Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch đậu xanh nảy mầm

TÊN ĐỀ TÀI.txt
Ngiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch đậu xanh nảy mầm
Giảng viên hướng dẫn: Th.S trần thị Ngọc Mai
SV: Phạm Văn Nhường
Lớp: 13DSH06
MSSV: 1311100555

Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chúng riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong các công
trình khác. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép
công bố. Nếu không đúng như trên tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình.
Sinh viên thực hiện
PHẠM VĂN NHƯỜNG
TRẦN THỊ UYÊN

i


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy, cô trường Đại Học Công Nghệ
đã nhiệt tình chỉ dạy cho em trong suốt thời gian học tập. Đó chính là hành trang

để chúng em bước tới tương lai tốt đẹp, và cống hiến những gì mình đã học cho xã
hội.
Lời cảm ơn xin gửi đến cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều
kiện vật chất để em có thể thực hiện luận văn này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến cô Trần Thị Ngọc Mai đã tận tình hướng dẫn
và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn này.
Lời biết ơn chân thành nhất em gửi đến cha mẹ, anh chị em trong gia đình,
bạn bè đã ủng hộ và khích lệ em trong suốt quá trình học tập.

ii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... x
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN...................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ........................................................................................ 4
I. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU XANH NẢY MẦM ...................................................... 4
1. Phân loại khoa học và phân bố ............................................................................... 4
1.1. Phân loại khoa học .............................................................................................. 4
1.2. Phân bố................................................................................................................ 4
2. Thành phần hóa học của hạt đậu xanh .................................................................... 7
2.1. Protein và amino acid ......................................................................................... 7
2.2. Chất béo .............................................................................................................. 9
2.3. Carbohydrate ..................................................................................................... 10

2.4. Thành phần vitamin và chất khoáng ................................................................. 10
3. Đậu xanh nảy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nảy mầm ........................ 11
3.1. Quá trình nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng ................................................... 11
3.2. Các biến đổi của hạt đậu xanh trong quá trình nảy mầm.................................. 13
3.2.1. Protein ............................................................................................................ 14
3.2.2. Chất béo ......................................................................................................... 16
3.2.3. Carbohydrate .................................................................................................. 17
3.2.4. Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxi hóa ............................................. 17
3.2.5. Hàm lượng vitamin C ..................................................................................... 22
3.2.6. Các biến đổi GABA (Gamma amino butyric acid) ........................................ 26
iii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2.7. Hàm lượng các chất kháng hấp thu dinh dưỡng ............................................ 28
II. TỔNG QUAN VỀ SỮA BÒ ............................................................................... 30
1. Thành phần hóa học .............................................................................................. 30
1.1. Nước.................................................................................................................. 30
1.2. Lipid .................................................................................................................. 31
1.3. Protein ............................................................................................................... 31
1.4. Lactose .............................................................................................................. 34
1.5. Vitamin ............................................................................................................. 35
1.6. Các chất khoáng ................................................................................................ 35
1.7. Các sắc tố trong sữa .......................................................................................... 35
1.8. Các chất khí....................................................................................................... 36
2. Tính chất của sữa .................................................................................................. 36
2.1. Tính chất vật lý ................................................................................................. 36
2.2. Tính chất hóa học .............................................................................................. 36
III. TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA .......................................................................... 38
1. Giới thiệu và phân loại .......................................................................................... 38

1.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 38
1.2. Phân loại............................................................................................................ 38
1.3. Đặc điểm và vai trò ........................................................................................... 39
1.4. Tiêu chuẩn chất lượng....................................................................................... 41
2. Vi khuẩn lactic và quá trình lên men sữa chua ..................................................... 42
2.1. Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic ................................................................. 42
2.2. Cơ chế của quá trình lên men ........................................................................... 43
2.3. Các chủng vi khuẩn sử dụng trong công nghệ sản xuất sữa chua .................... 44
2.4. Các nghiên cứu về sữa chua ở nước ngoài ....................................................... 46
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 48
iv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................... 48
1.1. Nguyên liệu ....................................................................................................... 48
1.2. Địa điểm nghiên cứu ......................................................................................... 48
1.3. Thiết bị .............................................................................................................. 49
2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 50
2.1. Phương pháp phân tích lý hóa .......................................................................... 50
2.1.1. Phương pháp lấy mẫu………………………………………………………..50
2.1.2. Xác định khối lượng 1000 hạt………………………………………………..50
2.1.3.Xác định độ ẩm ………………………………………………………………50
2.1.4.Xác định hàm lượng protein………………………………………………….50
2.1.5. .. Xác định hàm lượng đường khử……………………………………………50
2.1.6.Xác định hàm lượng tinh bột…………………………………………………50
2.1.7.Xác định hàm lượng vitamin C……………………………………………….50
2.1.8.Xác định hàm lượng hợp chất pheno…………………………………………50
2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan ...................................................................... 50
3. Bố trí thí nghiệm ................................................................................................... 51

3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ..................................................................................... 51
3.2. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 52
3.2.1. Thí nghiệm 1: Đánh giá khối lượng 1000 hạt ................................................ 52
3.2.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá chỉ tiêu hóa lí .......................................................... 52
3.2.3. Thí nghiêm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình nẩy mầm
của hạt ....................................................................................................................... 52
3.2.4. Thí nghiêm 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nẩy mầm
của hạt ....................................................................................................................... 53
3.2.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nẩy mầm của
hạt

........................................................................................................................ 54

v


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2.6. Thí nghiệm 6: Xác định lượng nước bổ sung vào dịch sữa ........................... 54
3.2.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun sôi đến chất lượng dịch
sữa.

