhóm chất protein, glucid, lipid cho cơ thể. Thị trường thực phẩm chay cho các sản phẩm cung cấp protein ngày nay rất đa dạng, bao gồm các loại chủ yếu sau: - Các sản phẩm truyền thống, tươi sử dụng chế biến trong ngày như đậu hũ, mì căng, tàu hũ ky, chả chay các loại,… - Các sản phẩm chế biến của các công ty như thịt gà chay, tôm mực chay, thịt sườn,… Nhóm sản phẩm chay truyền thống không đủ đáp ứng nhu cầu đa dạng hoá trong quá trình tiêu thụ thực phẩm chay như sản phẩm chế biến sẵn. Tuy nhiên nhóm sản phẩm thịt chay chế biến sẵn từ các nhà sản xuất có nguồn gốc rõ ràng, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng hiện nay rất ít, chỉ có vài thương hiệu thực phẩm chay như: Âu Lạc, Kim Chi,… Từ nhu cầu đa dang hoá thực phẩm an toàn với nguồn gốc rõ ràng, chúng tôi thực hiện đề tài: “Xây dựng quy trình sản xuất các sản phẩm chay từ protein thực vật”. Mục tiêu của đề tài nhằm hoàn thiện các quy trình chế biến các sản phẩm giàu protein từ hai nguồn nguyên liệu là bột mì và đậu nành phục vụ yêu cầu đa dạng hoá thực phẩm chay cung cấp protein cho đối tượng người ăn chay, đồng thời đảm bảo tính an toàn vệ sinh thực phẩm cho các sản phẩm. Bột mì và đậu nành là hai nguồn chính cung cấp protein cho người ăn chay. Protein bột mì (gluten) và protein đậu nành có đầy đủ các tính chất cần thiết để tạo thành các sản phẩm giả thịt đa dạng. Gluten là mạng protein hình thành từ 2 loại protein glutenin và gliadin trong bột mì, mạng gluten có thể thu được từ quá trình rửa khối bột nhào với nước. Gluten được dùng để chế biến mì căng, một sản phẩm chay truyền thống của Việt Nam. Protein đậu nành hiện nay được phân tách và ứng dụng rất rộng rãi trong công nghệ thực phẩm với vai trò phụ gia thực phẩm và các sản phẩm protein đậu nành tái cấu trúc tạo thành vô số các sản phẩm thịt chay có cấu trúc sợi và tạo cảm quan rất tốt. 1 Trong đề tài nghiên cứu, chúng tôi xây dựng các quy trình sản xuất dự kiến sau đó tiến hành các thí nghiệm nhằm chọn được thông số tối ưu để sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất. Sau đó, chúng tôi tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn chỉnh thông qua kiểm tra các chỉ tiêu hoá lý, vi sinh và cảm quan. Nội dung của đề tài gồm các phần sau: - Xây dựng quy trình chế biến thịt chay sấy từ gluten bột mì bao gồm  Xác định loại bột mì phù hợp cho sản xuất sản phẩm  Xác định hàm lượng natri bicarbonate bổ sung tạo độ xốp và khả năng hoàn     nguyên tốt nhất cho sản phẩm Xác định các thông số nhào bột thu gluten tốt nhất: nhiệt độ nước nhào, ẩm độ bột nhào, lượng nước bổ sung Xác định chế độ sấy bảo quản phù hợp cho khả năng hoàn nguyên tốt nhất Xác định phương pháp hoàn nguyên sau sấy giúp sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất Đánh giá chất lượng sản phẩm - Xây dựng quy trình chế biến thịt chay ăn liền từ gluten bột mì  Xác định loại bột mì phù hợp cho sản xuất sản phẩm  Xác định ẩm độ bột nhào tạo cấu trúc sản phẩm tốt nhất  Xác định công thức gia vị hài hoà cho sản phẩm  Đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn chỉnh - Xây dựng quy trình chế biến chả chay từ đậu nành  Tiến hành thu nhận màng protein đậu nành (tàu hũ ky) làm nguyên liệu chế biến chả chay  Xác định hàm lượng phối trộn các chất tạo cấu trúc: agar agar, polyphosphate  Xác định công thức gia vị cho sản phẩm  Đánh giá chất lượng sản phẩm 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Bột mì 1.1.1. Thành phần hoá học