BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CHẾ BIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CARRAGEENAN VÀ PHỤ LIỆU
ĐỂ THAY THẾ THẠCH CAO TRONG SẢN XUẤT ĐẬU PHỤ MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1
1.1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ ĐẬU PHỤ 1
2.2. TÌM HIỂU VỀ CARRAGEENAN 16
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 23
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.2.1. Bố trí thí nghiệm 26
2.2.1.1. Quy trình dự kiến 26
2.2.1.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát Error! Bookmark not defined.
a. Bố trí thí nghiệm thăm dò lượng Carrageenan cần dùng 28
b. Bố trí thí nghiệm thăm dò lượng mono canxiphosphate 29
c. Bố trí thí nghiệm thăm dò nhiệt độ tạo gel 30
d. Bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm 31
2.2.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79


4 32

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của đậu nành


10 1
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của đậu nành 1
Bảng1.2: Thành phần dinh dưỡng của một số thực phẩm so với đậu phụ.


1 .3
Bảng1.2: Thành phần dinh dưỡng của một số thực phẩm so với đậu phụ 3
Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành


11 4
Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành 4
Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành 4

Hình 1.4: Cấu tạo chung của Carrageenan 16
Hình 1.5: Tác động của môi trường kiềm đến cấu tạo của Carrageenan 17
Hình 1.6: Mô hình phản ứng giữa Carrageenan với protein 19
Hình 1.8: Rong Eucheuma denticulatum Khánh Hòa 21
Hình 2.1: Đậu nành giống DT2001 trồng ở Hải Dương 23
Hình 2.2: Carrageenan bán tinh chế và mono canxiphosphate 24
Hình 3.1: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa sản lượng đậu phụ và lượng
Carrageenan SRC 34
Hình 3.2: Đồ thị thể hiện tương quan giữa sản lượng đậu phụ và lượng
Carrageenan SRC sử dụng 35
Hình 3.3: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa sản lượng đậu phụ và lượng 36
Mono canxiphosphate 36
Hình 3.4: Đồ thị thể hiện tương quan giữa sản lượng đậu phụ và lượng mono
canxiphosphate sử dụng 37
Hình 3.5: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa sản lượng đậu phụ và nhiệt độ tạo gel 38
Hình 3.6: Đồ thị thể hiện tương quan giữa sản lượng đậu phụ và nhiệt độ tạo
gel 39
Hình 3.7: Biểu diễn sản lượng và độ bền nén của gel theo các phương án thí
nghiệm 53
Hình 3.8: Biểu diễn sản lượng và độ bền nén gel đậu phụ của quy trình đề xuất
với quy trình truyền thống 57
Hình 3.9: Đậu phụ sau 30 ngày bảo quản 60

BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích

INS
Hệ thống đánh số quốc tế: là ký hiệu được Ủy ban Codex về thực LỜI NÓI ĐẦU

Đậu phụ xưa nay là món ăn dân giã của người Việt Nam cũng như của rất
nhiều người Á Đông. Đã từ lâu đậu phụ được làm theo phương pháp sử dụng thạch
cao để làm chất tạo đông. Vì sức ép của kinh tế người làm nghề đã tìm mọi cách để
làm giảm chi phí sản xuất hạ giá thành sản phẩm nhằm thu được lợi nhuận cao hơn.
Họ đã bất chấp sức khỏe người tiêu dùng sử dụng thạch cao xây dựng có hàm lượng
tạp chất cao đặc biệt là các kim loại nặng chứa trong nó vượt hơn mức tiêu chuẩn
cho phép làm phụ gia thực phẩm rất nhiều. Hiện nay vấn đề mất vệ sinh an toàn
thực phẩm xảy ra thường xuyên và nhức nhối. Người tiêu dùng hiện nay ý thức
được rằng vệ sinh an toàn thực phẩm là trên hết, họ sẵn sàng quay lưng với những
sản phẩm mất vệ sinh an toàn thực phẩm. Thời gian gần đây dịch bệnh bùng phát
triền miên, nguồn thực phẩm cho con người bị hạn chế trong lúc xảy ra dịch bệnh.
Khi xảy ra dịch bệnh thì protein thực vật như đậu phụ được người dân ưa chuộng sử
dụng, nếu nó được sản xuất mất vệ sinh an toàn thực phẩm như hiện nay thì sẽ ảnh
hưởng tới sức khỏe của phần lớn dân số trong xã hội. Chính vì vậy cần có một phụ
gia an toàn để thay thế thạch cao trong sản xuất đậu phụ.
Carrageenan là một polyme tự nhiên có khả năng tham gia tạo gel với protein
qua Ca
2+
khi ở pH khác pH đẳng điện. Nó có khả năng tạo cấu trúc gel vô định hình
và có khả năng giữ nước tốt làm tăng khối lượng gel thu được. Hơn nữa
Carrageenan còn có tác dụng sinh học là giúp bộ máy tiêu hóa hoạt đông trơn chu
hơn, có khả năng bảo vệ niêm mạc dạ dày tổn thương tránh được sự tác động của
enzyme tiêu hóa…
Carrageenan được sản xuất từ rong đỏ, gần đây rong đỏ được du trồng vào

Fatty acids, mono-
unsaturated
4.4 g Vitamin C (ascorbic acid) 6.0 µg
Fatty acids, poly-
unsaturated
11.3 g Thiamin (B1) 0.874 mg
Carbohydratees 30.2 g Riboflavin (B2) 0.87 mg
Fiber 9.3 g Niacin (B3) 1.62 mg
Ash 4.9 g Panthotenic acid( B5) 0.79 mg
Isoflavones 200 mg Vitamin B6 0.38 mg
Calcium, Ca 277 mg Folic acid 375 mg
Iron, Fe 15.7 mg Vitamin B12 0.0 µg
Magnesium, Mg 280 mg Vitamin A 2.0 µg
Phosphorus 704 mg Vitamin E 1.95 µg
Potassium, K 1797 mg

Hạt đậu nành là nguồn thực phẩm vừa chứa đạm vừa chứa dầu với hàm
lượng rất cao. Hàm lượng protein đậu nành cao hơn các hạt ngũ cốc khác, có tính
sinh học cao do chứa hầu hết các acid amin không thay thế và có thể hỗ trợ khi
thiếu thức ăn động vật. Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau: tròn, bầu dục,
tròn dài, chùy dài. Màu sắc của hạt đậu cũng khác nhau: vàng, xanh, xám, đen và
các màu trung gian nhưng phần lớn là màu vàng. Hạt đậu có 3 bộ phận chính:
· Vỏ: chiếm khoảng 8% trọng lượng khô của hạt.
· Phôi: chiếm khoảng 2% trọng lượng khô của hạt.
· Tử diệp: chiếm khoảng 90% trọng lượng khô của hạt.
- 2 -
Khối lượng 1.000 hạt khô 140 ÷ 200 gam.

Hình 1.1 : Cấu tạo của hạt
· Kích thước rốn hạt

Từ đậu nành người ta có thể làm ra nhiều loại thực phẩm có giá trị dinh
dưỡng cao trong đó có đậu phụ.
Bảng1.2: Thành phần dinh dưỡng của một số thực phẩm so với đậu phụ.


1
Tên thực phẩm STT Thành phần Đơn vị
Đậu phụ Thịt bò loại 1 Thịt lợn lạc
1 Nước g 82 74.1 73.0
2 Protit g 10.9 21.0 19.0
3 Lipid g 5.4 3.8 7.0
4 Xơ g 0.4 0.0 0.0
5 Tro g 0.6 1.1 1.0
6 Canxi 24.0 12.0 6.7
7 Phospho 85 226 190
8 Sắt 2.2 3.10 0.96
9 Vitamin A 12 -
10 Caroten -
11 Vitamin B
1
0.03 0.1 0.9
12 Vitamin B
2
0.02 0.17 0.18
13 Vitamin PP 0.4 4.2 4.4
14 Vitamin C - 1 -
15 Tỷ lệ thải bỏ % 0 2 2
16 Năng lượng Kcal 95 118 139
Xét về chất lượng của protein thì đậu phụ được làm từ protein của đậu
nành có đầy đủ các thành phần acid amin thay thế và không thay thế và tỷ lệ thì


