Sản xuất nước tỏi đen và khảo sát khả năng chống oxy hóa của sản phẩm báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp trường

Trong nhiều năm qua, đã có nhiều nghiên cứu lên men tỏi tươi thành tỏi đen nhằm mục đích giảm mùi hăng, tăng độ ngọt, đồng thời làm tăng hàm lượng các chất chống oxy hoá so với tỏi thông

iv

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌCCẤP TRƯỜNG

Tên đề tài:

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HOÁ CỦA NƯỚC ÉP TỎI ĐEN

Mã số đề tài:

Chủ nhiệm đề tài: Lộc Quang Phúc

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực Phẩm

Tp Hồ Chí Minh - 2018

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

MỤC LỤC HÌNH ẢNH iii

MỤC LỤC BẢNG BIỂU v

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan nguyên liệu 3

1.1.1 Nguyên liệu tỏi tươi 3

1.1.2 Nguyên liệu tỏi đen 7

1.2 Các nghiên cứu có liên quan đến khả năng chống oxy hoá của tỏi đen 12 1.2.1 Nghiên cứu ngoài nước 13

1.2.2 Nghiên cứu trong nước 15

1.3 Các nghiên cứu về quy trình sản xuất nước tỏi đen 16

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Nguyên liệu và hóa chất 18

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 18

2.1.2 Nguyên liệu 18

2.1.3 Hoá chất 21

2.2 Dụng cụ và thiết bị 21

2.3 Nội dung nghiên cứu 23

2.3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tỏi đen từ tỏi tươi 23

2.3.2 Sơ đồ quy trình sản xuất nước tỏi đen 24

2.3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 26

2.3.4 Thí nghiệm 1: Lựa chọn nguyên liệu làm nước tỏi đen thích hợp trong

ba loại tỏi từ các vùng: Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang để sử dụng trong quy

trình sản xuất 27

2.3.5 Thí nghiệm 2: Xác định các thông số dịch hoá 29

2.3.6 Thí nghiệm 3: Xác định khả năng chống oxy hoá của sản phẩm sau thanh trùng 31

2.4 Phương pháp nghiên cứu 34

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36

3.1 Lựa chọn nguyên liệu làm nước tỏi đen thích hợp trong ba loại tỏi từ các vùng: Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang để sử dụng trong quy trình sản xuất 36

3.2 Xác định các điều kiện dịch hoá 39

3.2.1 Xác định % enzyme pectinase bổ sung trong quá trình dịch hoá 39

3.2.2 Xác định nhiệt độ trong quá trình dịch hoá 42

3.2.3 Xác định thời gian dịch hoá 46

3.3 Xác định khả năng chống oxy hoá của sản phẩm sau thanh trùng 51

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55

4.1 Kết luận 55

4.2 Kiến nghị 56

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Nguyên liệu tỏi tươi 3

Hình 1.2 Nguyên liệu tỏi đen 7

Hình 1.3 Dịch chiết tỏi đen có tác dụng bảo vệ gan ở chuột [24] 10

Hình 1.4 Ảnh hưởng của thời gian lên men đối với hàm lượng các amino acid có trong tỏi đen [6] 14

Hình 2.1 Tỏi tươi sau khi được thu mua 18

Hình 2.2 Máy lên men tỏi đen Việt Nhật 19

Hình 2.3 Tỏi lên men sau 1 ngày 19

Hình 2.4 Tỏi lên men sau 15 ngày (Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang) 19

Hình 2.5 Bảo quản Pectinex Ultra SP-L 20

Hình 2.6 Sơ đồ quy trình sản xuất tỏi đen từ tỏi tươi 23

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình sản xuất nước tỏi đen 24

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 26

Hình 2.9 Quy trình lựa chọn nguyên liệu làm nước tỏi đen 27

Hình 2.10 Cơ chế hoạt động của DPPH và chất kháng oxy hóa 35

Hình 3.1 Ảnh hưởng của giống tỏi đến hàm lượng polyphenol tổng của dịch tỏi đen 36

Hình 3.2 Ảnh hưởng của giống tỏi đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch tỏi đen 37

Hình 3.3 Ảnh hưởng của giống tỏi hàm lượng chất khô hoà tan của dịch tỏi đen 37 Hình 3.4 Ảnh hưởng của % enzyme pectinase đến hàm lượng polyphenol tổng của dịch tỏi đen 39

Hình 3.5 Ảnh hưởng của % enzyme pectinase bổ sung đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch tỏi đen 40

Hình 3.6 Ảnh hưởng của % enzyme pectinase bổ sung đến hàm lượng chất khô hoà tan của dịch tỏi đen 40 Hình 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ dịch hoá đến hàm lượng polyphenol tổng của dịch tỏi đen 43 Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ dịch hoá đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch tỏi đen 43 Hình 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ dịch hoá đến hàm lượng chất khô hoà tan của dịch tỏi đen 44 Hình 3.10 Ảnh hưởng của thời gian dịch hoá đến hàm lượng polyphenol tổng của dịch tỏi đen 46 Hình 3.11 Dịch mẫu ở thí nghiệm xác định hàm lượng polyphenol tổng trong các điều kiện thời gian dịch hoá khác nhau 47 Hình 3.12 Ảnh hưởng của thời gian dịch hoá đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch tỏi đen 48 Hình 3.13.Ảnh hưởng của thời gian dịch hoá đến hàm lượng chất khô hoà tan của dịch tỏi đen 49 Hình 3.14 Hàm lượng polyphenol tổng của dịch tỏi đen trước và sau thanh trùng 51 Hình 3.15 Hàm lượng polyphenol tổng của dịch tỏi đen trước và sau thanh trùng 52 Hình 3.16 Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch tỏi đen trước và sau thanh trùng 52

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng thành phần hoá học của tỏi tươi 4

Bảng 1.2 Bảng so sánh thành phần dinh dưỡng giữa tỏi đen và tỏi thường 8

Bảng 1.3 Tỉ lệ tế bào ung thư gan chết theo chương trình sau khi được ủ với tỏi đen ở các nồng độ khác nhau [23] 10

Bảng 1.4 Bảng số liệu so sánh các thành phần giữa tỏi đen và tỏi tươi [37] 13

Bảng 2.1 Danh sách hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 21

Bảng 2.2 Danh sách thiết bị sử dụng 21

Bảng 2.3 Bảng kế hoạch thí nghiệm xác định các thông số trong giai đoạn dịch hoá tỏi đen 30

Bảng 3.1 Hàm lượng polyphenol tổng thu được trong dịch tỏi đen của ba giống tỏi khác nhau 38

