Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nảy mầm

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hạt nẩy 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 nẩy mầm khác n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực Các kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác Những số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ ràng và đã công

bố theo đúng quy định

LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy, cô trường Đại Học Công Nghệ đã nhiệt tình chỉ dạy cho em trong suốt thời gian qua 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

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 đã ủng hộ và khích lệ em trong suốt quá trình học tập

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ……….1

LỜI CẢM ƠN… ………… ……… 2

LỜI MỞ ĐẦU……… ……….…………3

TÓM TẮT ĐỒ ÁN……… ……….5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN……….6

1.1 Phân loại khoa học và phân bố……… ……….……… …6

1.1.1 Phân loại khoa học……… ……… …………6

1.1.2 Phân bố ………, ……….………… 6

1.2 Đặc điểm thực vật……… ……… …….…9

1.3 Thành phần hóa học của đậu xanh ……… … …….13

1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu xanh trên thế giới và Việt Nam … …17

1.4.1 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới… …… ……… 17

1.4.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam ……….……… …19

1.4.3 Tình hình tiêu thụ đậu xanh ……….…….………21

1.5 Đậu xanh nẩy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nẩy mầm … …22

1.5.1 Quá trình nẩy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nẩy mầm …………22

1.5.2 Các biến đổi hạt trong quá trình nẩy mầm ……….………24

1.5.2.1 Sự biến đổi các chất dinh dưỡng … … ………24

1.5.2.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxy hóa …….……… 29

1.5.2.3 Hàm lượng các chất kháng hấp thu dinh dưỡng ….………40

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………41

2.1 Vật liệu nghiên cứu ……… 41

2.1.1 Nguyên liệu……… ……… 41

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu……… ……… 41

2.1.3 Thiết bị……… ……….……….41

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… ……… 42

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa lý… ……… ……42

2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan ……….42

2.3 Bố trí thí nghiệm……… ……… ………… …43

2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm………43

2.3.2 Bố trí thí nghiệm ……… 44

2.3.2.1 Thí nghiệm 1: Đánh giá khối lượng 1000 hạt ……….44

2.3.2.2 Thí nghiệm 2: Đánh giá chỉ tiêu hóa lí ………44

2.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt ……… 44

2.3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt ……… ……….45

2.3.2.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt … ………… ……… ……….46

2.3.2.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nẩy mầm của hạt ……… ……….46

2.3.2.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát nhiệt độ sấy đến hạt đậu xanh nẩy mầm …………47

2.3.2.8 Thí nghiệm 8: Đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm …… ……….48

2.4 Quy trình nghiên cứu ……… 49

2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ ………49

2.4.2 Thuyết minh quy trình … ………50

CHƯƠNG 3 KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………53

3.1 Kết quả đánh giá khối lượng 1000 hạt ……… 53

3.2 Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lí ……… ……… 54

3.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh ……… ………55

3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh ……….……… ……… 57

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh ………59

3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh ……….……… ……… 60

3.7 Kết quả khảo sát nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hạt đậu xanh nẩy mầm … 69

3.8 Kết quả đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm ……… 71

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………73

4.1 Kết luận ……….73

4.1.1 Các thông số tối ưu ……… ……… ………… 73

4.1.2 Quy trình để nghị ……… ……… 74

4.2 Kiến nghị ……… ……….……… 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… ……… 76

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Phân loại khoa học đậu xanh ……… 6

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của hạt đậu xanh khô ………13

Bảng 1.3: Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh ………14

Bảng 1.4: Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh ……….15

Bảng 1.5: Thành phần carbohydrate trong đậu xanh ………16

Bảng 1.6: Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh ……….17

Bảng 1.7: Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh ………17

Bảng 1.8: Diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh của một số nước trên thế giới giai đoạn 1980 – 2001 ……….18

Bảng 1.9: Tốc độ trung bình hàng năm của thế giới về diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh giai đoạn 1980 – 2001 ………19

Bảng 1.10: Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm ………25

Bảng 1.11: Sự thay đổi hàm lượng acid amin đậu xanh ở các giai đoạn …………26

Bảng 1.12: Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm ……… ……27

Bảng 1.13: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm ………28

Bảng 1.14: Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm …………33

Bảng 1.15: Hàm lượng vitamin C của đậu xanh trong quá trình nẩy mầm ………37

Bảng 1.16: Ảnh hưởng của sự nẩy mầm đến các yếu tố kháng dinh dưỡng …….40

Bảng 2.1: Danh mục các thiết bị nghiên cứu ……….41

Bảng 3.1: Khảo sát 1000 hạt của các loại giống đậu xanh ………53

Bảng 3.2: Thành phần nguyên liệu đậu xanh ………54

Bảng 3.3: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian …………55

Bảng 3.4: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian ……… 56

Bảng 3.5: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm ……… 57

Bảng 3.6: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian

……… 58

Bảng 3.7: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh ảnh hưởng bởi phương pháp ngâm ……… 59

Bảng 3.8: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ươm ……… ……60

Bảng 3.9: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm ……… ……… 61

Bảng 3.10: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm ………/.……… 62

Bảng 3.11: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm ……… ……… 63

Bảng 3.12: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm ……… …… 64

Bảng 3.13: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm ……… 65

Bảng 3.14: Hàm lượng GABA cảu đậu xanh sau khi ươm ở 24 giờ ………… …69

Bảng 3.15: Bảng thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy hạt đậu xanh nẩy mầm …69 Bảng 3.16: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi sấy ảnh hưởng bởi nhiệt độ ……… 70

