Nghiên cứu quá trình trộn, nghiền siêu mịn trong sản xuất sữa bột đậu nành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------- ♣♣♣ ---------------

PHÙNG TRỌNG THỌ

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRỘN, NGHIỀN
SIÊU MỊN TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT ĐẬU NÀNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNSH - CNTP

Hà Nội - 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------- ♣♣♣ ---------------

PHÙNG TRỌNG THỌ

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRỘN, NGHIỀN
SIÊU MỊN TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT ĐẬU NÀNH

Chuyên ngành: Quá trình & Thiết bị CNSH - CNTP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNSH - CNTP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG

Hà Nội - 2011


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài: Nghiên cứu quá trình trộn, nghiền siêu mịn trong sản xuất sữa bột
đậu nành
Tác giả luận văn: Phùng Trọng Thọ

Khoá: 2009

Người hướng dẫn: PGS. TS Lê Nguyên Đương
Nội dung tóm tắt:
Lý do chọn đề tài
Đậu nành được biết đến trong lịch sử vì giá trị dinh dưỡng cao, từ đậu nành
người ta có thể làm thành nhiều sản phẩm, chế biến thành nhiều món ăn, ngày nay đậu
nành còn được sử dụng trong một số ngành công nghiệp và trong y học…
Sữa bột đậu nành sản xuất bằng phương pháp sấy phun là một trong những sản
phẩm dễ dàng được người tiêu dùng chấp nhận và dần dần đã trở thành những sản
phẩm phổ biến tại Việt Nam, nhưng giá thành vẫn còn cao.
Vì vậy trong luận văn này tôi nghiên cứu quá trình sản xuất sữa bột đậu nành
bằng phương pháp nghiền mịn với tên đề tài là “Nghiên cứu quá trình trộn, nghiền
siêu mịn trong sản xuất sữa bột đậu nành” để tạo ra sản phẩm sữa bột đậu nành có
kích thước mịn, dễ dàng hoà tan vào trong nước, giữ nguyên giá trị của hạt đậu nành,
bảo quản được lâu dài và tiện lợi sử dụng.
Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Mục đích: Tìm ra chế độ công nghệ sản xuất sữa bột đậu nành, xác lập chế độ tối
ưu của hệ thống trộn, nghiền tạo ra sản phẩm bột dinh dưỡng từ đậu nành mịn đạt chất
lượng cao.
Đối tượng: Quá trình trộn, nghiền trong quy trình sản xuất sữa bột đậu nành theo

phương pháp nghiền mịn.
Phạm vi:
- Tổ chức nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột đậu nành, và quy mô sản xuất
sao cho phù hợp với điều kiện triển khai sản xuất ở Việt Nam.
- Nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống nghiền phân ly và xác định các thông số
công nghệ trong dây chuyền sản xuất của cơ sở nhà máy.


- Tạo ra được sản phẩm sữa bột đậu nành có kích thước mịn, chất lượng và tiện
lợi cho người tiêu dùng.
Tóm tắt luận văn
Đề tài nghiên cứu và xác lập các thông số tối ưu của quá trình trộn, nghiền mịn
trong giai đoạn trộn, nghiền của quy trình sản xuất sữa bột đậu nành theo phương pháp
nghiền mịn. Từ đó đưa ra quy trình sản xuất với các thông số tối ưu để tạo ra sản phẩm
mới “sữa bột đậu nành” nguyên béo, vừa có thành phần dinh dưỡng cao vừa dễ sử
dụng cho mọi người.
Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp giữa lý luận và thực tiễn. Lấy kết quả nghiên cứu thực nghiệm làm cơ
sở phân tích đánh giá.
- Sử dụng các thiết bị hiện có của nhà trường, hệ thống dây chuyền sản xuất sữa
bột đậu nành tại nhà máy Sữa Trường Xuân, Chương Mỹ - Hà nội.
- Hợp tác với phòng thí nghiệm và các cơ quan nghiên cứu cũng như cơ sở sản
xuất để kế thừa và phát huy những kinh nghiệm nghiên cứu và nhu cầu thực tiễn sản
xuất.
- Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xác lập chế độ công nghệ tối
ưu cũng như sự ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố công nghệ tới quá trình.
Kết luận
- Đã hoàn thiện quy trình sản xuất sữa bột đậu nành theo phương pháp nghiền
mịn
- Xác lập các thống số kỹ thuật của quy trình sản xuất sữa bột đậu nành theo

phương pháp nghiền mịn.
- Xác định tỉ lệ trộn chất phụ gia và thời gian trộn thích hợp
- Tìm ra các thông số tối ưu trong quá trình nghiền mịn bằng phương pháp quy
hoạch thực nghiệm.
Hà nội, ngày 26 tháng 9 năm 2011
Xác nhận của giáo viên hướng dẫn