........................................................................................................................ 55

3.2.8. Thí nghiệm 8: Xác định tỷ lệ vi khuẩn, đường bổ sung và thời gian lên men
……… ....................................................................................................................... 55
3.2.9. Thí nghiệm 9: Khảo sát thời gian làm lạnh sữa chua..................................... 57
3.2.10.Thí nghiệm 10: Đánh giá yoghurt đậu xanh nảy mầm................................... 57
4. Quy trình nghiên cứu ............................................................................................ 59
4.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ................................................................................ 59
4.2. Thuyết minh quy trình ...................................................................................... 60

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 66
1. Kết quả .................................................................................................................. 66
1.1. Kết quả đánh giá khối lượng 1000 hạt .............................................................. 66
1.2. Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lí ........................................................................ 67
1.3. Kết quả khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt
đậu xanh. ................................................................................................................... 67
1.4. Kết quả khảo sát nhiệt độ nước ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của
hạt đậu xanh. ............................................................................................................. 70
1.5. Kết quả khảo sát thời gian ươm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt
đậu xanh. ................................................................................................................... 72
1.6. Kết quả xác định lượng nước bổ sung vào dịch sữa. ........................................ 81
1.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian đun sôi đến chất lượng dịch sữa. ......... 83
1.8. Kết quả xác định tỷ lệ vi khuẩn, đường bổ sung và thời gian lên men. ........... 84
1.9. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian làm lạnh đến chất lượng sản
phẩm. ......................................................................................................................... 88
1.10. Kết quả đánh giá sản phẩm sữa chua đậu xanh nảy mầm ................................ 89
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 91
vi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Kết luận ................................................................................................................ 91
1.1. Các thông số tối ưu ........................................................................................... 91
1.2. Quy trình đề nghị .............................................................................................. 92
2. Kiến nghị. .............................................................................................................. 93
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 1
1. Phương pháp phân tích............................................................................................ 1
1.1. Phương pháp lấy mẫu ......................................................................................... 1
1.2. Phương pháp xác định khối lượng 1000 hạt ....................................................... 1
1.3. Phương pháp xác định độ ẩm nguyên liệu .......................................................... 1

1.4. Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl .............................. 2
1.5. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử .................................................... 2
1.6. Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột ......................................................... 3
1.7. Phương pháp xác định vitamin C ........................................................................ 4
1.8. Phương pháp xác định phenolic .......................................................................... 4
2. Phép thử đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 .............................................. 5
Bảng A: Các mức chất lượng ...................................................................................... 6
2.1. Bảng cho điểm của các thành viên theo tỷ lệ nước bổ sung ............................... 6
2.2. Bảng cho điểm của các thành viên theo thời gian đun sôi .................................. 6
2.3. Bảng cho điểm của các thành viên về vị của sản phẩm với nồng độ vi khuẩn
5% ............................................................................................................................. 7
2.4. Bảng cho điểm của các thành viên về vị của sản phẩm với nồng độ vi khuẩn
6% ............................................................................................................................. 8
2.5. Bảng cho điểm của các thành viên về vị của sản phẩm với nồng độ vi khuẩn
7% ............................................................................................................................. 9
2.6. Bảng cho điểm của các thành viên về vị của sản phẩm với nồng độ vi khuẩn
8% ........................................................................................................................... 10
3. Xử lý số liệu .......................................................................................................... 11
vii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.1. Độ ẩm hạt ảnh hưởng bởi thời gian ngâm ........................................................ 11
3.2. Độ ẩm hạt ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm ................................................ 11
3.3. Độ ẩm hạt ảnh hưởng bởi thời gian ươm .......................................................... 11
3.4. Hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ươm ......................................... 12
3.5. Hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ươm ....................................... 13
3.6. Hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ươm ............................................ 13
3.7. Hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ươm ...................................... 13
3.8. Hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ươm ........................................... 14

3.9. Hàm lượng acid trong mẫu sữa chua ................................................................ 15
3.10. Độ tách nước của mẫu sữa chua ....................................................................... 15
4. Tiến hành các phân tích vi sinh trong mẫu sữa chua đậu xanh nảy mầm. ............ 15
4.1. Định lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC). ................................................ 15
4.2. Định lượng Coliforms tổng số. ......................................................................... 17
4.3. Định tính Escherichia coli................................................................................. 18
4.4. Định lượng Staphyloccocus aureus. ................................................................. 20
4.5. Định tính Salmonella. spp. ................................................................................ 23
5. Kết quả phân tích .................................................................................................. 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 28

viii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ Viết Tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