Bảng 3.17: Hàm lượng GABA của đậu xanh sau khi sấy ……… 71

Bảng 3.18: Kết quả đánh giá cảm quan bột đậu xanh nẩy mầm ………71

Bảng 3.19: Kết quả kiểm tra vi sinh đối với bột đậu xnah nẩy mầm ……….72

Bảng 3.20: Chi phí sản phẩm “bột đậu xanh nẩy mầm” ………72

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây đậu xanh ……….……… 9

Hình 1.2: Cấu tạo hạt đậu xanh ……… 13

Hình 1.3: Phân loại các nhóm phenolic ……….…29

Hình 1.4: Quá trình sinh tổng hợp phenolic ………30

Hình 1.5: Con đường tổng hợp vitamin C ……… 35

Hình 1.6: Con đường hình thành GABA ………38

Hình 1.7: Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nẩy mầm …………39

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ………43

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình công nghệ ……….49

Hình 3.1: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo thời gian ngâm hạt ………55

Hình 3.2: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo thời gian ngâm hạt ………56

Hình 3.3: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo nhiệt độ nước ngâm ………57

Hình 3.4: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo nhiệt độ nước ngâm ………58

Hình 3.5: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo phương pháp ngâm ………59

Hình 3.6: Biểu đồ so sánh chiều dài rễ mầm theo thời gian ươm ……….…60

Hình 3.7: Biểu đồ so sánh độ ẩm hạt theo thời gian ươm ……….61

Hình 3.8: Biểu đồ hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ………62

Hình 3.9: Biểu đồ hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ………63

Hình 3.10: Biểu đồ hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ………64

Hình 3.11: Biểu đồ hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ………65

Hình 3.12: Biểu đồ hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ……….66

Hình 3.13: Biểu đồ thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy ……….70

Hình 4.1: Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm ……… …74

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

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: gamma aminobutyric acid

GABA-T: GABA-transaminase

SSA: succinic semialdehyde

SSADH: succinic semialdehyde dehydrogenase

HSQT: hệ số quan trọng

MỞ ĐẦU

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 nước trong đó có Việt Nam

Bên cạnh những giá trị vốn có như protein, glucid, lipid…Theo nghiên cứu của Prior & Gu (2005); Santos-Buelga & Scalbert (2000); Amarowicz và cộng sự (2004); Troszyńska & Ciska (2002); Troszyńska và cộng sự (2002) thì đậu xanh là loại thực phẩm chứa nhiều hợp chất polyphenolic 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 đậu xanh còn chứa những hợp chất không có lợi như phytic acid, tannin…, mà những chất này sẽ gây chát khi sử dụng

Trong nhiều thập kỹ qua, thực vật chứa nhiều hàm lượng phenolic là hợp chất chống oxi hóa, thường được đưa ra để bàn luận về sự 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 atherosclerosis [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 phenolic và glutathione [Block (1992); Cadenas và Packer (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 nẩy 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 nẩy mầm khác như gamma aminbutyric acid (GABA), giảm hàm lượng các chất kháng dinh dưỡng như: enzyme ức chế antitrypsin, galactoside, 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 nẩy mầm, mà hợp chất này hầu như không có mặt trong hạt đậu xanh chưa nẩy mầm

Thêm vào đó 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 làm cách nào để tăng cường sức đề kháng, chống lại bệnh tật

Từ những nhu cầu mà con người phải chịu ảnh hưởng bởi môi trường, kết hợp với những nghiên cứu đã chứng minh công dụng của hạt đậu xanh nẩy mầm của các nhà khoa học trên Nên tôi tiến hành “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy 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 và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm

Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Mục đích của đồ án “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm” nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm Qua đó rút 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, 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

 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm như các thông số: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, phương pháp ngâm, thời gian ủ ảnh hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm, độ ẩm, hàm lượng protein, hàm lượng vitamin C, hàm lượng phenolic, hàm lượng cacbohydrate, hàm lượng GABA

 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến bột đậu xanh nẩy mầm: nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hàm lượng GABA và đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm

 Sau quá trình nghiên cứu 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,

24 giờ

 Các hàm lượng khảo sát ảnh hưởng bởi các yếu tố: tỉ lệ nẩy mầm 99%, hàm lượng phenolic 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

sản phẩm bột đậu xanh nẩy mầm đạt loại khá

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Phân loại khoa học và phân bố

1.1.1 Phân loại khoa học

Đậu xanh theo quan điểm 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,

- Nhiệt độ: Đậu xanh thích ứng với một khoảng nhiệt độ khá rộng từ 16 đến

360C Tuy nhiên, đậu xanh sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong phạm vi nhiệt

Tốc độ sinh trưởng dinh dưỡng và khả năng tích lũy chất khô đạt mức cao

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-

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 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 phát 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

loại đất phù sa, cát pha, đất đồi, đất lúa Các nhà khoa học đã tính ra là để thu

Cây đậu xanh cần có phân lân, việc cung cấp bổ sung phân lân rất có ý nghĩa

ong, bón phân lân làm tăng năng suất còn lớn hơn Thậm chí, bón đến 100 kg

- 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 [4]