Bảng 3.2 Khả năng chống oxy hoá của dịch tỏi đen từ ba giống tỏi khác nhau 38

Bảng 3.3 Hàm lượng chất khô hoà tan của dịch tỏi đen từ ba giống tỏi khác nhau 38

Bảng 3.4 Hàm lượng polyphenol tổng thu được trong dịch tỏi đen với % enzyme pectinase bổ sung khác nhau 41

Bảng 3.5 Khả năng chống oxy hoá có trong dịch tỏi đen với % enzyme pectinase bổ sung khác nhau 41

Bảng 3.6 Hàm lượng chất khô hoà tan thu được trong dịch tỏi đen với % enzyme pectinase bổ sung khác nhau 42

Bảng 3.7 Hàm lượng polyphenol tổng thu được trong dịch tỏi đen ở các nhiệt độ dịch hoá khác nhau 45

Bảng 3.8 Khả năng chống oxy hoá có trong dịch tỏi đen ở các nhiệt độ dịch hoá khác nhau 45

Bảng 3.9 Hàm lượng chất khô hoà tan có trong dịch tỏi đen ở các nhiệt độ dịch hoá khác nhau 45 Bảng 3.10 Hàm lượng polyphenol tổng thu được trong dịch tỏi đen ở các thời gian dịch hoá khác nhau 50 Bảng 3.11 Khả năng chống oxy hoá có trong dịch tỏi đen ở các thời gian dịch hoá khác nhau 50 Bảng 3.12 Hàm lượng chất khô hoà tan có trong dịch tỏi đen ở các thời gian dịch hoá khác nhau 50 Bảng 3.13 Biến đổi mật độ vi sinh vật trước và sau khi thanh trùng sản phẩm (CFU/ml) 53 Bảng 3.14 Hàm lượng polyphenol tổng thu được trong dịch tỏi trước và sau khi thanh trùng 53 Bảng 3.15 Khả năng chống oxy hoá trong dịch tỏi trước và sau khi thanh trùng 54 Bảng 3.16 Hàm lượng chất khô hoà tan trong dịch tỏi trước và sau khi thanh trùng 54

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

SAC S-allyl - L- cystein

GAE Gallic Acid Equivalent

DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydra

MỞ ĐẦU

Tỏi có tên khoa học là Allium Sativum là cây thuộc họ Liliaceace Từ lâu, con người

đã sử dụng tỏi rộng rãi ở cả lĩnh vực thực phẩm và y học Trong gia đình, tỏi là gia vị không thể thiếu trong mỗi bữa ăn, trong y học, tỏi được sử dụng làm thuốc sát trùng trong các loại bệnh hen suyễn, viêm phổi, nhiễm trùng Tuy nhiên, tỏi có mùi hăng đặc trưng khó chịu do quá trình chuyển hoá từ allilin (C6H11NO3S) có sẵn trong tỏi thành allicin (C6H10OS2) Trong nhiều năm qua, đã có nhiều nghiên cứu lên men tỏi tươi thành tỏi đen nhằm mục đích giảm mùi hăng, tăng độ ngọt, đồng thời làm tăng hàm lượng các chất chống oxy hoá so với tỏi thông thường (Il Sook Choi, Sasaki, Jin-ichi Sasaki, Vũ Bình Dương (2012)

Ngày nay, nhu cầu sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên ngày càng được quan tâm và tỏi đen được sử dụng phổ biến như một loại thần dược của thời đại mới Đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, thị trường các nước Hàn Quốc, Nhật Bản đã có nhiều sản phẩm từ tỏi đen như rượu lên men từ tỏi đen, bánh trung thu từ tỏi đen, bánh quy từ tỏi đen, Năm 2016, giáo sư người Hàn Quốc Jun Ho Kim và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu liên quan đến nước ép tỏi đen đồng thời khảo sát khả năng điều trị của sản phẩm đối với bệnh đái tháo đường ở mô hình chuột Nghiên cứu trên đem lại nhiều kết quả khả quan trong việc điều trị bệnh, đồng thời, nước ép từ tỏi đen là một sản phẩm mới lạ, có tiềm năng ứng dụng cao trong sản xuất thực tế Tại Việt Nam, sản phẩm nước ép tỏi đen

là đối tượng nghiên cứu mới, chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về sản phẩm cũng

như quy trình sản xuất Vì vậy, việc " Khảo sát khả năng chống oxy hoá của nước ép

tỏi đen" đồng thời tìm hiểu về các thông số của quy trình sản xuất có tính cấp thiết và giá

trị ứng dụng lớn ở Việt Nam Việc sản xuất sản phẩm nước ép tỏi đen góp phần tạo ra nước uống mới lạ, dinh dưỡng, tiện lợi, đáp ứng nhu cầu sử dụng thực phẩm an toàn cho

người tiêu dùng đồng thời góp phần đa dạng hoá sản phẩm trong nước

Đề tài đƣợc thực hiện nhằm mục tiêu:

* Mục tiêu tổng quát

- Tạo ra sản phẩm nước tỏi đen tự nhiên, bổ dưỡng, có nhiều tác dụng sinh học có lợi đối với cơ thể

* Mục tiêu cụ thể

- Lựa chọn được nguyên liệu làm nước ép tỏi đen thích hợp trong ba loại tỏi từ các vùng:

Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang

- Xác đinh các thông số kỹ thuật (% enzyme pectinase bổ sung, nhiệt độ dịch hoá, thời gian dịch hoá) để trích ly dịch chiết tỏi đen nhằm thu được dịch chiết có khả năng chống oxy hoá cao nhất (hoạt tính chống oxy hoá, tổng polyphenol)

Các nội dung thực hiện của đề tài bao gồm:

- Lựa chọn nguyên liệu làm nước ép tỏi đen thích hợp trong ba loại tỏi từ các vùng: Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang để sử dụng trong quy trình sản xuất

- Khảo sát ảnh hưởng của enzyme pectinase đến khả năng chống oxy hoá của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chống oxy hoá của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng chống oxy hoá của sản phẩm

- Xác định khả năng chống oxy hoá của sản phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan nguyên liệu

1.1.1 Nguyên liệu tỏi tươi

Tên gọi khoa học: Alliums sativum L

Chi: Allium

Loài: A sativum

Danh pháp hai phần: Allium sativum L

Hình 1.1 Nguyên liệu tỏi tươi

Tỏi (Allium sativum) là một loài thực vật thuộc họ Hành, tỏi được trồng bắt nguồn

từ vùng Trung Á và được con người sử dụng rộng rãi như một loại gia vị cũng như do tác dụng dược học của chúng Tỏi được cho là có tính chất kháng sinh và tăng khả năng phòng ngừa ung thư, chống huyết áp cao, mỡ máu ở con ngườii