GABA

Gamma aminobutyric acid

SFA

Saturated fatty acids

Acid béo bão hòa

MUFA

Monounsaturated fatty acids

Các acid béo không bão
hòa có một nối đôi

PUFA

Polyunsaturated fatty acids

Các acid béo không bão
hoà có nhiều nối đôi

GAD

Glutamate decarboxylase

GABA-T

GABA-transaminase

SSA

Succinic semialdehyde

SSADH

Succinic semialdehyde
dehydrogenase

HSQT

Hệ số quan trọng

BTTN

Bố trí thí nghiệm

ix


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1 Phân loại khoa học của đậu xanh (Vigna radiata) ..................................... 4
Bảng 1. 2 Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh (g/16gN) .................................. 8
Bảng 1. 3 Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô) ..... 9
Bảng 1. 4 Thành phần carbohydrate trong đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô) ....... 10
Bảng 1. 5 Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được). .................. 10
Bảng 1. 6 Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được). ................... 11
Bảng 1. 7 Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm (g/100g chất
khô)............................................................................................................................ 14
Bảng 1. 8 Sự thay đổi hàm lượng acid amin của đậu xanh ở các giai đoạn (g/16g N).
. .................................................................................................................................. 15
Bảng 1. 9 Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu xanh

trước và sau khi nẩy mầm. ........................................................................................ 16
Bảng 1. 10 Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nẩy
mầm (g/100g chất khô) ............................................................................................. 17
Bảng 1. 11 Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm ................... 22
Bảng 1. 12 Hàm lượng Vitamin C của đậu xanh trong quá trình nẩy mầm ............ 25
Bảng 1. 13 Ảnh hưởng của sự nẩy mầm đến các yếu tố kháng dinh dưỡng ............. 29
Bảng 1. 14 Thành phần hóa học của một số loại sữa ............................................... 30
Bảng 1. 15 Một số chỉ tiêu vật lý trong sữa bò ........................................................ 36
Bảng 1. 16 Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua ............................................................... 41
Bảng 1. 17 Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua. ................................................... 41
Bảng 1. 18 Chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa chua............................................................ 42
Bảng 2. 1 Danh mục các thiết bị nghiên cứu ............................................................ 49
Bảng 3. 1 Khảo sát 1000 hạt của các loại giống đậu xanh ........................................ 66
Bảng 3. 2 Thành phần nguyên liệu đậu xanh ............................................................ 67
Bảng 3. 3 Bảng giá trị các yếu tố ảnh hưởng bởi thời gian ngâm............................. 67
Bảng 3. 4 Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ngâm . ..... 68
Bảng 3. 5 Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian 69
Bảng 3. 6 Bảng giá trị các yếu tố ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm. .................... 70
Bảng 3. 7 Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm70
Bảng 3. 8 Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi nhiệt độ. 71
Bảng 3. 9 Bảng giá trị các yếu tố ảnh hưởng bởi thời gian ươm đậu xanh............... 72
Bảng 3. 10 Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ươm . ..... 73

x


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 3. 11 Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời
gian ươm mầm........................................................................................................... 74
Bảng 3. 12 Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời

gian ươm mầm........................................................................................................... 75
Bảng 3. 13 Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian
ươm mầm .................................................................................................................. 77
Bảng 3. 14 Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời
gian ươm mầm........................................................................................................... 78
Bảng 3. 15 Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời
gian ươm mầm........................................................................................................... 79
Bảng 3. 16 Hàm lượng GABA của đậu xanh sau khi ươm ở 24 giờ ........................ 80
Bảng 3. 17 Bảng mô tả trạng thái của sản phẩm theo tỷ lệ nước bổ sung. ............... 82
Bảng 3. 18 Bảng mô tả mùi và trạng thái của sản phẩm theo thời gian đun sôi. ...... 84
Bảng 3. 19 Bảng điểm so sánh tổng hợp các mẫu. ................................................... 87
Bảng 3. 20 Bảng tổng hợp kết quả xác định thời gian làm lạnh. .............................. 88
Bảng 3. 21 Kết quả phân tích vi sinh sản phẩm sữa chua ......................................... 89
Bảng 3. 22 Kết quả phân tích ANOVA cho độ acid của 4 mẫu sữa chua có điểm
cảm quan cao nhất. .................................................................................................... 89
Bảng 3. 23 Kết quả phân tích ANOVA cho độ tách nước của 4 mẫu sữa chua có
điểm cảm quan cao nhất. ........................................................................................... 90