1.2 Đặc điểm thực vật

a Thân và cành: Thân cây đậu xanh thuộc dạng thân thảo Là loại cây hàng

năm Thân có màu xanh hoặc tím Thân có 3 dạng: đứng thẳng, đứng nghiêng,

bò lan trên mặt đất Dạng bò lan thường chỉ gặp ở các vùng đồi núi của Ấn Độ

và Mianma

Đậu xanh có 3 dạng sinh trưởng: hữu hạn, vô hạn và bán hữu hạn

Đường kính thân trung bình là 5-8 mm Chiều cao cây có nhiều biến động tùy thuộc vào giống mùa vụ, khả năng thâm canh Chiều cao có thể thay đổi từ 25 đến 125 cm

Toàn bộ chiều dài thân được chia thành 7-15 đốt Ở các đốt, gần mặt đất thường hình thành cấp 1 Các đốt ở phía trên là vị trí để hình thành các chùm hoa,

quả Số cành trên thân thường là 2-3 cành, nhưng cũng có trường hợp có cây đến 9-10 cành

b Lá: Lá mầm xuất hiện khi hạt đậu hút đủ nước Sau đó phát triển và tồn tại

cho đến khi toàn bộ chất dinh dưỡng trong lá được huy động để cung cấp cho phát triển của cây con ở thời kỳ đầu, thời kỳ này thường kéo dài 15-20 ngày sau khi hạt nẩy mầm

Sau khi lá mầm xuất hiện 3-5 ngày, 2 lá đơn hình thành và mọc đối diện nhau trên mặt đất Sau khi lá đơn xuất hiện khoảng một tuần, bắt đầu hình thành lá kép Lá kép có 2 lá chét Tốc độ hình thành lá kép phụ thuộc vào thời vụ, giống và

kỹ thuật chăm sóc cây Trung bình 6-8 ngày hình thành 1 lá kép Vị trí của lá kép trên thân hoặc trên cành thường mọc so le tại các phần giữa của các đốt thân hay cành Kích thước của phiến lá và độ dài của cuống lá thay đổi tùy thuộc vào vị trí của tầng lá Thông thường các kích thước này tăng dần từ dưới đến tầng lá giữa sau đó giảm dần ở các tầng lá phía trên Điều này biểu hiện sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cây đậu xanh Khi gặp điều kiện thuận lợi và cây đậu xanh sinh trưởng phát triển tốt, lá chét giữa của lá kép thường lớn hơn 2 lá chét ở 2 bên

Vì vậy, có thể căn cứ vào độ lớn của phiến lá có thể đánh giá được tình hình sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh

Lá chét giữa của cây đậu xanh có nhiều hình dáng khác nhau: hình ô van, hình tim, hình lá chẻ thùy, hình nhọn, hình lưỡi dao, hình bán ô van

Lá kép đậu xanh một phần mọc trên thân Thường trên thân có 7-8 lá Ngoài

ra còn mọc nhiều trên các thành cấp 1

c Rễ: Bộ rễ đậu xanh gồm rễ chính và rễ phụ Rễ chính ăn sâu vào đất 20-30

cm Ở điều kiện đất có đủ ẩm, tơi xốp, tầng canh tác dày, rễ chính có thể ăn sâu vào đất đến 7-100 cm Rễ phụ thường có 30-40 cái, dài 20-25 cm, phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt, không sâu quá 25 cm Trên rễ phụ có nhiều lông hút, làm nhiệm vụ hút các chất dinh dưỡng từ đất Ở các điểm tiếp giáp giữa rễ chính và rễ phụ, cũng như trên chiều dài của rễ phụ, thường hình thành nhiều nốt sần Nốt sần

là nơi tụ tập vi sinh vật cố định đạm ở các lông hút của rễ Số lượng nốt sần của đậu xanh không nhiều so với ở một số loại đỗ khác Thường trung bình mỗi cây

có 20-30 nốt sần Nhưng ở cây đậu xanh có tỷ lệ nốt sần hữu hiệu cao, trên 80% Kích thước của các nốt sần không giống nhau, thường dao động trong phạm vi 4-5

mm đường kính

Số lượng và khả năng hoạt động của các nốt sần là đảm bảo cho cây được cung cấp đạm nhiều và do đó có năng suất cao Vì vậy, cần áp dụng những biện pháp nhằm thúc đẩy sự phát triển của các nốt sần về số lượng cũng như về chất lượng

d Hoa: Hoa đậu xanh được hình thành trên các trục hoa Trên mỗi trục hoa

có thể phát triển thành 1 hàng hoa mọc đối nhau Các hoa trên một hàng xếp liên tục với nhau Trung bình mỗi hàng hoa có 3-20 hoa, do đó mỗi trục hoa có thể có tới 6-40 hoa Vị trí bắt đầu của mỗi trục hoa phía dưới thường nằm ở giữa thân, giữa cành hoặc ở nách lá Những trục hoa phía trên mọc so le từ các đốt thân Ở phần trên của thân cây, độ dài của lóng ngắn lại, cho nên số lượng trục hoa nhiều hơn

