Tìm hiểu về sản phẩm đậu hũ

LỜI MỞ ĐẦU Protein đậu nành là protein thực vật có giá trị dinh dưỡng cao, riêng hàm lượng methionin hơi thấp và các acid amin không thay thế khác có mặt đầy đủ và cân đối. Protein đậu nành có nhiều chức năng công nghệ, trong đó khả năng tạo gel rất được quan tâm. Nhờ vào khả năng tạo gel này mà người ta chế biến được nhiều loại sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đậu hũ là một trong những sản phẩm đó. Ngày nay, đậu hũ và chao-sản phẩm được chế biến từ đậu hũ-luôn có mặt trong những bữa ăn hằng ngày của những “người ăn chay” và góp phần làm phong phú thêm thực đơn cho cả những “người ăn mặn”. Trong phạm vi đồ án môn học này, chúng tôi xin trình bày về những hiểu biết cơ bản liên quan đến sản phẩm đậu hũ. MỤC LỤC I.Đại cương về đậu nành………………………………………………………………………………….…………………..5 1.Đậu nành………………………………………………………………………………………………………………………………………..5 2.Một số tính chất của protein đậu nành……………………………………………………………………………...7 II.Sơ đồ qui trình công nghệ..............................................................................9 1.Các sản phẩm đậu hũ…………………………....................................................................10 2. Cơ sở lý luận của phương pháp sản xuất đậu phụ………………………………………………………10 3. Tiêu chí lựa chọn nguyên liệu……………………………………………………………………………..…………. …11 4.Thuyết minh qui trình……………………………………………………………………………………………….……………..11 III.Một số phương pháp đông tụ………………………………………………………… ……….……………….13 Đông tụ bằng muối của ion kim loại kiềm thổ kết hợp với nhiệt độ……….……..…13 Đông tụ bằng acid thực phẩm kết hợp với nhiệt độ…….…………………………….………….…16 IV. Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm đậu hũ ............................................20 V.Một số sản phẩm khác từ đậu nành ………….……..………………………………………………….23 VI.Ứng dụng của các dạng bã đậu nành hiện nay……………….….………………………….34 VII.Một số hình ảnh của sản phẩm đậu hũ……………….… ………..………………………………35 VIII.Tài liệu tham khảo….…..……………………….………………..………………………………………………… .36 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..5 Bảng 2 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..6 Bảng 3 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..6 Bảng 4 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..8 Bảng 5 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..12 Bảng 6 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..19 Bảng 7 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..24 Bảng 8 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..26 MỤC LỤC HÌNH Hình 1 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..9 Hình 2 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..11 Hình 3 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..14 Hình 4 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..23 Hình 5 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..27 Hình 6 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..28 Hình 7 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..30 Hình 8 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..31 Hình 9 ……………………………………………………………………………………………………………………………………..32 Hình 10.…………………………………………………………………………………………………………………………………..33 Đại cương về đậu nành [4] Đậu nành Đặc điểm của cây đậu nành Cây đậu nành (cây đậu tương) có tên khoa học là Glyxine max, là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn. Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt : pH của đất trồng : 6.0 – 6.5. Nhiệt độ : 25 – 30oC. Lượng mưa : 500 – 700 mm. Thời kỳ trồng : cuối mùa xuân, đầu mùa hè. Hạt đậu nành Tính chất vật lý và hình thái của đậu nành Hình dạng: từ tròn tới thon dài và dẹt. Màu sắc : vàng, xanh, nâu hoặc đen. Kích thước : 18 – 20 gram/100 hạt. Cấu trúc của hạt gồm : lớp vỏ áo và hai lá mầm với trụ dưới lá mầm và chồi mầm. Lá mầm chiếm 90% trọng lượng của hạt và chứa toàn bộ dầu và protein. Lớp vỏ chiếm 8% trọng lượng của hạt, bao bọc hai lá mầm, đóng vai trò là lớp bảo vệ. Thành phần hoá học Bảng 1: Thành phần hoá học trong hạt đậu nành Thành phần Tỷ lệ khối lượng Tỷ lệ phần trăm (%) Protein Nx6.25 Lipid Cacbohydrate Tro Lá mầm 90 43 23 43 5 Vỏ 8 9 1 86 4.3 Trụ dưới lá mầm 2 41 11 43 4.4 Nguyên hạt 100 40 20 35 4.9 Độ ẩm : Hàm lượng ẩm của hạt đậu nành quyết định rất nhiều đến điều kiện bảo quản. Để giữ được tính chất ổn định và chất lượng của hạt đậu nành trong thời gian bảo quản thì hạt đậu nành nên có hàm lượng ẩm khoảng 12% - 13%. Protein (40%) : thành phần chính globulin (pI = 4.2 – 4.6) Bảng 2: Thành phần protein đậu nành Phân đoạn (S) Hàm lượng (%) Thành phần Phân tử lượng (Da) 2 15 Chất ức chế trypsin 8000 - 20000 7 35 ß – conglicinine ß – amylase Lipoxygenase Hemagglutinin 150000 62000 102000 110000 11 40 Glycinin 320000 - 350000 15 10 600000 Bảng 3: Thành phần amino acid không thay thế có trong protein đậu nành Amino acid Hàm lượng aa (g/100 g protein) Isoleucine Leucine Lysine Methionine Cystine Phenylalanine Tyrosine Threonine Tryptophan Valine 4.54 7.78 6.38 1.26 1.33 4.94 3.14 3.86 1.28 4.80 Đậu nành cũng như tất cả các hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trình nảy mầm. Về mặt công nghệ thì enzyme quan trọng của đậu nành là lipoxygenase. Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá acid béo không bão hoà đa bởi O2, gây mùi hôi cho đậu nành. Enzyme urease cũng thường được đề cập tới trong sản xuất protein đậu nành nhưng về mặt công nghệ thì nó không đóng vai trò quan trọng. Một số tính chất của protein đậu nành Khả năng hấp thụ và giữ nước Khả năng hấp thụ và giữ nước của protein dựa trên tương tác giữa protein-protein và protein –nước. Khi nồng độ protein tăng, khả năng hấp thụ nứơc tăng. Khi pH thay đổi thì sự tích điện của protein cũng thay đổi. Do đó ở pH đẳng điện, sự hút nước là thấp nhất vì tương tác giữa protein-protein rất chặt chẽ. Ở pH cao hơn và thấp hơn pI, sự hấp thụ và giữ nước của protein càng tăng. Khi nhiệt độ tăng, khả năng hấp thụ nước giảm vì làm giảm liên kết hydro nhưng làm tăng các liên kết khác như: -S-S-…[2] Khi nồng độ muối thấp, khả năng hấp thụ nước cao hơn và ngược lại.[2] Khả năng tạo gel Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các mạch polypeptit duỗi ra, tiến lại gần nhau, tiếp xúc và tạo nên mạng lưới không gian tương đối chặt và pha phân tán chứa trong nó. Các yếu tố gây tạo gel: Sử dụng nhiệt: Khi dịch sữa protein đậu nành có nồng độ cao được đun nóng ở pH trung tính, thì sẽ tạo gel. Sử dụng pH đẳng điện: Ở pH đẳng điện protein có khả năng tạo gel Sử dụng các muối của ion kim loại hóa trị hai: Do liên kết giữa Ca2+, Mg2+ và nhóm carboxyl. Khả năng tạo kết cấu Protein đậu nành có khả năng tạo sợi tốt. Khi protein bị phân ly, chuỗi polypeptit duỗi mạch và cho qua khuôn đúc, sẽ định hướng được các phân tử protein và các sợi hình thành.[2] Khả năng tạo độ nhớt Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch: pH, nhiệt độ, ion Ca2+… và nồng độ protein.