Nghiên cứu khả năng ứng dụng chitosan hòa tan trong nước và bảo quản đậu hũ được sản xuất theo phương pháp kết tủa bằng nước chua

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp là của riêng em. Các kết
quả nghiên cứu đƣa ra trong đồ án này do em tự tìm hiểu, phân tích một cách trung
thực, khách quan, không sao chép của bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả
khác. Nội dung của đồ án có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các
nguồn sách, tạp chí đƣợc liệt kê trong danh mục tài liệu tham khảo.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Linh Chi


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CÁM ƠN
Qua hơn 3 tháng thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng ứng dụng chitosan
hòa tan trong nước vào bảo quản đậu hũ được sản xuất theo phương pháp kết tủa
bằng nước chua” đến nay đã đƣợc hoàn thành.
Em xin cám ơn BGH trƣờng Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh
cùng tất cả quý Thầy Cô, bạn bè trong phòng thí nghiệm khoa Công nghệ sinh học –
Thực phẩm – Môi trƣờng đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt
đề tài.
Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn đến TS. Nguyễn Lệ Hà, Cô đã tận tình giúp
đỡ và hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Bên cạnh những nỗ lực của bản thân thì đây vẫn là một lĩnh vực khá mới, đòi
hỏi chuyên môn sâu và kinh nghiệm thực tế. Song, do bản thân còn nhiều hạn chế
về kiến thức, kinh nghiệm cũng nhƣ gặp phải một số khó khăn trong việc sƣu tầm
tài liệu và những thông tin cần thiết có liên quan đến đề tài nên những thiếu sót
trong việc phân tích, trình bày đồ án là không thể tránh khỏi. Em rất mong nhận
đƣợc sự chỉ dẫn thêm từ quý Thầy Cô.

Kính chúc mọi ngƣời luôn dồi dào sức khỏe, vui vẻ và luôn thành công trong
công việc.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Linh Chi


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................v
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1
2. Mục đích và nội dung nghiên cứu .......................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. Tổng quan về đậu hũ.........................................................................................3
1.1.1. Giới thiệu về đậu nành ...............................................................................3
1.1.1.2.1. Tính tan .................................................................................................4
1.1.2. Quy trình sản xuất đậu hũ...........................................................................6
1.1.3. Các chỉ tiêu chất lƣợng của đậu hũ ..........................................................11
1.1.4. Những nguyên nhân và biến đổi gây hƣ hỏng đậu hũ ..............................13
1.2. Tổng quan về chitin - chitosan........................................................................15
1.2.1. Giới thiệu về chitin – chitosan .................................................................15
1.2.2. Cấu trúc hóa học của chitin – chitosan .....................................................16
1.2.3. Tính chất của chitosan ..............................................................................18
1.2.4. Các phƣơng pháp thu nhận chitosan ........................................................25
1.2.5. Chitosan tan trong nƣớc (WSC) ...............................................................28

1.2.6. Ứng dụng của chitosan trong thực phẩm .................................................30
CHƢƠNG 2.NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........34
2.1. Nguyên vật liệu ...............................................................................................34
2.1.1. Nguyên liệu ..............................................................................................34
2.1.2. Vật liệu .....................................................................................................34
2.2. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................34
2.2.1. Chuẩn bị cho nghiên cứu ..........................................................................34
2.2.3. Tiến hành thí nghiệm................................................................................37

i


Đồ án tốt nghiệp

2.2.4. Phƣơng pháp sử dụng trong nghiên cứu...................................................38
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................39
3.1. Một số thông số cơ bản của đậu hũ dùng trong nghiên cứu ...........................39
3.2. Nghiên cứu quá trình biến đổi của đậu hũ trong thời gian bảo quản..............39
3.2.1. Khảo sát biến đổi pH của dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt độ
thƣờng và nhiệt độ lạnh ......................................................................................39
3.2.2. Khảo sát độ đục của dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt độ thƣờng
và nhiệt độ lạnh ..................................................................................................42
3.2.3. Khảo sát chỉ tiêu tổng vi sinh vật hiếu khí trong dung dịch ngâm đậu hũ
bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh .....................................................44
3.2.4. Khảo sát chỉ tiêu nấm men – nấm mốc trong dung dịch ngâm đậu hũ bảo
quản ở nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh ............................................................46
3.2.5. Khảo sát chỉ tiêu E. coli trong dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt
độ thƣờng và nhiệt độ lạnh .................................................................................48
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................51
4.1. Kết luận ...........................................................................................................51

4.2. Kiến nghị.........................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................53

ii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CFU: colonies forming unit, đơn vị hình thành khuẩn lạc
EMB: Eosine Methylene Blue Agar
MPN: most probable number
MR: Methyl Red
PCA: Plate Count Agar
PDA: Potato Dextrose Agar
SCA: Simmon Citrate Agar
TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam
TPC: tổng vi sinh vật hiếu khí
VP: Voges – Proskauer
WSC: chitosan hòa tan trong nƣớc

iii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.3. Hàm lƣợng acid amin không thay thế trong protein đậu nành ........................ 4
Bảng 1.4. So sánh hai phƣơng pháp đông tụ protein trong sữa đậu nành ...................... 10
Bảng 1.5. Chỉ tiêu cảm quan của đậu hũ (TCVN 4978 : 1997) ..................................... 11