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

LỜI CAM ĐOAN
Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi có sử dụng một số tài liệu
tham khảo trong và ngoài nước. Các số liệu và kết quả trong quá trình nghiên
cứu là hoàn toàn do quá trình tìm hiểu và nghiên cứu của tôi, chưa được sử
dụng cho đề tài bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng các số liệu và mọi thông tin trích dẫn trong luận
văn đều có nguồn gốc rõ ràng.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 26 tháng 9 năm 2011
Tác giả

Phùng Trọng Thọ

1


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. 1
MỤC LỤC......................................................................................................... 2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................... 5
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................... 7
MỞ ĐẦU........................................................................................................... 9
Chương 1 - Tổng quan về đậu nành................................................................ 12
1.1 Giới thiệu chung về đậu nành........................................................ 12
1.1.1 Lịch sử về cây đậu nành.......................................................... 12
1.1.2 Sơ lược về đậu nành................................................................ 12
1.1.3 Thành phần cơ bản của đậu nành............................................ 14
1.2 Tình hình sản xuất đậu nành hiện nay:.......................................... 21
1.2.1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới:.............................. 21
1.2.2 Tình hình sản xuất đậu nành tại Việt Nam: ............................ 23
1.3 Giá trị của đậu nành....................................................................... 25
1.3.1 Giá trị kinh tế và dinh dưỡng .................................................. 26
1.3.2 Giá trị trong y học ................................................................... 28
1.4 Một số sản phẩm chế biến từ đậu nành ......................................... 29
1.4.1 Sữa đậu nành ........................................................................... 29
1.4.2 Đậu phụ ................................................................................... 30
1.4.3 Chao ........................................................................................ 31
1.4.4 Miso......................................................................................... 31
1.4.5 Tempeh.................................................................................... 31
1.4.6 Giá đậu nành ........................................................................... 32
1.4.7 Bột đậu nành nguyên béo........................................................ 32
1.4.8 Protein soya concentrated ....................................................... 32

2


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

1.4.9 Soya Protein isolated............................................................... 33
Chương 2 - Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ....................................... 34
2.1 Một số quy trình sản xuất sữa bột đậu nành chất lượng cao ......... 34
2.1.1 Quy trình sản xuất sữa bột đậu nành theo phương pháp sấy
phun.................................................................................................. 34
2.1.2 Quy trình sản xuất sữa bột đậu nành theo phương pháp nghiền
mịn.................................................................................................... 35
2.2 Đối tượng nghiên cứu .................................................................... 37
2.2.1 Nguyên liệu nghiên cứu .......................................................... 37
2.2.2 Các chất phụ gia ...................................................................... 37
2.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................... 39
2.3.1 Mô tả sơ lược quá trình nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột
đậu nành theo phương pháp nghiền mịn .......................................... 40
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu cơ lý ............................................... 42
2.3.3 Phương pháp nghiên cứu hoá học ........................................... 45
2.3.4 Phương pháp cảm quan ........................................................... 51
2.3.5 Phương pháp nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm.................. 52
Chương 3 - Nghiên cứu xác lập các thông số kỹ thuật trong dây chuyền sản
xuất sữa bột đậu nành phương pháp nghiền mịn ............................................ 53
3.1 Khảo sát thành phần lý hoá của nguyên liệu hạt đậu nành ........... 53
3.2 Nghiên cứu xác lập các thông số kỹ thuật của quy trình công
nghệ…………………………………………………………………..55
3.2.1 Nghiên cứu độ ẩm hạt cần sấy khô để bóc vỏ......................... 55

3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm đến khả năng
hyđrat hoá của hạt đậu nành............................................................. 56
3.2.3 Nghiên cứu xác lập các thông số công đoạn chần trong quá
trình sản xuất .................................................................................... 57

3


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian sấy đến chất lượng hạt
đậu nành ........................................................................................... 59
Chương 4 - Kết quả nghiên cứu quá trình trộn, nghiền .................................. 63
4.1 Nghiên cứu quá trình trộn.............................................................. 63
4.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình trộn maltodextrin......... 63
4.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình trộn đường kính trắng.. 64
4.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình trộn bột cacao .............. 65
4.1.4 Xác định thời gian trộn đậu nành và chất phụ gia .................. 67
4.2 Nghiên cứu quá trình nghiền ......................................................... 68
4.2.1 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền ............ 68
4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của kích thước lỗ sàng đến quá trình
nghiền ............................................................................................... 70
4.2.3 Nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm xác định các thông số tối
ưu quá trình nghiền đậu nành........................................................... 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 85
PHỤ LỤC........................................................ Error! Bookmark not defined.