[2] Khả năng tạo nhũ Trong phân tử protein đậu nành có hai đầu ưa nước và ưa béo, nên có khả năng làm bền hệ nhũ tương chất béo/nước Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo nhũ: pH: Ở vùng pH đẳng điện, khả năng hòa tan là thấp nhất nên khả năng tạo nhũ giảm Nhiệt độ: Gia nhiệt và cô đặc làm đông tụ protein vì vậy làm giảm độ bền của nhũ tương, nhưng đồng thời do khả năng tạo gel đã tạo nên lớp màng protein và chất béo, và lớp màng này có tên là “tàu hũ ki”, một thực phẩm quí từ sữa đậu nành.[2] Khả năng tạo bọt Sự hình thành tạo bọt là do sự tạo màng protein ở bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo bọt: pH : Ở pH đẳng điện bọt bền tốt. Nồng độ protein: Khi tăng nồng độ protein độ bền bọt tăng. Muối: tùy loại muối sử dụng sẽ làm tăng hay giảm độ bền bọt. NaCl làm giảm đô bền bọt, trong khi Ca2+ làm tăng độ bền bọt. Các loại đường: làm tăng độ bền bọt vì chúng tạo độ nhớt cao cho dung dịch. Khi gia nhiệt sẽ làm tăng thể tích bọt nhưng làm giảm độ bền bọt.[2] Lipid (20%) : lipid hạt đậu nành gồm: triglyceride (96%), phospholipids _ chất nhũ hoá lecithin (2%), các chất chống oxy hoáù_ tocopherol và sterol (1.6%), acid béo tự do (0.5%), và một lượng nhỏ carotenoid. Bảng 4: Thành phần acid béo chính trong dầu đậu nành Acid béo Ký hiệu % khối lượng LauricMyristicPalmiticStearicOleicLinoleicLinolenic C12:0C14:0C16:0C18:0C18:1C18:2C18:3 4.54.511.62.521.152.47.1 Carbohydrate trong hạt đậu nành(30%) : gồm 2 nhóm Đường tan (10%) : sucrose 5%, stachyose 4%, raffinose 1% Chất xơ không tan (20%) : hỗn hợp polysaccharide và dẫn xuất của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chất của acid pectic Khoáng : chiếm tỷ lệ thấp (5%) gồm K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu… Vitamin : Niacin, Inositol, Axit tantothenic, Thiamine, Riboflavin, Pyridoxine, Biotin… Sơ đồ quy trình sản xuất đậu hũ [5] Đổ khuôn ép Lọc lấy kết tủa Đông tụ protein Bánh đậu hũ Ca2+ hoặc Mg2+, acid Nước ép Nước thải Đậu nành Làm sạch Tách vỏ Ngâm Nghiền ướt Lọc Nấu Sữa đậu nành Nước Nước Tạp chất Bã Nước thải Hình 1: Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất đậu hũ Qua sơ đồ qui trình sản xuất đậu hũ vừa trình bày, có thể tách thành 2 giai đọan: 1-Từ hạt đậu nành chuyển thành dịch sữa. 2-Từ dịch sữa đậu nành qua đông tụ và tách kết tủa protein, đổ khuôn , ép tách nước…sẽ nhận được sản phẩm đậu hũ. Như vậy hiệu suất (đậu hũ sản phẩm/ đậu nành hạt ) và các đặc điểm chất lượng của đậu hũ phụ thuộc vào cách thực hiện 2 giai đoạn trong qui trình sản xuất nói trên Với một đơn vị khối lượng hạt, lượng sữa đậu nành và tổng lượng chất khô trong sữa (đặc biệt là protein) nhận được phu thuộc vào các chế độ ngâm hạt, tách vỏ, nghiền, lọc… và khối lượng và chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào phương pháp làm đông tụ protein , tách kết tủa, đổ khuôn, ép…. Sản phẩm đậu hũ [11] Có 3 dạng sản phẩm: Đậu hũ mềm: Có thể ăn trực tiếp, nướng hoặc rán thì nở ra. Được đông tụ bằng CaSO4, có hàm lượng protein khoảng 7%, béo 3,5 %, nước 88%. Đậu hũ có độ cứng chắc trung bình, có màu trắng, xốp và mềm. Đậu hũ cứng: Dạng lát mỏng, dùng để xào với thịt, sau khi rán không nở ra, sản xuất nhiều ở Trung Quốc…Được đông tụ bằng CaCl2 hay MgCl2. Có kết cấu cứng hơn so với đậu hũ thường, mạng lưới cấu trúc dày đặc hơn, lỗ xốp nhỏ hơn. Thành phần đậu hũ có hàm lượng protein khoảng 9%, hàm lượng nước khoảng 80%. Đậu hũ lụa: Dạng mềm, gia nhiệt sẽ đông tụ, sản xuất nhiều ở Nhật. Được đông tụ chủ yếu bằng glucono-delta-lactone hay CaSO4.Khác với 2 loại đậu hũ trên, đậu hũ lụa không có quá trình ép để tách whey (gồm nước, protein hòa tan và các chất hòa tan khác). Vì vậy mà đậu hũ có kết cấu rất