Bảng 1.6. Chỉ tiêu vi sinh của đậu hũ (Lê Văn Việt Mẫn, 2011) .................................. 12
Bảng 1.7. Chỉ tiêu hóa lý của đậu hũ (TCVN 49 : 78)................................................... 12
Bảng 1.8. Tính chất chitosan sản xuất từ chitin chiết rút bằng phƣơng pháp hóa học
và sinh học ...................................................................................................................... 27
Bảng 1.9. Bảng so sánh các tính chất của chitosan tan trong acid và chitosan tan
trong nƣớc ...................................................................................................................... 29
Bảng 2.1. Các phƣơng pháp xác định một số chỉ tiêu vi sinh vật của dung dịch ngâm
đậu hũ ............................................................................................................................. 38
Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu đƣợc xác định của đậu hũ dùng trong nghiên cứu ................ 39
Bảng 3.2. Giá trị pH của dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và
nhiệt độ lạnh ................................................................................................................... 39
Bảng 3.3. Giá trị độ đục của dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và
nhiệt độ lạnh ................................................................................................................... 42
Bảng 3.4. Mật độ tổng vi sinh vật hiếu khí trong dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở
nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh .................................................................................... 44
Bảng 3.5. Mật độ nấm men nấm mốc trong dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt
độ thƣờng và nhiệt độ lạnh ............................................................................................. 46
Bảng 3.6. Số lƣợng E. coli giả định trong dung dịch ngâm đậu hũ bảo quản ở nhiệt
độ thƣờng và nhiệt độ lạnh ............................................................................................. 48

iv


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất đậu hũ ....................................................................... 7
Hình 1.2. Cấu tạo hóa học của chitin ............................................................................. 16
Hình 1.3. Cấu tạo hóa học của chitosan ......................................................................... 17
Hình 1.4. Sơ đồ sản xuất và thu nhận chitosan .............................................................. 27

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm................................................................................... 36
Hình 3.1. Biến đổi pH của dung dịch ngâm đậu hũ ở nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ
lạnh ................................................................................................................................. 40
Hình 3.2. Biến đổi độ đục của dung dịch ngâm ở nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh..... 43
Hình 3.3. Biến đổi về tổng vi sinh vật hiếu khí của dung dịch ngâm ở nhiệt độ
thƣờng và nhiệt độ lạnh .................................................................................................. 45
Hình 3.4. Biến đổi về nấm men – nấm mốc của dung dịch ngâm ở nhiệt độ thƣờng
và nhiệt độ lạnh .............................................................................................................. 47
Hình 3.5. Biến đổi về E. coli giả định của dung dịch ngâm ở nhiệt độ thƣờng và
nhiệt độ lạnh ................................................................................................................... 49

v


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Đậu hũ là một sản phẩm đƣợc ƣa chuộng của ngƣời châu Á, thích hợp cho
nhiều đối tƣợng do dễ tiêu hóa, dễ sử dụng, ít cholesterol và chất béo bão hòa… rất
tốt cho sức khỏe của con ngƣời.
Tuy nhiên, đậu hũ khó bảo quản và dễ hƣ hỏng do thành phần giàu dinh
dƣỡng và chứa hàm lƣợng nƣớc cao, thời hạn sử dụng cao nhất của đậu hũ là từ 1
đến 2 ngày trong điều kiện bình thƣờng (Dotson và cộng sự, 1977; Kovats và cộng
sự, 1984). Vì vậy, nhiều ngƣời sản xuất đã bổ sung thạch cao, chất phụ gia hoặc
chất bảo quản trong quá trình sản xuất để kéo dài thời gian bảo quản, điều này gây
ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe của ngƣời tiêu dùng.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm ra các chất bảo quản có hoạt
tính sinh học để thay thế cho chất bảo quản hóa học, và một trong những chất đó là
chitosan. Chitosan là polysaccharide nhiều thứ hai sau cellulose đƣợc tìm thấy trong

tự nhiên, đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng chitosan trong thực tế
nhƣ nông nghiệp, công nghiệp, y dƣợc, bảo vệ môi trƣờng, chất bảo vệ hoa quả,…
Một số nƣớc nhƣ Nhật Bản, Hàn Quốc đã có nghiên cứu khoa học về ứng
dụng chitosan vào bảo quản đậu hũ. Ở Việt Nam chƣa có báo cáo khoa học nào về
đề tài này, vì vậy, chúng tôi muốn thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng ứng dụng
chitosan hòa tan trong nước vào bảo quản đậu hũ được sản xuất bằng phương pháp
kết tủa nước chua” trong điều kiện khí hậu cũng nhƣ nguồn nguyên liệu của Việt
Nam.
2. Mục đích và nội dung nghiên cứu
Mục đích chung của đồ án là nghiên cứu khả năng sử dụng chitosan hòa tan
trong nƣớc để kéo dài thời gian bảo quản đậu hũ sản xuất theo phƣơng pháp kết tủa
bằng nƣớc chua. Để đạt đƣợc mục đích này, nghiên cứu tập trung vào một số nội
dung sau:
-

Phân tích một số chỉ tiêu cơ bản của đậu hũ dùng trong nghiên cứu.