1.1.1.1 Thành phần hoá học

Thành phần trong củ tỏi có khoảng 84,09% là nước, 13,38% là các chất hữu cơ, 1,53% là các thành phần vô cơ Còn ở phần lá, thì lá tỏi có 87,14% là nước, 11,27% là

alliin và agoene; các enzyme như allinase, peroxidase và miracynase; thành phần carbohydrates bao gồm sucrose và glucose; lượng lớn khoáng chất, đặc biệt là selenium; các axit amin như cysteine, glutamine, isoleucine và methionine; các bioflavonoids như quercetin và cyanidin, allistatin I và II allistatin; vitamin C, E, A và các vitamin khác như niacin, B1 và B2 hay beta carotene

Bảng 1.1 Bảng thành phần hoá học của tỏi tươi

(Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ)

Tỏi tươi Giá trị dinh dưỡng 100g ( 3,5 oz)

Tỷ lệ phần trăm theo lượng hấp thu hàng ngày của người lớn

Nguồn : Cơ sở dữ liệu USDA

1.1.1.2 Công dụng của tỏi

Tỏi là loại thảo dược chữa bệnh kì diệu có nguồn gốc từ thiên nhiên Theo y học

cổ truyền Việt Nam và Trung Quốc, tỏi có vị cay, tính ôn, hơi độc, đi vào hai kinh can

và vị Cho nên tỏi có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, giải cảm, sát trùng, chữa băng đới, trùng tích, huyết lỵ, tẩy uế, thông khiếu, tiêu nhọt và hạch ở phổi, tiêu đờm, đầy chướng, đại tiểu tiện khó khăn,…

Từ xưa, đã có nhiều bài thuốc chữa bệnh trong dân gian từ thành phần chính là tỏi như: đối với người bị rắn cắn và bị trĩ nếu mài tỏi ra với rượu rồi uống sẽ cho có tác dụng tốt với người bệnh Đối với bệnh ban ở da, ta kết hợp tỏi, dầu, muối để chữa các vết thương muối và dầu

Tỏi không những có tác dụng đối với y học dân gian mà ngày nay tỏi đã được chứng minh có nhiều tác dụng tốt đới với y học hiện đại Hiện nay, nhiều nước trên thế giới, các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu và phát hiện ra trong tỏi có silen và các nguyên tố

vi lượng chứa kháng khuẩn alliin làm tăng cường khả năng của hệ thống miễn dịch, làm giảm huyết áp cao và nhiều bệnh nâng cao sức khỏe Đầu tiên, tỏi có tác dụng giảm lượng cholesterol từ đó có khả năng phòng chống bệnh tim mạch Việc giảm lượng cholesterol bám rộng trên thành mạch sẽ ngăn ngừa được các bệnh xuất huyết mạch máu não, đau thắt tim, cao huyết áp và một số bệnh tim mạch khác Nhiều nghiên cứu thấy rằng nước chiết từ tỏi để lâu ngày làm giảm 30% lượng cholesterol nên giúp phòng ngừa xơ cứng

động mạch nhờ khả năng làm tăng albunin mật độ cao (HDL), hoặc giảm mật độ thấy albunin (LDL)

Theo báo "Ăn uống và dinh dưỡng" của trường Đại học Taffsi (Mỹ), mỗi ngày ăn hai nhánh tỏi sẽ có công hiệu ngang với uống thuốc làm giảm cholesterol Còn các nhân viên nghiên cứu thuộc trường Đại học Dennsylvania đã phát hiện tác dụng làm giảm cholesterol và làm hạ thấp khả năng bám của mỡ trong máu

Thứ hai, tỏi là dược liệu tuyệt vời để phòng chống bệnh ưng thư Các nhà nghiên

cứu thuộc Viện ung thư Mỹ hiện đang sản xuất loại thuốc tổng hợp được chiết từ tỏi, có khả năng chống ung thư tốt, mặc dù đã thành khối u vẫn có hiệu lực Các nhà nghiên cứu

Mỹ đã dựa vào các kết quả điều tra tương quan của Trung Quốc để quyết định đưa vào bào chế loại thuốc mới này Những kết quả điều tra cho thấy những cư dân có tập quán ăn tỏi thường xuyên thì tỷ lệ ung thư dạ dày thấp Một số người sử dụng tỏi để ngăn ngừa ung thư ruột kết, ung thư trực tràng, ung thư dạ dày, ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư phổi Tỏi cũng được sử dụng để điều trị ung thư tuyến tiền liệt và ung thư bàng quang

Thứ ba, tỏi còn có tác dụng giảm đau, làm giảm các triệu chứng của bệnh viêm đau khớp Qua theo dõi những bệnh nhân viêm khớp được điều trị bằng viên nang điều chế từ tỏi đều cho kết quả tốt Vì tỏi có hoạt tính làm hạn chế việc sinh ra các phần tử tự do gây tổn thương đến tổ chức khớp Một phụ nữ Mỹ tên Jusshan Bert bị bệnh viêm khớp nặng

đã được điều trị bằng nang tỏi nay trở lại bình thường Ngoài ra, các nghiên cứu còn

chứng minh được tỏi còn có tác dụng dưỡng nhan, làm chậm sự lão hoá của con người

Các nghiên cứu của bác sĩ Robertllin đã thừa nhận rằng tỏi có tác dụng dưỡng nhan ích thọ, làm chậm sự lão hóa Đó là khả năng bảo vệ hồng cầu không bị oxy hóa và khống chế phần tử tự do sinh ra trong quá trình oxy hóa để các phần tử này không tác động đến quá trình lão hóa Qua đó, cho thấy việc sử dụng tỏi thường xuyên sẽ giúp khả năng hồi phục sức khỏe và chống lại sự lão hoá

1.1.2 Nguyên liệu tỏi đen

Tỏi đen là sản phẩm lên men từ tỏi tươi và là sản phẩm chế biến từ tỏi có chất lượng cao Đầu tiên, tỏi tươi được chọn lọc cẩn thận rồi trải qua một quá trình lên men chậm (khoảng 35- 55 ngày), dưới sự kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ và độ ẩm Sản phẩm tạo thành có màu đen, vị ngọt, không còn mùi cay hăng của tỏi thường và có tác dụng chống oxy hoá hơn nhiều lần so với loại tỏi thông thường Ở Việt Nam, lần đầu tiên tỏi đen được Học viện quân y nghiên cứu quy trình lên men cũng như thành phần hóa học và tác dụng sinh học của tỏi đen được tạo ra trong đề tài cấp Nhà nước mã số KC10.TN05/11-15 Kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi lên men hàm lượng các nhóm hoạt chất tăng rất cao, đặc biệt hàm lượng S-allyl-L-Cystein (là hoạt chất đã được chứng minh tác dụng ngăn ngừa

sự phát sinh khối u) tăng 5-6 lần so với tỏi thường

Hình 1.2 Nguyên liệu tỏi đen

1.1.2.1 Thành phần hóa học của tỏi đen

Thành phần hóa học của tỏi đen chứa chủ yếu các axit amin, peptide, protein, enzyme, glicozit, vitamin, … Các thành phần quý trong tỏi sau khi trải qua quá trình lên men thì hàm lượng các chất chống oxy hoá cũng như hoạt tính chống oxy hoá của tỏi không bị mất đi mà ngược lại còn tăng lên rất nhiều lần (Cục an toàn thực phẩm số:

