Hộp whey isolate trong phòng tập, sữa đậu nành giàu đạm, burger thịt thực vật, thanh protein, sữa công thức gốc đậu nành, đồ uống dinh dưỡng cho người bệnh: tất cả đều dựa trên protein phân lập, dạng nguyên liệu protein tinh khiết nhất được sản xuất ở quy mô công nghiệp.

Protein phân lập là gì?

Protein phân lập (protein isolate) là nguyên liệu protein đã được loại bỏ phần lớn carbohydrate, chất béo, chất xơ và khoáng, với hàm lượng protein thường từ 90% trở lên tính trên chất khô. Nguyên liệu protein thường được chia theo mức độ tinh chế:

  • Bột (flour): nguyên liệu nghiền, protein khoảng 20–50% (ví dụ bột đậu nành tách béo khoảng 50%).
  • Protein cô đặc (concentrate): khoảng 65–90% tùy loại (ví dụ protein đậu nành cô đặc khoảng 65–70%, whey cô đặc WPC từ khoảng 35% đến 80%).
  • Protein phân lập (isolate): từ khoảng 90% protein trở lên.
  • Protein thủy phân (hydrolysate): protein đã được thủy phân một phần thành peptide.

Các loại protein phân lập phổ biến

Whey protein phân lập (WPI)

Sản xuất từ whey (nước sữa sau làm phô mai). Whey được làm trong, cô đặc bằng siêu lọc kết hợp diafiltration, sau đó tinh chế thêm bằng vi lọc dòng chéo hoặc trao đổi ion để đạt trên 90% protein, rồi sấy phun. WPI rất ít lactose và chất béo, tan tốt, vị trung tính, giàu leucine, có điểm chất lượng protein rất cao.

Protein đậu nành phân lập (SPI)

Quy trình điển hình: đậu nành tách vỏ, tách béo thành vảy đậu; chiết protein trong nước ở pH kiềm nhẹ (khoảng 8–9); ly tâm loại bã (chất xơ); hạ pH xuống khoảng 4,5 (gần điểm đẳng điện) để protein kết tủa; tách, rửa, trung hòa, có thể xử lý nhiệt, rồi sấy phun. SPI là protein thực vật hoàn chỉnh với PDCAAS gần 1,0.

Protein đậu Hà Lan phân lập

Sản xuất theo nguyên lý tương tự (chiết ướt – kết tủa đẳng điện); protein đậu Hà Lan cô đặc có thể sản xuất bằng phân loại khí khô. Là lựa chọn phổ biến cho sản phẩm thuần chay “không đậu nành, không sữa”; giàu lysine nhưng hơi thiếu axit amin chứa lưu huỳnh, thường được phối trộn với protein gạo.

Các loại khác

Casein và caseinat, protein sữa phân lập (MPI), protein gạo, protein khoai tây, protein đậu xanh, protein hạt cải, protein từ vi tảo, nấm, côn trùng, protein từ lên men chính xác.

Tính chất chức năng

  • Độ hòa tan: quan trọng cho đồ uống; phụ thuộc pH, mức biến tính trong quá trình sản xuất.
  • Tạo gel: protein đậu nành, whey tạo gel khi gia nhiệt; dùng trong sản phẩm thịt, đậu hũ, sữa chua thực vật.
  • Nhũ hóa: ổn định nhũ tương trong sữa thực vật, nước sốt, sản phẩm thịt.
  • Tạo bọt: whey, protein đậu Hà Lan trong món tráng miệng, đồ uống đánh bọt.
  • Giữ nước, giữ dầu: tăng hiệu suất, độ mọng nước của sản phẩm thịt.
  • Tạo cấu trúc sợi: protein thực vật qua ép đùn tạo cấu trúc giống thịt.

Ứng dụng

  • Dinh dưỡng thể thao: bột protein, đồ uống, thanh protein.
  • Thực phẩm thay thế thịt, sữa: thịt thực vật, sữa thực vật giàu đạm, sữa chua, phô mai thực vật.
  • Thực phẩm dinh dưỡng y học, cho người cao tuổi: đồ uống giàu đạm dễ tiêu hóa.
  • Sữa công thức: gốc đậu nành cho trẻ không dùng được đạm sữa bò (theo chỉ định); whey trong sữa công thức tiêu chuẩn.
  • Sản phẩm thịt: xúc xích, giò chả, thịt viên; tăng đạm, cải thiện cấu trúc.
  • Bánh, ngũ cốc, snack giàu đạm.

Thách thức khi sử dụng

  • Hương vị: protein thực vật có thể có mùi “hăng đậu”, mùi cỏ (do hexanal, sản phẩm oxy hóa lipid bởi lipoxygenase), vị đắng, vị chát; cần xử lý nguyên liệu, che vị bằng hương liệu.
  • Cấu trúc trong đồ uống: độ nhớt tăng, kết tủa khi xử lý nhiệt UHT hoặc ở pH axit; cảm giác bột, sạn.
  • Chi phí: protein phân lập đắt hơn đáng kể so với cô đặc.
  • Chất gây dị ứng: sữa, đậu nành, lúa mì là chất gây dị ứng phải ghi nhãn.
  • Chất lượng nguyên liệu: từng có các vụ gian lận pha trộn chất giàu nitơ để tăng “đạm” giả; nên kiểm tra thành phần axit amin hoặc dùng nhà cung cấp uy tín.

Giá trị dinh dưỡng

Chất lượng protein phân lập phụ thuộc thành phần axit amin thiết yếu và độ tiêu hóa. Whey, casein, đậu nành phân lập thuộc nhóm có chất lượng cao; protein đậu Hà Lan, gạo có chất lượng tốt hơn khi phối trộn. Quá trình phân lập loại bớt chất kháng dinh dưỡng như chất ức chế trypsin, phytate, oligosaccharide gây đầy hơi, giúp protein dễ tiêu hóa hơn nguyên liệu thô.

Ghi nhãn và công bố

Hàm lượng protein trên nhãn được tính từ nitơ tổng nhân hệ số chuyển đổi. Công bố “giàu đạm”, “nguồn protein” phải đạt ngưỡng hàm lượng theo quy định; một số thị trường như Mỹ yêu cầu hiệu chỉnh theo PDCAAS khi công bố phần trăm giá trị hằng ngày của protein.

Xu hướng thị trường

Nhu cầu protein phân lập tăng mạnh nhờ xu hướng tiêu dùng giàu đạm, dinh dưỡng thể thao, thực phẩm cho người cao tuổi và thực phẩm nguồn gốc thực vật. Bên cạnh whey và đậu nành, các nguồn protein mới từ đậu xanh, đậu gà, hạt hướng dương, khoai tây, vi tảo, nấm ngày càng được thương mại hóa, giúp đa dạng hóa nguồn cung và giảm phụ thuộc vào một số nguyên liệu chính.

Câu hỏi thường gặp

Whey isolate có phù hợp với người không dung nạp lactose? Whey isolate chứa rất ít lactose (thường dưới khoảng 1%), nhiều người không dung nạp lactose vẫn dùng được; người dị ứng đạm sữa thì không nên dùng.

Protein đậu nành có ảnh hưởng nội tiết? Đậu nành chứa isoflavone; các tổng quan khoa học cho thấy tiêu thụ đậu nành ở mức thông thường trong khẩu phần không gây ảnh hưởng nội tiết bất lợi ở người khỏe mạnh. Protein đậu nành phân lập chứa lượng isoflavone khác nhau tùy quy trình sản xuất.

Thuật ngữ liên quan

Đọc thêm: Phụ Gia Thực Phẩm Là Gì? Phân Loại Và Vai Trò