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

-

Theo dõi biến đổi chất lƣợng của đậu hũ thông qua dung dịch ngâm đậu hũ
trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh.

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về đậu hũ
1.1.1. Giới thiệu về đậu nành
1.1.1.1. Khái quát về đậu nành
Đậu nành là một trong những cây trồng cổ nhất của nhân loại đƣợc trồng từ
hơn 5000 năm trƣớc, có tên khoa học là Glycine Maxx Merril.
Bảng 1.1. Thành phần của hạt đậu nành (Nguyễn Thị Hiền, 2006)
Thành

Tỷ lệ

Protein

Lipid

Tro

Chất bột

phần của

(%)

(%)

(%)

(%)

đƣờng (%)

Đậu hạt

100,0

40,0

21

4,9

34

Tử diệp

90,3

43,0

23

5,0

29

Vỏ đậu

8,0

8,8

1

4,3

86

Mầm

2,4

41,1

11

4,4

43

hạt

Bảng 1.2. Thành phần protein đậu nành (Ngô Thế Dân và cộng sự, 1998)
Phân đoạn

Hàm lƣợng

(S)

(%)

Thành phần

Phân

tử

lƣợng

(Da)

2

15

Chất ức chế trypsin

7

35

– conglicinine

150000

– amylase

62000

Lipoxygenase

102000

Hemagglutinin

110000

Glycinin

320000 - 350000

11

40

15

10

8000 – 20000

600000

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp

Đậu nành cũng nhƣ 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 hóa acid béo không bão hòa,
gây mùi hôi cho đậu nành.
Bảng 1.3. Hàm lƣợng acid amin không thay thế trong protein đậu nành
Các acid amin

Giá trị (%)

không thay thế
Tryptophan

1,28

Leucine

7,78

Isoleucine

4,54

Valine

4,80

Threonine

3,86

Lysine

6,38

Methionine

1,26

Phenylalanine

4,94

Trừ methionine quá thấp, các acid amin khác của đậu nành có thành phần
gần giống thịt.
1.1.1.2. Tính chất của protein đậu nành
1.1.1.2.1. Tính tan
Trong protein đậu nành, globulin không tan trong nƣớc trong khi phosphate
canxi, acid phititic có thể làm cho protein đậu tan đến 90%. Tuỳ loại thực phẩm mà
tính tan này đƣợc ƣa chuộng hoặc không. Ở đây ta lợi dụng tính chất trái ngƣợc, đó
là đặc tính kết tủa của protein đậu nành. Protein đậu kết tủa ở pI = 4,5.
Tính tan của protein đậu nành còn bị ảnh hƣởng bởi lực ion. Ở pH=6,8 lực
ion ít ảnh hƣởng, ở pH = 2 lực ion làm giảm tính tan, ở pH = 4,7 lực ion làm tăng
tính tan.

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp

Tính tan của protein đậu nành còn bị ảnh hƣởng bởi chế độ xử lý nhiệt. Nhiệt
xử lý làm biến tính và giảm tính tan của protein đậu nành, sau đó một số protein có

thể phân cắt thành các thành phần nhỏ hơn và tan lại.
1.1.1.2.2. Khả năng hấp thụ và giữ nước
Khả năng hấp thụ và giữ nƣớc của protein dựa trên tƣơng tác giữa protein –
protein và protein – nƣớc. Khi nồng độ protein tăng, khả năng hấp thụ nƣớc tăng.
Khi pH thay đổi thì sự tích điện của protein cũng thay đổi. Do đó, ở điểm
đẳng điện, sự hút nƣớc là thấp nhất vì tƣơng tác giữa protein – protein rất chặt chẽ.
Ở pH cao hơn và thấp hơn pI, sự hấp thụ và giữ nƣớc của protein tăng.
Khi nhiệt độ tăng, khả năng hấp thụ nƣớc giảm vì giảm các liên kết hydro
nhƣng làm tăng các liên kết khác nhƣ liên kết disunfide…
1.1.1.2.3. Khả năng tạo gel
Protein đậu nành có khả năng tạo gel. Khi đó protein tạo mạng lƣới giữ các
phân tử nƣớc lại cho thực phẩm chứa nhiều nƣớc và có sự liên kết chặt chẽ nhƣ cấu
trúc của agar.
Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các mạch
polypeptide duỗi ra, tiến lại gần nhau, tiếp xúc và tạo nên mạng lƣới không gian
tƣơng đối chặt chẽ.
Các yếu tố gây tạo gel:
 Sử dụng nhiệt: khi dịch sữa protein đậu nành có nồng độ cao đƣợc
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 2: nhờ liên kết giữa Ca2+,
Mg2+ và nhóm carboxyl.
1.1.1.2.4. Khả năng tạo kết cấu
Protein đậu nành có khả năng tạo sợi tốt. Khi protein bị phân ly, chuỗi
polypeptide duỗi mạch và cho qua khuôn đúc sẽ định hƣớng đƣợc các phân tử
protein và các sợi hình thành.