4


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
QĐ-BYT: Quy định - Bộ Y tế
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
LDL: high density lipoprotein
TI: Trypsin
K: Kunitz
B - B: Boman – Birk
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của đậu nành ......................................... 15
Bảng 1.2 Thành phần các axit amin có trong protein đậu nành ............. 16
Bảng 1.3 Thành phần các axit béo trong dầu đậu nành .......................... 17
Bảng 1.4 Thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành........................... 18
Bảng 1.5 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới (1990 ÷ 2003) ....... 22
Bảng 1.6 Sản lượng đậu nành ở một số quốc gia năm 2000 ÷ 2003 ...... 22
Bảng 1.7 Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam................................ 23
Bảng 1.8 Các vùng trồng đậu nành ở Việt Nam năm 2000 ÷ 2002........ 24
Bảng 1.9 Khả năng mở rộng diện tích đậu nành trên các vùng miền..... 25
Bảng 1.10 Giá trị sinh học của một số protein........................................ 27
Bảng 3.1 Thành phần hoá học của 7 giống đậu nành (%) ...................... 53
Bảng 3.2 Tính chất lý học của các loại đậu ............................................ 54
Bảng 3.3 Tỷ lệ tách vỏ phụ thuộc vào độ ẩm của hạt khi sấy, nhiệt độ
đầu vào tác nhân sấy với vận tốc tác nhân là 2 m/s ................................ 55
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ ngâm đến tỷ lệ hyđrat

hoá……………………………………………………………………...56
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng........................ 58
Bảng 3.6 Tính chất cảm quan của các mẫu hạt sau sấy .......................... 59
Bảng 3.7 Một số thành phần hoá học của các mẫu hạt sau sấy .............. 61

5


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Bảng 4.1 Chiều cao của mức dịch trong với thời gian khác nhau .......... 64
Bảng 4.2 Tính chất cảm quan về mùi, vị của dịch sữa đậu nành............ 65
Bảng 4.3 Tính chất cảm quan của sản phẩm khi trộn cacao................... 66
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của thời gian trộn đến độ đồng đều sữa bột đậu
nành có đường......................................................................................... 67
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của thơi gian trộn đến độ đồng đều của sữa bột đậu
nành hương vị cacao ............................................................................... 68
Bảng 4.6 Ảnh hưởng kích thước lỗ sàng đến quá trình nghiền đậu
mảnh……………………………………………………………………70
Bảng 4.7 Số liệu thí nghiệm.................................................................... 75
Bảng 4.8 Bảng kết quả thí nghiệm.......................................................... 75
Bảng 4.9 Ma trận kế hoạch hoá với biến số hằng................................... 76
Bảng 4.10 Kết quả tính toán phương sai lặp........................................... 78
Bảng 4.11 Kết quả tính toán theo phương trình hồi quy ........................ 79
Bảng 4.12 Kết quả tính toán bước chuyển động ki của các yếu tố ......... 81
Bảng 4.13 Tổ chức thí nghiệm leo dốc ................................................... 82

6

Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Cây đậu nành............................................................................ 13
Hình 1.2 Hạt đậu nành ............................................................................ 14
Hình 1.3 Biểu diễn giá trị sinh học của một số protein .......................... 28
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất bột đậu nành theo phương pháp sấy
phun......................................................................................................... 34
Hình 2.2 Sơ đồ sản xuất sữa bột đậu nành theo phương pháp nghiền
mịn……………………………………………………………………...36
Hình 4.1 Nguyên lý cấu tạo máy nghiền mịn ......................................... 71
Hình 4.2 Sơ đồ mô hình quá trình nghiền mịn bột đậu nành.................. 73

7


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này, lời đầu
tiên tôi xin chân thành cảm ơn sâu xắc đối với PGS. TS Lê Nguyên Đương Bộ
môn Máy & Tự động hoá CNSH – CNTP, Viện CNSH – CNTP, Trường Đại
học Bách Khoa Hà nội. Người đã hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên
cứu để tôi hoàn thiện luận văn này. Ngoài ra tôi xin chân thành cảm ơn các

Thầy, Cô Bộ môn Máy & Tự động hoá CNSH – CNTP đã đóng góp những ý
kiến quý báu cho luận văn.
Nhân dịp này, tôi cũng xin cảm ơn Viện đào tạo sau đại học - Trường
Đại học Bách khoa Hà nội, Viện Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực
phẩm - Trường Đại học Bách khoa Hà nội, lãnh đạo nhà máy Sữa Trường
Xuân, Chương Mỹ - Hà nội đã tạo điều kiện và thời gian cho tôi trong suốt
quá trình nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn lãnh đạo Trường Cao đẳng Công nghiệp Thực
phẩm, các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và ủng hộ tôi trong suốt thời gian học
tập và nghiên cứu.