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Phân loại các nhóm phenolic .................................................................... 18
Hình 1. 2 Quá trình sinh tổng hợp phenolic .............................................................. 19
Hình 1. 3 Con đường tổng hợp vitamin C ................................................................ 23
Hình 1. 4 Con đường hình thành GABA ................................................................. 27
Hình 1. 5 Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nẩy mầm. ................ 27
Hình 1. 6 Cấu trúc Micele ........................................................................................ 32
Hình 2. 1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm.............................................................................. 51
Hình 2. 2 Sơ đồ BTTN để xác định thời gian lên men và lượng đường bổ sung .... 56
Hình 2. 3 Sơ đồ quy trình công nghệ. ....................................................................... 59
Hình 3. 1 Biểu đồ so sánh độ ẩm theo thời gian ngâm hạt ....................................... 68
Hình 3. 2 Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo thời gian ngâm hạt .......................... 69

Hình 3. 3 Biểu đồ so sánh độ ẩm theo nhiệt độ nước ngâm ..................................... 71
Hình 3. 4 Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo nhiệt độ nước ngâm......................... 71
xi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 3. 5 Biểu đồ so sánh chiều dài rể mầm theo thời gian ươm ............................. 73
Hình 3. 6 Biểu đồ so sánh độ ẩm hạt theo thời gian ươm ......................................... 74
Hình 3. 7 Biểu đồ hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ............................. 75
Hình 3. 8 Biểu đồ hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ........................... 76
Hình 3. 9 Biểu đồ hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ................................ 77
Hình 3. 10 Biểu đồ hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ........................ 78
Hình 3. 11 Biểu đồ hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ............................. 79
Hình 3. 12 Đồ thị xác định lượng nước bổ sung vào dịch sữa .................................... 81
Hình 3. 13 Đồ thị xác định thời gian đun sôi. ........................................................... 83
Hình 3. 14 Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất sữa
chua đậu xanh nẩy mầm. ........................................................................................... 92

xii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỞ ĐẦU
Ngày nay các tiêu chuẩn của cuộc sống con người ngày càng được nâng cao, vấn đề
dinh dưỡng bổ sung cho cơ thể càng được quan tâm nhiều hơn. Nhưng bên cạnh
những yếu tố về ăn uống thì môi trường xung quanh cũng ảnh hưởng đến sức khỏe.
Hằng ngày cơ thể chúng ta phải chịu ảnh hưởng của tia phóng xạ, tia cực tím, chất
thải công nghiệp, khí thải ô tô, xe máy, nguồn nước ô nhiễm… những tác động có
hại này là nguyên nhân chính của các bệnh tim mạch, ung thư, và các bệnh nguy

hiểm khác. Ngoài những nguyên nhân này, sức khỏe của chúng ta còn bị ảnh hưởng
bởi stress. Tất cả những nguyên nhân trên đã làm cho hệ miễn dịch của chúng ta
không có đủ điều kiện hoạt động, sức đề kháng của cơ thể ngày một kém đi và cơ
thể rất dễ mắc bệnh. Vậy bổ sung thực phẩm chức năng vào thực phẩm là một biện
pháp hiệu quả làm để tăng cường sức đề kháng, chống lại bệnh tật. Do đó, chúng tôi
tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch đậu
xanh nẩy mầm”.
Trong nhiều thập kỷ qua, thực vật chứa nhiều hàm lượng phenol là hợp chất chống
oxi hóa nên thường được nghiên cứu về ảnh hưởng của chúng lên việc ngăn chặn sự
phát triển của nhiều loại ung thư [Han (1997); Yanget (1998); Clifford & Scalbert
(2000); Harbone & Wil-liams (2000)] và bệnh sơ vữa động mạch [Luo và cộng sự
(1997); Pearson và cộng sự (1998); Troszyńska & Bałasińska (2002)]. Chất chống
oxi hóa giữ một vai trò quan trọng trong thực phẩm vì nó có ảnh hưởng tốt đến sức
khỏe con người. Trong những cây họ đậu, có chứa các hợp chất quan trọng như
vitamin C, vitamin E, hợp chất phenol và glutathione [Block (1992); Cadenas và
Packer (2002)].
Đậu xanh (Vigna radiate (L.) Wiliczek) là một trong 3 cây đậu đỗ chính trong nhóm
cây đậu ăn hạt, đứng sau đậu tương và lạc, đậu xanh cũng chính là cây trồng có vị
trí quan trọng trong nền nông nghiệp của nhiều ước trong đó có Việt nam.
Bên cạnh những giá trị vốn có như protein, glucid, lipid… thì đậu xanh là loại thực
phẩm chứa nhiều hợp chất polyphenol như: phenol, flavonoids, mà những chất này
là những chất oxi hóa tự nhiên. Tuy nhiên ngoài những hợp chất có lợi đó thì trong

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

đậu xanh còn chứa những hợp chất không có lợi như phytic acid, tannin,… mà
những chất này sẽ gây chát khi sử dụng. [Prior và Gu (2005); Santos-Buelga và