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp

1.1.1.2.5. Khả năng tạo nhũ
Trong phân tử protein đậu nành có đầu ƣa nƣớc và ƣa béo nên có khả năng
làm bền hệ nhũ tƣơng chất béo/nƣớc.
Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng tạo nhũ:
 pH: ở điểm 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 nên làm giảm độ bền
của nhũ tƣơng, nhƣng do khả năng tạo gel đã tạo nên lớp màng protein và chất béo
(tàu hũ ki).
1.1.2. Quy trình sản xuất đậu hũ
1.1.2.1. Quy trình sản xuất đậu hũ

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Đậu nành

Loại bỏ tạp chất

Ngâm hạt

Đãi vỏ

Xay ƣớt

Dịch sữa đậu thô

Bã

Lọc

Sữa đậu

Gia nhiệt
Nƣớc chua
Kết tủa
Nƣớc

Ép

Đậu hũ

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất đậu hũ

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp

1.1.2.2. Thuyết minh quy trình
1.1.2.2.1 Loại bỏ tạp chất
Mục đích: loại bỏ các tạp chất cơ học nhƣ hạt sâu mọt, rơm, hạt lép khô, đất,
đá,… có trong nguyên liệu.
1.1.2.2.2. Ngâm hạt
Mục đích: ngâm hạt nhằm mục đích làm hạt đậu hút nƣớc và trƣơng nở, làm
mềm cấu trúc hạt đậu, dễ dàng cho công đoạn xay đậu và trích lọc protein đậu nành.

Khi đó các phần tử nƣớc có tính lƣỡng cực sẽ tác động lên protein, lipid, glucid,
cellulose.
Quá trình này xảy ra hai giai đoạn:
 Giai đoạn đầu xảy ra quá trình solvat hóa. Ở giai đoạn này các liên kết
trong hạt đậu chƣa bị phá vỡ.
 Giai đoạn hai xảy ra khi các phân tử nƣớc tiếp tục tác động và làm
phá vỡ liên kết các phân tử trong hạt đậu, chuyển chúng sang trạng thái dịch
thể keo linh động nằm trong các tế bào hạt đậu.
Thời gian ngâm:
 Nhiệt độ ngoài trời từ 15oC – 25oC, ta ngâm 5 – 6 giờ.
 Nhiệt độ ngoài trời từ 25oC – 30oC, ta ngâm 3 – 4 giờ.
 Kết thúc giai đoạn ngâm là thời điểm độ ẩm hạt đậu đạt 55% - 65% là tốt
nhất.
1.1.2.2.3. Đãi vỏ
Mục đích: Sau khi ngâm, vỏ tách khỏi hạt đậu nành, tránh một số thành phần
không mong muốn có trong vỏ hạt nhƣ sắc tố, chất chát,… đi vào sữa đậu khi
xay, làm giảm chất lƣợng của đậu hũ.
1.1.2.2.4 Xay
Mục đích: Dùng lực cơ học để phá vỡ tế bào, nhằm giải phóng protein, lipid,
glucid,... Nhờ có nƣớc hòa tan các chất này và sẽ chuyển chúng sang dạng huyền
phù.

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Các biến đổi:
 Kích thƣớc hạt đậu nành giảm đáng kể thành các hạt mịn.
 Nhiệt độ tăng do ma sát giữa các hạt rắn trong quá trình xay.

 Hóa lý: đây là biến đổi quan trọng vì các chất dinh dƣỡng trong đậu
nành đƣợc trích ly vào nƣớc, đậu nành chuyển từ trạng thái hạt rời thành hỗn hợp
huyền phù gọi là sữa đậu nành thô.
 Hóa sinh: có thể xảy ra phản ứng oxy hóa do enzyme lipoxygenase
xúc tác. Enzyme này đƣợc giải phóng ra khi tế bào hạt đậu bị phá vỡ. Tuy nhiên,
phản ứng xảy ra không đáng kể vì quá trình xay đƣợc thực hiện trong nƣớc.
1.1.2.2.5. Lọc
Sau khi xay ta có một dung dịch huyền phù, gồm có dung dịch keo và
những chất rắn không tan trong nƣớc. Trong quá trình tách dung dịch keo khỏi
các chất rắn sẽ xảy ra hiện tƣợng các chất rắn sẽ giữ trên mặt nó những tiểu
phần keo, vì vậy phải dùng nƣớc rửa lại phần bã. Lƣợng nƣớc dùng để rửa
không nên quá nhiều.
1.1.2.2.6. Gia nhiệt
Mục đích gia nhiệt:
 Ức chế enzyme và tiêu diệt toàn bộ các hệ vi sinh vật có mặt trong sữa.
 Loại bỏ những hợp chất gây mùi khó chịu trong dịch sữa.
 Phá vỡ lớp solvat (lớp nƣớc bao quanh) tạo điều kiện cho các phần tử
sữa gần lại nhau hơn và dễ keo tụ hơn.
Các biến đổi:
 Độ nhớt của dịch sữa giảm khi nhiệt độ tăng.
 Một số phản ứng phân hủy xảy ra làm tổn thất các thành phần dinh
dƣỡng trong dịch sữa.
 Các thành phần đƣờng khử và acid amin tham gia phản ứng Maillard
làm cho dịch sữa bị sậm màu.
1.1.2.2.7. Kết tủa
Một số phƣơng pháp kết tủa protein đậu nành:
Trang 9