Hoa đậu xanh có màu vàng Cuống kém phát triển Hoa gồm 5 bộ phận: lá bắc, đài hoa, tràng hoa, nhị đực, nhị cái Lá bắc có màu xanh nhưng không phát triển và thường tiêu biến rất sớm Đài hoa chia thành 5 lá dài, trong số đó có 2 lá ngắn dính với nhau tạo thành môi trên ôm lấy phần sau cánh cờ, 3 lá còn lại có dạng hình dài bằng nhau, bao bọc xung quanh 2 cánh bên và cánh thìa Phía dưới đài hoa, các lá đan kết thành phễu tiếp giáp với trục hoa Tràng hoa hình cánh bướm gồm 4 cánh: cánh cờ, 2 cánh bên và cánh thìa Cánh cờ to nhất, màu vàng,

có vân màu đỏ nâu Số lượng vân khác nhau, tùy thuộc vào giống Hai cánh bên màu vàng, có độ cong như cánh cờ, nhưng diện tích nhỏ hơn, chỉ bằng 1/4 cánh

cờ Cánh thìa có màu vàng nhạt, không có gân, phía trên cong lại hình thành mỏ chim, bao kín phần nhị đực và nhị cái

Trong quần thể tự nhiên, hoa đậu xanh thường nở rải rác thành từng đợt khác

nhau Căn cứ vào thời gian nở hoa, các giống đậu xanh có thể chia thành 3 nhóm: nhóm ra hoa tập trung (hoa nở kéo dài dưới 16 ngày), nhóm ra hoa trung gian (hoa

nở kéo dài trong thời gian 16-30 ngày), nhóm ra hoa không tập trung (hoa nở liên tiếp trên 30 ngày)

e Quả và hạt: Sau khi thụ phấn 2-3 ngày, bầu hoa phát triển thành quả non

Thời gian từ lúc thụ phấn đến khi chín, tùy thuộc chủ yếu vào đặc điểm giống, vào điều kiện chăm sóc và nhiệt độ Thời gian này ở vụ Xuân trung bình vào khoảng 20-25 ngày, ở vụ Hè 15-20 ngày, vụ Thu Đông 25-30 ngày

Quả đậu xanh khi chín, có chiều dài trung bình là 8-10cm Quả dài nhất là 15cm Cắt ngang quả có hình tròn hoặc hình bầu dục, với đường kính là 4-6 mm Quả có màu sắc thay đổi: màu vàng rơm, nâu, đen, màu đặc biệt Nhưng phổ biến là màu đen và màu nâu Vỏ đậu xanh thường được phủ 1 lớp lông dài 0,3-0,4

mm Mật độ lông phụ thuộc vào đặc điểm của giống và khả năng chống chịu của cây Những giống chống chịu bệnh khảm vàng virut và sâu đục quả có mật độ lông dày Vào thời kỳ chín hoàn toàn lông trên quả thường rụng đi hoặc tự tiêu biến

Độ dày của vỏ quả đậu xanh thường là 0,1-0,3 mm Bên trong vỏ quả chia thành nhiều ngăn, có vách màu trắng Vào thời kỳ quả chín, các vách ngăn này co lại, nhưng dấu vết vẫn còn khá rõ

Hạt gồm: vỏ hạt, rốn hạt, 2 lá mầm và 1 mầm non Mầm non là nơi thu nhỏ của mầm rễ, 2 lá đơn, thân chính và lá kép đầu tiên Kích thước, màu sắc, hình dáng của hạt phụ thuộc vào giống và một phần phụ thuộc vài điều kiện bên ngoài Khối lượng 1000 hạt thay đổi trong phạm vi 25-70g, chủ yếu phụ thuộc vào giống Hạt có nhiều màu sắc khác nhau: vàng rơm, xanh đậm, nâu, xanh nhạt, màu hỗn hợp

Số lượng hạt trung bình trong một quả là một trong những yếu tố chủ yếu tạo thành năng suất của đậu xanh Trung bình mỗi quả có 8-9 hạt Quả lớn nhất có đến

18 hạt [2]

Hình 1.2 Cấu tạo hạt đậu xanh

1 Vết tích của lỗ noãn; 2 Rốn hạt;

3 Sống noãn; 4 Lá mầm; 5 Rễ mầm; 6 Thân mầm; 7 Chồi mầm

1.3 Thành phần hóa học của 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… [5]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu xanh khô [6]

a Protein và acid amin

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 1.3 [7]

Bảng 1.3 Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh (g/16gN) [8]

b 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 sau

Bảng 1.4 Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô)

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 mạch vành và tim mạch [9]

c 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 1.5 Thành phần carbohydrate trong đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô) [10]

Bảng 1.6 Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được)

1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu xanh trên thế giới và Việt Nam

1.4.1 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới

Đậu xanh là cây đỗ quan trọng, trong nhóm cây đậu đỗ ăn hạt thì nó đứng hàng thứ ba sau cây đậu tương và lạc Trong các nước nhiệt đới và á nhiệt đới, đậu xanh chiếm gần 10% diện tích và 5% sản lượng của các loại đỗ ăn hạt

Tuy nhiên, nhìn chung năng suất cây đậu xanh còn rất thấp, chỉ 5-6 tạ/ha, do

chưa quan tâm đúng mức Gần đây, nhiều nước xung quanh ta như Ấn Độ, Thái Lan, Phi-lip-pin… đã chú ý chọn tạo ra những giống đậu xanh có năng suất từ 10-