Tác giả

Phùng Trọng Thọ

8


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

MỞ ĐẦU
Đậu nành được biết đến trong lịch sử vì giá trị dinh dưỡng cao, từ đậu
nành người ta có thể làm thành nhiều sản phẩm, chế biến thành nhiều món ăn,
ngày nay đậu nành còn được sử dụng trong một số ngành công nghiệp và
trong y học…
Sữa bột đậu nành sản xuất bằng phương pháp sấy phun là một trong
những sản phẩm dễ dàng được người tiêu dùng chấp nhận và dần dần đã trở
thành những sản phẩm phổ biến tại Việt Nam, nhưng giá thành vẫn còn cao.

Vì vậy trong luận văn này tôi nghiên cứu quá trình sản xuất sữa bột đậu
nành bằng phương pháp nghiền mịn với tên đề tài là “Nghiên cứu quá trình
trộn, nghiền siêu mịn trong sản xuất sữa bột đậu nành” để tạo ra sản phẩm
sữa bột đậu nành có kích thước mịn, dễ dàng hoà tan vào trong nước, giữ
nguyên giá trị của hạt đậu nành, bảo quản được lâu dài và tiện lợi sử dụng.
Các công trình nghiên cứu để đa dạng hoá các sản phẩm đậu nành đạt
chất lượng cao là một nhu cầu cần thiết, dưới đây là một số nghiên cứu về
công nghệ sản xuất sữa bột đậu nành trong nước.
- Nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ đậu tương, Nguễn Quang Giao và
cộng sự, 1993
- Nghiên cứu dùng bột đậu tương trong điều trị dinh dưỡng, Trần Thế
Truyền, Phạm Thị Kim.
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ và thiết bị sấy phun để sản xuất sữa
bột đậu nành uốn liền, Luận văn thạc sĩ Đại học Bách Khoa Hà nội, [4]
Mục đích của luận văn là tìm ra chế độ công nghệ sản xuất sữa bột đậu
nành xác lập chế độ tối ưu của hệ thống trộn, nghiền tạo ra sản phẩm bột dinh
dưỡng từ đậu nành mịn đạt chất lượng cao.
Đậu nành là một nguồn thực phẩm giàu dầu béo và protein. Đậu nành có
hàm lượng dầu cao (18 ÷ 20 %) khi nghiền sẽ bết dính hoặc bị ôi khét do tác

9


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

dụng nhiệt và oxy hoá trong quá trình nghiền tạo ra. Để tạo ra được sản phẩm
chất lượng cao ta cần phải có những nghiên cứu sâu xắc về các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình trộn, nghiền trong quy trình sản xuất sữa bột đậu nành

theo phương pháp nghiền mịn.
Với mục đích luận văn như trên tôi tiến hành:
- Tổ chức nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa bột đậu nành, và quy mô
sản xuất sao cho phù hợp với điều kiện triển khai sản xuất ở Việt Nam.
- Nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống nghiền phân ly và xác định các
thông số công nghệ trong dây chuyền sản xuất của cơ sở nhà máy.
- Tạo ra được sản phẩm sữa bột đậu nành có kích thước mịn, chất lượng
và tiện lợi cho người tiêu dùng.
Đậu nành là một trong những loại hạt có dầu và là nông sản chính của
nước ta, nó là nguồn cung cấp lượng lớn dầu béo, protein thực vật. Trong đậu
nành có chứa đầy đủ các axit amin không thay thế với một tỷ lệ cân đối và dễ
hấp thụ. Chính vì vậy mà chúng ta cần phải tổ chức triển khai ứng dụng các
công nghệ chế biến mới để tạo ra các sản phẩm phong phú đa dạng từ đậu
nành bổ sung vào các thành phần dinh dưỡng cho bữa ăn hàng ngày.
Đề tài nghiên cứu và xác lập các thông số tối ưu của quá trình trộn,
nghiền siêu mịn trong giai đoạn trộn, nghiền của quy trình sản xuất sữa bột
đậu nành theo phương pháp nghiền mịn.
Để thực hiện các công việc với mục tiêu đề tài như trên tôi sử dụng các
phương pháp nghiên cứu dưới đây:
- Kết hợp giữa lý luận và thực tiễn. Lấy kết quả nghiên cứu thực nghiệm
làm cơ sở phân tích đánh giá.
- Sử dụng các thiết bị hiện có của nhà trường, hệ thống dây chuyền sản
xuất sữa bột đậu nành tại nhà máy Sữa Trường Xuân, Chương Mỹ - Hà nội.