Scalbert (2000); Amarowicz và cộng sự (2004); Troszyńska và Ciska (2002);
Troszyńska và cộng sự (2002)].
Vấn đề được đặt ra ở đây là hạt đậu xanh có thể được sử dụng tốt hơn nhờ quá trình
nẩy mầm, sự nẩy mầm là một công nghệ đơn giản, rẻ tiền. Nhiều nghiên cứu cho
thấy rằng hạt nảy mầm chứa nhiều hợp chất dinh dưỡng có lợi như: acid amin, hợp
chất chống oxi hóa, khoáng, các hợp chất được tổng hợp trong quá trình nảy mầm
khác như gamma aminbutyric acid (GABA), giảm hàm lượng các chất kháng dinh
dưỡng như: enzyme ức chế (antitrypsin), galactose, tannin,… cao hơn khi so sánh
với những hạt không nẩy mầm.
Ngoài ra theo một vài nghiên cứu của Asim Muhammad (2011), thì hàm lượng
vitamin C cũng tăng nhiều trong quá trình nảy mầm, mà hợp chất này hầu như
không có mặt trong hạt đậu xanh chưa nảy mầm.
Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy
mầm của hạt đậu xanh như: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, thời gian ủ,...
nhằm tạo điều kiện tối thích cho quá trình nẩy mầm, để đạt được hàm lượng hợp
chất GABA, chống oxy hóa tối ưu nhất.
Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Mục đích của đồ án “Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch đậu xanh
nẩy mầm” nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm. Qua đó tìm
ra được sự tối ưu cho từng yếu tố để tạo ra sản phẩm có giá trị cao.
 Nội dung chính thực hiện trong đồ án bao gồm:
 Tổng quan tài liệu về nguyên liệu đậu xanh, sữa bò và sữa chua. Các thành
phần và sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá trình nẩy mầm,

đánh giá thành phần hóa học của nguyên liệu hạt đậu xanh. Sự biến đổi các
thành phần hóa học của nguyên liệu trong quá trình lên men.
 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm như các thông số:
nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, thời gian ủ, nhiệt độ sấy khảo sát hàm
lượng protein và vitamin C, hợp chất phenol, cacbohydrate, GABA, tỉ lệ nảy
mầm.
 Xây dựng quy trình sản xuất sữa chua có bổ sung dịch đậu xanh nảy mầm.
Tối ưu hóa các yếu tố như: lượng nước xay đậu, thời gian đun sôi, lượng
đường bổ sung, lượng sữa chua cái, thời gian lên men, thời gian làm lạnh.
 Sau quá trình nghiên cứu, tôi thu được các kết quả sau:
 Thành phần hóa học của hạt đậu xanh: Protein thô (23,18%), độ ẩm (12,6%).
 Các thông số ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm: thời gian ngâm: 6 giờ, nhiệt
độ nước ngâm: 30oC, phương pháp ngâm: ngâm ngập, thời gian ươm: 24 giờ,
nhiệt độ sấy: 50oC.
 Các thông số ảnh hưởng đến quá trình lên men sữa chua: lượng nước bổ
sung: 0,8 lít, thời gian đun sôi: 4 phút, lượng đường bổ sung 11%, lượng sữa
chua làm giống: 6%, thời gian lên men: 7 giờ, thời gian làm lạnh 15 giờ.
 Các hàm lượng khảo sát ảnh hưởng bởi yếu tố: tỉ lệ nẩy mầm 99%, hàm
lượng phenol 0,458 mg/g, hàm lượng vitamin C 36,667 mg%, hàm lượng
protein 9,457%, hàm lượng đường khử 0,459%, hàm lượng tinh bột 8,262%,
hàm lượng GABA sau khi ươm 342 mg/kg, hàm lượng GABA sau khi lên
men 128 mg/kg.
3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
I.

TỔNG QUAN VỀ ĐẬU XANH NẢY MẦM

1. Phân loại khoa học và phân bố
1.1.

Phân loại khoa học
Đậu xanh là loại ngủ cốc lấy hạt của nhân dân ta bao gồm các loài thuộc hai

chi phụ là Ceratotropic, còn được gọi là nhóm đậu châu Á, bao gồm 16 loài hoang
dại và 5 loài trồng trọt là V. radiata, V. mungo, V. aconitifolia, V. angularis, V.
umbellate.
Bảng 1.1Phân loại khoa học của đậu xanh (Vigna radiata)

1.2.

Ngành

Magnoliophyta

Lớp

Magnoliopsida

Bộ

Fabales

Họ

Fabaceae

Chi

Vigna

loài

V. radiata

Phân bố
Đậu xanh có nguồn gốc từ Ấn Độ và Trung Á, phân bố chủ yếu ở các vùng

nhiệt đới và á nhiệt đới, là cây trồng khá quen thuộc ở châu Á và rất phổ biến ở
nước ta. Cây đậu xanh có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích
nghi với các vùng có điều kiện khắc nghiệt. Khu vực Đông và Nam Châu Á, cây
đậu xanh được trồng nhiều ở các quốc gia như: Ấn Độ, Pakistan, Bangladesh, Sri
Lanka, Nepal, Trung Quốc, Thái Lan, Philippin, Miến Điện, Indonesia; hiện nay đã
được phát triển tại một số quốc gia ở vùng ôn đới, ở Châu Úc, lục địa Châu Mỹ.