Đồ án tốt nghiệp

- Kết tủa bằng ion kim loại kiềm thổ kết hợp với nhiệt độ.
 Các muối đông tụ protein đậu nành: CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2…
 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: đông tụ bằng muối của ion kim loại kiềm thổ xảy ra
theo hai bƣớc:
+ Bƣớc 1: protein bị biến tính bởi nhiệt, các mạch polypeptide duỗi ra
làm lộ các gốc –COO-.
+ Bƣớc 2: cation hóa trị 2 (kim loại kiềm thổ) cho vào sẽ liên kết các
mạch protein lại với nhau nhờ các gốc –COO-, làm cho khối protein bị đông tụ.
- Kết tủa bằng acid thực phẩm kết hợp với nhiệt độ.
 Các acid thực phẩm đƣợc dùng làm tác nhân gây đông tụ protein nhƣ:
acid acetic, acid lactic, acid citric, glucono – delta – lactone (GDL)… Trong các
acid nói trên, acid lactic đƣợc sử dụng nhiều nhất.
 Acid lactic: có dạng lỏng, không thuận lợi cho việc vận chuyển, sử
dụng. Ở các cơ sở sản xuất đậu hũ quy mô gia đình, ngƣời ta dùng nƣớc chua – là
acid lactic đƣợc tạo ra bằng cách lên men phần nƣớc trong của sữa đậu nành sau khi
tách protein.
 Cơ chế đông tụ:
+ Bƣớc 1: nhiệt sẽ làm biến tính protein, các mạch polypeptide duỗi ra và
sẽ làm lộ ra các nhóm kỵ nƣớc nằm bên trong.
+ Bƣớc 2: acid hữu cơ cho vào sẽ cung cấp H+ trung hòa các điện tích âm
của các mạch polypeptide bị biến tính bởi nhiệt, giúp tạo các liên kết kỵ nƣớc và
disunfide, dẫn đến sự tập hợp protein.
Bảng 1.4. So sánh hai phƣơng pháp đông tụ protein trong sữa đậu nành
Các yếu tố

Đông tụ bằng CaSO4

Đông tụ bằng acid thực phẩm

Thời gian bảo quản Sản phẩm có pH = 6 – 6,8 Sản phẩm có pH = 5 – 5,5, khả
nên thời gian bảo quản năng ức chế vi sinh vật cao nên
bảo quản lâu hơn.

ngắn.

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Mùi vị

Không có mùi thơm đặc Có mùi thơm đặc trƣng của đậu
trƣng của đậu nành

Trạng thái bìa đậu

nành

Bìa đậu bị cứng, ngả màu Bìa đậu mềm, cầm dẻo tay, màu
vàng

trắng kem

Ảnh hƣởng đến sức Để lại dƣ lƣợng kim loại An toàn cho sức khỏe ngƣời
khỏe ngƣời dùng

nặng nhƣ Cu, Pb, Hg… dùng
gây nguy hiểm cho sức
khỏe con ngƣời

1.1.2.2.8. Ép và định hình thành khuôn bánh
Sau khi chắt gạn nƣớc xong, cho ngay hoa đậu kết tủa vào khuôn ép để loại
nƣớc, tạo khối cho sản phẩm. Thời gian ép định hình khoảng 10 phút, dùng vật nặng
với khối lƣợng cố định để ép.
1.1.3. Các chỉ tiêu chất lượng của đậu hũ
Bảng 1.5. Chỉ tiêu cảm quan của đậu hũ (TCVN 4978 : 1997)

Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

Hình dạng

Sản phẩm có dạng hình hộp đáy chữ nhật, không bị vỡ nát.
Cho phép không quá 20% sản phẩm bị mất góc và sứt mẻ.
Khối lƣợng sản phẩm bị mất góc và sứt mẻ không quá 5%.

Màu sắc
Mùi vị

Bề mặt màu trắng ngà, mặt cắt màu trắng
Mùi thơm, vị ngon của đậu hũ không có mùi ôi, chua, khê và
các mùi vị lạ khác.

Tạp chất

Không có cát sạn, mảnh vụn của cháy đậu và các loại tạp chất
khác.