10


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

- Hợp tác với phòng thí nghiệm và các cơ quan nghiên cứu cũng như cơ
sở sản xuất để kế thừa và phát huy những kinh nghiệm nghiên cứu và nhu cầu
thực tiễn sản xuất.
- Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xác lập chế độ công
nghệ tối ưu cũng như sự ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố công nghệ tới
quá trình.
Từ đó đưa ra quy trình sản xuất với các thông số tối ưu để tạo ra sản
phẩm mới “sữa bột đậu nành” nguyên béo, vừa có thành phần dinh dưỡng cao
vừa dễ sử dụng cho mọi người.

11


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Chương 1 - Tổng quan về đậu nành
1.1 Giới thiệu chung về đậu nành
1.1.1 Lịch sử về cây đậu nành
Đậu nành (đậu tương) có nguồn gốc ở vùng Mãn Châu (Trung Quốc)
xuất phát từ một loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo. Từ Trung Quốc
đậu nành lan truyền dần ra khắp thế giới, vào khoảng 200 năm trước công
nguyên, đậu nành được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển sang Nhật.
Mặc dù đậu nành được biết đến từ rất lâu đời, nhưng sau đại chiến thế
giới thứ II, đậu nành mới thực sự phát triển ở Mỹ, Brazil, Canada..., và cũng
từ đó việc dùng đậu nành làm thực phẩm, trong chăn nuôi, trong công nghiệp,
y tế... ngày càng mở rộng. Đậu nành du nhập vào Hoa Kỳ năm 1804. Hiện
nay các quốc gia dọc theo sông Missisipi có sản lượng về đậu nành rất cao

trên thế giới. Hoa Kỳ là quốc gia sản xuất đậu nành lớn nhất, rồi đến Brazil,
Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Nước ta nằm sát Trung Quốc, có quan hệ
giao lưu nhiều mặt từ lâu đời, nên có nhiều khả năng biết đến cây đậu nành từ
rất sớm. [20]
1.1.2 Sơ lược về đậu nành
Đậu nành (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 được trồng hầu hết trên các loại đất, pH thích hợp của đất
trồng khoảng 6,0 đến 6,5, chúng được biết đến là cây trồng ngắn ngày, thích
hợp với vùng khí hậu nhiệt đới.
Đặc điểm quan trọng của đậu nành là cố định đạm, chúng có thể tổng
hợp được 50% lượng đạm nitrogen có trong đậu nành [20].

12


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Hình 1.1 Cây đậu nành
Đậu nành được trồng chủ yếu vào cuối mùa xuân đầu mùa hè, đến giữa
mùa thu có thể thu hoạch. Thời điểm thu hoạch là rất quan trọng, nên tiến
hành thu hoạch khi hàm lượng ẩm của hạt đậu nành khoảng 13%, nó sẽ giúp
cho quá trình bảo quản hạt sau này sẽ dễ dàng hơn, nếu độ ẩm quá cao sẽ làm
cho quá trình bảo quản trong kho chia thành nhiều giai đoạn phức tap, nếu độ
ẩm thấp quá sẽ làm cho hạt dễ bẻ gẫy, tróc vỏ, gây hao hụt khối lượng [1].
Hạt đậu nành có hình dạng bên ngoài có thể là hình cầu hay hình thon
dài. Trong công nghiệp chế biến thì những loại đậu có hình thon dài thường

được sử dụng như rau, còn loại hình cầu thì thường để tách chiết dầu. Màu sắc
của hạt đậu có thể vàng, xanh, nâu hoặc đen, đậu nành có màu vàng hay được
sử dụng trong công nghiệp chế biến. Khối lượng hạt đậu thường khoảng
18÷20g/100 hạt [6].

13


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Hạt đậu nành là dạng hạt có vỏ bao ngoài, bên trong là hai nửa nhân hạt
ghép lại, với hàm lượng protein và chất béo lớn. Lượng vỏ chiếm 8% khối
lượng hạt, chúng có thể bị tách ra khỏi hạt khi bị ngâm với nước một thời gian
[15].

Hình 1.2 Hạt đậu nành
1.1.3 Thành phần cơ bản của đậu nành
Đậu nành được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khoá để giải quyết
nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người. Đậu nành còn được dùng
để chữa bệnh tiểu đường, suy nhược thần kinh, suy nhược dinh dưỡng…
Chất lượng đậu nành của nước ta tương đối tốt, protein khoảng 38 ÷
40%, trọng lượng 1000 hạt: 90 ÷ 120g, hạt vàng hoặc xanh, rốn hạt nâu hoặc
đen. Một số giống mới chọn gần đây có cải thiện hơn về chất lượng: hạt vàng,
tròn, rốn trắng, ít nứt, trọng lượng 1000 hạt: 180 ÷ 270g, protein 43 ÷ 47%.
Dưới đây là bảng số liệu thành phần hoá học của đậu nành [3].