12 tạ/ha trở lên, hạt to, màu hạt đẹp, có thời gian sinh trưởng ngắn, chín tương đối tập trung và có sức đề kháng với những loại sâu hại chính

Theo kết quả điều tra của trung tâm nghiên cứu và phát triển rau quả châu Á (AVRDC), các nước có tên trong bảng dưới đây được coi là các trọng điểm về diện tích, năng suất và sản lượng

Bảng 1.8 Diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh của một số nước trên thế giới

Bảng 1.9 Tốc độ trung bình hàng năm của thế giới về diện tích, năng suất và sản

lượng đậu xanh giai đoạn 1980 – 2001

Tên quốc gia,

lãnh thổ

Tỉ lệ tăng hàng năm (%) Diện tích Năng suất Sản lượng

1.4.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam

Ở nước ta, đậu xanh đã được trồng từ lâu đời ở các vùng đồng bằng, trung du

và miền núi suốt từ Bắc đến Nam Tuy vậy, nó vẫn được xem là cây trồng phụ nhằm tận dụng đất đai, lao động… nên năng suất thấp Từ năm 1983 đến nay, diện tích, năng suất cũng như sản lượng có tăng nhưng chậm và không liên tục Năng suất bình quân thời kỳ 1981 – 1985 là 5,5 tạ/ha nhưng đến thời kỳ 1986 – 1991 là 5,9 tạ/ha, trong đó năm 1989 là năm có năng suất cao nhất

Gần đây do năng suất và sản lượng của cây lương thực – thực phẩm tăng lên, đậu xanh đã và đang được phát triển rộng trong hệ thống cây trồng ở các vùng sản xuất Tuy nhiên, căn cứ vào địa hình, khả năng phân bố mưa, nhiệt độ… vùng trồng đậu xanh có thể được phân chia như sau:

- Vùng núi phía Bắc cây đậu xanh được gieo trồng từ tháng 4-5 thu hoạch

tháng 7-8 là thời điểm có khí hậu nóng ẩm thuận lợi cho sinh trưởng của cây, tập quán ở đây đơn giản ít thâm canh, năng suất thấp

- Vùng Đồng Bằng Trung Du Bắc Bộ: cây đậu xanh ở vùng này được trồng

từ tháng 2 đến tháng 9 hàng năm tập trung ở 3 thời vụ: vụ đông xuân, vụ hè, vụ thu đông Hàng năm do xu hướng thâm canh và có hệ thống tưới tiêu khá hoàn chỉnh nên năng suất đậu xanh vùng này cao, việc tiếp nhận mô hình đậu xanh cao sản khả thi hơn

- Vùng Duyên Hải Trung Bộ và Tây Nguyên: đây là vùng có diện tích và sản lượng gieo trồng đậu xanh lớn do không chịu ảnh hưởng của khí hậu mùa đông lạnh, mùa mưa và mùa khô phân bố rõ rệt nên thuận lợi để trồng quanh năm Hạn chế lớn nhất ở đây là thời điểm thu hoạch vụ hè thu thường gặp mưa bão nhiều nên thất thoát về năng suất và sản lượng

- Vùng Đông Nam Bộ: đây là vùng có diện tích gieo trồng lớn chiếm 26%

diện tích gieo trồng cả nước, tuy nhiên do không thâm canh và sử dụng các giống có năng suất thấp nên năng suất trung bình của vùng này thấp

- Từ năm 1983, diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh tăng nhưng

chậm và không liên tục Năng suất đậu xanh thời kỳ 1981 - 1985 là 5,5 tạ/ha,

1986 - 1991 là 5,9 tạ/ha Nhưng năm 1999 nhờ sự chuyển đổi giống mới là năm

có năng suất cao nhất: 8,2 tạ/ha nên năng suất đậu xanh ở các tỉnh phía Nam cao hơn các tỉnh phía Bắc Một số vùng ở An Giang, Đồng Tháp, Hậu Giang đã đạt gần 20 tạ/ha trong vụ Đông Xuân vì có nhiều điều kiện thích hợp cho canh tác đậu xanh hơn (Phạm Văn Thiều, 2002)

ĐX11, ĐX 93-1 Đây là giống đậu xanh do công ty giống cây trồng miền Nam phục tráng từ giống địa phương, và được trồng nhiều ở các tỉnh ở miền Tây Nam bộ như: Đồng Tháp, An Giang …

HL89-E3, VN 93-1, VN92-1, ĐX 208 [13]

1.4.3 Tình hình tiêu thụ đậu xanh

Các sản phẩm chế biến từ đậu xanh:

- Giá đậu xanh: Là loại giá đỗ được dùng nhiều nhất trong ẩm thực và làm thuốc Theo cổ văn thì giá đỗ xanh dùng an toàn hơn cả, vì dễ tiêu và chữa được nhiều bệnh hơn, đặc biệt là tính chất giải độc đa năng nội ngoại sinh có nguồn gốc khác nhau, kể cả thạch tín là một khoáng vật rất độc

15-20 lần/ngày)  lấy ra  giá đậu xanh

- Chè đậu xanh: Chè là một món ăn rất được ưa thích của người Việt Nam từ Bắc đến Nam Món chè đã ăn sâu vào văn hóa ẩm thực của người Việt Ngày nay