122209/2013/ATTP-XNCB)

Bảng 1.2 Bảng so sánh thành phần dinh dưỡng giữa tỏi đen và tỏi thường

1.1.2.2 Công dụng của tỏi đen

 Chống ung thư và giảm cholesterol

Hợp chất S- allyl - L - cysteine (SAC) là một thành phần có hoạt chất chống ung thư

có trong tỏi tươi Trải qua quá trình lên men thì hàm lượng của hoạt chất này trong tỏi đen tăng gấp nhiều lần so với tỏi tươi Nhờ đó tỏi đen có các tác dụng sinh học vượt trội như chống oxy hóa, chống lại các tác nhân gây ung thư, kích thích hệ miễn dịch [15], [16] Các hợp chất sulfur hữu cơ, dẫn chất của tetrahydro carboline được hình thành từ quá trình lên men có hoạt tính mạnh qua đó thu dọn gốc tự do và ức chế quá trình peroxy hóa lipid cao hơn so với tỏi thường Ngoài ra dịch chiết tỏi đen có hiệu lực mạnh kháng lại các

tế bào khối u do vậy có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị ung thư Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh tác dụng trong việc phòng ngừa và hỗ trợ bệnh ung thư từ nhiều nước Sau đây là một số ví dụ tiêu biểu:

Đã có các nghiên cứu thực nghiệm trên động vật như nghiên cứu của Wang X và cộng sự cho thấy tỏi đen có tác dụng ức chế phát triển tế bào ung thư cả trên in vitro và in vivo [17] Nghiên cứu thực nghiệm ở chuột cho thấy SAC làm hạn chế quá trình di căn tế bào ung thư phổi ở chuột [18] Nghiên cứu của Kevin và cộng sự cho thấy SAC ức chế enzym Cdc 25 phosphatasse - enzym đóng vai trò quan trọng trong tăng sinh tế bào (giai đoạn G2/M) [19] Nhờ đó, SAC ngăn cản quá trình nhân lên của tế bào ung thư Tiếp đó, nghiên cứu của Gapter L.A cũng cho thấy SAC có tác dụng kháng tế bào ung thư vú thông qua tế bào MDA-MB-231 qua đó SAC ức chế gia tăng tế bào ung thư phổi A549 ở người in vitro [20] Arunkumar và cộng sự năm 2006 nghiên cứu thấy rằng SAC có tác dụng ức chế tế bào ung thư tuyến tiền liệt nhân lên [21]

Ngoài ra, tỏi đen còn có công dụng hạn chế sự phát triển của bệnh ung thư đại tràng [22] và ung thư gan [23], [24] Ở nghiên cứu của Trịnh Nam Trung cho ủ tỏi đen với tế bào ung thư gan ở các nồng độ cho thấy, ở nồng độ tỏi đen 10mg/ml thì 17,4% tế bào ung thư gan bị chết theo chương trình, đồng thời hạn chế tốc độ phát triển khối u và kéo dài

thời gian sống [23] Tương tự, nghiên cứu trên chuột của Gia-Buu Tran cũng đưa ra kết luận dịch chiết tỏi đen có tác dụng bảo vệ gan

Bảng 1.3 Tỉ lệ tế bào ung thư gan chết theo chương trình sau khi được ủ với tỏi đen

Hình 1.3 Dịch chiết tỏi đen có tác dụng bảo vệ gan ở chuột [24]

(a) Hình ảnh gan của chuột bình thường (b) Hình ảnh gan của chuột uống nước tỏi đen (c) Hình ảnh gan của chuột sau khi uống CC4 (d) Hình ảnh gan chuột sau

khi uống CC4 và được uống nước tỏi đen

 Khả năng chống oxy hóa, nâng cao tuổi thọ

Tỏi đen có khả năng chống oxy hóa cao giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tổn hại do các gốc tự do sản sinh thông qua các quá trình trao đổi chất bình thường trong cơ thể hoặc từ

các tác nhân độc hại bên ngoài như khói bụi, rượu bia, thuốc lá, cafein, Vì thế tỏi đen trở thành loại thực phẩm lý tưởng để hỗ trợ điều trị cho các bệnh mãn tính như bệnh tim, bệnh Alzheimer,… Nghiên cứu của Sato E và cộng sự cho thấy hiệu lực chống oxy hóa của tỏi đen cao gấp 25 lần tỏi tươi Giúp bảo vệ DNA khỏi sự phá hủy của các gốc tự do

tự hình thành trong quá trình sống, cũng như các gốc tự do thu nhận từ môi trường [25], [26] Tác dụng chống oxy hóa của tỏi đen nhờ các hợp chất chứa lưu huỳnh như SAC, SAMC và các flavonoid Bằng chứng thực nghiệm cho thấy tỏi đen có khả năng bảo vệ chống lại tác động có hại thứ phát của quá trình oxy hóa do xạ trị, hóa chất gây ra [23], [27]

 Điều chỉnh nồng độ đường trong máu

Tỏi đen có thể ảnh hưởng đến sự tổng hợp glycogen gan, làm giảm lượng đường trong máu và làm tăng mức độ insulin huyết tương Cơ chế của khả năng điều chỉnh lượng đường trong máu là do cơ chế tăng chuyển hóa glucose và kích thích bài tiết insulin

ở bệnh nhân đái tháo đường [16], [28], [29] Tỏi đen cũng chứa các S-methyl cysteine sulfoxide và S-allyl cysteine sulfoxide, từ đó sunfua này có thể ức chế G-6-P enzyme NADPH do đó ngăn chặn sự tàn phá của insulin và có tác dụng hạ đường huyết

