Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học Bách khoa hà nội Luận văn thạc sỹ Khoa học Nghành : Công nghệ thực phẩm Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu Isoflav

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học Bách khoa hà nội

Luận văn thạc sỹ Khoa học

Nghành : Công nghệ thực phẩm

Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng

Nguyễn Mạnh Thắng

Bộ giáo dục và đào tạoTrường đại học Bách khoa hà nội

Luận văn thạc sỹ Khoa học

Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng

Mục lục

Mở đầu Phần I Tổng quan

1 Đậu tương 1.1 Hình thái học của hạt đậu 1.2 Thành phần cấu trúc và giá trị dinh dưỡng của đậu tương

1.2.1 Thành phần tổng quát 1.2.1.1 Lipit

1.2.1.2 Protein 1.2.1.3 Gluxit 1.2.2 Các thành phần khác

1.3 Đậu tương nảy mầm

2 Isoflavon trong đậu tương 2.1 Đặc điểm

2.1.1 Genistein 2.1.2 Daidzein 2.1.3 Glycitein

2.2 Nhận dạng cấu trúc và đồng phân 2.3 Tác dụng của isofavon đối với sức khỏe con người

2.3.1 Cơ chế tác động của isoflavon 2.3.2 Cơ chế hấp thụ

2.4 Hàm lượng isoflavon trong đậu tương và các thực phẩm từ đậu tương 2.5 ảnh hưởng của các quá trình công nghệ đến hàm lượng isoflavon 2.6 ảnh hưởng của môi trường đến hàm lượng isoflavon

2.7 Quá trình chuyển hoá sinh học 2.8 Xu hướng nghiên cứu và sử dụng isoflavon trên Thế Giới và ở Việt Nam

Phần II nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp công nghệ

2.2.1.1 Phương pháp nảy mầm đậu tương

2.2.1.2 Phương pháp đồng hóa dịch sữa đậu tương nảy mầm

2.2.1.3 Phương pháp sấy phun dịch sữa đậu tương nảy mầm sau quá trình

2.2.6 Phương pháp sản xuất bánh nướng đậu xanh truyền thống

Phần III Kết quả và thảo luận

3.1 Nghiên cứu lựa chọn nguồn nguyên liệu đậu tương

3.1.1 Đặc điểm nhận dạng một số giống đậu tương Việt Nam

3.1.2 Nghiên cứu lựa chọn loại đậu tương có hàm lượng isoflavon cao

3.1.2.1 Xác định hàm lương isoflavon tổng số ở 6 giống đậu tương nghiên cứu

3.1.2.2 Xác định hàm lượng isoflavon dạng Malonyl

3.1.2.3 Xác định hàm lượng isoflavon dạng β - glucosid và aglucon

3.1.2.4 Xác định hàm lượng isoflavon dạng Axetyl

3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ và vùng địa lý đến hàm lượng

isolavon của giống đậu tương DT84

3.2 Nghiên cứu xác định các điều kiện của quá trình nảy mầm đậu tương

3.2.1 ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ngâm đến sự nảy mầm của hạt

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ đến hàm lượng Isoflavon dạng aglucon

3.2.3 Tối ưu hóa quá trình ủ nảy mầm hạt đậu tương bằng phương pháp toán học để thu được hàm lượng cao isoflavon dạng aglucon

3.3 Nghiên cứu quy trình đồng hóa dịch sữa đậu tương nảy mầm

3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến chất lượng dịch sữa

3.4.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu

3.4.2 ảnh hưởng của tỷ lệ chất mang đến Malto-dextrin đến chất lượng sản phẩm

3.4.3 Nghiên cứu các thông số công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy phun 3.4.3.1 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy

3.4.3.2 Xác định ảnh hưởng của lưu lượng dòng nhập liệu

3.4.3.3 Xác định ảnh hưởng của áp suất khí nén

3.4.4 Xác định chất lượng của sản phẩm bột đậu tương nảy mầm giàu

isoflavon

3.4.5 Quy trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon

3.5 Nghiên cứu ứng dụng bổ sung bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon trong sản suất Bánh nướng cao cấp Isoflavon