Trạng thái

Bề mặt đậu hũ mịn, sờ vào hơi ráp tay, không mủn bột. Khi
sản xuất xong, để nguội ở nhiệt độ phòng, đậu hũ phải dẻo,
khi cầm ở giữa miếng đậu không bị nứt. Mặt cắt của đậu hũ

Trang 11


Đồ án tốt nghiệp

mịn, nhẵn. trên mặt cắt ngang của đậu hũ có lỗ hổng không
quá 3. Ăn sống có cảm giác béo ngậy, dai. Miếng đậu khi ráng
phải nở đều.
Bảng 1.6. Chỉ tiêu vi sinh của đậu hũ (Lê Văn Việt Mẫn, 2011)
Vi sinh vật

Giới hạn cho phép trong 1g sản phẩm
(cfu/g)

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

3.105

Coliforms

50

Escherichia coli

3

Clostridium perfringens

0

Salmonella

0

Bacillus cereus

10

Staphylococcus aureus

10

Clostridium botulinum

0

Bảng 1.7. Chỉ tiêu hóa lý của đậu hũ (TCVN 49 : 78)
Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

Hàm lƣợng nƣớc

83%

Hàm lƣợng protein

10%

Hàm lƣợng lipid

4.5%

Hàm lƣợng chất xơ

0.7%

Độ chua tính theo % trọng lƣợng (tính 0,9

0,1

theo acid acetic)
Tạp chất và bã cháy

Không có

Trang 12


Đồ án tốt nghiệp

1.1.4. Những nguyên nhân và biến đổi gây hư hỏng đậu hũ
1.1.4.1. Những nguyên nhân gây hư hỏng đậu hũ
Có 2 nguyên nhân cơ bản dẫn đến giảm chất lƣợng và hƣ hỏng thực phẩm:
do hoạt động của vi sinh vật và do hoạt động sinh lý, sinh hóa của nguyên liệu.
Ngoài ra, các yếu tố khác nhƣ độ ẩm môi trƣờng, ánh sáng, không khí cũng ảnh
hƣởng không nhỏ tới chất lƣợng của thực phẩm.
Các vi sinh vật gây hƣ hỏng bao gồm vi khuẩn, nấm mốc, nấm men và một
số loại tảo, kí sinh trùng, virus... Khi xâm nhập vào thực phẩm, đầu tiên vi sinh vật
sẽ phát triển về mặt số lƣợng, trong quá trình đó chúng tiết ra các sản phẩm thải,
làm biến đổi màu sắc, trạng thái, mùi vị của thực phẩm dẫn đến hƣ hỏng hoặc giảm
chất lƣợng thực phẩm.
Vi khuẩn có khả năng tiết ra nhiều enzyme hỗn hợp có thể phân hủy đƣợc tất
cả các thành phần protein, glucid, lipid có trong thực phẩm. Sự lên men glucid hình
thành các acid hữu cơ làm cho môi trƣờng trở nên acid. Trong quá trình này, các
acid đƣợc tạo thành nhƣ acid acetic, acid lactic, … ức chế vi sinh vật gây thối. Nấm
men, nấm mốc tiêu thụ các acid làm cho môi trƣờng trở nên trung tính. Vi sinh vật
gây thối bắt đầu phát triển chuyển hóa protid thành peptid, acid amin,… và cuối
cùng là các chất đơn giản bay hơi có mùi khó chịu nhƣ NH3, H2S, indol, phenol,…
Quá trình hƣ hỏng đậu hũ luôn bắt đầu từ bề mặt sau đó mới đi dần vào bên
trong. Thƣờng trong giai đoạn đầu các vi khuẩn chứa enzyme hỗn hợp sẽ nhân lên
trƣớc và hoạt động mạnh mẽ để khai phá nguyên liệu, sau đó đến lƣợt các vi khuẩn
chứa enzyme đơn tiến hành phân hủy thực phẩm một cách mạnh mẽ và triệt để.
Cùng với các enzyme do vi sinh vật tiết ra thì đồng thời những enzyme có sẵn trong
bản thân khối thực phẩm cũng bị kích hoạt và tham gia vào các phản ứng phân hủy
làm tăng tốc độ hƣ hỏng của thực phẩm.
Đậu hũ là loại thực phẩm chứa nhiều protein, glucid và lipid. Mặt khác, hàm
lƣợng nƣớc trong đậu hũ rất cao, đây là môi trƣờng thuận lợi cho vi sinh vật gây hƣ
hỏng phát triển.

Trang 13

Đồ án tốt nghiệp

1.1.4.2. Những biến đổi của đậu hũ trong quá trình hư hỏng
- Biến đổi protein:
Từ các chất đạm tạo ra các chất nhƣ: amoniac, phenol, indol…và các amin
nhƣ: putresin, tyramin, histamin,…
Yếu tố quyết định tốc độ quá trình hƣ hỏng là nhiệt độ, độ ẩm tƣơng đối của
không khí và mức độ nhiễm vi sinh vật ban đầu. Quá trình biến đổi protein thể hiện
qua các dạng thối rữa, lên mốc, đổi màu, hóa nhầy…
- Sự lên men thối: quá trình lên men thối đƣợc chia làm 3 giai đoạn:
 Quá trình thủy phân protein dƣới tác dụng của enzyme protease do vi sinh
vật tiết ra tạo thành nhiều sản phẩm trung gian và cuối cùng là acid amin.
 Quá trình khử acid amin thành amoniac, acid (acetic, propyonic, butyric),
rƣợu (propyolic, butylic, amylic), H2S, indol, skatol.
 Các chất hữu cơ đƣợc tạo thành do sự phân hủy sơ bộ acid amin lại tiếp
tục chuyển hóa. Tùy theo loại vi sinh vật và điều kiện môi trƣờng mà các hợp chất
đó bị oxy hóa hoàn toàn cho ra các hợp chất vô cơ nhƣ CO2, H2O, NH3, H2S. Trong
điều kiện kỵ khí sẽ cho ra các acid hữu cơ, rƣợu, amin, trong đó có nhiều chất độc
và mùi hôi thối.
Các vi khuẩn hiếu khí hoạt động mạnh nhƣ Bacterium Vulgaris, Bacterium
Paecalis, Pseudomonas Fiuoresen,… vi khuẩn yếm khí nhƣ Bacillus Spectogennes,
Bacillus Putripicus, Bacillus Putripiciens, Bacillus Postamus, Clostridium
Butulinum, Clostridium Sporogenes…
- Sự lên men chua:
Trong quá trình lên men chua xảy ra hàng loạt các quá trình: quá trình tăng
sinh khối của vi sinh vật tạo ra acid lactic, quá trình ức chế sự phát triển của vi
khuẩn gây thối bởi acid lactic và muối. Quá trình này xảy ra 3 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: đƣờng và các chất hòa tan có trong dịch bào của mô thực vật