 Tác dụng hạ lipid, ngăn ngừa xơ vữa động mạch

Từ lâu, tỏi đen đã được phát hiện công dụng hạ lipid máu, đặc biệt là hạ cholesterol

có hại [30], [31] Từ năm 2014, hàng loạt các nghiên cứu về cơ chế hạ lipid máu của tỏi đen đã được tiến hành Qua đó cho thấy quá trình chuyển hóa từ tiền tế bào mỡ (precursor preadipocyt) thành tế bào mỡ trưởng thành xảy ra theo một chuỗi biến đổi với sự tác động của một loạt các yếu tố hỗ trợ, trong đó có sterol-regulated element bindingg protein 1c (SREBP1c) Nghiên cứu của Ha A.W năm 2015 đã chứng minh tỏi đen làm ức chế SREBP1c, qua đó có tác dụng làm giảm cholesterol, triglycerid [32] Thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên do Jun W.S tiến hành trên 60 trường hợp rối loạn lipid máu nhẹ tại Hàn Quốc cho thấy, nhóm dùng tỏi đen sau 3 tháng có tăng HLDL và giảm VLDL (khác biệt

có ý nghĩa thống kê), tuy tổng lượng lipid giữa 2 nhóm khác biệt không có ý nghĩa thống

kê [33] Ngoài công dụng chống vữa xơ động mạch thì tỏi đen còn có tác dụng chống rối loạn lipid máu nhờ vào các hoạt chất sinh học có trong tỏi đen (allicin, SAC) giúp bảo vệ lớp nội mạc mạch máu [34]

 Công dụng làm đẹp da

Hàm lượng các vitamin như B1, B2, C, E trong tỏi đen tăng lên 2 lần (so với tỏi tươi) Từ đó, cho thấy tỏi đen có tác dụng kích thích quá trình chuyển đổi protein, giải độc, tăng cường sức đàn hồi của da, ức chế sinh sắc tố và ứng đọng các sắc tố khác thường

 Các công dụng khác

Ngoài các tác dụng trong phòng và điều trị các bệnh mãn tính, điều chỉnh lượng đường trong máu, khả năng chống oxy hoá, ngăn ngừa lão hoá thì tỏi đen còn có các tính chất cảm quan tốt hơn so với tỏi tươi Sự lên men tỏi tươi để hình thành nên tỏi đen làm giảm mùi hăng cay của tỏi tươi do không còn allicin và các tinh dầu Từ đó làm cho tép tỏi trở nên ngon miệng hơn, dễ ăn hơn, đồng thời làm biến mất mùi hôi ở miệng sau khi

ăn tỏi Tỏi đen có hương vị như hoa quả sấy khô, ngọt và hơi dai, thường được dùng ăn kèm và trang trí trong nhiều món ăn ở nền ẩm thực của một số nước

1.2 Các nghiên cứu có liên quan đến khả năng chống oxy hoá của tỏi đen

Để nắm bắt xu hướng sử dụng sản phẩm thực phẩm có hoạt tính kháng oxy hoá cao, trong những năm gần đây, tại Việt Nam và trên thế giới đã có một số nghiên cứu liên quan đến vấn đề này Từ trước, những nghiên cứu có liên quan nhằm chứng minh tác dụng chống oxy hoá, chống lại các gốc tự do của tỏi đã được John S Munday cùng cộng

sự nghiên cứu [1], [8], [35] Đặc biệt là ở các nước Châu Á như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc thì đề tài nghiên cứu liên quan đến tỏi đen đã tạo thành một làn sóng đổi mới, góp phần vào ứng dụng thực tiễn phục vụ cuộc sống Ở Việt Nam, xu hu ớng tiêu dùng tỏi có dấu hiẹ u gia ta ng trong những na m gần đây, do ngoài công dụng làm gia vị trong các buổi a n, nó còn đu ợc sử dụng nhu loại cây du ợc liẹ u Vì xu thế trên, sản lượng tỏi nước ta luôn phong phú, dồi dào Tính đến thời điểm đầu na m 2012 diẹ n

tích trồng tỏi của Ninh Thuạ n là 126 ha, với na ng suất bình quân 1,2 tấn tu o i/ha (tu o ng đu o ng với 0,9 tấn khô/ha) [36]

1.2.1 Nghiên cứu ngoài nước

Việc lên men tỏi tươi thành tỏi đen đã khắc phục phần lớn mùi vị hăng đặc trưng của tỏi cũng như sự tăng lên đáng kể khả năng chống oxy hoá của sản phẩm Cho nên hiện nay nhiều nơi trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu trong việc xử lý tỏi tươi thành tỏi đen Đầu tiên, nghiên cứu của Shunsuke Kimura đã thực hiện quá trình lên men tỏi tươi ở ở các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm cố định Cụ thể, tỏi tươi được lên men ở nhiệt độ trong khoảng 60 - 90oC, độ ẩm 80 - 90% Qua đó, hàm lượng các chất chống oxy hoá có trong tỏi đen tăng hơn tỏi tươi nhiều lần với hàm lượng flavonoid đạt 15.36 mg RE/g, hàm lượng polyphenol đạt 58.28 mg GAE/g Cụ thể, sự gia tăng hoạt chất chống oxy hoá được thể hiện trong bảng số liệu dưới đây

Bảng 1.4 Bảng số liệu so sánh các thành phần giữa tỏi đen và tỏi tươi [37]

đen so với tỏi tươi

Nồng độ ban đầu

Đường hoà tan Tăng 1,88 - 7,91 lần 450 mg/g

Tiếp đó, nghiên cứu của Jin-ichi Sasaki năm 2007 về việc lên men tỏi tươi thành tỏi đen ở điều kiện nhiệt độ 70oC, độ ẩm 75%, thời gian lên men 1 tháng đã cho kết luận về những ưu điểm của tỏi đen so với tỏi tươi như sau: tỏi mềm hơn, có vị ngọt hơn, ít có các mùi khó chịu hơn so với tỏi tươi Đồng thời, các hoạt chất chống oxy hoá, các acid amin, orano sulfur, S-allyl-L-cysteine có hàm lượng tăng so với tỏi tươi [6], [15]