bột mì Bột mì là sản phẩm được chế biến từ hạt lúa mì bằng quá trình nghiền. Trong quá trình này vỏ cám và phôi được tách ra và phần còn lại của hạt lúa mì (nội nhũ) được nghiền nhỏ tới độ mịn thích hợp ra thành phẩm là bột mì. Thành phần hóa học của bột mì phụ thuộc vào thành phần hóa học của hạt và phụ thuộc vào hạt bột. Những đặc điểm thành phần bột mì về mặt số lượng và chất lượng định theo giá trị dinh dưỡng và tính chất nướng bánh của bột. Các chất dinh dưỡng trong bột có hạng cao thì được cơ thể tiêu hóa dễ hơn, nhưng bột mì ở hạng thấp lại có vitamin và chất khoáng cao hơn. Bột mì chủ yếu gồm glucid và protid (90%), ngoài ra còn có lipid, vitamin, khoáng… Bảng 1.1. Thành phần hóa học của các loại bột mì Hạng bột Thành phần hóa học trung bình (tính bằng % trọng lượng chất khô) Pentosan Tinh bột Protein Chất béo Đường Cellulose Tro Thượng hạng 1,95 79,0 12,0 0,8 1,8 0,1 0,55 Hạng I 2,5 77,5 14,0 1,5 2,0 0,3 0,75 Hạng II 3,5 71,0 14,5 1,9 2,8 0,8 1,25 (Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009)  Protid Hàm lượng protid trong các loại bột mì khác nhau thì không giống nhau. Hàm lượng protid tăng dần từ bột hạng cao đến bột hạng thấp, nhưng về mặt dinh dưỡng thì protid trong bột hạng cao giá trị hơn. Protid trong bột mì gồm có hai dạng: đơn giản và phức tạp. Dạng đơn giản bao gồm: albumin, globulin, prolamin và glutelin. Dạng phức tạp gồm có glucoprotein, nucleoprotein, cremoprotein. 3 Bảng 1.2. Thành phần của protein trong các ngũ cốc (%) Lúa mì Ngô Đại mạch Yến mạch Lúa Albumin Globulin Prolamin Glutelin 9 4 13 11 5 5 2 12 56 10 40 55 52 9 5 46 39 23 23 80 (Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009) Như vậy, cũng như các ngũ cốc khác, trong bột mì lượng prolamin và glutelin chiếm một tỉ lệ khá cao (trừ yến mạch). Prolamin trong bột mì gọi là gliadin, còn glutelin gọi là glutenin. Protein trong bột mì gồm có 4 loại:  Albumin (hòa tan trong nước).  Globumin (hòa tan trong dung dịch muối trung tính).  Prolamin (hòa tan trong dung dịch rượu 60 – 80%), còn có tên gọi là gliadin.  Glutelin (hòa tan trong dung dịch kiềm yếu 0,2%), còn có tên gọi là glutenin. Trong 4 loại protid nói trên, lượng albumin và globulin là rất ít do trong lúa mì chúng nằm chủ yếu ở lớp vỏ, khi xay để lấy bột mì thì bị mất đi. Hàm lượng albumin và globulin chiếm khoảng 20%, còn 80% là prolamin và glutelin. Tỷ lệ gliadin và glutenin trong bột mì tương đương nhau. Khi đem bột mì nhào với nước và để yên một thời gian sẽ tạo thành gluten. Rửa bột nhào cho tinh bột trôi đi, còn lại một khối dẻo đó là gluten. Gluten thu được sau khi rửa bột nhào gọi là gluten ướt. Trong gluten ướt có chứa khoảng 60 – 70% nước.  Glucid Glucid trong bột mì gồm có tinh bột, dextrin, cellulose, hemicellulose, glucid keo, các loại đường. Bảng 1.3. Thành phần các loại glucid trong bột mì Glucid Đường Dextrin Tinh bột Cellulose Hemicellulose Pentosan Tỉ lệ (%) 0,6 - 1,8 1- 5 80 0,1- 2,3 2- 8 1,2- 3,5 ( Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009) Bảng 1.4. Thành phần các loại đường có trong bột mì Đường Glucose Fructose Maltose Saccharose Pentosan Tỉ lệ (%) 0,01- 0,05 0,015 - 0,05 0,005 - 0,05 0,1 - 0,55 0,5 - 1,1 (Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009) 4 Tinh bột là glucid quan trọng nhất của bột, trong bột có các hạng cao có chứa đến 80% tinh bột. Tinh bột của các loại bột khác nhau thì không giống nhau về hình dáng, kích thước, khả năng trương nở và hồ hóa. Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột có ảnh hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào. Hạt tinh bột nhỏ và hạt tinh bột lớn sẽ bị đường hóa nhanh hơn trong quá trình sản xuất bánh mì. Trong các hạt tinh bột, ngoài tinh bột ra còn có một lượng rất nhỏ acid phosphoric, acid silisic, acid béo và các chất khác. Dextrin (C6H12O5)n là sản phẩm tạo ra đầu tiên trong quá trình thủy phân tinh bột. Đó là những chất keo và tạo thành với nước một dung dịch dính. Khối lượng phân tử và tính chất của dextrin phụ thuộc vào mức độ thủy phân của tinh bột. Người ta phân ra các nhóm dextrin sau đây: Amylodextrin là hợp chất có cấu tạo gần giống tinh bột, khi tác dụng với iot cho màu tím. Erythrodextrin là hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn khi tác dụng với iot cho màu đỏ. Achrodextrin và maltodextrin là những dextrin đơn giản nhất, khi tác dụng với iot không cho màu đặc trưng. Dextrin ít liên kết với nước. Do đó khi nhào bột có hàm lượng cao các dextrin thì ruột bánh mì chặt và kém đàn hồi. Cellulose (C6H12O5)n cũng có công thức chung gần giống như tinh bột nhưng khác nhau về cấu trúc phân tử và các tính chất lý hóa học. Phân tử của cellulose gồm có trên 1500 gốc glucose. Cellulose không tan trong nước lạnh và nước nóng. Thủy phân cellulose bằng acid khó hơn thủy phân tinh bột. Cơ thể người không thể tiêu hóa được cellulose và chính hàm lượng cellulose làm giảm giá trị thực phẩm của bột. Trong bột hạng cao chứa khoảng 0,1 – 0,15% cellulose, còn trong bột nghiền lẫn chứa 2,3%. Hemicellulose là polysaccharide cấu tạo từ các gốc pentosan (C5H8O4)n và hextosan (C6H10O5)n. Hemicellulose không hòa tan trong nước, nhưng hòa tan trong kiềm. Nó dể thủy phân hơn cellulose. Hàm lượng hemicellulose phụ thuộc vào hạng bột, thường khoảng 2 – 8%. Cơ thể không tiêu hóa được hemicellulose. Glucid keo là các pentosan hòa tan, chủ yếu có chứa trong nội nhũ của hạt. trong bột mì hàm lượng glucid keo vào khoảng 1,2%. Glucid keo có tính háo nước rất cao và đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bánh mì, đặc biệt là bánh mì đen. Khi trương nở trong nước các glucid keo cho ta những dịch keo. Dịch keo này có ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất lý học của bột nhào. 5 Đường trong bột có chứa một hàm lượng không lớn lắm. trong bột có chứa khoảng 0,1 – 0,25% glucose và fructose, và gần 0,1 – 0,5% maltose. Trong bột mì sản xuất từ hạt nảy mầm thì hàm lượng maltose tăng lên rất rõ rệt. Đường chủ yếu nằm trong phôi hạt. Hàm lượng saccharose trong bột vào khoảng 0,2 – 0,6%. Hàm lượng chung của các loại đường phụ thuộc vào hạng bột và chất lượng hạt. Đường trong bột có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh, đường được sinh ra trong thời gian 1,5 – 2 giờ đầu tiên của quá trình lên men. Hàm lượng đường chung trong bột mì trắng vào khoảng 1,8 – 4,0% trong bột mì đen khoảng 4,0 – 6,5% .  Lipid Là những chất hữu cơ kị nước có cấu trúc khác nhau, không hòa tan trong nước nhưng có khả năng hòa tan trong các dung môi hữu cơ. Trong số các lipid của bột mì, ngoài các chất béo trung tính còn phải kể tới các phosphatide, sterine, sắc tố và các vitamin hòa tan trong chất béo. Trong bột các lipid có trạng thái tự do và trạng thái kết hợp với protid và glucid. Những hợp chất này ảnh hưởng đến tính chất của gluten, chúng làm cho gluten đàn hồi hơn. Hàm lượng chung của các lipid trong bột mì khoảng 2 – 3%, lipid của bột gồm khoảng 75% chất béo.  