Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất đậu phụ bằng nước ép đậu lên men lactic

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ------ NGUYỄN THỊ THƯƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐẬU PHỤ BẰNG NƯỚC ÉP ĐẬU LÊN MEN LACTIC Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 60.54.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Nguyễn Minh Trí Nha Trang - 2012 i LỜI CÁM ƠN Sau một thời gian dài nghiên cứu khoa học và hoàn thành luận văn. Trước hết, tôi xin gửi lời cám ơn tới quý thầy, cô giáo phòng thí nghiệm công nghệ sinh học, phòng thực hành hoá – vi sinh, phòng thực hành hoá phân tích, phòng nghiên cứu khoa học, phòng thực hành công nghệ thực phẩm, đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Đồng thời cũng gửi tới Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa công nghệ thực phẩm, lãnh đạo và chuyên viên phòng đào tạo sau đại học, sự kính trọng, tự hào được học tập tại trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất của tôi xin dành cho thầy: TS. Nguyễn Minh Trí đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn của mình tới bố mẹ, bạn bè đã luôn bên tôi động viên cổ vũ cho tôi hoàn thành luận văn. Nguyễn Thị Thương ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Người thực hiện Nguyễn Thị Thương iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADI : Lượng ăn vào hằng ngày chấp nhận được AS : Alum solution – dung dịch phèn chua BSE : Calotropis stem extract CSS : Calcium sulfate solution – dung dịch canxi sunfate ĐLT : Đậu phụ sản xuất bằng nước ép đậu lên men lactic ĐTC : Đậu phụ sản xuất bằng thạch cao FML : Fermented maize liquor - nước luộc ngô lên men GDL : “Glucono – delta lactone” – một axit hữu cơ HHP : High hydrostatic pressure - áp suất thủy tĩnh cao INS : Hệ thống đánh số quốc tế LAB : Lactic axit bacteria - vi khuẩn axit lactic LJ : “Lime – juice” - nước chanh quả LS : Lime solution - dung dịch nước vôi PEF : Pulsed electric field - trường xung điện STT : Số thứ tự TN : Thí nghiệm VSV : Vi sinh vật WSF : Whole soybean flour – bột đậu nành nguyên iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Sản lượng xuất khẩu đậu nành của một số quốc gia lớn trên thế giới 2008/2009 và 2009/2010 (nghìn tấn)......................................................................... 4 Bảng 1.2. Sản xuất đậu nành Việt Nam từ 2005 – 2011 ........................................... 5 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất, cung, cầu đậu nành tại Việt Nam................................ 5 Bảng 1.4. Thành phần hóa học của một số loại hạt đậu ............................................. 6 Bảng 1.5. Thành phần hóa học của đậu nành ............................................................ 6 Bảng 1.6. Axit amin không thay thế trong đậu nành và các thực phẩm quan trọng khác (g/ 100g protein).............................................................................................................. 7 Bảng 1.7. Thành phần carbonhydrate trong đậu nành .............................................. 8 Bảng 1.8. Hàm lượng vitamin trong đậu nành.......................................................... 8 Bảng 1.9. Thành phần chất khoáng trong đậu nành......................................................... 9 Bảng 1.10. Thành phần hoá học protein của đậu nành ..................................................32 Hình 2.2. Quy trình sản xuất đậu phụ bằng dịch ép đậu lên men lactic dự kiến ........37 Bảng 2.1. Ma trận thí nghiệm với biến thực .............................................................45 Bảng 2.2. Ma trận thí nghiệm với các biến mã .........................................................46 Bảng 2.3. Cơ sở đánh giá chung chất lượng cảm quan thực phẩm............................54 Bảng 2.4. Tiêu chuẩn quy định cấp chất lượng........................................................55 Bảng 2.5. Bảng mô tả thang điểm cảm quan của đậu phụ...............................................56 Bảng 3.1. Giá trị độ đục sinh khối của các chủng vi khuẩn lactic trên môi trường MRS lỏng .........................................................................................................................60 Bảng 3.2. pH của nước ép đậu lên men của 6 chủng lựa chọn ..................................60 