đƣợc thẩm thấu ra ngoài tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic và một số vi sinh vật khác
phát triển.

Trang 14


Đồ án tốt nghiệp

 Giai đoạn 2: Trong giai đoạn này, sinh khối của vi khuẩn lactic đạt cao
nhất. Đồng thời acid lactic tích tụ nhiều, pH của dịch giảm. Do tác dụng của vi
khuẩn lactic mà các vi khuẩn gây thối phát triển rất nhanh. Cuối giai đoạn này
lƣợng acid lactic tích tụ cực đại nên quá trình chyển sang giai đoạn 3.
 Giai đoạn 3: Vi khuẩn lactic chết dần trong khi nấm mốc và nấm men lại
tăng dần số lƣợng. Acid lactic bắt đầu giảm nên sản phẩm hƣ hỏng nhanh.
- Biến đổi lipid:
 Sự hóa chua lipid (sự thủy phân): sự tạo thành gốc tự do do hoạt động của
enzyme. Dạng phân giải lipid này liên quan đến cả hai quá trình thủy phân lipid và
sự oxy hóa acid béo do hoạt động của enzyme lipoxydase. Quá trình thủy phân lipid
gây ra do vi sinh vật hoặc enzyme lipase nội tại. Bƣớc đầu tiên của phản ứng này là
sự thủy phân triglyceride tạo thành glycerol và các acid béo tự do. Glycerol làm
tăng độ nhớt, nhầy của chất béo. Các acid béo tạo ra càng nhiều càng làm cho thực
phẩm bị chua (chỉ số acid tăng cao, chất lƣợng chất béo giảm).
 Oxy hóa: dƣới tác động của enzyme lipoxydase và oxy không khí. Sau khi
thủy phân các sản phẩm glycerin và các chất béo tiếp tục bị oxy hóa tạo ra nhiều sản
phẩm khác nhau, trong đó nhiều sản phẩm độc hại nhƣ: peroxyde, hydroperoxyde,
ceton,… Các sản phẩm này làm cho thực phẩm có mùi khó chịu.
1.2. Tổng quan về chitin - chitosan
1.2.1. Giới thiệu về chitin – chitosan
Chitin, chitosan là những polysaccharide tồn tại trong tự nhiên với sản lƣợng
rất lớn (đứng thứ 2 sau cellulose).

Chitin lần đầu tiên đƣợc tìm thấy trong nấm bởi nhà khoa học ngƣời Pháp
Braconnot vào năm 1811, nó cũng đƣợc tách ra từ biểu bì của sâu bọ và đƣợc đặt
tên là chitin, có nghĩa là bao bọc, tức là vỏ bọc của cuộc sống trong tiếng Hy Lạp,
bởi nhà khoa học ngƣời Pháp Odier vào năm 1823.
Và chất đƣợc khử acetyl từ chitin đã đƣợc khám phá bởi Roughet vào năm
1859, nó đƣợc đặt tên là chitosan bởi nhà khoa học ngƣời Ðức Hoppe Seyler vào
năm 1894. Chitosan (đƣợc chuyển hoá từ chitin) rất độc đáo, là polymer hữu cơ tự

Trang 15


Đồ án tốt nghiệp

nhiên duy nhất mang điện tích dƣơng do có những nhóm amino tự do tích điện
dƣơng, điều này khiến cho chitosan có những thuộc tính đặc biệt hơn nhóm amide
của chitin.
Cho đến hôm nay, việc sử dụng hợp chất thiên nhiên này vẫn còn rất ít, vì
chitin/chitosan dù dồi dào nhƣng lại ở các nguồn phân tán quá rộng, đặc biệt hàm
lƣợng chứa trong các nguồn ấy thƣờng nhỏ, không đạt hiệu quả kinh tế (giá thành
điều chế chitosan còn rất đắt). Hơn nữa, cả chitin và chitosan đều rất khó tan trong
các dung môi thông thƣờng và các phản ứng hoá học nhằm biến tính chúng đều tốn
kém và có hiệu suất thấp.
1.2.2. Cấu trúc hóa học của chitin – chitosan
1.2.2.1. Cấu trúc hóa học của chitin
Chitin là polysaccharide mạch thẳng, có thể xem nhƣ là dẫn xuất của
cellulose, trong đó nhóm (-OH) ở nguyên tử C(2) đƣợc thay thế bằng nhóm acetyl
amino (-NHCOCH3) (cấu trúc I). Nhƣ vậy chitin là poly-(N-acety-2-amino-2deoxy-β-D-glucopyranose) liên kết với nhau bởi các liên kết β-(C-1-4) glycoside.
Trong đó các mắt xích của chitin cũng đƣợc đánh số nhƣ của glucose.