Izoleucine 6.0 4.2
8

Valine 5.3 4.2

Trừ thành phần Methionin quá ít so với thịt còn các acid amin khác có tỷ lệ
gần giống với protein của thịt. Khả năng tiêu hóa protein đậu nành cũng rất cao nếu
được gia nhiệt vừa phải.
Bảng1.4: So sánh khả năng tiêu hóa của đậu nành so với một số thực
phẩm khác


12 .
milk 1.0 beef 0.92(thiếu triptophan)
egg white 1.0 soybean 0.91(thiếu Met)
casein 1.0

Khi kết hợp đậu phụ với thịt động vật thì khả năng tiêu hóa protein sẽ tốt hơn. Điều
đáng quan tâm ở đây là trong đậu phụ có hàm lượng khoáng Ca và Fe rất cao, rất tốt cho người
già, trẻ em và phụ nữ.( Ca ≈ 250 mg/ 1000 Kcal). Hơn nữa nó lại là món ăn dân giã mà bất cứ
gia đình nào cũng có thể chuẩn bị cho mình một bữa ăn hợp lý.
Đậu phụ được chế biến đầu tiên do người Trung Quốc sau đó được phổ biến ở các
nước Châu Á trong đó có Việt Nam, và nó đã trở thành nghệ thuật ẩm thực của người Nhật. Ở
Việt Nam cũng có những làng nghề nổi tiếng chuyên sản xuất đậu phụ để cung cấp cho một
bộ phận người tiêu dùng như: đậu phụ làng Mơ, đậu phụ nhự… Để chế biến đậu phụ có nhiều
- 5 -
phương pháp chế biến khác nhau. Sau đây chúng ta tìm hiểu một vài quy trình chế biến đậu
phụ:
Quy trình của người Trung Quốc

đậu kết dính với nhau.
- Tạo hình: Tháo khuôn, dùng dao cắt ngắn đậu theo kích thước đã định sẵn. - 6 -


Đậu nành
Ngâm
Làm sạch

o
C ngâm trong 3 ÷ 4 giờ. Ngâm tới khi hàm ẩm của đậu
nành khoảng 55 ÷ 65 % không ngâm quá lâu đậu dễ bị chua. Dùng Na
2
CO
3
hàm
lượng 0.75 g/l để chống chua. Tỉ lệ nước ngâm so với đậu nành là 2.5׃ 1
- Xay ướt: Tỉ lệ nước so với đậu nành dùng cho tách sữa đậu nành là 6׃ 1
- Sau khi xay ướt thu được dịch sữa thô bổ sung chất phá bọt để tạo thuận lợi
cho quá trình lọc.
Công thức điều chế chất phá bọt như sau: Dầu lạc 100 Kg, HCl (31%) 20 Kg,
NaCl (95%) 1 Kg, Na
2
CO
3
(95%) 1.5 Kg.

Dầu Lạc Phối Liệu
Đồng Hóa
HCl

thể dùng thạch cao, nước chua, hay nước cốt chanh… Mỗi phương pháp đều có
những ưu nhược điểm riêng, dùng nước chua hay nước cốt chanh đảm bảo vệ sinh
an toàn thực phẩm nhưng sản lượng rất thấp và đậu phụ có vị chua. Còn dùng thạch
cao thì sản lượng cao, đậu phụ chắc, chi phí thấp. Chính vì vậy người ta thích sử
dụng thạch cao để sản xuất đậu phụ hơn. Thạch cao có công thức hóa học là CaSO
4