Bảng 3.3. Kết quả đánh giá cảm quan nước ép đậu lên men lactic............................60 Bảng 3.4. Hoạt tính ức chế các chủng chỉ thị của 6 chủng lactic trong phương pháp cấy điểm....62 Bảng 3.5. Hoạt tính ức chế các chủng chỉ thị của 6 chủng lactic trong phương pháp khuếch tán qua giếng thạch ......................................................................................63 Bảng 3.6. Giá trị pH của các mẫu nước ép đậu lên men lactic ..................................63 Bảng 3.7. Kết quả ma trận thí nghiệm với các biến thật ...........................................68 Bảng 3.8. Kết quả ma trận thí nghiệm với các biến mã ............................................69 Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm kiểm chứng ...............................................................73 Bảng 3.10. Điểm cảm quan của đậu sản xuất bằng thạch cao và đậu phụ sản xuất bằng nước ép đậu lên men lactic.......................................................................................82 Bảng 3.11. Tính toán chi phí sản phẩm ....................................................................82 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Quy trình sản xuất đậu phụ truyền thống ở Việt Nam .......................................12 Hình 1.2. Các dạng cấu trúc mạng lưới gel hình thành của protein khi thay đổi nồng độ protein, pH và độ mạnh ion [53] .......................................................................................30 Hình 1.3. Cấu trúc phân tử Glycinin – globulin 11S [53] ..................................................33 Hình 1.4. Cấu trúc phân tử của   conglycinin – globulin 7S [53] .................................33 Hình 2.1. Thí nghiệm tuyển lựa chủng vi khuẩn lactic......................................................36 Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm tổng quát................................................................................38 Hình 2.4. Thí nghiệm xác định hàm lượng thạch cao kết tủa protein sữa đậu nành...........39 Hình 2.5. Thí nghiệm xác định nồng độ protein cho dịch lên men lactic...........................40 Hình 2.6. Thí nghiệm xác định hàm lượng đường bổ sung vào dịch ép đậu .....................41 Hình 2.7. Thí nghiệm thăm dò khoảng pH.......................................................................42 Hình 2.8. Thí nghiệm thăm dò khoảng nhiệt độ kết tủa protein đậu nành .........................43 Hình 2.9. Thí nghiệm xác định thời gian kết tủa protein đậu nành....................................44 Hình 2.10. Thí nghiệm xác định hàm lượng protein tổng số trong đậu phụ sản xuất bằng thạch cao ...........................................................................................................................47 Hình 2.11. Thí nghiệm xác định hàm lượng protein trong đậu phụ sản xuất bằng nước ép đậu lên men lactic..............................................................................................................48 Hình 2.12. Quy trình định lượng tổng số vi khuẩn hiếu khí ..............................................49 Hình 2.13. Quy trình phân tích định tính Salmonella ........................................................50 Hình 2.14. Quy trình định lượng Coliform và Fecal coliform...........................................51 Hình 2.15. Quy trình định lượng S. aureus.......................................................................52 Hình 3.1. Chủng vi khuẩn LT4 ..........................................................................................59 Hình 3.2. Tiêu bản nhuộm Gram LT4 ...............................................................................59 Hình 3.3. Hoạt tính ức chế E. coli của các chủng vi khuẩn lactic tuyển chọn....................62 Hình 3.4. Hoạt tính ức chế S. typhimurium của các chủng vi khuẩn lactic tuyển chọn......62 Hình 3.5. Mỗi quan hệ giữa pH lên sản lượng và độ gel đậu phụ......................................64 Hình 3.6. Mỗi quan hệ giữa nhiệt độ tới sản lượng và độ gel............................................66 Hình 3.7. Mỗi quan hệ giữa thời gian tới sản lượng và độ gel đậu phụ .............................67 Hình 3.8. Đường đồng mức thể hiện mức độ mon g muốn dự đoán .................................72 Hình 3.9. Giá trị tối ưu