14

Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của đậu nành
Thành phần hóa học

g/100g

Nước

10,7 ÷ 13,8

Hàm lượng tro

4,5 ÷ 6,8

Hàm lượng hydratcacbon

22 ÷ 35,5

Lipit

13,5 ÷ 24,2

Protein

29,6 ÷ 50,3

1.1.3.1 Nước
Lượng nước trong hạt đậu nành có thể thay đổi tùy theo điều kiện bảo
quản hạt, ở đây ta chỉ xét đến lượng nước tự do. Hạt được bảo quản tốt thì
lượng ẩm chiếm khoảng 12 ÷ 13%. Nếu lượng ẩm lớn sẽ gây hiện tượng mốc
đặc biệt khi thời tiết nắng nóng. Nếu lượng ẩm thấp, dưới 12% hạt có thể bị
nứt và tách nhân.
1.1.3.2 Protein
Trong hạt đậu nành hàm lượng protein dao động từ khoảng 38 ÷ 42% tùy
theo từng giống, trong đó protein hòa tan chiếm 72 ÷ 94%. Thành phần
protein hòa tan trong nước của đậu nành bao gồm chủ yếu là globulin hay còn
gọi là glixinin (84%), ngoài ra còn có albumin (5,4%), các hợp chất của nitơ
phi protein (6%). Protein đậu nành có giá trị dinh dưỡng rất hoàn chỉnh,
không chỉ do nó có mặt với hàm lượng lớn mà còn do nó có chứa đầy đủ các
axit amin cần thiết cho cơ thể ở tỉ lệ cân đối hài hòa gồm: isoleucine, leucine
lysine, methionine, cystein, phenylalanine, treonine, tryptophane, valine,
histidine… Dưới đây là bảng số liệu các thành phần các axit amin có trong
protein đậu nành [16].

15


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Bảng 1.2 Thành phần các axit amin có trong protein đậu nành
Nguồn FAO (1970) và FAO / WHO (1993)
Đơn vị: g/16g Nitơ
STT

Amino axit

Đậu nành Lúa mì

Ngô

Gạo

Trứng

1

Isoleucine

5,1

3,9

3,7

4,1

6,3

2

Leucine

7,7

6,9

13,6

8,2

8,8

3

Lysine

6,9

1,0

2,6

3,8

7,0

4

Methionine

1,6

1,4

1,8

3,4

3,4

5

Cystein

1,3

-

-

-

2,4

6

Phenylalanine

5,0

3,7

5,1

6,0

5,7

7

Treonine

4,3

4,7

3,6

4,3

5,1

8

Tryptophane

1,3

0,7

0,7

1,2

1,5

9

Valine

5,4

5,3

5,3

7,2

6,8

10

Histidine

2,6

1,8

2,8

-

3,6

Số liệu bảng trên cho ta thấy hàm lượng các axit amin trong đậu nành
cao hơn nhiều so với các loại lương thực khác. Do đó người ta có thể khẳng
định rằng đậu nành là một loại cây trồng có giá trị kinh tế cũng như giá trị
dinh dưỡng rất cao. So với protein của trứng là một nguồn protein lý tưởng, ta
thấy thành phần các axit amin trong đậu nành ít hơn, xong vẫn có mặt đầy đủ
tất cả các axit amin như trong thành phần của trứng.
1.1.3.3 Lipit
Hạt đậu nành chứa khoảng 20% dầu có chất lượng cao, trong đó chủ yếu
là lipit tự do (17,8%), lipit liên kết chỉ chiếm 2,1%. Dầu đậu nành có giá trị
sinh học rất cao, có những đặc điểm mà mỡ động vật không thể có được. Dầu
đậu nành chứa khoảng 80 ÷ 93,6% các axit béo không no như linoleic, oleic,
linolenic… Đây cũng là các axit béo không thể thay thế của cơ thể. Ngoài ra

16


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

trong dầu đậu nành còn chứa các photpholipid (chiếm khoảng 0,074 ÷ 0,091%
theo hàm lượng chất khô của hạt), là chất có vai trò vô cùng quan trọng đối
với cơ thể, thường ở dạng kết hợp với protein để tham gia vào việc vận
chuyển chất béo và cholesterol.
Ngoài ra, từ axit linoleic và linolenic có thể tổng hợp thành axit
arachidonic (Vitamin F), axit này rất cần thiết cho cơ thể con người, giúp cơ
thể phát triển bình thường, chống suy dinh dưỡng và bệnh khô da.
Bảng 1.3 Thành phần các axit béo trong dầu đậu nành
Nguồn: Wahnon et al. (1998)
Axit béo