có INS 516, ADI chưa xác định, điều đó chứng tỏ CaSO
4
không phải là độc hại với
sức khỏe con người nhưng với điều kiện nó phải là phụ gia thực phẩm có độ tinh
khiết cao( ≥ 99%). Phải đảm bảo Arsenic(As) ≤ 0.5mg/kg , Heavy metals(Pb) ≤
2mg/kg nhưng giá của nó tương đối cao làm chi phí sản xuất tăng và lợi nhuận ít và
người ta thường lựa chọn thạch cao xây dựng có lượng tạp chất 10% trong đó As,
Pb, Cd lớn hơn tiêu chuẩn cho phép rất nhiều. Đó là kiểu sản xuất không có lương
tâm, chúng ta phải thay đổi điều này. Phải tìm ra một phụ gia thay thế và quy trình
- 10 -
sản xuất cho sản lượng cao, chất lượng sản phẩm tốt để đảm bảo thu nhập của người
làm nghề và sức khỏe của người tiêu dùng.
Trên thực tế có nhiều phụ gia có thể sử dụng làm chất tạo đông protein đậu
nành. Protein đậu nành gồm hai thành phần chính: protein dự trữ (globulin) và
protein cấu trúc, các enzyme, các phản enzyme Protein của đậu nành gồm bốn
đoạn có hệ số sa lắng 2S, 7S, 11S, 15S (S là đơn vị Svedberg ở 20
o
C, trong nước,
1S = 10
-13
sec ). Trong đó các globulin 11S và 7S chiếm trên 70% tổng lượng
protein của hạt, tỷ lệ giữa globunin 11S/ globunin 7S nằm giữa 0.5 và 3 tùy thuộc
vào giống đậu nành

gia nhiệt đến 100
o
C dung dịch glixinin có nồng độ loãng ở pH = 7÷7.6 và lực ion
0.2÷0.4 M thì sẽ phân ly thành các dưới đơn vị và tập hợp lại


6 .
- 11 -
Khi ở môi trường trung tính và không được gia nhiệt thì các globulin 7S và
11S nói chung đều ở trạng thái hoạt động không bị biến tính, phân tử ở dạng đime
(7S) và oligome (11S) vì lực ion yếu. Các xử lý nhiệt và thay đổi pH sẽ làm biến
hình cấu trúc bậc hai, bậc ba và bậc bốn


6 .
Trong dung dịch vừa chứa glixinin và β-conglixinin có nồng độ loãng, khi
gia nhiệt đến 80
o
C ở pH = 8 thì các phản ứng phân ly và tập hợp xảy ra theo sơ đồ:

Hình 1.2: Quá trình phân ly và tập hợp của protein đậu nành
Khi đun nóng dịch protein đậu nành 1% đến 95
o
C ở pH = 7, không có các
chất khử thì quá trình tập hợp sẽ thuận lợi khi lực ion (NaCl) tăng từ 0 đến 0.2 M và
pH thuộc khoảng từ 4 ÷ 6. Nhưng sẽ bằng không khi pH acid hay kiềm ( ở pH này
thì lực đẩy tĩnh điện sẽ ngăn cản nhưng làm cho sự giãn mạch cấu trúc bậc hai, bậc
ba được dễ dàng