hoá theo dự đoán ..........................................................................73 Hình 3.10. Quy trình sản xuất đậu phụ bằng nước ép đậu lên men lactic..........................77 Hình 3.11. Biến đổi cảm quan của hai mẫu đậu phụ khi bảo quản ở nhiệt đô thường.......78 Hình 3.12. Sự biến đổi tổng số vi sinh vật hiếu khí trong thời gian bảo quản....................79 Hình 3.13. Sự thay đổi số lượng Coliform theo thời gian bảo quản ..................................80 Hình 3.14. Sự biến đổi số lượng Fecal coliform theo thời gian bảo quản.........................80 Hình 3.15. Sự biến đổi S. aureus trong thời gian bảo quản ...............................................81 vi MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................1 CHƯƠNG 1................................................................................................................2 TỔNG QUAN ............................................................................................................3 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU NÀNH ...........................................................................3 1.1.1. Đặc điểm của cây đậu nành ......................................................................3 1.1.2. Diện tích, sản lượng và nhu cầu sử dụng đậu nành ...................................3 1.1.3. Thành phần hóa học của đậu nành............................................................6 1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU PHỤ VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ ĐẬU NÀNH.............. 10 1.2.1. Đậu phụ .................................................................................................. 10 1.2.2. Các sản phẩm từ đậu nành ...................................................................... 15 1.3. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LACTIC ........................................................... 15 1.3.1. Khái niệm................................................................................................ 16 1.3.2. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic ........................................................ 16 1.3.3. Lên men lactic ......................................................................................... 17 1.3.4. Nhu cầu về dinh dưỡng của vi khuẩn lactic ............................................. 20 1.4. TỔNG QUAN VỀ LACTATE, CÁC AXIT HỮU CƠ KHÁC, H2O2 VÀ BACTERIOCIN SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC .................. 21 1.4.1. Lactate .................................................................................................... 21 1.4.2. Các axit hữu cơ khác............................................................................... 22 1.4.3. Hydroperoxide ........................................................................................ 23 1.4.4. Bacteriocin của vi khuẩn lactic .............................................................. 23 1.4.5. Cacbon dioxit .......................................................................................... 26 1.4.6. Diacetyl................................................................................................... 26 1.5. SƠ LƯỢC VỀ NHỮNG VI KHUẨN THỬ NGHIỆM ........................................ 26 1.5.1. Listeria monocytogens ............................................................................ 26 1.5.2. Escherichia coli ....................................................................................... 26 1.5.3. Staphylococcus aureus ............................................................................ 27 1.5.4. Salmonella typhimurium ......................................................................... 27 1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC................................. 27 vii 1.6.1. Tình hình nghiên cứu ở trong nước ......................................................... 27 1.6.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài ......................................................... 27 1.7. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH GEL PROTEIN SỮA ĐẬU NÀNH ............................................................................................................. 