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Đặc điểm sinh thái thường chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:
 Nhiệt độ:
- Đậu xanh thích ứng với một khoảng nhiệt độ khá rộng từ 16 đến 36oC. Tuy
nhiên, đậu xanh sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong phạm vi nhiệt độ
22-27oC. Đậu xanh phát triển bình thường ở các khoảng phạm vi nhiệt độ
16-21oC và 28-36oC.

- Ở các thời kỳ nảy mầm, mầm phát triển và hình thành cây con, đậu xanh
thường rất nhạy cảm với nhiệt độ. Hạt nảy mầm tốt trong phạm vi nhiệt độ
25-27oC. Dưới 15oC tỷ lệ nảy mầm thấp và tốc độ phát triển của cây con
giảm đáng kể.
- Tốc độ sinh trưởng dinh dưỡng và khản năng tích lũy chất khô đạt mức cao
nhất ở nhiệt độ 24-25oC. Những giống có nguồn gốc từ những vùng nhiệt
đới thường rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp.
- Tác động của nhiệt độ đối với đậu xanh một phần tùy thuộc vào chế độ
chiếu sáng và độ ẩm đất. Ở điều kiện ngày ngắn, nhiệt độ càng ấm (trong
phạm vi 22-27oC) sự nở hoa diễn ra càng sớm. Qua đó thời gian sinh trưởng
được rút ngắn so với điều kiện ngày dài. Các giống có nguồn gốc từ vùng
nhiệt đới thì có phản ứng mạnh với nhiệt độ tối thiểu trong khi đó những
giống có nguồn gốc cận nhiệt đới hầu như không có phản ứng gì với nhiệt
độ này.
 Lượng mưa và độ ẩm:
- Diện tích trồng đậu xanh trên thế giới tập trung chủ yếu ở những vùng có
lượng mưa trung bình là 600-1000 mm/năm, tương ứng với các vùng khô
hạn và vùng cận ẩm. Ở những vùng có lượng mưa lớn hơn, đậu xanh
thường phải nhường chỗ cho các loại cây trồng khác.
- Mặt khác, trong điều kiện mưa nhiều, chất lượng hạt đậu xanh thường thấp
do khi thu hoạch nếu gặp mưa, hạt đậu xanh thường bị nấm mốc gây hại và
thối. Đặc biệt trong điều kiện mưa nhiều, mưa kéo dài ảnh hưởng rất lớn
đến sự phát triển của bộ rễ. Tùy theo mức độ bị ngâm nước mà bộ rễ có thể

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

bị thâm đen một phần hay thâm đen toàn bộ, dẫn đến hiện tượng cây bị

vàng lá hoặc có thể bị chết sau 5-7 ngày.
- Đậu xanh được đánh giá là cây chịu hạn khá. Tuy vậy, trong điều kiện khô
hạn trồng đậu xanh cho hiệu quả thấp. Đậu xanh nếu không được tưới đầy
đủ ở các thời kỳ phât triển cây con và hình thành quả thì khả năng tích lũy
chất khô giảm 40%. Đặc biệt năng suất hạt sẽ giảm 50-60%, nếu ở thời kỳ
ra hoa và hình thành quả đậu xanh không được tưới. Nguyên nhân của đậu
xanh bị giảm năng suất khi gặp khô hạn là do sự giảm sút về số chùm quả,
số quả, số hạt.
 Ánh sáng:
- Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của đậu xanh đều tương đối mẫn cảm
với chế độ sáng. Hầu hết các giống đậu xanh đều mẫn cảm với ngày ngắn.
Dấu hiệu đầu tiên của sự phản ứng này là kéo dài các thời kỳ sinh dưỡng và
ra hoa chậm lại.
- Độ dài ngày lớn có ảnh hưởng đến thời kỳ sinh thực. Thời gian nở hoa kéo
dài và làm chậm quá trình chín của quả. Điều kiện ngày dài làm kích thích
quá trình nở hoa, cho nên trên cùng một cây, ở cùng thời điểm có mặt cả nụ,
hoa, quả xanh, quả chín.
 Đất đai:
- Đậu xanh không kén đất. Có thể trồng được đậu xanh trên nhiều loại đất
khác nhau. Sở dĩ như vậy vì cây đậu xanh có khả năng chịu hạn, chịu kiềm,
chịu muối. Tuy vậy, nếu được trồng trên các chân đất tốt và được tưới tiêu
chủ động, đậu xanh mới cho năng suất cao.
- Đậu xanh có vùng phân bố rộng, từ 40o vĩ Bắc đến 40o vĩ tuyến Nam trên
các loại đất phù sa, cát pha, đất đồi, đất lúa. Các nhà khoa học đã tính ra là
để thu được một tấn hạt đậu xanh, cây đậu đã lấy đi từ đất 40-42kg N; 35kg P2O5; 12-14kg K2O; 1,5kg S; 1,5kg Mg; 1,0-1,5kg Ca và một số vi
lượng khác.
- Cây đậu xanh cần có lân, việc cung cấp bổ sung phân lân rất có ý nghĩa.
6

