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

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 n

MSSV: 1311100555

Page 1

i

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

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

iii

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

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

v

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

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

vii

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

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

ix

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

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

xi

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

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

1

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

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

3

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

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

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

- 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

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; 5kg P2O5; 12-14kg K2O; 1,5kg S; 1,5kg Mg; 1,0-1,5kg Ca và một số vi lượng khác

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

7

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

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

Amino acid Hàm lượng (g/16gN)

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

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)

Bảng 1.4 Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được)

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

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

13

- 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 và cộng sự 2005] Nhiều nghiên cứu cho rằng nếu hàm lượng CO2 tăng lên 0,03% thì sẽ làm chậm quá trình nẩy mầm, khi hàm lượng tăng lên 37% thì hạt sẽ bị chết Vì vậy trong quá trình nẩy mầm, cần phải đảo khối hạt để cung cấp nhiều O2 và tránh tích tụ CO2 gây nên

hô hấp yếm khí, giải phóng rượu gây độc cho hạt

3.2 Các biến đổi của hạt đậu xanh trong quá trình nảy mầm

Quá trình nẩy mầm của đậu xanh bắt đầu từ giai đoan 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 [Deshpvafe 1992; Negi và 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 [Deshpvafe và cộng sự 1984; Garcia và cộng sự 1997; Trugo và von Baer 1998]

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 1.7:

Bảng 1 6 Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm (g/100g chất khô)

Thành phần Đậu xanh Ngâm Nẩy mầm

3.2.1 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

3.2.2 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 nảy mầm Hahm và cộng sự (2008) cũng đã chứng minh là chất béo đã được oxi 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

17

3.2.3 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 enzyme β-amylase thủy phân tinh bột làm tăng hàm lượng carbohydrate đơn giản [Suda và cộng sự 1986]

Bảng 1.9 Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm (g/100g chất khô)

3.2.4 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxi hóa

Hợp chất phenol bao gồm một hoặc nhiều vòng benzen thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (-OH) Các hợp chất phenol được gắn liền với các phân tử đường thông qua liên kết glucosides hoặc glycosides

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

 Phân loại:

- Hợp chất phenol 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]

- 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 gốc từ thực vật

 Tổng hợp:

- 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 sánh và gây thương tích [Bennet và Wallsgrove 1994, Dixon và Paiva 1995]

Phân nhóm phenol

Hình 1.1 Phân loại các nhóm phenol

19

Hình 1.2 Quá trình sinh tổng hợp hợp chất phenol

- 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 phenol trong thực vật bậc cao [Macheix và cộng sự, 1990, Strack và cộng sự, 1997] Các acid acid hydroxycinnamic, và đặc biệt là ester coenzyme A của chúng là kết cấu chung của các hợp chất phenol, 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 gallic acid [Haddocketal 1982, Strack 1997] Các enzyme tham gia vào quá trình sinh tổng hợp hydroxybenzoic acid và các các dẫn suất của chúng thì khá hạn chế

- Gallic acid được hình thành từ dehydroshikimic acid [Haddocketal 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 flavonoid liên kết với các nhóm đường như: glucose, galactose, rhamnose, xylose [Strack 1997] Hai loại liên kết chính trong flavonoid là O- glycoside và C-

21

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

 Vai trò của hợp chất phenol

- 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 triệt để [Scott 1985]

- Các hợp chất phenol 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

- Vai trò của phenolic trong thực phẩm: vai trò của hợp chất phenol trong

thực vật được minh chứng thông qua nhiều nghiên cứu liên quan đến phenolic acid [Tomas-barberan.F.A; Espin.J.C] Hợp chất phenol và enzyme liên quan đến yếu tố quyết định chất lượng trong trái cây và rau [J.Sci Food Agric 2001] Acid phenolic gắn liền với màu sắc, chất lượng cảm quan, dinh dưỡng và kháng oxi hóa của thực vật Chúng hoạt động như chất hỗ trợ thành tế bào [Wallace và Fry 1994]

- Vai trò của phenolic trong cơ thể con người: một số tài liệu cung cấp thông

tin đầy đủ liên quan đến một chế độ ăn với hàm lượng cao từ trái cây và rau quả với mục đích đảm bảo sức khỏe và phòng chống bệnh Nhờ có hàm lượng chất kháng oxi hóa cao của trái cây và rau quả làm ức chế những căn bệnh do quá trình oxi hóa như bệnh tim mạch, đột quỵ, ung thư Ngoài ra các phenolic còn giữ vai trò là chất chống gây đột biến, chống dị ứng, tác dụng chống viêm và chống vi khuẩn [Balasundram và cộng sự 2006; Ham

và cộng sự 2009; Parvathy và cộng sự 2009]