29 1.7.1. Cơ chế hình thành gel protein sữa đậu nành .......................................... 29 1.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới đặc tính gel protein sữa đậu nành .................. 30 1.7.3. Đặc tính protein đậu nành ...................................................................... 32 CHƯƠNG 2.................................................................................................................. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................ 34 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU............................................................................. 34 2.1.1. Đậu nành ................................................................................................ 34 2.1.2. Vi khuẩn lactic ........................................................................................ 34 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................................... 34 2.2.1. Cách tiếp cận .......................................................................................... 34 2.2.2. Phương pháp phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic ................... 34 2.2.3. Bố trí thí nghiệm ..................................................................................... 36 2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐÃ SỬ DỤNG .................................................. 57 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU.................................................................... 57 CHƯƠNG 3.............................................................................................................. 59 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 59 3.1. KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN LACTIC...... 59 3.1.1. Đặc điểm sinh học vi khuẩn lactic được phân lập.................................... 59 3.1.2. Hoạt tính ức chế các chủng chỉ thị của các chủng lactic tuyển chọn…... ......... 58 3.1.3. Kết quả định danh chủng LT4 .................................................................. 63 3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG THẠCH CAO KẾT TỦA PROTEIN ĐẬU NÀNH ...................................................................................................................... 63 3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN BỔ SUNG VÀO NƯỚC ÉP ĐẬU ........ 63 3.4. KẾT QUẢ THĂM DÒ CÁC THÔNG SỐ PH, NHIỆT ĐỘ, THỜI GIAN KẾT TỦA PROTEIN SỮA ĐẬU NÀNH ................................................................................... 64 3.4.1. Kết quả thăm dò pH kết tủa protein sữa đậu nành................................... 64 3.4.2. Kết quả thăm dò nhiệt độ kết tủa protein sữa đậu nành ........................... 65 3.4.3. Kết quả thăm dò thời gian kết tủa protein sữa đậu nành.......................... 67 viii 3.5. KẾT QUẢ TỐI ƯU HOÁ CÔNG ĐOẠN KẾT TỦA .......................................... 68 3.5.1. Kết quả ma trận thí nghiệm với các biến thật .......................................... 68 3.5.2. Kết quả ma trận thí nghiệm với các biến mã............................................ 68 3.5.3. Kiểm định sự có ý nghĩa của các hệ số hồi quy........................................ 69 3.5.4. Kiểm định sự tương thích của mô hình .................................................... 70 3.5.5. Ảnh hưởng của từng yếu tố tới sản lượng đậu phụ................................... 70 3.5.6. Tương tác giữa các yếu tố ảnh hưởng tới sản lượng đậu phụ thu được.... 71 3.5.7. Thí nghiệm kiểm chứng ........................................................................... 73 3.6. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM ....................................... 74 3.6.1. Quy trình sản xuất................................................................................... 74 3.6.2. Thuyết minh quy trình.............................................................................. 74 3.7. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SẢN XUẤT ............................................................... 78 3.7.1. Hiệu suất thu hồi protein......................................................................... 78 3.7.2. Kết quả xác định thời gian bảo quản ....................................................... 