Lauric
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Linolenic

Số lượng nguyện tử C
và số nối đôi
12:0
14:0
16:0
18:0
18:1
18:2
18:3

Hàm lượng (%)
4,5
4,5
11,6
2,5
21,1
52,4
7,1

1.1.3.4 Glucid
Hàm lượng glucid trong đậu nành chiếm khoảng 30% theo khối lượng
tuyệt đối, xong giá trị kinh tế kém hơn nhiều so với protein và lipit.

Glucid trong đậu nành được chia làm hai loại:
Glucid hòa tan: glucoza, rafinoza, sucroza, stachyoza
Glucid không hòa tan: xelluloza (20%), hemixelluloza (50%), các
pectin (30%), tinh bột chỉ khoảng 1%.

17


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

1.1.2.5 Các thành phần khác
⊗ Axit phytic và muối phytat. Axit phytic được định vị trong các thể
protein đậu nành và được tách ra cùng với protein đậu nành trong quá trình
tách chiết. Sự có mặt của các chất này có thể ảnh hưởng đến tính hoà tan và
điểm đẳng điện của protein.
⊗ Các chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng (chất tro) trung bình trong
đậu nành là 4,6%. Tro đậu nành rất giàu sắt và kẽm.
Dưới đây là bảng số liệu các thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành
[5].
Bảng 1.4 Thành phần chất khoáng trong hạt đậu nành
Chất khoáng

Hàm lượng (%)

Ca

0,16 ÷ 0,47

P

0,41 ÷ 0,82

Mn

0,22 ÷ 0,24

Zn

37 mg/kg

Fe

90 ÷ 150 mg/kg

⊗ Các Vitamin: Vitamin của đậu nành gồm 2 loại, tan trong nước và tan
trong dầu. Những vitamin tan trong nước gồm: thiamin, riboflavin, niaxin,
axit pantothenic và axit folic. Vitamin tan trong dầu bao gồm vitamin A, E
nhưng không có mặt của vitamin D và K. Vitamin A chủ yếu dưới dạng tiền
vitamin ß-carotene. Vitamin E tồn tại dưới dạng tocopherol với 4 đồng phân:
α-, ß-, γ- và δ-tocopherols, đây là một vitamin quan trọng vừa có giá trị dinh
dưỡng vừa là chất chống oxy hóa. [5]

18


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

⊗ Phytosterol là hợp chất có đặc tính giống lipit. Lượng phytosterol có
khoảng 0,3 ÷ 0,6 mg/g, hợp chất này có tác dụng giảm hàm lượng cholesterol
trong máu. [15]
⊗ Các yếu tố phản dinh dưỡng.
- Các chất ức chế Trypsin (TI)
Người ta đã tìm thấy 5 loại TI trong đậu nành. Các giống đậu khác nhau
có chứa các loại TI khác nhau. Có 2 loại TI là Kunitz (K) và Boman - Birk (B
- B) đã được tinh chế và nghiên cứu chi tiết. Cả 2 loại này đều gây phình to
tuyến tụy. Khi nghiên cứu các đặc tính của chất ức chế trypsin dạng tinh thể,
Kunitz thấy rằng có sự kết hợp giữa các chất này với trypsin tạo thành một
hợp chất bền vững không thuận nghịch.
- Các Hemaglutinin
Người ta đã xác định được có ít nhất 4 loại protein đậu nành có khả năng
gây vón cục hồng cầu thỏ và chuột. Những protein này được gọi là
hemaglutinin, nó không chỉ có mặt trong đậu nành mà còn trong nhiều loại
đậu đỗ khác. Loại hemaglutinin chính được tách ra trong đậu nành là
glycoprotein, trong đó chứa 4,5% manoza và 1% glucosamine. Các
hemaglutinin bị vô hoạt bởi pepsin nên có thể không tồn tại khi đi qua dạ dày.
- Các saponin: saponin có mặt trong đậu nành với hàm lượng 0,5%. Đây
là tổ hợp các glucosit của các rượu triterpenoid, khi thủy phân bằng axit sẽ
cho ta rượu triterpenoid và đường khử hoặc sapogenin. Saponin có tính phân
cực, không tan trong hexan nên còn lại trong bột đậu nành đã tách béo. Các
nghiên cứu gần đây cho thấy saponin vô hại đối với chuột và gà ở tỉ lệ 0,5 ÷
3% trong khẩu phần. Về mặt dinh dưỡng, người ta coi saponin là một trong
những yếu tố phản dinh dưỡng xong về y học thì đây lại là một trong những
nhân tố quan trọng có thể dùng điều trị một số bệnh trong đó có HIV/AIDS.