Các enzyme thủy phân protid và tinh bột Enzyme thủy phân protid được chia ra làm hai loại: protease và polypeptidase. Trong quá trình sản xuất bánh mì, protease có ý nghĩa quan trọng, bởi và protease thủy phân các protid tự nhiên, mà chính các protid tự nhiên mới có những tính chất vật lý có giá trị đối với sản xuất bánh mì. Trong tinh bột luôn luôn có protease. protease làm mất cấu trúc bậc 3 của phân tử protid, làm cho gluten bị vụn nát dẫn đến tính chất vật lý của gluten xấu đi và làm giảm khả năng liên kết với nước. Do đó ảnh hưởng xấu đến tính chất bột nhào. Nhiệt độ thích hợp cho protease là 45 – 550 C, môi trường thích hợp là pH = 4,5 – 5,6. Các chất khử có tác dụng tăng cường hoạt động của protease còn các chất oxy hóa có tác dụng kiềm hãm hoạt động của protease. Muối ăn cũng có tác dụng kìm hãm hoạt động của protease. Khống chế hoạt động thủy phân protid của bột bằng cách sử dụng độ nhạy của protease với nhiệt độ, pH và sự có mặt của các chất hoạt hóa và chất kiềm hãm. Enzyme thủy phân tinh bột gồm α-amylase và β- amylase. Trong điều kiện thích hợp có thể thủy phân đến 95% tinh bột. Hàm lượng cao của amylase trong bột sẽ ảnh hưởng xấu đến trạng thái bột mì. Sự dextrin hóa của tinh bột trong thời gian nướng bánh của α- amylase làm giảm khả năng giữ nước của ruột bánh. Bột mì sản xuất từ hạt đã nảy mầm có hàm lượng α- amylase cao, do đó bột lấy từ hạt nảy mầm có chất lượng thấp đối với công nghệ sản xuất bánh mì. Ngoài ra còn có 6 các enzyme như lipase, lipoxidase, tyrosinase. Lipase có tác dụng làm tăng độ acid của bột mì. Lipoxidase có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của gluten và tính chất vật lý của bột nhào. Tyrosinase có tác dụng oxy hóa tyrosine tạo thành các chất có màu tối, chính quá trình này làm cho bột nhào có màu sẫm.  Các chất khoáng và vitamin Ngoài các thành phần như protid, glucid, lipid…trong bột mì còn chứa các chất khoáng và vitamin. Bảng 1.5. Hàm lượng chất khoáng và vitamin trong các loại bột mì Hạng bột Chất khoáng (mg/kg) Vitamin (mg/kg) B1 B2 PP CaO P 2 O5 FeO Bột thượng hạng 0,5 0,4 10 10 70 1,0 Bột loại I 1,0 0,5 20 30 200 4,0 Bột loại II 2,8 0,8 60 60 400 0,9 ( Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009) Để đánh giá chất lượng bột mì, người ta dựa trên thành phần tro và hàm lượng gluten ướt và để xác định mức độ nhiễm vi sinh vật, bột mì được đo độ chua. Các loại bột mì chất lượng khác nhau thể hiện trong bảng bảng 1.6 Bảng 1.6. Bảng đánh giá chất lượng bột mì. Loại bột Tro (%) Gluten ướt (%) Độ acid Thượng hạng Loại I 0,55 0,75 28 30 3,4 3,5 Loại II Nghiền lẫn 1,25 < 0,07 25 20 4,0 5,0 ( Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009) Bột mì đưa vào sản xuất phải đảm bảo các yêu cầu chất lượng theo bảng 1.7 7 Bảng 1.7. Chỉ tiêu chất lượng của bột mì Tên tiêu chuẩn Yêu cầu Màu sắc Mùi Vị Tạp chất vô cơ Sâu mọt Độ ẩm Độ mịn - Hàm lượng gluten ướt Hàm lượng tro Độ acid Tạp chất Fe mm từ 86% trở lên. - Không nhỏ hơn 28%. - Không lớn hơn 0,75%. - Không lớn hơn 3,5. - Không lớn hơn 3 mg/ kg. Trắng hoặc trắng ngà đặc trưng . Mùi của bột tự nghiên, không hôi . Không mốc, chua, đắng, có mùi lạ, vị lạ. Không có sạn. Không có. Không lớn hơn 13,5% . Không đóng cục, lọt qua rây 118 mmx 118 (Nguồn: TCVN 4359 : 1985) 1.1.2. Gluten bột mì Gluten là hỗn hợp hai protein gồm gliadin và glutenin. Các chất này liên kết với tinh bột, và tồn tại trong nội nhũ của hạt của