để cho món chè Việt Nam trở lên ngon hơn, bổ dưỡng hơn người ta có thể bổ sung hay kết hợp với các thành phần thực phẩm khác như (khoai lang, đậu tương hay nha đam) mục đích vừa làm tăng giá trị cảm quan vừa làm tăng giá trị dinh dưỡng cho món chè: Cách chế biến món chè được thể hiện theo sơ đồ sau:

Đậu xanh  làm sạch  ngâm  bóc vỏ (hoặc không)  bổ sung nước  đun sôi  để nguội  bổ sung đường  chè đậu xanh

- Xôi đậu xanh: Xôi là một món ăn dân gian và rất được ưa thích của người Việt Nam, nó đặc biệt không thể thiếu được trong những dịp lễ tết và nó đã đi vào đời sống tâm linh của người Việt Nam Cách chế biến món ăn này rất quen thuộc song để có một món xôi hấp dẫn thì nó đòi hỏi rất nhiều ở sự khéo léo của người phụ nữ Việt Nam Đặc biệt kỹ thuật đồ xôi là kỹ thuật đặc biệt quan trọng

và không phải ai cũng có thể làm được một cách dễ dàng

Đậu xanh  làm sạch  ngâm  bóc vỏ (hoặc không)  vào nồi (có gạo nếp)  đồ xôi  để nguội  xôi đậu xanh

- Bột đậu xanh: Ngoài sản phẩm thông dụng là giá đỗ thì chúng ta còn gặp đó

là bột đậu xanh Bột đậu xanh là một loại thực phẩm được dùng rất thông dụng trong đời sống hàng ngày

Đậu xanh  làm sạch  rang khô (sấy khô)  để nguội  nghiền mịn (xay mịn)  bột đậu xanh

- Bánh đậu xanh: Ngoài sản phẩm công nghiệp là miến đậu xanh thì bánh đậu xanh cũng là một sản phẩm công nghiệp rất được ưa chuộng trên thị trường Bánh đậu xanh là một loại bánh có vị ngọt mạnh làm từ bột đậu xanh nhuyễn với đường và dầu thực vật hay mỡ động vật (thường là mỡ heo) Bánh được cắt thành từng khối vuông nhỏ, gói giấy bạc thành hộp nhỏ hay gói giấy thấm mỡ thành từng thỏi Bánh thường được dùng khi uống trà tàu hay chè xanh Hiện nay Hải Dương được coi là quê hương của bánh đậu xanh

Đậu xanh  làm sạch  ngâm  hấp chín  đảo trộn (nước cốt dừa, trứng, vani, sữa)  vào khuôn  nướng 30 phút  để nguội  bánh đậu xanh

- Miến đậu xanh: Miến đậu xanh được coi là sản phẩm mới và hiện nay rất được ưa chuộng trên thị trường Sản phẩm miến đậu xanh rất được người tiêu dùng ưa chuộng Sau quá trình nghiên cứu sản phẩm và điều tra trên thị trường đội ngũ nhân viên của công ty Phú Hương đã cho ra đời một sản phẩm vừa có tính truyền thống vừa có sự cải tiến vượt bậc

Đậu xanh  nghiền thành bột  nhào bột (phụ gia)  cán cắt  tạo bánh  hấp chín  nhúng gia vị  chiên dầu  làm nguội  bao gói  miến đậu xanh [14]

1.5 Đậu xanh nẩy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nẩy mầm

1.5.1 Quá trình nẩy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nẩy mầm

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] [15]

Hạt nẩy mầm gồm 2 quá trình: ươm mầm và nẩy mầm

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)

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

các quá trình hóa sinh, hóa lý, sinh lý Những điều kiện thuận lợi như nhiệt độ môi 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 [16]

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

 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 của protein Protein thì

có tính hút nước cao với các cực của phân tử nước, do đó sau khi ngâm hạt có sự trương nở Hàm lượng nước đạt được sau khi nẩy mầm và ủ trong khảng 55-65%

- Nước cần thiết cho các enzyme hoạt động, phá vỡ vỏ hạt và vận chuyển

các chất

 Oxy: cần thiết cho sự chuyển hóa trong quá trình nẩy mầm Oxy được sử dụng trong hô hấp hiếu khí, để thu lấy năng lượng cho sự phát triển của cây trồng [Raven, Peter H; Ray F Evert, Susan E Eichhorn (2005] Nhiều nghiên cứu cho

hàm lượng tăng lên 37% thì hạt sẽ bị chết Vì vậy trong quá trình nẩy mầm, cần

khí, giải phóng rượu gây độc cho hạt [17]

1.5.2 Các biến đổi hạt trong quá trình nẩy mầm

1.5.2.1 Sự biến đổi các chất dinh dưỡng

Quá trình nẩy mầm của đậu xanh bắt đầu từ giai đoạn ngâm đậu sau đó kéo dài đến sau giai đoạn ủ đậu Quá trình này nhằm cải thiện chất lượng dinh dưỡng vốn đã có sẵn trong hạt Sản phẩm đậu xanh nẩy mầm cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho con người như protein và carbohydrate dễ tiêu hóa, năng lượng, khoáng và vitamin, các hợp chất oxi hóa [Deshpvàe 1992 và Negi và những cộng

sự 2001] Từ đậu xanh nẩy mầm ta có thể tạo được nhiều loại sản phẩm mới và có giá trị dinh dưỡng cao, thực phẩm chức năng, làm giảm hàm lượng các chất ức chế hấp thu protein [Deshpvàe và cộng sự 1984; Garcia và cộng sự 1997; Trugo và von Baer 1998]