 Sự biến đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm

Bảng 1.10 Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm

Đậu Vinga radiate Hàm lượng hợp chất phenol (mg/g)

3.2.5 Hàm lượng vitamin C

Vitamin C là chất chuyển hóa quan trọng hầu hết đối với các sinh vật sống Ở người, vitamin C cần cho các chức năng sinh lí khác nhau [Padh.H 1990], nó tham gia trong nhiều quá trình sinh hóa trong cơ thể con người và động vật [Rickman và cộng sự 2007]

Chúng có nhiều trong các loại rau quả tươi như nước cam, chanh, quít, và có hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là bông cải xanh, tiêu, khoai tây, cải brussel, rau cải, cà chua, cam, quýt, chanh, bưởi …

 Tổng hợp vitamin C:

- Chuỗi phản ứng sinh hoá từ phân tử đường glucose dẫn đến acid L–ascorbic

trong mô bào diễn ra như sau: bắt đầu từ chất uridin diphophat–glucose (UDP – glucose) - dạng có hoạt tính chuyển hoá của đường

23

Sau đó, acid – D – glucuronic được tách khỏi UDP và chuyển hoá tiếp như sau:

Hình 1.3 Con đường tổng hợp vitamin C

- Quá trình sinh tổng hợp acid ascorbic diễn ra trong thực vật và các mô gan,

thận, một số tuyến ở hầu hết các loài động vật, ngoại trừ những giống: người, khỉ, chuột lang, dơi ăn quả và ít ở loài cá Đây là nguyên nhân khiến người và những giống động vật vừa nêu phải luôn nhận vitamin từ nguồn bên ngoài để tránh các bệnh liên qua đến sự thiếu hụt vitamin C

 Vai trò của vitamin C:

- Vitamin C là hợp chất hữu cơ hòa tan tham gia vào nhiều quá trình sinh

hóa Nó đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển electron, phản ứng hydroxyl hóa và dị hóa của các hợp chất thơm trong quá trình trao đổi chất của động vật [J Velisek; K Cejpek, 2007] Trong các tế bào khác, vai trò của vitamin C là làm giảm hydrogen peroxide (H2O2) qua đó duy trì cho tế bào khỏi quá trình oxi hóa [Davey, M.W; và cộng sự 2000 - Kleszczewska, 2000]

- Vai trò quan trọng của vitamin C là tác dụng kích thích miễn dịch, đó là vai

trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại các bệnh truyền nhiễm Nó cũng hoạt động như chất ức chế histamine, là chất tạo ra trong quá trình dị ứng

- Vitamin C thì cần thiết cho sự tổng hợp collagen gian bào một “chất kết

dính” giữ vai trò cấu trúc cho cơ bắp, các mô mạch máu, xương, gân và dây chằng

- Trong những chức năng đặc biệt của vitamin C thì chức năng cũng không

kém phần quan trọng là sự kết hợp với kẽm làm mau lành vết thương Cải thiện sự hấp thụ sắt trong chế độ ăn uống và là chất trao đổi cần thiết của acid mật [The National Cancer Institute (USA) 1988] Vitamin C có thể tác động đối với lượng cholesterol trong máu và sỏi mật

- Ngoài ra vitamin C còn đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp nhiều

hormon peptid quan trọng, các dẫn truyền thần kinh

- Hợp chất chống oxi hóa của vitamin C thì được tham gia vào sự bảo vệ

lipid khỏi quá trình oxi hóa Khi vitamin C kết hợp với acid lipoic, selen, vitamin K3…, tạo ra một hợp chất chống ung thư mạnh hơn nhiều khi sử dụng một mình nó

Qua thí nghiệm của Rioran và cộng sự cho thấy cơ chế của ung thư là phá hủy các sự kết hợp trên [Hickey S và Roberts H J, 2007] Các nhà khoa học cho rằng sự kết hợp như vậy, có thể làm tăng tuổi thọ và chất lượng sống cho bệnh nhân ung thư Nó có thể trung hòa các gốc tự do có hại và trung hòa các chất gây ô nhiễm

25

và chất độc, vì vậy nó có khả năng ngăn chặn sự hình thành các khả năng gây ung thư của nitrosamine trong dạ dày