19

Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

- Các yếu tố không xác định
Ngoài các chất ức chế như antitrypsin hay hemaglutinin trong đậu nành
còn có một số yếu tố gây đầy hơi, chậm lớn khác. Các yếu tố này có nhiều
trong bột đậu nành nhưng rất ít trong các sản phẩm protein dạng isolated và
concentrated. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự đầy hơi gây ra là do quá
trình lên men các đường có phân tử lượng thấp như rafinoze, stachyose. Các
đường này có trong đậu nành với hàm lượng khoảng 3 ÷ 5%. Do trong hệ tiêu
hóa của người không có enzym α-galactoxydaza nên các đường này được
chuyển đến ruột già trong trạng thái không đổi và tại đó bị lên men bởi vi
khuẩn lactic, tạo thành khí và hơi.
⊗ Các chất Phenolic
⊗ Các hợp chất nitơ phi protein.
1.1.3.6 Các biện pháp loại trừ các chất phản dinh dưỡng
⊗ Với antitrypsin
Xử lý nhiệt là biện pháp chủ yếu để vô hoạt antitrypsin trong đậu nành.
Trong đó thời gian xử lý nhiệt, nhiệt độ, kích thước các phần tử, độ ẩm… là
các yếu tố có ảnh hưởng đến mức vô hoạt TI. Sự hấp bằng hơi nước ở 100oC
trong thời gian 15 phút có thể vô hoạt hơn 95% TI trong đậu nành đã loại béo,
dạng mảnh dẹt. Nhờ đó khả năng tiêu hóa của protein cũng cao hơn. Đối với
đậu nành nguyên hạt hoặc dạng lá mầm, sau 20 phút xử lý nhiệt chỉ vô hoạt
được một phần TI do kích thước các phần tử quá lớn. Đậu nành ngâm qua
đêm đến độ ẩm 60% chỉ cần sau 5 phút xử lý nhiệt cũng loại được gần hết TI.
Theo Collins và Sanderm lên mầm trong 3 ngày, mỗi ngày tưới nước 2 lần
cũng giúp loại bỏ 13,2% hoạt tính TI. Theo Rackis - 1974 thì sự phá hủy hoàn
toàn các TI để đạt được hiệu quả sử dụng protein cao nhất trong một sản

phẩm đậu nành là không cần thiết.

20


Luận văn thạc sĩ Khoa học - Khoá 2009

Trường Đại học Bách khoa Hà nội

⊗ Hemaglutinin
Các hemaglutinin rất dễ dàng bị phá hủy bởi nhiệt độ. Khoảng 1/2 lượng
hemaglutinin sẽ bị mất đi trong quá trình tách chiết. Do đó hemaglutinin hoàn
toàn không phải là vấn đề đáng lo ngại nếu các sản phẩm đậu nành được xử lý
nhiệt đầy đủ.
⊗ Các yếu tố gây đầy hơi
Nguyên nhân gây ra đầy hơi khi ăn một số sản phẩm đậu nành là sự
chuyển hóa các oligosaccaride ở ruột già. Có thể giảm thiểu các yếu tố này
bằng cách lên mầm hạt đậu nành, tạo ra các giống đậu nành mới chứa ít các
đường hòa tan, hoặc xử lý bằng enzym α-galactoxydaza.
1.2 Tình hình sản xuất đậu nành hiện nay:
1.2.1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới:
Do khả năng thích ứng khá rộng, hiện nay đậu nành được trồng hầu hết
các nước trên khắp các châu lục. Nếu năm 1990 diện tích đậu nành chỉ
khoảng 56 triệu ha, năng xuất 1,9 tấn/ha, sản lượng 108 triệu tấn, nhưng đến
năm 2003 diện tích đậu nành trên thế giới là 83,61 triệu ha tăng gần 1,5 lần,
năng xuất 2,27 tấn tăng 1,2 lần, sản lượng 189,53 triệu tấn tăng 1,75 lần (bảng
1.5). Đậu nành tập trung nhiều nhất ở Châu Mỹ (73,03%), tiếp đến là Châu Á
(23,15%), các nước có nhiều đất trồng đậu nành là: Mỹ, Brazil, Acgentina,
Trung Quốc, Indonexia, Nhật Bản, Liên Xô. Cây đậu nành trở thành 1 trong 4
cây trồng chính sau lúa mỳ, lúa nước, ngô, có tốc độ tăng trưởng cao cả về

diện tích, năng suất và sản lượng [7].

21