mềm, mịn. Cơ sở lý luận của quá trình sản xuất đậu hũ: [3] Trong hạt đậu nành thành phần đạm tan chiếm khoảng 80-90% tổng protein trong đó chủ yếu là globulin. Quá trình sản xuất đậu hũ chính là dùng tác động cơ học để phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt đậu, giải phóng các thành phần có trong hạt, đồng thời dùng nước làm dung môi hòa tan các chất đó thành dung dịch huyền phù. Sau đó dựa vào tính chất hòa tan khác nhau giữa các chất, dùng phương pháp lọc để tách cặn rắn và nhận một dung dịch nhũ tương trong đó chủ yếu là protein tan globulin, glucid và chất béo. Từ dung dịch này dựa vào tính chất đông tụ của globulin, thông qua các điều kiện đông tụ như pH, nhiệt độ, điện tích….kết tủa chúng lại thành các hoa đậu rồi ép định hình thành bánh đậu hũ thành phẩm. Tiêu chí lựa chọn nguyên liệu Hình 2: Các hạt đậu nành Trong sản xuất, đậu nành phải được lựa chọn đúng tiêu chuẩn. Chất lượng hạt đậu nành ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là giá trị cảm quan. Hạt phải khô, sạch, không sâu, không mọt, không có mùi hôi thối. Vỏ hạt nguyên vẹn, nhẵn và có màu vàng sẫm. Độ ẩm không lớn hơn 13%. Hạt nứt không quá 5% khối lượng, hạt hư hỏng không quá 2% khối lượng, hạt xanh không quá 2%. Tạp chất không quá 3% khối lượng. Thuyết minh quy trình công nghệ [3] Làm sạch Mục đích : chuẩn bị cho quá trình tách vỏ Loại bỏ các tạp chất có trong đậu nành hay bám trên bề mặt vỏ đậu nành (đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại). Loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ đậu nành. Làm cho hạt sạch hơn, sáng hơn, làm tăng chất lượng sản phẩm được chế biến sau đó. Ngâm Mục đích : chuẩn bị Làm hạt đậu mềm, giúp dễ tách vỏ hơn. Tăng hiệu suất nghiền. Cải thiện màu sắc, mùi, vị sản phẩm. Các biến đổi trong quá trình ngâm Vật lý : Trong quá trình ngâm, hạt đậu nành hút nước, trương nở dẫn đến sự tăng về kích thước, khối lượng từ 2 – 3 lần. Hạt đậu trở nên mềm hơn. Hóa lý : Hạt đậu nành bị hydrate hóa đáng kể. Trong quá trình này một phần các oligosaccharide như raffinose, stachyose là nguyên nhân gây khó tiêu được trích ly ra khỏi hạt đậu nành. Cảm quan : Giảm mùi hăng của đậu gây khó chịu. Tách vỏ Mục đích : khai thác. Tránh một số thành phần không mong muốn có trong vỏ hạt: sắc tố, chất chát… đi vào sữa đậu nành khi nghiền, làm giảm chất lượng sữa đậu nành, và từ đó cũng có thể làm giảm chất lượng đậu hũ. Nghiền ướt Mục đích : khai thác. Giảm kích thước của hạt đậu nành để làm tăng khả năng trích ly các chất tan trong hạt đậu nành vào nước. Cùng một mức độ nghiền, khả năng trích ly các chất tan trong hạt vào sữa đậu nành phụ thuộc vào tỉ lệ hạt / nước sử dụng trong quá trình nghiền. Bảng 5: Thành phần hóa học của sữa đậu nành phụ thuộc tỉ lệ nhân hạt khô/nước (*) [5] Tỉ lệ: Nhân hạt/nước Tổng chất rắn(%) Protein(%) Chất béo(%) Glucid(%) Tro(%) 1/5 9.2 4.5 2.4 1.8 0.48 1/6 8.7 4.2 2.2 1.9 0.44 1/7 7.9 3.8 1.9 1.8 0.39 1/8 7.2 3.4 1.7 1.7 0.35 1/9 6.3 2.9 1.5 1.6 0.30 1/10 5.6 2.6 1.4 1.3 0.27 (*)- Mức độ nghiền qua sàng rung 150 mesh. Lọc Mục đích : khai thác. Loại bỏ bã lọc ra khỏi dịch sữa sau khi nghiền. Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm. Nấu Mục đích : Loại bỏ những chất mùi không mong muốn. Khử các họat tính các enzyme. Tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật có trong sữa. Làm biến tính protein, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đông tụ protein sau đó. Đông tụ protein Mục đích: Đông tụ protein để tạo sản phẩm đậu hũ. Lọc Mục đích: Tập hợp các kết tủa để cho vào khuôn ép, tạo hình cho sản phẩm đậu hũ. Loại bỏ một phần nước ép. Các biến đổi: Vật lý: tỷ trọng của khối đông tụ tăng. Một số phương pháp đông tụ protein đậu nành. Có nhiều phương pháp đông tụ protein : Đông tụ bằng ion kim loại kiềm thổ (Ca2+, Mg2+) kết hợp với nhiệt độ. Đông tụ bằng cách sử dụng acid thực phẩm để đưa pH của sữa về pH đẳng điện của protein đậu nành. Đông tụ bằng phản ứng plasteine hóa khi dùng protease. Phương pháp này phức tạp, hiệu suất kết tủa protein thấp, không được dùng trong thực tế sản xuất. Đông tụ bằng ion kim loại kiềm thổ kết hợp với nhiệt độ. Các muối đông tụ protein đậu nành: CaSO4, MgSO4, CaCl2 , MgCl2… Người ta thường sử dụng CaSO4 bởi vì nó cho hiệu suất đông tụ cao nhất và không cho mùi vị lạ. Quá trình cho chất đông tụ vào đơn giản, dễ kiểm soát, có thể chỉ cho một lần vào dung dịch. Cơ chế đông tụ: [2] Đông tụ bằng muối của ion kim lọai kiềm thổ xảy ra theo 2 bước: Bước 1: Protein bị biến tính bởi nhiệt, các mạch polypeptid duỗi ra, làm lộ các gốc –COO-. Bước 2: Cation hóa trị 2 (kim loại kiềm thổ) cho vào sẽ làm liên kết các mạch protein lại với nhau nhờ các gốc -COO-, làm cho khối protein bị đông tụ. (A) : Các mạch polypeptide (Me) : Ca2+ hoặc Mg2+ Hình 3: Các liên kết trong khối protien bị đông tụ khi bổ sung cationkim loại kiềm thổ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ Nguyên liệu Nồng độ chất khô (protein ) trong sữa đậu: Nồng độ chất khô trong dung dịch ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm, hiệu suất đông tụ protein và cấu trúc khối sữa sau đông tụ. Khi hàm lượng chất khô tăng thì độ cứng và độ đàn hồi của đậu hũ ban đầu giảm xuống nhưng sau đó sẽ tăng lên. Khi tăng hàm lượng chất khô cao thì đậu hũ sẽ có cấu trúc mịn và dẻo. Thường ở nồng độ chất khô 140Brix đậu hũ sẽ có cấu trúc rất mềm và dẻo. Hàm lượng protein Khi hàm lượng protein tăng thì độ dày đặc của cấu trúc mạng lưới sẽ tăng do đó đậu hũ sẽ có cấu trúc cứng chắc tốt [11]. pH của dịch sữa Khi pH cao thì hiệu suất thu hồi đậu hũ cao do lượng Ca2+ liên kết với protein tăng lên nhanh chóng. Chế độ gia nhiệt Thời gian gia nhiệt Thời gian gia nhiệt dài, hiệu suất đông tụ sẽ cao hơn, độ cứng, độ dai và độ dính của đậu hũ sẽ tăng. Điều này được giải thích là vì khi gia nhiệt sẽ làm xuất hiện ra các nhóm liên kết kỵ nước vì vậy mà làm tăng liên kết kỵ nước giữa các mạch polypeptid. Nhiệt độ gia nhiệt Khi nhiệt độ càng cao sẽ làm cho độ cứng của đậu hũ sẽ tăng lên. Hàm lượng chất đông tụ Khi hàm lượng chất đông tụ thấp, không thể tạo thành gel vững chắc. Ngược lại khi hàm lượng Ca2+ quá cao sẽ làm cho khối đông tụ trở nên cứng chắc hơn, làm giảm chất lượng cảm quan của đậu hũ Thời gian đông tụ Nếu thời gian đông tụ quá ngắn, sữa đông tụ chưa hết do đó sẽ làm giảm hiệu suất thu nhận sản phẩm đậu hũ, khi thời gian quá dài năng suất sẽ giảm đáng kể, vi sinh vật có thể phát triển, chất lượng sản phẩm giảm. Nhiệt độ đông tụ Tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ đông tụ, tăng độ cứng, độ đàn hồi của sản phẩm, do các mạch polypeptid liên kết với nhau ngòai các liên kết ion (giữa các nhóm COO- và các ion Ca2+ họăc Mg2+) , còn bởi các liên kết disulfua (-S-S-) được hình thành từ các nhóm –SH của các acid amin chứa S. Tốc độ khuấy và thời gian khuấy Trong quá trình đông tụ protein trong sữa đậu nành có thể khuấy nhẹ và thời gian ngắn vì khi tăng tốc độ khuấy và thời gian khuấy, sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình tạo gel vì thay đổi mạng lưới cấu trúc của kết tủa protein