Trong quá trình nẩy mầm thì thành phần dinh dưỡng của hạt có một số chất tăng lên đáng kể nhưng cũng có một số chất giảm đi như theo một quy luật

Quá trình nẩy mầm ở đậu xanh làm giảm các thành phần không mong muốn [Muquiz và cộng sự 1998; Oboh và cộng sự 1998; Orue và cộng sự 1998], tăng cường và cải thiện chất dinh dưỡng [Riddoch và cộng sự 1998], tăng cường protein dễ tiêu hóa [Schulze và cộng sự 1997]

Quá trình trao đổi chất phức tạp xảy ra trong nẩy mầm là sự thủy phân các protein, lipid, carbohydrate thành năng lượng lưu trữ và các acid amin cần thiết cho sự phát triển của thực vật [Podesta và Plaxton 1994; Ferreira và cộng sự 1995; Jachmanian và cộng sự 1995; Ziegler 1995] Sự biến đổi về các thành phần hóa học của hạt đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1.10 Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm (g/100g chất

1.5.2.1.1 Protein

Một số nghiên cứu nói về sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá trình nẩy mầm trên cây họ đậu và cho thấy sự nẩy mầm có thể tăng hàm lượng

protein dễ tiêu hóa [19]

Bảng 1.11 Sự thay đổi hàm lượng acid amin đậu xanh ở các giai đoạn (g/16g N)

Amino acid Đậu khô Ngâm Nẩy mầm

1.5.2.1.2 Carbohydrate

Như đã giới thiệu ở trên hàm lượng carbohydrate giảm qua quá trình nẩy mầm, trong quá trình nẩy mầm carbohydrate được sử dụng như nguồn năng lượng cho sự phát triển của mầm Điều này có thể giải thích cho những thay đổi của carbohydrate sau khi nẩy mầm, ngoài ra sự hoạt động của enzym β-amylase thủy phân tinh bột làm tăng hàm lượng carbohydrate đơn giản [Suda và cộng sự 1986]

Bảng 1.12 Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nẩy

1.5.2.1.3 Chất béo

Hàm lượng chất béo cũng giảm một lượng đáng kể trong các mẫu đậu xanh nẩy mầm Theo Dhaliwal và Aggarwal (1999) mức độ giảm hàm lượng chất béo tăng cường với sự gia tăng thời gian nẩy mầm Hahm và cộng sự (2008) cũng đã chứng minh là chất béo đã được oxy hóa thành carbon dioxide và nước để tạo ra năng lượng cho nẩy mầm Những biến đổi trong thành phần acid béo được miêu tả

ở bảng sau:

Bảng 1.13 Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu

xanh trước và sau khi nẩy mầm [20]

Đậu xanh Thành phần acid béo

Nẩy mầm (%) Không nẩy mầm (%)

1.5.2.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxi hóa

1.5.2.2.1 Hàm lượng phenolic

Hợp chất phenolic bao gồm một hoặc nhiều vòng benzen thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (C-OH) Các hợp chất phenolic được gắn liền với các phân

tử đường và được gọi là glucosides hoặc glycosides

Phenolic là chất chuyển hóa thứ cấp được phân bố rộng rãi trong thực vật Các phenolic được thu nhận từ thực vật thông qua việc ăn uống trái cây, rau quả và các hạt nẩy mầm [21]

- Phenolic được chia thành nhóm chính: flavonoid, phenolic acid, tannin và

các thành phần khác [Vafersen và Markham 2006; Meskin và cộng sự 2003; Tokusoglu 2001]

Hình 1.3 Phân loại các nhóm phenolic [22]

Theo Harborne và cộng sự (1999), flavonoid là một nhóm lớn, nó chiếm hơn một nữa trong tổng thành phần hợp chất phenolic Tương tự như flavonoid, phenolic acid cũng là một nhóm quan trọng trong hợp chất phenolic Phenolic được chia thành 2 nhóm hydroxybenzoic acid và hydroxycinnamic acid, với chức năng hoạt tính sinh học cao, thường được tìm thấy trong các sản phẩm có nguồn

Phân nhóm phenolic

gốc từ thực vật

Những thực vật luôn tạo ra những chất chuyển hóa thiết yếu có dược tính cao Một trong những nhóm quan trọng của chất chuyển hóa là nhóm phenolic Phenolic được phân biệt trong nhiều cấu trúc khác nhau, những nhóm này được phân biệt bởi số lượng carbon liên kết với vòng phenol [Haddock và cộng sự Năm

1982, Harborne 1988, Macheix và cộng sự Năm 1990, Dixon và Paiva 1995, Strack 1997]

Quá trình sinh tổng hợp và tích lũy các hợp chất thứ cấp có thể là quá trình kiểm soát nội sinh trong giai đoạn phát triển khác nhau trong thực vật [Macheix và cộng sự 1990), Strack 1997], hoặc nó có thể điều chỉnh bằng các yếu tố ngoại sinh như: nhiệt độ, ánh sáng và gây thương tích [Bennet và Wallsgrove 1994, Dixon và Paiva 1995]