một số loại cây hoà thảo, đặc biệt là lúa mì, yến mạch và lúa mạch. Do không tan trong nước nên gluten có thể được tinh chế bằng cách rửa với nước để tách khỏi tinh bột. Thành phần hóa học: 90% protein, 2% lipid, ngoài ra còn tro và carbohyrate. Gliadin được chia ra làm 4 loại α, β,  (khối lượng từ 30.000- 45.000 Dalton) và  (khối lượng từ 60.000 - 80.000 Dalton). Các gliadin thường tồn tại dạng đơn hình. Trong α, β, -gliadin thì 30 acid amin đầu đều giống nhau trong đó 20 acid amin đầu tiên tạo thành peptide ưa béo được mở đầu bằng lysin, tiếp tục bằng acid amine ưa béo và kết thúc bằng gốc alanin. Ngoài ra các cầu disulfur làm cho cấu trúc bậc III chặt hơn. Còn  - gliadin lại chứa rất ít (hầu như không có) các acid amin chứa lưu huỳnh nên trong nó hầu như không có disulfur (trong chủ yếu là glutamin và prolin chiếm trên 75%). Glutelin có tính đa hình mạnh mẽ vì có xu hướng tự liên kết nhau bằng các tương tác ưu béo, liên kết hydro, cầu sulfua. Glutenin được tạo từ 25 dưới đơn vị được chia ra làm 3 nhóm : A, B, C . Các dưới đơn vị kết hợp với nhau bằng liên kết hydro, tương tác ưa béo, cầu sulfua. Khi glutenin liên hợp lại tạo thành sợi, trong nước thì tạo thành màng mỏng, cầu với cấu này các đàn hồi, chịu kéo căng. Tính chất này càng tăng khi cường độ tương tác và số lượng 8 tương tác giữa các chuỗi protein càng tăng. Khi có một ít tác nhân oxy hoá, chất lượng bột nhào cũng tăng. Điều đó chứng tỏ cầu sulfua có vai trò rất quan trọng. Gliadin và glutenin khi hút nước, hydrate hóa hình thành cấu trúc mạng phân bố đều trong khối bột. Mạng này vừa dai, vừa đàn hồi, được gọi là gluten. Nhờ đó mà bột mì nhão có tính dai, dễ cán, cắt định hình. Hàm lượng gluten ướt trong bột mì dao động trong phạm vi rất lớn khoảng 15 - 35% tuỳ thuộc vào hàm lượng protein của bột. Chất lượng gluten được đánh giá bằng các chỉ tiêu vật lí như: màu sắc, độ đàn hồi, độ dai và độ dãn. Bột có gluten chất lượng cao thì đàn hồi tốt, độ dai cao, độ dãn trung bình, màu sáng và độ hút nước lớn. Trường hợp gluten yếu nghĩa là độ dãn lớn, độ dai thấp, ít đàn hồi. Với các loại bột mì sản xuất từ hạt bị hỏng, sâu bệnh, nảy mầm, do sấy ở nhiệt độ quá cao thì hàm lượng Gluten ướt giảm vì tính hút nước của protein đã bị thay đổi.Hàm lượng và chất lượng Gluten bột mì phụ thuộc vào giống lúa mì, điều kiện trồng trọt, chế độ sấy hạt, chế độ gia công nước nhiệt, chế độ bảo quản… Bảng 1.8. Chỉ tiêu chất lượng gluten ướt Chỉ tiêu Gluten ướt chất lượng tốt Mạnh Trung bình Yếu Gluten ướt chất lượng xấu Cảm quan Đồng nhất,mềm mại, trắng ngà Xám, không mịn Độ đàn hồi Tốt Trung bình Ít Kém Độ căng Cao Trung bình Trung bình Thấp Độ giãn Trung bình Trung bình Lớn Lớn ( Nguồn: Bùi Đức Hợi, năm 2009) 1.2. Đậu nành 1.2.1. Giới thiệu Đậu nành (đậu tương) có tên khoa học là Glycine max L thuộc chi Faboideae, họ Fabaceae, bộ Fabales, lớp Magnoliopsida, ngành Magnoliophyta, giới Thực vật Nguồn gốc, phân bố: Theo từ điển thực phẩm, đậu nành có nguồn gốc từ Trung Hoa sau đó lan ra các quốc gia Châu Á khác, đến cuối thế kỷ XVII đậu nành mới du nhập sang các nước phương Tây. Đậu nành là một loại cây dễ trồng, chúng có mặt khắp nơi trên thế giới. Ở Việt Nam, đậu nành được trồng khắp các vùng miền. Mô tả đặc điểm: Đậu nành là cây ngắn ngày, thân thảo. Thân cây mảnh, cành hướng lên phía trên. Hoa màu trắng hay tím xếp thành chùm ở nách lá. Quả thõng, hình lưỡi liềm, gân bị ép, thắt lại giữa các hạt. Các hạt thứ 2,3,5 gần 9