3.37 b

73.44 ± 1.79 a

62.81 ± 1.51 b

62.12 ± 5.64 b

61.23 ± 4.32 b

59.19 ± 3.94 b

13.47 b

89.25 ± 18.93 a

86.45 ± 8.23 a

83.79 ± 2.37 a

79.44 ± 1.14 a

71.07 ± 2.25 a

0.19 a

47.68 ± 0.64 a

36.71 ± 4.64 b

35.23 ± 5.61 b

34.73 ± 8.61 b

33.91 ± 6.61 b

1.40 b

82.51 ± 4.70 a

80.73 ± 6.37 a

78.11 ± 2.33 a

73.59 ± 9.71 a

71.11 ± 3.55 a

0.95 a

69.43 ± 0.94 b

49.20 ± 5.42 c

46.90 ± 8.98 c

43.44 ± 3.38 c

42.14 ± 7.18 c

Phenylalanine 55.64 ±

0.74 c

82.38 ± 8.35 b

70.20 ± 4.41 b

135.16 ± 7.10 a

136.25 ± 12.76 a

143.07 ± 6.32 a

6.29 a

109.13 ± 26.09 b

102.33 ± 0.38 b

82.28 ± 7.41 b

78.35 ± 4.34 b

77.31 ± 7.54 b

Aspartic acid 90.12 ±

2.55 b

117.50 ± 9.07 a

64.53 ± 5.84 c

62.43 ± 4.34 c

61.65 ± 9.12 c

60.19 ± 8.16 c

Glutamic acid 286.60 ±

8.09 a

128.87 ± 9.09 b

112.81 ± 3.02 b

108.11 ± 9.12 b

101.88 ± 7.71 b

100.11 ± 6.09 b

3.00 a

340.20 ± 75.68 b

119.30 ± 0.52 d

208.71 ± 51.36 c

71.92 ± 0.65 d,e

40.34 ± 1.10 e

5.29 a

57.96 ± 4.93 a

47.39 ± 2.24 b

42.50 ± 2.27 b

41.53 ± 3.67 b

40.50 ± 9.22 b

1.88 b

191.69 ± 18.89 a

58.76 ± 13.02 c

58.75 ± 3.59 c

57.62 ± 5.51 c

57.89 ± 8.34 c

13.59 a

46.30 ± 0.87 b

53.53 ± 8.36 b

57.54 ± 2.22 b

58.36 ± 11.17 b

59.36 ± 5.22 b

0.82 a

25.72 ± 0.87 b

25.84 ± 0.33 b

24.78 ± 1.12 b

24.23 ± 4.22 b

23.71 ± 5.41 b

2.51 b

37.41 ± 8.54 a

9.60 ± 1.78 c

8.63 ± 1.18 c

11.44 b

239.13 ± 17.84 a

67.01 ± 2.39 c

83.59 ± 5.71 b

47.38 ± 1.74 d

32.74 ± 5.37 d

Hình 1.4 Ảnh hưởng của thời gian lên men đối với hàm lượng các amino acid có trong

tỏi đen [6]

Nghiên cứu khảo sát về sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến các chỉ tiêu chất lượng của tỏi đen như sự thay đổi về màu sắc, mùi vị, hàm lượng polyphenol tổng, hàm lượng acid tổng, Bằng việc đánh giá tổng điểm cảm quan đã đưa đến kết luận rằng ở nhiệt độ lên men tỏi đen 70°C (39,95 ± 0,31°C) cho ta điểm cảm quan cao hơn so với nhiệt độ khác Cho thấy nhiệt độ 70°C có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành các chỉ tiêu chất lượng và hương vị của tỏi đen trong quá trình chế biến [38]

Các đặc tính vật lý, hoá học của sản phẩm như tổng chất rắn hoà tan, pH, nồng độ acid

chuẩn độ, độ cứng, hàm lượng phenol tổng số, hoạt động của alliinase (AOAS) được phân tích bởi Maldonade và Mendes Kết quả cho thấy hàm lượng phenolic tăng 67,3- 603,0 mg/100g, pH giảm từ 6,7 đến 3,8, tổng số hàm lượng chất khô tăng từ 22,9 - 47,30% [39]

1.2.2 Nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, mặc dù sản lượng tỏi tươi nhưng các nghiên cứu về tỏi đen vẫn còn hạn chế Hiện nay, đề tài nghiên cứu tỏi đen đạt được thành công nhất định ở Việt Nam là

đề tài cấp Nhà nước mã số KC10.TN05/11-15 của Học viện Quân Y Qua đó, đã nghiên cứu thành công công nghệ lên men tỏi tươi để chuyển hoá thành tỏi đen Sản phẩm này có màu đen, không hoặc hầu như không còn mùi vị khó chịu, có vị ngọt giống như các loại trái cây, chỉ cần bóc lớp vỏ ngoài là có thể ăn được và có thể bảo quản được trong thời gian dài Qua đó, sau quá trình lên men thì các hoạt tính sinh học của tỏi Lý Sơn tăng đáng kể, trong đó hàm lượng đường tổng tăng khoảng 13 lần, fructose tăng khoảng 52 lần

và S-allyl- L-cystine tăng gấp 6 lần [40]

Quá trình lên men làm xuất hiện nhiều thành phần mới như L-allyl-L-cystein (SAC), S-allyl mercapto cystein (SMAC) (không có hoặc hàm lượng rất thấp trong tỏi thường) [25], [42] Ngoài ra quá trình lên men sẽ làm gia tăng các thành phần dinh dưỡng, các acid amin, nguyên tố vi lượng cũng như hàm lượng các chất chống oxy hoá Cụ thể, hàm lượng polyphenol toàn phần tăng 3 lần, hàm lượng flavonoid và thiosulphat tăng 5 lần [16], [23]

Với những lợi ích mà tỏi đen đem lại, những năm gần đây, hàng loạt nghiên cứu trong nước đã được tiến hành nhằm triển khai sản xuất hàng loạt tỏi đen với chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu nghiên cứu và tiêu dùng [13], [14] Từ đó, góp phần nâng cao mức sống của người dân, đem lại sản phẩm tự nhiên, có nhiều hoạt tính chống oxy hoá có lợi cho sức khoẻ con người

Nhìn chung, các đề tài nghiên cứu về sự thay đổi hàm lượng các hoạt chất chống oxy hoá có trong tỏi đen cũng như nghiên cứu về tác dụng của tỏi đen đối với sức khoẻ con người đã nhận được nhiều sự quan tâm của giới nghiên cứu trong và ngoài nước Tuy

nhiên, về mặt ứng dụng nghiên cứu tạo ra các sản phẩm phục vụ cuộc sống vẫn còn hạn chế Nên sự cần thiết của các đề tài nghiên cứu mang tính ứng dụng tạo ra sản phẩm mới thật sự cấp thiết trong thời đại hiện nay

1.3 Các nghiên cứu về quy trình sản xuất nước tỏi đen

Sản phẩm nước ép tỏi đen là một sản phẩm còn mới lạ hiện nay trên thị trường cho nên những nghiên cứu về các thông số của quy trình sản xuất là rất ít Yếu tố đầu tiên quyết định nên chất lượng sản phẩm là nguyên liệu đầu vào Việc lựa chọn đúng nguồn nguyên liệu tỏi ban đầu sẽ góp phần chuẩn hoá các công đoạn sau trong quy trình chuẩn xác hơn Mỗi loại tỏi khác nhau, được trồng ở các điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu khác nhau sẽ có các tính chất vật lý, hoá học khác nhau cũng như khác nhau về hàm lượng các hoạt chất sinh học bên trong [12]