Hình 1.4 Quá trình sinh tổng hợp phenolic

Trong đó phenylalanine được sản xuất thông qua con đường shikamic (con đường liên hợp ester), là tiền chất cho hầu hết các hợp chất phenolic trong thực vật bậc cao [Macheix và cộng sự, 1990, Strack và cộng sự, 1997] Các acid hydroxycinnamic, và đặc biệt là ester coenzyme A của chúng là kết cấu chung của các hợp chất phenolic, tương tự như ester cinnamate và amid, lignin, flavonoid và tannin (Macheix và cộng sự (1990)) Con đường Phenylalanine / hydroxycinnamate được định nghĩa là “con đường trao đổi chất phenylpropanoid chung” nó bao gồm các phản ứng từ phenylalanine cho đến hydroxycinnamate và các hình thức kích hoạt khác của chúng [Strack 1997] Các enzyme xúc tác cho từng chuyển hóa phenylpropanoid chung là phenylalanine ammonialyase (PAL), acidcinnamic – 4 hydroxylase (CA4H), và hydroxycinnamate: coenzyme A ligase (C4L) Ba bước này cần thiết cho sự chuyển hóa phenolic [Macheix và cộng sự

1990, Strack 1997]

Sự hình thành các hydroxycinnamic acid (caffeic, ferulic, 5-hydroxyferulic

và acid sinapic), - coumaric acid đòi hỏi phải có 2 dạng phản ứng là hydroxyl hóa

và methyl hóa Việc cho nhóm hydroxyl thứ 2 của - coumaric sẽ tạo thành caffeic, được xúc tác bởi monophenol mono-oxygenase [Macheix và cộng sự 1990, Strack 1997] Methyl hóa acid caffeic bởi enzyme O-methyltransferase, dẫn đến sự hình thành acid ferulic cùng với acid - coumaric, là tiền chất của lignin [Macheix và cộng sự 1990, Strack 1997] Caffeic acid là tiền chất cho 5- hydoxyferulic acid, trong đó nó cũng là chất sản xuất ra sinapic acid

Sự hình thành các dẫn xuất của hydroxycinnamic acid đòi hỏi phải hình thành hydroxycinnamate-CoA (ví dụ p- coumaroyl- CoA), xúc tác bởi hydroxycinnamoyl- CoA ligases hoặc hoạt động của O-glycosyl transferases Các hydroxycinnamate- CoA tạo ester khác nhau với các phenylpropanoid, khi kết hợp với malonyl- CoA dẫn đến flavonoid hoặc NADPH giảm tạo thành lignins Hơn nữa, hydroxycinnamate- CoA có thể liên hợp với các acid hữu cơ [Macheix 1990, Strack 1997]

Quá trình sinh tổng hợp các dẫn xuất của hydroxybenzoic acid tùy thuộc vào

loài thực vật Chúng có thể bắt nguồn trực tiếp từ con đường shinamate, đặc biệt là

từ dehydroshikimic acid phản ứng này là con đường chính để hình thành acid gallic [Haddocketal Năm 1982, Strack 1997] Các enzyme tham gia vào quá trình sinh tổng hợp hydroxybenzoic acid và các các dẫn xuất của chúng thì khá hạn chế Gallic acid được hình thành từ dehydroshikimic acid [5addoc ketal 1982, Strack 1997] Tuy nhiên, chúng cũng có thể được sản xuất bởi sự suy thoái của hydroxycinnamic acid Acid ellagic được hình thành bởi quá trình oxy hóa và nhị trùng hóa của gallic acid (Maas và cộng sự 1991], quá trình oxy hóa được đẩy nhanh bởi các điều kiện kiềm

Hầu hết các flavonoid xảy ra như glycoside trong sự chuyển hóa của các mô thực vật Có hàng trăm glycoside khác nhau, khi nhóm flavomoid liên kết với các nhóm đường như: glucose, galactose, Rhamnoza, xylose và (Strack 1997) Hai loại liên kết chính trong flavonoid là O- glycoside và C- glycoside (Harborne (1994)) Các flavonoid có chứa nhiều gốc đường acyl hóa, phản ứng ancyl hóa của các nhóm đường và hydroxyl acid, trải qua quá trình ester hóa được xúc tác bởi Glycosyl transferase [23]

- Acid phenolic có thể hoạt động như một chất chống oxi hóa thông qua

những cơ chế khác nhau Việc phá vỡ chuỗi cơ chế bao gồm các quá trình cho

và nhận hydro [Scott 1985] [24]

- Các hợp chất phenolic thực vật có tác dụng chống lại bức xạ tia cực tím

hoặc ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, cũng như làm tăng cường các màu sắc của thực vật Chúng có ở khắp các bộ phận của cây và vì vậy chúng cũng là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người [25]

- Vai trò của phenolic trong thực phẩm: vai trò của phenolic trong thực vật

được minh chứng thông qua nhiều nghiên cứu liên quan đến phenolic acid [Tomas- barberan F A; Espin J C Phenolic compounds và related enzyme as determinant of quality in fruits và vegetable [J Sci Food Agric 2001,] Acid phenolic gắn liền với màu sắc, chất lượng cảm quan, dinh dưỡng và kháng oxi