 Tính chất của vitamin C:

- Vitamin C bị oxy hóa cho acid dehydroascorbic, đây là phản ứng oxy hóa

khử thuận nghịch, qua đó vitamin C tác dụng như một đồng yếu tố (cofactor), tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh trong cơ thể, như: hydroxyl hóa, amid hóa, làm dễ dàng sự chuyển prolin, lysin sang hydroxyprolin và hydroxylysin (trong tổng hợp collagen), giúp chuyển acid folic thành acid folinic trong tổng hợp carnitin, giúp dễ hấp thu sắt do khử

Fe3+ thành Fe2+ ở dạ dày, để rồi dễ hấp thu ở ruột

- Trong thiên nhiên, vitamin C có mặt cùng vitamin P (vitamin C2) Vitamin

P lại có tính chống oxy hóa, nên bảo vệ được vitamin C; hơn nữa vitamin P kết hợp với vitamin C để làm bền vững thành mạch, tăng tạo collagen

 Sự biến đổi vitamin C trong quá trình nẩy mầm

Trong quá trình nẩy mầm hàm lượng vitamin C tăng một cách đáng kể và kéo dài với các khoảng thời gian như bảng 1.12:

Bảng 1.11 Hàm lượng Vitamin C của đậu xanh trong quá trình nẩy mầm

Đậu Vigna radiata Vitamin C (mg/100g chất khô)

Theo nghiên cứu của Rethir, Lin, và Shetty (2004), Cho và cộng sự (2007) cho thấy hàm lượng vitamin C ở hạt nguyên là khoảng 1,9mg/100g, nhưng hàm lượng này tăng lên theo thời gian nẩy mầm của hạt

3.2.6 Các biến đổi GABA (Gamma amino butyric acid)

 Ảnh hưởng của quá trình nẩy mầm đến hàm lượng GABA)

- Trải qua quá trình nẩy mầm của đậu xanh, hàm lượng một số chất giảm

trong khi đó cũng có một số hợp chất khác tăng lên và xuất hiện một số chất mới và có lợi như α-amino –adipic acid, homoserin, o- oxalylhomoserin, γ-aminobutyric acid (GABA), taurine, γ-hydroxyl arginine, Ngoài ra còn có L-canavanine, và một số phi protein khác Hàng trăm các acid amin phi protein đã được xác định với nhiều giống đậu khác nhau đã được khảo sát bởi [Barrett 1985; Rosenthal 1982 Vranova và cộng sự 2010]

- Trong đó GABA là hợp chất không có mặt trong những hạt nguyên nhưng

hàm lượng của nó thì tăng đáng kể sau khi nẩy mầm GABA là một loại amino acid không thể thiếu đối với cơ thể để đảm bảo duy trì sự hoạt động bình thường của não bộ đặc biệt là các dây thần kinh GABA đóng vai trò chính trong việc giảm bớt sự hoạt động của các dây thần kinh và ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền thần kinh, GABA được biết đến như một chất chức năng sinh lí có tác dụng như thuốc an thần [Jakobs và cộng

sự 1993; Guin Ting Wong và cộng sự 2003] Tuy nhiên GABA nói chung chỉ là một chất kích thích trên các thụ thể, trong thực tế để có được chức năng ức chế nó phải hoạt động thông qua các thụ thể GABAA, GABAB phân phối trên toàn hệ thần kinh trung ương

 Sự sinh tổng hợp GABA trong quá trình nẩy mầm

- Trong quá trình nẩy mầm có rất nhiều enzyme tham gia trong quá trình

phản ứng như enzyme phân giải, enzyme oxi hóa… Ngoài ra còn có sự tham gia của enzyme glutamate decarbonxylase chuyển hóa acid glutamic thành GABA

Hình 1.4 Con đường hình thành GABA

Hình 1.5 Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nẩy mầm

- Komatsuzaki và cộng sự, (2007) đã chứng minh rằng trong quá trình nẩy

mầm thì hàm lượng glutamate giảm, nhưng thay vào đó thì hàm lượng GABA tăng lên Hàm lượng GABA tăng từ 6,1 đến 8,6mg/100g ở thời gian

72 giờ, cao gấp 3 lần so với thời gian 24 giờ

- Nhiều nhà nghiên cứu đã cho rằng yếu tố ảnh hưởng đến GABA là loại hạt,

nhưng theo khảo sát của nhiều nhà khoa học thì nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến sự hình thành của GABA Theo kết quả khảo sát ở