Có nhiều phương pháp trích ly nhằm thu được dịch tỏi đen đã được nghiên cứu như: phương pháp tách chiết, phương pháp ngâm dầm, phương pháp gia nhiệt, [24] Có nhiều loại enzyme được sử dụng để làm tăng tốc độ phản ứng, tăng hiệu suất thu hồi dịch chiết trong quả, đặc biệt là việc sử dụng enzyme pectinase thương mại hay còn gọi là enzyme pectinex Ultra SP-L [43] Enzyme pectinase thuộc nhóm enzyme thủy phân Nó sử dụng

cơ chất là pectin và sản phẩm sau khi thủy phân là acid pectic và methanol Enzyme pectinase được sử dụng nhiều trong công nghiệp chế biến trái cây nhằm mục đích gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện chất lượng dịch quả và có tác dụng làm trong [44] Trong nghiên cứu của Jun Ho Kim và cộng sự kết quả cho thấy khi bổ sung enzyme pectinase ở nồng độ là 3% so với khối lượng mẫu sẽ làm tăng hàm lượng của SAC, polyphenol tổng, flavonoid tổng của nước ép tỏi đen hơn so với hai loại enzyme còn lại là cellulase và hemicellulose [33] Cho nên, trong phạm vi của đề tài, enzyme pectinase được sử dụng nhằm mục đích làm tăng hiệu suất của quá trình dịch hoá từ đó thu được hàm lượng polyphenol tổng cao nhất cũng như làm tăng khả năng kháng oxy hoá của dịch trích

Theo báo cáo của Alesssandra Biz, enzyme pectinase hoạt động ở các nhiệt độ khác nhau sẽ có khả năng phân cắt mạch khác nhau Cụ thể, ở điều kiện 45oC, thời gian 10 phút

sẽ cho hoạt động pectinolytic là tối ưu nhất, cao gấp 8 lần so với giá trị thấp nhất thu được

ở điều kiện 45o

C, thời gian 30 phút [45]

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên liệu và hóa chất

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

- Địa điểm: Phòng thí nghiệm F4.03 của Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm – trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

- Thời gian thực hiện: từ ngày 01/01/2017 đến ngày 20/05/2018

2.1.2 Nguyên liệu

 Tỏi tươi

- Tỏi nhiều nhánh được nhập từ ba vùng: tỏi Phan Rang ( Nguồn gốc: thị xã Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận), tỏi Lý Sơn (Nguồn gốc: huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi), tỏi Sóc Trăng (Nguồn gốc: thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng) Tỏi được thu mua vào tháng 6, không sâu mọt, không hư hỏng vật lý

Hình 2.1 Tỏi tươi sau khi được thu mua

- Tỏi sau khi thu mua sẽ được bóc vỏ rồi trải qua quá trình lên men trong máy lên men tỏi đen trong thời gian 15 ngày Sau đó, được bảo quản ở nhiệt độ -5oC

Hình 2.2 Máy lên men tỏi đen Việt Nhật

Hình 2.3 Tỏi lên men sau 1 ngày

Hình 2.4 Tỏi lên men sau 15 ngày (Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang)

- Thành phần: olygalacturonase PGU: 10589; tỉ trọng: 1,163; tổng số vi khuẩn sống/G: 100; coliform Bacteria/G<10; Enteropathogenic E.Coli: không phát hiện ; Salmonella: không phát hiện

- Khoảng pH tối thích để enzyme có hoạt tính cao nhất là từ 4-9

- Bảo quản trong lọ kín, giữ ở nơi khô thoáng Nhiệt độ bảo quản trong khoảng 0-10oC

Hình 2.5 Bảo quản Pectinex Ultra SP-L

2.1.3 Hoá chất

Bảng 2.1 Danh sách hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

2.2 Dụng cụ và thiết bị

Bảng 2.2 Danh sách thiết bị sử dụng

Cân phân tích 4 số lẻ Sartorius QUINTIX224-1S Đức

Thiết bị sấy SHELLAB

Máy lọc chân không

Thể tích phiểu lọc 300ml- Thể tích bình chứa 1000ml Bơm chân không Gast

Model: DOA-P604-BN

Trung Quốc

Tủ ấm lạnh có lắc

Contherm Serial No: 13361

New Zealand

Khúc xạ kế đo độ brix

Trans Instruments HS1050/1051

Singapore

Một số dụng cụ thông thường khác như: erlen, becher, pipet, ống nghiệm, đũa thuỷ tinh, cuvet thuỷ tinh

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tỏi đen từ tỏi tươi

Hình 2.6 Sơ đồ quy trình sản xuất tỏi đen từ tỏi tươi

 Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu: Tỏi tươi nhiều nhánh được nhập từ 3 vùng trồng tỏi Lý Sơn, Sóc Trăng,

Phan Rang Yêu cầu tỏi nguyên vẹn, không dập nát, sâu mọt, chất lượng đạt đồng đều

Xử lý sơ bộ: Tỏi được làm sạch đất cát Cắt bỏ phần rễ, cuống Và tiến hành bóc vỏ sản

phẩm Mục đích của công đoạn bóc vỏ là để làm giảm thời gian của quá trình lên men tỏi tươi thành tỏi đen Từ đó giúp tiết kiệm thời gian, chi phí sản xuất

Lên men: Sau khi xử lý sơ bộ, ta tiến hành quá trình lên men tỏi tươi bằng máy làm tỏi

với các thông số nhiệt độ, thời gian, độ ẩm đã được cố định trước Cụ thể, tỏi đen sẽ được lên men ở nhiệt độ 75oC, độ ẩm 90%, thời gian 15 ngày Theo các nghiên cứu trước đã công bố, điều kiện lên men trên cho hàm lượng polyphenol tổng và khả năng chống oxy hoá cao (8,07 ± 0,21 g GAE∙kg -1 DW và 82,21 ± 0,88%) [46]

Tỏi tươi

Xử lý sơ bộ

Lên men

Tỏi đen

2.3.2 Sơ đồ quy trình sản xuất nước tỏi đen

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình sản xuất nước tỏi đen

 Thuyết minh quy trình

- Nghiền: tỏi đen sau khi được lựa chọn được nghiền nhuyễn bằng máy xay

- Dịch hoá: tiến hành dịch hoá tỏi đen với nước với tỉ lệ tỏi : nước tương ứng là 1:10