Phần IV Kết luận

Phần V Tài liệu tham khảo

Tài liệu tiếng việt

Tài liệu tiếng anh

Mở đầu

Một nhóm các chất hóa thực vật trong các cây họ đậu được quan tâm nhiều nhất hiện nay là phytoestrogen Phytoestrogen có cấu trúc hóa học tương tự các hormon oestrogen, oestradiol ở cơ thể động vật và cũng có hoạt tính của oestrogen Tuy nhiên hoạt tính này thấp hơn nhiều lần so với oestrogen động vật (chỉ bằng khoảng 1/1000 đến 1/500 hoạt tính oestradiol) Vì vậy, các phytoestrogen có thể có tác dụng kháng oestrogen bằng cơ chế cạnh tranh tại các receptor của oestrogen [16,36] Các nhóm phytoestrogen chính trong tự nhiên là isoflavon, coumestan và lignan trong đó isoflavon là các hợp chất được quan tâm nhất Isoflavon có nhiều ở thực vật họ đậu, nhất là

đậu tương (Glycine max)

Các nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy isoflavon có nhiều tác dụng như chống ung thư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư tử cung, giảm chứng bốc hỏa của phụ nữ thời mãn kinh, giảm nguy cơ mắc các chứng bệnh tim mạch, giảm hàm lượng cholesterol trong máu, chống viêm nang tử cung, bệnh loãng xương và làm giảm hàm lượng đường trong máu ở các bệnh nhân tiểu đường type II… Hiện nay, nhiều nghiên cứu cũng cho rằng Isoflavon còn có khả năng kéo dài tuổi thanh xuân của phụ nữ, làm đẹp da và một số chức năng liên quan tới chống lão hóa [17, 25, 39]

Isoflavon có nhiều ở thực vật họ đậu, nhất là đậu tương Trong số 12 isoflavon thì các isoflavon dạng aglucon (gồm daidzein, genistein và glycitein) có hoạt tính sinh học cao hơn rất nhiều so với các isoflavon còn lại (dạng glucosid) Tuy nhiên, hàm lượng của chúng trong đậu tương lại rất thấp (chỉ chiếm 1-5% so với isoflavon tổng số)[39] Isoflavon dạng glucosid có thể

được chuyển hóa thành dạng isoflavon dạng aglucon dưới tác dụng của enzim β-glucosidaza Enzim này cắt liên kết β - glucosid trong isoflavon dạng

quá trình nảy mầm đậu tương đã kích hoạt enzim glucosidaza trong nội nhũ của hạt, làm tăng khả năng chuyển hóa isoflavon từ dạng glucosid sang dạng aglucon Đồng thời, quá trình nảy mầm cũng đã thúc đẩy hoạt động của các enzim proteaza, amylaza… trong nội nhũ, biến đổi các chất không hòa tan như protein, tinh bột, chất béo thành các chất hòa tan như axít amin, đường, đồng thời làm giảm các chất phản dinh dưỡng như raffinoza hay chất ức chế anti- trypsin Chính vì vậy, đậu tương sau khi nảy mầm còn chứa nhiều các hợp chất sinh học như vitamin E, vitamin C

Trên thế giới, isoflavon được chiết tách, thu nhận từ đậu tương hoặc cỏ

đỏ ấn độ (red clover), tạo ra nhiều loại chế phẩm isoflavon như Soy Isoflavones, Fujiflavon AM 10 Bên cạnh đó các thực phẩm chức năng mà thành phần chức năng là Isoflavon ngày càng trở nên phổ biến Xu hướng sử dụng các thực phẩm chức năng nguồn gốc tự nhiên, không sử dụng hóa chất trong quá trình chế biến được nhiều nhà sản xuất và người tiêu dùng quan tâm

Việt Nam là một nước nông nghiệp với sản lượng đậu tương lên tới khoảng 290.000 tấn/năm Đây là nguồn nguyên liệu phong phú, rất thuận lợi cho nghiên cứu và sản xuất các thực phẩm giàu isoflavon Trong khi đó, vấn

đề nghiên cứu sản xuất các sản phẩm giàu isoflavon ở nước ta gần như chưa

bắt đầu Đó chính là những lý do để thực hiện đề tài “Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng”

Đề tài gồm có các nội dung chính sau:

1 Lựa chọn giống đậu tương giàu isoflavon

2 Nghiên cứu nâng cao hoạt tính sinh học của isoflavon trong đậu tương (chuyển từ dạng glycosid sang dạng aglycon) bằng phương pháp nẩy mầm