78 3.7.3. Kết quả so sánh chất lượng cảm quan giữa đậu phụ sản xuất bằng thạch cao và đậu phụ sản xuất bằng nước ép đậu lên men lactic ................................ 81 3.8. TÍNH TOÁN CHI PHÍ NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ NĂNG LƯỢNG ................... 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 83 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 83 KIẾN NGHỊ.............................................................................................................. 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 84 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT ........................................................................................... 84 TÀI LIỆU TIẾNG ANH............................................................................................ 85 1 LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Đậu phụ là một sản phẩm giàu dinh dưỡng và ngày càng được nhiều người ưa chuộng do đặc điểm dễ ăn, dễ dàng chế biến, có giá rẻ. Sản phẩm này có quy trình sản xuất khá đơn giản không đòi hỏi nhiều thiết bị máy móc. Trên thực tế đậu phụ được sản xuất bằng thạch cao công nghiệp còn khá phổ biến. Vấn đề về sức khoẻ được người tiêu dùng đặc biệt quan tâm hơn, xu hướng lựa chọn sản phẩm an toàn được ưu tiên. Thạch cao là một tác nhân dùng trong sản xuất đậu phụ để kết tủa protein dịch sữa đậu nành. Thạch cao có công thức hóa học CaSO4 là một phụ gia được cho phép sử dụng trong thực phẩm, với điều kiện hoá chất này phải có độ tinh khiết 99% và đảm bảo hàm lượng asen (As) ≤ 0,5 mg /kg, chì (Pb) ≤ 2 mg/kg (quy định của bộ y tế 3742/2001). Tuy nhiên các hộ sản xuất đậu phụ do chạy theo lợi nhuận mà chỉ sử dụng thạch cao công nghiệp có độ tinh khiết thấp và hàm lượng kim loại nặng vượt quá mức quy định. Thử nghiệm mẫu thạch cao của một cơ sở sản xuất đậu phụ bằng thạch cao công nghiệp tại trung tâm tiêu chuẩn đo lường chất lượng 3, cho thấy trong 1kg thạch cao có 89,8% sunfat canxi, 17 mg kẽm, 8 mg đồng, 4 mg chì, 0,9 mg asen. Vì vậy đậu phụ sản xuất bằng thạch cao công nghiệp ngày nay là mỗi băn khoăn cho người tiêu dùng. Mặt khác đề tài về vi khuẩn lactic cũng như một số vấn đề liên quan đến việc sử dụng vi khuẩn lactic trong công nghệ thực phẩm đang được rất nhiều nhà khoa học quan tâm. Một số hợp chất hữu cơ sinh ra trong quá trình lên men lactic được xem là chất kháng khuẩn tốt với các chủng chỉ thị bao gồm cả vi khuẩn Gram âm và vi khuẩn Gram dương [6, 22, 27, 28, 45, 52]. Vì thế các nghiên cứu ứng dụng quá trình lên men lactic hay nghiên cứu tách chiết các chất từ dịch lên men lactic dùng làm chất bảo quản sinh học, giảm độc tố nấm mốc trong thực phẩm ngày càng nhiều và có nhiều kết quả đáng ghi nhận [19, 21, 22, 23, 32, 33, 35, 36, 37, 39, 43, 49]. Hai vấn đề trên đã đưa ra yêu cầu cần thiết tìm ra một tác nhân kết tủa protein của dịch sữa đậu nành trong sản xuất đậu phụ. Cơ sở của nghiên cứu dựa vào quy trình sản xuất đậu phụ truyền thống bằng nước chua tự nhiên [4]. Nhưng quy trình truyền thống chưa ổn định còn phụ thuộc nhiều vào người sản xuất. Ở Việt Nam vẫn chưa có nhiều công trình khoa học nghiên cứu sản xuất đậu phụ an toàn. Từ thực tế nêu trên dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Minh Trí tôi đề 2 xuất đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất đậu phụ bằng nước ép đậu lên men lactic”. Mục tiêu của đề tài Tìm ra giải pháp mới để sản xuất ra đậu phụ an toàn. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học Thành công của đề tài sẽ cung cấp dẫn liệu khoa về ứng dụng của dịch lên men lactic trong sản xuất thực phẩm. Với số liệu được nghiên cứu kỹ lưỡng, quy trình sản xuất hoàn thiện, sẽ cung cấp các thông tin khoa học tin cậy để bổ sung vào các tài liệu về sản xuất sản phẩm từ đậu nành trong ngành công nghệ thực phẩm. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài thành công có ý nghĩa thực tiễn lớn, giải quyết được 2 vấn đề chính về: 1. An toàn vi sinh và kéo dài thời gian bảo quản do tác dụng của các hợp chất có tính kháng khuẩn như lactate, H2O2, bacteriocin...sinh ra trong quá trình lên men lactic đã ức chế vi khuẩn gây hư hỏng đậu phụ cũng như một số vi khuẩn gây bệnh. 2. Giảm thiểu tới mức thấp nhất tác động gây ô nhiễm môi trường khi sản xuất đậu phụ do lượng nước ép đậu được tận dụng một lượng lớn để làm môi trường dịch lên men lactic Nội dung nghiên cứu 1. Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic để lên men dịch ép đậu 2. Xây dựng quy trình sản xuất đậu phụ từ dịch ép lên men này 3. Đánh giá hiệu quả sản xuất 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU NÀNH 1.1.1. Đặc điểm của cây đậu nành [12] Đậu nành có tên khoa học là Glycine max Merril. Đậu nành thuộc loại cây họ đậu, loại cây trồng ngắn ngày (80 ÷ 150 ngày), thân cây cao khoảng 30 ÷ 80 cm phụ thuộc vào từng loại giống. Cây đậu nành tương đối thẳng và đứng hơn so với các cây họ đậu khác, cây ít phân nhánh, cây có quả theo từng chùm, có khoảng từ 2 ÷ 20 quả và có gần 400 quả trên một cây. Một quả có từ 1 ÷ 7 hạt. Quả đậu nành hơi cong, chiều dài trung bình khoảng từ 4 ÷ 6 cm. Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau như hình tròn, hình bầu dục, hình tròn dài, hình tròn dẹt. Về màu sắc cũng khác nhau gồm có màu vàng xanh, xám, đen, nhưng phần lớn là màu vàng, thường thì đậu nành có màu vàng là loại tốt. Hạt đậu nành có 3 phần là vỏ, tử điệp (còn gọi là các lá mầm) và phôi (còn gọi là trụ dưới lá mầm). Tử điệp là chỗ dự trữ chất dinh dưỡng. Trong hạt đậu nành không có lớp alơrông, nội nhũ và phôi đứng tách biệt như ở các hạt ngũ cốc. Mà toàn bộ hạt đậu là 1 phôi lớn được bao quanh bởi lớp vỏ hạt. So với các loại đậu khác thì đậu nành chứa ít tinh bột, trong khi đó hàm lượng protein và lipid lại cao hơn hẳn. 1.1.2. Diện tích, sản lượng và nhu cầu sử dụng đậu nành 1. Trên thế giới Quê hương của đậu nành là đông Nam Á nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành thế giới nằm ở Mỹ. Nước Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000 và hơn 1/3 sản lượng dùng để xuất khẩu. Một số nước sản xuất đậu nành lớn khác như Brazil, Argentia, Trung Quốc, Ấn Độ, ... sản lượng đậu nành ở Ấn Độ năm 2008 là 9 triệu tấn. Sản lượng xuất khẩu đậu nành của một số nước lớn trên thế giới từ năm 2007 đến năm 2009 được thể hiện trong Bảng 1.1. 4 Bảng 1.1. Sản lượng xuất khẩu đậu nành của một số quốc gia lớn trên thế giới 2008/2009 và 2009/2010 (nghìn tấn) Quốc gia Niên vụ 2007/08 2008/09 2009/10 Mỹ 31,538 34,925 34,925 Brazil 25,364 29,986 29,986 Argentina 13,837 5,588 5,588 Paraguay 5,400 2,400 2,400 Canada 1,753 2,017 2,017 Các nước khác 1,695 2,028 2,028 Thế giới 79,587 76,944 76,944 Nguồn: FAS/USDA 2. Ở Việt Nam Hiện nay hình thành 4 vùng trồng đậu nành tập trung  Các tỉnh vùng núi và trung du phía Bắc  Vùng đồng bằng sông Hồng  Miền Đông Nam Bộ  Vùng đồng bằng sông Cửu Long Cây đậu nành có đặc điểm sinh trưởng ngắn, khả năng thích ứng rộng nên được gieo trồng nhiều vụ trong năm như : đông xuân, xuân, hè thu, xuân hè. Ở Việt Nam đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, trung du Bắc Bộ như Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang chiếm 40% diện tích của cả nước. Ngoài ra đậu nành còn được trồng ở một số vùng như Đồng Nai, Đăklăk, Đồng Tháp. Mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha, chủ yếu là vụ đông sản lượng khoảng 300 nghìn tấn (năm 2008) đáp ứng 25% nhu cầu của cả nước, nhu cầu này tăng bình quân là 10%. Đậu nành hiện nay còn phải nhập khẩu. Thị trường nhập khẩu đậu nành chính của Việt Nam là Trung Quốc, Campuchia, Thái Lan, Canada và Hoa Kỳ. Trong đó, Trung Quốc là thị trường cung cấp đậu nành lớn nhất cho Việt Nam với lượng đậu nành nhập khẩu từ thị trường này trong năm 2006 đạt 26 nghìn tấn. Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam từ năm 2005 đến năm 2011 được thể hiện trong Bảng 1.2. 5 Bảng 1.2. Sản xuất đậu nành Việt Nam từ 2005 – 2011 Niên vụ 2005 Diện tích canh tác (nghìn ha) 2006 2007 2008 2009 2010 2011 204,1 185,6 190,1 192,1 146,2 197,8 215* Sản lượng (tấn/ha) 1,43 Tổng sản lượng (nghìn tấn) 1,39 1,45 1,39 1,46 2 1,63* 292,7 258,1 275,5 267,6 213,6 296,9 350* Nguồn: Tổng Cục thống kê Việt Nam, *số liệu ước tính của FAS Bảng 1.3. Tình hình sản xuất, cung, cầu đậu nành tại Việt Nam 2009/2010 2010/2011 2011/2012 Số liệu Số liệu Số liệu Số liệu Số liệu Số liệu của điều của điều của điều USDA chỉnh USDA chỉnh USDA chỉnh 0 198 0 215 235 200 198 200 215 235 13 13 28 28 28 300 297 300 350 388 220 228 400 700 1,500 160 178 170 550 1,200 0 0 0 0 0 Tổng cung 533 538 728 1078,0 1,916 Xuất khẩu 0 0 0 0 0 Xuất khẩu 0 0 0 0 0 Diện tích gieo trồng (nghìn ha) Diện tích thu hoạch (nghìn ha) Số lượng dự trữ ban đầu Sản xuất trong nước Nhập khẩu Nhập khẩu từ Hoa Kỳ Nhập khẩu từ EU 6 sang EU Số lượng dự trữ còn lại Tổng lượng phân phối 28 28 108 28 16 533 538 728 1,078 1,916 (Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam, Global Trade Atlas, số liệu thống kê điều chỉnh của USDA) Như vậy nguồn nguyên liệu đậu nành đáp ứng được nhu cầu sản xuất các sản phẩm từ đậu nành nói chung và sản xuất đậu phụ nói riêng. 