Khảo sát nhiệt độ dịch hoá (4h, 5h, 6h, 7h, 8h ), nhiệt độ (40oC, 45 oC, 50 oC, 55 oC, 60

oC), nồng độ pectinase (1%, 2%, 3%, 4%, 5%)

phút nhằm mục đích vô hoạt enzyme pectinase

Tỏi đen

Nghiền Dịch hoá Đun sôi Làm nguội Lọc

100oC, 5 phút

Lọc Rót chai Thanh trùng Dán nhãn

Sản phẩm

90oC, 4phút

- Lọc: Lọc dung dịch nước tỏi đen bằng màng lọc, bỏ phần bã Phần nước lọc được sử

dụng ở các công đoạn sau

Rót chai: Cho dung dịch tỏi đen vào trong chai thuỷ tinh thể tích 200ml Rồi sau đó tiến

2.3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Khảo sát các thông số trong

giai đoạn dịch hoá

Khảo sát 3 thông số: % enzyme

pectinse bổ sung, nhiệt độ, thời

gian

Xác định khả năng chống oxy hoá

của sản phẩm sau thanh trùng

Sản phẩm: nước tỏi đen

Xác định hàm lượng polyphenol tổng

Khả năng chống oxy hoá theo phương pháp

Xác định hàm lượng polyphenol tổng

Khả năng chống oxy hoá theo phương pháp

DPPH

Xác định hàm lượng polyphenol tổng

Khả năng chống oxy hoá theo phương pháp

DPPHHàm lượng chất khô hoà tanHàm lượng chất khô hoà tan

2.3.4 Thí nghiệm 1: Lựa chọn nguyên liệu làm nước tỏi đen thích hợp trong ba loại tỏi từ các vùng: Lý Sơn, Sóc Trăng, Phan Rang để sử dụng trong quy trình sản xuất

Hình 2.9 Quy trình lựa chọn nguyên liệu làm nước tỏi đen

 Mục đích: Lựa chọn được nguyên liệu (tỏi đen được lên men từ tỏi trồng ở ba

vùng) có khả năng chống oxy hoá cao nhất để đưa vào trong quy trình sản xuất nước tỏi đen

- Chọn % enzyme pectinase bổ sung theo khối lượng mẫu là 3%, nhiệt độ 45oC, thời gian

5 giờ Một số nghiên cứu dịch hoá đối với tỏi đen cũng chọn các khoảng khảo sát tương

- Tỏi đen sau quá trình lên men được bảo quản ở điều kiện -4oC Khi tiến hành thí nghiệm

sẽ được nghiền bằng máy xay nhằm mục đích phá vỡ tế bào, tăng diện tích tiếp xúc của enzyme và cơ chất Sau đó, tiến hành cân định lượng 2g tỏi đen hoà cùng 200ml nước cho vào becker 250ml, bổ sung 3% enzyme pectinase so với khối lượng mẫu Mẫu được ủ trong tủ ấm ở 45 oC, thời gian dịch hoá là 5 giờ

- Sau 5h, tiến hành vô hoạt enzyme bằng cách đun cách thuỷ 90oC, 5 phút Sau khi vô hoạt, tiến hành lọc dịch tỏi đen bằng thiết bị lọc chân không Phần dịch lọc thu được sẽ được bảo quản lạnh ở nhiệt độ -4oC

- Sau đó, tiến hành các thí nghiệm xác định khả năng chống oxy hoá của dịch tỏi đen của

ba loại tỏi: Lý Sơn, Phan Rang, Sóc Trăng

- Hàm lượng polyphenol tổng của dịch trích sẽ được xác định sau mỗi thí nghiệm dịch hoá

- Khả năng chống oxy hoá của dịch trích sẽ được xác định sau mỗi thí nghiệm dịch hoá

- Mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần

- Điều kiện dịch hoá nào cho dịch trích khả năng chống oxy hoá cao nhất sẽ được chọn để tiếp tục nghiên cứu

 Hàm mục tiêu

+ Khả năng chống oxy hoá:

 Hàm lượng polyphenol tổng

 Hoạt tính chống oxy hoá dựa vào khả năng bắt gốc tự do DPPH

2.3.5 Thí nghiệm 2: Xác định các thông số dịch hoá

 Mục đích: tìm được điều kiện dịch hoá thích hợp để thu được dịch trích có hoạt

tính kháng oxy hoá cao nhất

- Theo nghiên cứu đã công bố, % enzyme pectinase sử dụng trong giai đoạn dịch hoá tỏi

đen là 3% (theo khối lượng mẫu) nên chúng em chọn tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung với

% thấp nhất là ở điều kiện thường (0%), với bước nhảy là 1%, % enzyme pectinase bổ

sung nhiều nhất là 5% (theo khối lượng mẫu) [33]

- Chọn nhiệt độ thấp nhất cho khảo sát là ở điều kiện 40oC, với bước nhảy 5oC, nhiệt độ cao nhất là 60oC Một số nghiên cứu cũng chọn khoảng nhiệt độ tương tự [45] Ngoài

ra, nếu nhiệt độ quá trình dịch hoá quá cao có thể làm tăng tốc độ phản ứng oxy hoá của các hợp chất phenolic dẫn đến hàm lượng bị giảm đi [51]

- Lựa chọn thời gian dịch hoá trong khoảng 4-8 giờ Với bước nhảy là 1 giờ

 Tiến hành

- Kế hoạch thí nghiệm được trình bày trong bảng 3.3

Bảng 2.3 Bảng kế hoạch thí nghiệm xác định các thông số trong giai đoạn dịch hoá tỏi đen

2.1 Xác định % enzyme

pectinase bổ sung (theo

khối lượng mẫu)

% enzyme pectinase

bổ sung (theo khối lượng mẫu):

1%, 2%, 3%, 4%, 5%

- Thời gian dịch hoá: 5 giờ

-Thời gian dịch hoá: 5 giờ

- Giống tỏi: Lựa chọn từ thí nghiệm 1

- % enzyme pectinase bổ sung (theo khối lượng mẫu): Lựa chọn từ thí nghiệm 2.1

-

- Nhiệt độ dịch hoá: lựa chọn từ thí nghiệm 2.2

- Mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần

- Hàm lượng polyphenol tổng của dịch trích sẽ được xác định sau mỗi thí nghiệm dịch hoá

- Khả năng chống oxy hoá của dịch trích sẽ được xác định sau mỗi thí nghiệm dịch hoá

- Điều kiện dịch hoá nào cho dịch trích khả năng chống oxy hoá cao nhất sẽ được chọn để tiếp tục nghiên cứu

 Hàm mục tiêu

+ Khả năng chống oxy hoá:

 Hàm lượng polyphenol tổng

 Hoạt tính chống oxy hoá dựa vào khả năng bắt gốc tự do DPPH

2.3.6 Thí nghiệm 3: Xác định khả năng chống oxy hoá của sản phẩm sau thanh trùng

 Mục đích: Xác định được khả năng chống oxy hoá còn lại của sản phẩm sau thanh

trùng