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bón 20-40kg P2O5/ha làm cho năng suất của đậu xanh tăng lên rõ rệt. Trên
đất đá ong, bón phân lân làm tăng năng suất còn lớn hơn. Thậm chí, bón
đến 100kg P2O5/ha mới cho hiệu quả kinh tế cao nhất.
- PH đất đối với đậu xanh cũng rất quan trọng. Đối với đậu xanh pH 6-7,5 là
thích hợp nhất. Nếu pH dưới 5, việc hình thành các nốt sần hữu hiệu giảm
nhiều. Cung cấp Ca cho đất để điều chỉnh độ pH có ý nghĩa quan trọng
trong việc hình thành năng suất cây đậu xanh.
2. Thành phần hóa học của hạt đậu xanh
Về dinh dưỡng, hạt đậu xanh là nguồn thực phẩm giàu protein (khoảng 24 28% khối lượng chất khô của hạt), ngoài ra, còn có lipid khoảng 1,3%, glucid
60,2% và các chất khoáng như Ca, Fe, Na, K, P… cùng nhiều loại vitamin hoà tan
trong nước như vitamin B1, B2, C…
2.1.

Protein và amino acid
Protein của các loại đậu được xem là nguồn protein chất lượng tốt, các

nghiên cứu của Aruna và Prakash (1993); Liu (2000); Khalid và cộng sự (2003), kết
luận rằng hạt đậu xanh là nguồn cung cấp protein có giá trị dinh dưỡng cao. Ở Ai
Cập, đậu xanh được xem là nguồn cung cấp protein và các acid amin quan trọng.
Đậu xanh chứa đầy đủ các amino acid không thay thế như leucine, isoleucine,
lysine, methyonine, valine,…Các thành phần acid amin không thay thế được thể
hiện trong bảng 1.2

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 1.1 Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh (g/16gN)
Hàm lượng (g/16gN)

Amino acid
Tryptophan

3,27

Phenylalanine

5,66

Threonine

3,15

Cystein

0,75

Methionine

1,92

Leucine

8,36

Lysine

4,19

Valine

5,20

Isoleucine

4,74

Glutamic acid

21,7

Proline

4,23

Serine

4,95

Alanine

4,35

Arginine

6,33

Histidine

2,49

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.2.

Chất béo
Hạt đậu xanh là loại hạt chứa ít chất béo bão hòa và không có cholesterol.

Thành phần của chúng được thể hiện trong bảng 1.3.
Bảng 1.2 Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh (g/100g nguyên liệu
khô)
Thành phần acid béo

% Khối lượng

Caprylic acid

10,22

Lauric acid

4,83

Tridecanoic

3,06

Myristic acid

-

Palmitic acid

18,47

Stearic acid

5,32

Arachidic acid

-

Behenic acid

2,89

Lignoceric acid

-

Saturated fatty acids

44,78

Pentadecenoic acid

-

Oleic acid

11,37

Monounsaturated fatty acids

11,37

Linoleic acid

31,16

Linolenic acid

13,70

Polyunsaturated fatty acids

43,86

Theo nghiên cứu của Hahm và cộng sự (2008) thì tổng hàm lượng các acid béo
không bão hòa có nhiều nối đôi được tăng lên trong quá trình nẩy mầm, mà thành
phần này có lợi cho bệnh nhân bệnh mạch vành và tim mạch.

9

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.3.

Carbohydrate
Giống như nhiều loại đậu khác, đậu xanh là loại đậu chứa nhiều xơ. Chất

xơ làm chậm tiêu hóa, giúp ổn định lượng đường trong máu và ngăn chặn nạn đói.
Chất xơ cũng hỗ trợ tiêu hóa.
Trong thành phần của carbohydrate thì tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất
89,05%, mà chúng có cấu tạo phân tử lớn nên đậu xanh có khả năng làm chậm sự
hấp thu năng lượng vào trong dòng máu, có tác dụng chậm lên lượng đường trong
máu.
Carbohydrate chiếm 61,87% trọng lượng khô của hạt đậu xanh, nó được
đặc trưng bởi những chất có khối lượng lớn như tinh bột, xơ....
Bảng 1.3 Thành phần carbohydrate trong đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô)

2.4.

Carbohydrate

Hàm lượng (%)

Glucose

7,87

Saccharose

0,67

Oligosaccharide

2,42

Tinh bột

89,05

Thành phần vitamin và chất khoáng
Đậu xanh có nguồn vitamin khá đa dạng như A, B1, B2, C, niacin và

muối khoáng tập trung chủ yếu ở phần vỏ hạt gồm có Na, K, Ca, P, Fe, Cu
[Hozayn M. 2007, P. Nisha 2005].
Bảng 1.4 Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được)
Vitamin

Hàm lượng/100g

Vitamin B1

0.72 mg

Vitamin B2

0,15 mg

Vitamin C

4,00 mg

Vitamin PP

2,40 mg

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 1.5 Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được)
Khoáng

Hàm lượng (mg/100g)

Sắt

4,8

Photpho

377

Natri

6

Đồng

0,760

Canxi

64

Kali

1132

3. Đậu xanh nảy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nảy mầm
3.1.