1.1.3. Thành phần hóa học của đậu nành Đậu nành có ít tinh bột hơn các loại đậu khác, trong khi đó hàm lượng protein và lipid cao hơn hẳn. Bảng 1.4. Thành phần hóa học của một số loại hạt đậu Các loại đậu Hàm lượng % theo khối lượng chất khô Tro Cellulose Các đường Tinh bột Protein Lipid Đậu Hà Lan 3,0 6,5 4 50 28 2,0 Đậu đỗ 4,1 5,2 3 55 28 2,4 Đậu ván 3,2 4,4 4 56 29 2,0 Đậu nành 4,0 3,7 19 - 42 20,0 Bảng 1.5. Thành phần hóa học của đậu nành Thành phần Tỷ lệ % Protein % Lipid % Cacbonhydrate % Tro % Nguyên hạt 100 40,0 21,0 34,0 4,9 Nhân (tử diệp) 90,3 43,0 23,0 29,0 5,0 Vỏ hạt 8,0 8,8 1,0 86,0 4,3 Phôi 2,4 41,1 11,0 43,0 4,4 Như vậy trong hạt đậu nành protein tập trung chủ yếu ở nhân (tử điệp) và phôi còn vỏ chứa ít protein. 7  Protein và thành phần axit amin Protein đậu nành chiếm một tỷ lượng lớn. Protein trong đậu nành được cấu tạo bởi các axit amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng methionin, tryptophan thấp) còn các axit amin còn lại hàm lượng tương đương như các phẩm quan trọng khác. Trong protein đậu nành, globulin chiếm 85 ÷ 95%, tuy nhiên có sự khác nhau giữa các loại đậu nành. Ngoài ra còn có một lượng albumin, một lượng không đáng kể prolamin và glutelin. Trong đậu nành hàm lượng protein tổng dao động 29,6% đến 50,5%, trung bình chiếm từ 36% đến 40%. Protein của đậu nành gần giống với protein của trứng. Thành phần axit amin của hạt đậu nành khi so sánh với các thực phẩm khác được thể hiện ở Bảng 1.6. Bảng 1.6. Axit amin không thay thế trong đậu nành và các thực phẩm quan trọng khác (g/ 100g protein) Loại axit amin Đậu nành Trứng Thịt bò Sữa Gạo Giá trị cần có trong thực phẩm Leucine 7,84 8,32 8,00 10,24 8,26 4,8 Isoleucine 4,48 5,56 5,12 5,60 3,84 6,4 Lysine 6,40 6,24 2,12 8,16 3,68 4,2 Phenylalanine 4,96 5,12 4,48 5,44 4,80 2,8 Threonine 3,84 5,12 4,64 4,96 3,36 2,8 Tryptophan 1,28 1,76 1,21 1,44 1,28 1,4 Valine 4,80 7,52 5,28 7,36 5,76 4,2 Methionine 1,28 3,20 2,72 2,88 2,08 2,2  Lipid Hàm lượng lipid trong hạt đậu nành chiếm 13,5% đến 24% trung bình 18% trọng lượng khô. Thành phần chính là glyceride và lecithin. Glyceride chứa nhiều acid béo không no, 50 ÷ 60% linolenic (C18-2) nên đậu nành được xem là loại hạt có giá trị sinh học cao. Tuy nhiên, do đó mà đậu nành dễ bị oxi hóa, dẫn đến dễ hư hỏng trong bảo quản. Lecithin đậu nành chiếm 3% trọng lượng hạt. Là một loại phosphatide phức tạp, sử dụng làm chất nhũ tương, chất chống oxi hóa trong chế biến thực phẩm. 8  Carbonhydrate Carbonhydrate chiếm khoảng 34% trọng lượng khô của hạt, hàm lượng tinh bột không đáng kể. Carbonhydrarate có thể chia làm 2 loại: loại tan và loại không tan. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng carbonhydrate. Thành phần carbonhydrate trong hạt đậu nành được trình bày ở Bảng 1.7. Bảng 1.7. Thành phần carbonhydrate trong đậu nành Carbonhydate Hàm lượng % Xenluloza 4,0 Hemixenluloza 15,4 Stachyoza 3,8 Rafinoza 1,1 Saccharoza 5,0 Đường khác 5,1  Vitamin Đậu nành chứa nhiều vitamin cần thiết cho sự phát triển của cơ thể (trừ vitamin C và D) nhưng hàm lượng thấp dễ mất đi trong quá trình chế biến. Thành phần vitamin như ở Bảng 1.8. Bảng 1.8. Hàm lượng vitamin trong đậu nành Vitamin Hàm lượng Thiamin 11 ÷ 17,5 % Vitamin Hàm lượng Inoxiton 2300 mg% 3,4 ÷ 3,6% Vitamin E 0,18 ÷ 2,43% Niacin 21,4 ÷ 23 mg/g Vitamin A 1,4 mg% Pyridocin 7,1 ÷ 12 mg/g Vitamin K 1,9 mg% 0,8 mg/g Vitamin B1 0,54 mg% 13÷ 21,5 mg/g Vitamin B2 0,29 mg% 1,9 mg/g Vitamin PP 2,3 mg% Riboflavin Biotin A - pantothenic Axit folic 9  Chất khoáng Hàm lượng chất khoáng chiếm 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Trong đó đáng chú ý là canxi, phospho, mangan, kẽm, sắt. Đậu nành chứa nhiều sắt và kẽm. Hàm lượng các chất khoáng này được trình bày ở Bảng 1.9. Bảng 1.9. Thành phần chất khoáng trong đậu nành Thành phần Tỷ lệ % Canxi 0,16 ÷ 0,47 Phosphate 0,41÷ 0,82 Mangan 0,22 ÷ 0,44 Kẽm Sắt 37 mg/kg 90 ÷ 150 mg/g  Một số enzyme trong đậu nành Trong đậu nành có chứa một số enzyme như: o Lipaza: thủy phân glyceride thành glycerin và acid béo. o Phospholipaza: thủy phân ete của các acid acetic. o Lypoxyenaza: xúc tác chuyển H2 trong acid béo. o Amylaza: gồm α- amylaza và β – amylaza. o Ureaza.  