Hình 1.2. Cấu tạo hóa học của chitin

Tên gọi: poly(1 – 4) – 2- acetamido – 2 – deoxy – β- D- Glucose

Trang 16


Đồ án tốt nghiệp

Công thức phân tử : [ C8H13O5N ]n
Phân tử lƣợng: Mchitin = (203,09)n
1.2.2.2. Cấu trúc hóa học của chitosan
Chitosan là dẫn xuất deacetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH2) thay thế
nhóm (-COCH3) ở vị trí C(2).
Chitosan đƣợc cấu tạo từ các mắt xích D-glucosamine liên kết với nhau bởi
các liên kết β-(1-4)-glycozide, do vậy chitosan có thể gọi là poly β-(1,4)-2-amino-2deoxy-D-glucose hoặc là poly β-(1,4)-D-glucosamine (cấu trúc III).

Hình 1.3. Cấu tạo hóa học của chitosan
Tên gọi: Poly(1,4) – 2- amino- 2- deoxy- β- D- glucose
Công thức phân tử: [ C6H11O4N ]n
Phân tử lƣợng: Mchitosan= (161,07)n
Qua cấu trúc hóa học của chitin và chitosan, ta thấy chitin chỉ có 1 nhóm
chức hoạt động là –OH (H ở nhóm hydroxyl bậc 1 linh động hơn H ở nhóm hidoxyl
bậc 2 trong vòng 6 cạnh), còn chitosan có 2 nhóm chức hoạt động là –OH và –NH2,
do đó dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn chitin.
Chitin có cấu trúc thuộc họ polysaccharide, hình thái tự nhiên ở dạng rắn. Do
đó, các phƣơng pháp nhận dạng chitin, xác định tính chất, phƣơng pháp hoá học để

Trang 17


Đồ án tốt nghiệp

biến tính chitin cũng nhƣ việc sử dụng và lựa chọn các ứng dụng của chitin gặp
nhiều khó khăn.
Mặt khác, khả năng ứng dụng của chitin thƣờng thấp hơn so với các dẫn xuất
của nó nhƣ chitosan, glucosamine, vì vậy chitin thƣờng đƣợc sử dụng để điều chế
các dẫn xuất của nó. Chitosan là một chất có nhiều đặc tính hóa học thích hợp nên
đƣợc nghiên cứu sử dụng trong nhiều ngành lĩnh vực.
1.2.3. Tính chất của chitosan
1.2.3.1. Mức độ deacetyl hóa
Quá trình deacetyl hóa bao gồm quá trình loại nhóm acetyl khỏi chuỗi phân
tử chitin và hình thành phân tử chitosan với nhóm amin hoạt động hóa học cao.
Mức độ deacetyl hóa là một đặc tính quan trọng của quá trình sản xuất chitosan bởi
vì nó ảnh hƣởng đến tính chất hóa lý và khả năng ứng dụng của chitosan sau này.
Mức độ deacetyl hóa của chitosan vào khoảng 56% - 99% (nhìn chung là 80%)
phụ thuộc vào loài giáp xác và phƣơng pháp sử dụng. Chitin có mức độ deacetyl
hóa khoảng 75% trở lên thƣờng đƣợc gọi là chitosan.
Phƣơng pháp để xác định mức độ deacetyl hóa của chitosan bao gồm thử
ninhydrin, chuẩn độ theo điện thế, quang phổ hồng ngoại, chuẩn độ bằng HI…
1.2.3.2. Trọng lượng phân tử
Chitosan là polymer sinh học có khối lƣợng phân tử cao. Giống nhƣ cấu tạo,
khối lƣợng nguồn nguyên liệu và phƣơng pháp chế biến. Khối lƣợng chitin thƣờng
lớn hơn 1 triệu Da trong khi các sản phẩm chitosan thƣơng phẩm có khối lƣợng
khoảng 100,000 – 1,200,000 Da, phụ thuộc quá trình chế biến và loại sản phẩm.
Thông thƣờng, ở nhiệt độ cao, sự có mặt của oxy và sức kéo có thể dẫn đến phân
hủy chitosan. Giới hạn nhiệt độ là 280°C, sự phân hủy do nhiệt xảy ra và mạch
polymer nhanh chóng bị phá vỡ, do đó khối lƣợng phân tử giảm.
1.2.3.3. Độ nhớt
Độ nhớt là một nhân tố quan trọng để xác định khối lƣợng phân tử của
chitosan. Chitosan phân tử lƣợng cao thƣờng làm cho dung dịch có độ nhớt cao,
điều này có thể không mong muốn trong đóng gói công nghiệp.

Trang 18