6 .
Ở pH lớn hơn điểm đẳng điện thì các phân tử protein này mang điện tích âm
của –COO
-
. Ở mức độ gia nhiệt vừa phải protein chưa bị mất lớp áo nước và dưới
tác dụng của lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm mang điện cùng dấu thì protein vẫn
chưa bị tập hợp. Nếu như lúc này môi trường có sự biến đổi thuận lợi cho quá trình
tập hợp protein thì gel protein sẽ được tạo thành. Các nhân tố có thể tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình tập hợp protein đó là pH, các muối trung tính ở nồng độ
0.5M, Ca
2+
, Mg
2+
hoặc các chất đồng tạo gel khác…
Đối với phương pháp sản xuất đậu phụ bằng nước chua thì người ta sử dụng
nước chua lên men từ nước ép của mẻ sản xuất đậu phụ ngày hôm trước, làm giảm
pH của môi trường về pH đẳng điện khi đó các phân tử protein sẽ tập hợp. Dưới tác
dụng của lực ép khi ép các chuỗi polypeptit đã bị duỗi ra trở nên gần nhau tiếp xúc
với nhau và liên kết với nhau hình thành một mạng lưới không gian ba chiều vô
- 13 -
định hình, rắn, trong chứa đầy pha phân tán(H
2
O). Tại mỗi vị trí tiếp xúc đó là một
nút lưới,các nút lưới có thể được tạo ra do tương tác giữa các nhóm kỵ nước(bền).
Hoặc cũng có thể được tạo ra do liên kết hydro giữa các nhóm peptit với nhau, giữa
các nhóm OH của serin, treonin hoặc tirozin với các nhóm -COOH của acid
glutamic hoặc acid aspartic (yếu), hoặc do liên kết disulfua tạo nên


6 ,

đậu nành nằm giữa khoảng từ 0.5 đến 3


6 thì dưới đơn vị B của glixinin không tạo
phức trong dung dịch sẽ còn. Nếu tỷ lệ Glixinin/ β-conglixinin càng lớn thì dưới
đơn vị B của glixinin không tạo phức là càng nhiều. Ở pH trung tính thì dưới đơn vị
B này vẫn mang điện tích dương nên khi trong dung dịch có mặt ion Ca
2+
thì càng
làm tăng lực đẩy tĩnh điện và Ca
2+
sẽ không có khả năng tạo gel với protein của
dưới đơn vị B, nó còn ở dạng tự do và không kết tủa sẽ bị thoát ra theo nước khi ép .
Vì vậy khi tạo gel bằng ion Ca
2+
thì sản lượng đậu phụ cũng không được cao.
Ngoài ra người ta cũng có thể thêm các chất đồng tạo gel như các polysacarit
để làm cầu nối giữa các phân tử protein


7 . Các polysacarit có phân tử lượng lớn,
có khả năng liên kết với nước tốt làm cho gel tạo thành mềm mại và đàn hồi hơn,
khối lượng gel thu được cũng sẽ lớn hơn. Chúng ta có thể sử dụng alginat, Agar,
Carrageenan tích điện âm vào tạo gel với protein đậu nành, nhưng phải sử dụng
thêm Ca
2+
để làm cầu nối trung gian. Hiệu quả tạo gel và chất lượng gel phụ thuộc
vào bản chất của từng loại polysacarit. Alginat có thể tạo gel với protein tạo lưới gel
dẻo bền nhờ liên kết tĩnh điện, nhưng bột alginat bị giảm chất lượng rất nhanh nếu
không được bảo quản lạnh


Vì vậy khi sử dụng Carrageenan làm chất đồng tạo gel với protein đậu nành
nó sẽ có khả năng liên kết với dưới đơn vị A của glixinin, phức hòa tan giữa dưới
đơn vị B của glixinin và các dưới đơn vị của β-conglixinin nhờ tương tác giữa gốc
SO
3
-
với nhóm chức –COO
-
qua cầu Ca
2+
. Và liên kết với dưới đơn vị B có điện tích
dương nhờ tương tác giữa gốc SO
3
-
với nhóm chức amin.
Chính vì vậy ta có thể tin tưởng rằng khi sử dụng Carrageenan và phụ liệu
làm chất tạo gel với protein đậu nành nó sẽ có khả năng giữ được tối đa protein
trong cấu trúc gel đậu phụ và làm tăng sản lượng đậu phụ.
- 16 -
2.2. TÌM HIỂU VỀ CARRAGEENAN
Carrageenan là polymer mạch thẳng với liên kết luân phiên của β-D-
galactopyranora qua liên kết 1,3 và α- D-galactopyranora qua liên kết 1,4.
Carrageenan được tạo thành chủ yếu nhờ mạch poly D-galactoza bị sulphate hóa có