Các saponin Các saponin là hợp phần của glucozit trong hạt đậu nành. Saponin có vị đắng chát khó chịu. Hàm lượng saponin tổng số trong hạt đậu nành dao động từ 0,62 ÷ 6,12% phụ thuộc chủ yếu vào giống đậu nành. Hàm lượng các saponin phân bố không đều trong các lá mầm, trụ dưới lá mầm phụ thuộc vào độ chín của hạt. Tuy nhiên có một số giống đậu nành mà hạt của nó hoàn toàn không chứa saponin. Saponin là yếu tố tạo bọt trong quá trình xay vì vậy gây khó khăn cho các công đoạn chế biến tiếp theo.  Các yếu tố gây đầy hơi Các olygosaccarit mà chủ yếu là rafinoza và stachyoza trong đậu nành là nguyên nhân gây đầy hơi ở người. Trong ruột già của người không có enzyme αgalactosidaza nên các galactooligosaccarit không được tiêu hóa và bị lên men bởi các 10 vi khuẩn ở ruột già tạo ra khí CO2 và H2 đôi khi có cả CH4. Hàm lượng rafinoza và stachyoza trong bột đậu tách béo khoảng 1,25 và 6,3% quá trình sản xuất bị loại bỏ.  Chất ức chế trypsin (trypsin Inhibitor TI) Trong hạt đậu nành lượng chất ức chế trypsin chiếm khoảng 6% tổng số protein. Tác dụng kìm hãm của chất ức chế trypsin là do chất này liên kết với trypsin tạo thành một hợp chất bền vững không thuận nghịch, ngược lại kimotrypsin thì tạo ra một chất không bền và thuận nghịch.  Các hemaglutinin Các hemaglutinin (hay còn gọi là phytohemaglutinin lectin), được phát hiện đầu tiên vào năm 1953. Các hemaglutinin thuộc loại glucoprotein chứa 4,5% manoza và 1% glucosamine, có khối lượng phân tử 100.000 Dalton và có chứa 2 chuỗi polypeptid. Bột đậu nành tách béo chứa khoảng 3% hemaglutinin. Hemaglutinin dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt độ. 1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU PHỤ VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ ĐẬU NÀNH 1.2.1. Đậu phụ Đậu phụ là một sản phẩm tương đối mềm giống như pho mát được sản xuất bằng cách đông tụ protein sữa đậu nành nóng với chất làm đông. Đậu phụ là một mặt hàng chính ở các nước Đông Nam Á và đang có được một thị trường lớn tại nước Mỹ. Đậu phụ có thể được chế biến bằng nhiều cách khác nhau như cách chiên, nướng, luộc, hấp… Ba loại đậu phụ hiện nay đang được sản xuất: Dạng cứng, dạng mềm, dạng đậu phụ lụa. Đậu phụ cứng duy trì được hình dạng khi nấu vì vậy có thể xào hoặc nướng. Đậu phụ cứng chứa hàm lượng protein và lipid cao nhất. Đậu phụ “lụa” là sản phẩm khác một ít so với sản phẩm truyền thống, nó được tạo một lớp kem mịn màng như lụa. Sản phẩm giống như món sữa trứng. Khi ăn không cần thêm hương vị hoặc không bổ sung gia vị khi nấu. Đậu phụ được bán giống như một mặt hàng lạnh, bao gói ở trong ống có thể bổ sung thêm nước hoặc bao gói hút chân không. Đậu phụ chứa hàm lượng khoáng như canxi, sắt và vitamin B cao, nhưng chứa hàm lượng natri thấp và không chứa cholestrol đã trở thành một sản phẩm dinh dưỡng được ưa chuộng. Đậu phụ là sản phẩm giàu dinh dưỡng được sản xuất từ gel protein đậu nành. 11 Thành phần chế biến đậu phụ đơn giản gồm: sữa đậu nành, nước, chất làm đông. Hiện nay phương pháp sản xuất đậu phụ bằng dây chuyền tự động đang thay thế cho phương pháp sản xuất thủ công bằng tay và có rất nhiều thiết bị sản xuất đậu phụ hiện đại được sản xuất ở Nhật Bản. Bước đầu trong sản xuất đậu phụ là ngâm đậu và trích ly sữa, đun dịch sữa. Sau đó một chất làm đông được bổ sung vào để làm đông tụ sữa. Chất làm đông tụ protein sữa đậu nành truyền thống thường dùng là CaCl2, MgCl2. Khối đông đặc tạo thành được chế biến thành đậu phụ ở các dạng mong muốn. Chủ yếu là ở dạng khối. Nhiều dạng cấu trúc khác nhau có thể được sản xuất phụ thuộc vào hàm lượng nước. Đậu phụ trở nên cứng, mềm cũng như đậu phụ lụa hay dạng lỏng. Đậu phụ sau khi sản xuất có thể bao gói dạng block hoặc bao gói nóng. Nước có thể bổ sung vào trong bao bì hoặc ống, hàn kín lại, ghi trọng lượng, hạn sử dụng ngày sản xuất. Đậu phụ được khử trùng Pasteur ở nhiệt độ 180oF (82oC). Thanh trùng kéo dài thời gian bảo quản 30 ngày.