Quá trình nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng
Nẩy mầm là một quá trình tự nhiên xảy ra trong thời kỳ tăng trưởng của hạt

giống, trong đó chúng được đáp ứng các điều kiện tối thiểu cho sự tăng trưởng và
phát triển [Sangronis và cộng sự, 2006]. Trong quá trình nẩy mầm có sự gia tăng độ
hấp thu của hạt và gia tăng hấp thu nước theo thời gian là do sự ngậm nước của các
tế bào có trong hạt ngày càng tăng [Nonogaki và cộng sự, 2010].
 Hạt nẩy mầm gồm 2 quá trình: ươm mầm và nẩy mầm
 Quá trình ươm mầm: nhằm 2 mục đích chính:
- Chuyển đổi trạng thái của hệ enzyme có trong hạt từ trạng thái nghỉ sang
trạng thái hoạt động, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cường năng lực
xúc tác của chúng (tăng hoạt lực, tăng hoạt độ).
- Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzyme thủy phân sau khi đã được
giải phóng khỏi trạng thái liên kết, đồng thời với việc tăng trưởng về khối
lượng và cường lực xúc tác, chúng sẽ phân cắt một lượng đáng kể (khoảng
12% lượng chất khô) các chất dinh dưỡng cao phân tử thành các sản phẩm

thấp phân tử, đồng thời chúng phá vỡ thành tế bào làm cho hạt mềm ra, tạo
nên nhiều sự biến đổi cơ lý và hóa học trong thành phần của hạt.
 Quá trình nẩy mầm: giai đoạn đầu của quá trình nẩy mầm: hạt xảy ra các quá
trình hóa sinh, hóa lý, sinh lý. Những điều kiện thuận lợi như nhiệt độ môi
11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

trường, độ ẩm của hạt, độ ẩm tương đối của không khí, sự cung cấp đầy đủ
oxy, sự giải thoát triệt để lượng cacbonic tạo thành sẽ bảo đảm cho phôi phát
triển nhanh. Bộ phận đầu tiên của phôi phát triển là mầm rễ. Khi rễ dài và
khỏe, vỏ nứt thì rễ chui ra ngoài còn lá mầm và thân mầm thì phát triển dưới
vỏ. Để bảo đảm sự phát triển liên tục của mầm thì nó phải được tiếp nhận
dinh dưỡng. Nguồn dinh dưỡng này lấy từ nội nhũ. Ở đây chúng tồn tại dưới
dạng cao phân tử. Hệ enzyme thủy phân đã được hoạt hóa sẽ phân cắt các
hợp chất này thành những sản phẩm thấp phân tử dễ hòa tan. Một phần sản
phẩm này được vận chuyển về phôi để cung cấp cho cây non sinh trưởng
(thực tế chỉ có rễ chứ cây thì chưa có hình hài) phần còn lại được dự trữ ở nội
nhũ.
 Sự nẩy mầm cũng chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố cả bên trong và bên
ngoài. Nhưng trong đó các yếu tố bên ngoài là quan trọng nhất bao gồm:
nhiệt độ, nước, oxy và đôi khi là cả về ánh sáng và bóng tối. Những hạt
giống khác nhau, thì có mức độ nẩy mầm tối ưu khác nhau.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng thực vật
nói chung và quá trình nẩy mầm nói riêng. Ảnh hưởng của nhiệt độ được
biểu thị bằng một giới hạn từ điểm tối thiểu tới điểm tối ưu để sự nẩy mầm
có thể xảy ra. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà tại đó tỉ lệ hạt nẩy mầm cao
nhất trong thời gian ngắn nhất. Nếu như nhiệt độ dưới mức tối ưu dẫn đến
tỷ lệ nẩy mầm thấp và thời gian nẩy mầm kéo dài hơn. Thông thường nhiệt

độ tối ưu cho quá trình hạt đậu xanh nẩy mầm là từ 25-37oC.
- Nước: là yếu tố cần thiết cho quá trình nẩy mầm vì hạt muốn nẩy mầm thì
phải hút nước, quá trình này phụ thuộc vào các thành phần có trong hạt đậu
xanh. Thành phần cơ bản tạo ra sự hút nước là các hạt protein, do tương tác
giữa các nhóm có cực trên protein với các cực của phân tử nước nên sau khi
ngâm hạt có sự trương nở. Hàm lượng nước đạt được sau khi mầm và ủ
trong khoảng 55-65%. Nước cần thiết cho các enzyme hoạt động, phá vỡ vỏ
hạt và vận chuyển các chất.

12