3 Nghiên cứu quy trình đồng hóa dịch sữa đậu tương nảy mầm

4 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon từ dịch sữa đậu tương nảy mầm bằng phương pháp sấy phun

5 Nghiên cứu ứng dụng bổ sung bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon trong

sản suất bánh nướng Đậu xanh Isoflavon

Phần I - Tổng quan

1 Đậu tương

Đậu tương - Tên khoa học là Glycine max (L) là một trong những cây

trồng cổ nhất của nhân loại Đậu tương có nguồn gốc ở vùng Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu tương dại, thân mảnh, dạng dây leo tên khoa học là G Soja Sieb & Zucc Từ Trung Quốc, đậu tương lan truyền

dần ra khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu tương được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển sang Nhật Bản Đến giữa thế kỷ 17 đậu tương mới được nhà thực vật học người Đức Engelbert Caempfer đưa về Châu Âu và đến năm 1954, mới được

du nhập vào Hoa Kỳ [3] Mặc dù đậu tương được biết đến từ rất lâu đời nhưng sau đại chiến thế giới thứ 2 mới thực sự phát triển ở Mỹ, Brazil, Canada… và cũng từ đó việc dùng đậu tương làm thực phẩm, trong chăn nuôi, trong công nghiệp, y tế… ngày càng mở rộng

ở nước ta, diện tích và sản lượng đậu tương tăng nhanh trong vòng 8 năm qua, diện tích từ 124.100 ha năm 2000 lến 230.000 ha năm 2007, sản lượng từ 149.300 tấn năm 2000 lên 466.900 tấn năm 2007 Tuy nhiên năng suất chỉ tăng từ 12,0 tạ/ha năm 2000 lên 20,3 tạ /ha năm 2007

Các tỉnh có diện tích đậu tương lớn là Hà Tây, Hà Giang, Đắk Lắk và

Đắk Nông, Đồng Nai Tuy nhiên, về năng suất thì An Giang đạt năng suất bình quân cao nhất cả nước (28,0 tạ/ha), cao hơn so với bình quân cả nước 2 lần và so với các địa phương còn lại từ 0,5-3,0 lần, kế đến là các tỉnh: Đồng Tháp đạt 21,0 tạ/ha , Đắk Nông đạt 20,0 tạ/ha, Hải Dương và Thái Bình đạt 19,0 tạ/ha [7]

Tại các tỉnh phía Bắc đậu tương được trồng 3 vụ/năm (Xuân, Hè và

Đông), Duyên hải Nam Trung Bộ gieo trồng trong vụ Xuân, Hè và Thu, các

tỉnh vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên trồng trong vụ 1(hè) và vụ 2 (thu), gần đây còn phát triển sản xuất vụ thu đông trên chân đất ruộng Vì vậy, công tác chọn giống cần hướng theo vùng sinh thái, mùa vụ và điều kiện canh tác, khả năng chống chịu sâu bệnh, chất lượng sản phẩm

Bảng 1.1- Diện tích, Năng suất và Sản lượng đậu tương

Qua số liệu thống kê trên, nhận thấy rằng về sản lượng, năng suất cây

đậu nành của Việt Nam còn rất thấp Tuy nhiên về chất lượng đậu nành của nước ta tương đối cao, hàm lượng protein 39-42%, dầu 18-21%, trọng lượng 180-270 gam/ 1000 hạt Như vậy trước mắt việc mở rộng diện tích trồng đậu nành ở nước ta là rất cần thiết, cần xen canh gối vụ với các cây trồng khác, kết hợp với áp dụng khoa học kỹ thuật đưa năng suất lên

1.1 Hình thái học của hạt đậu

Hạt đậu gồm hai phần: vỏ hạt và phôi

Vỏ dễ ngấm nước và dính với phôi ở rốn hạt, đó là một rãnh nhỏ hình bầu dục Màu sắc của rốn thay đổi tùy theo giống và là đặc điểm phân biệt giống Nơi đây rễ mầm đầu tiên của cây con sẽ chui ra khi mọc mầm Vỏ hạt chứa sắc tố anthocyanin, tùy theo hàm lượng sắc tố này mà vỏ hạt có 4 màu khác nhau: vàng, nâu, xanh, đen

Phôi gồm hai lá mầm, rễ mầm, trụ dưới lá mầm và trục thượng diệp Hai lá mầm là nơi chiếm hầu hết trọng lượng hạt, đồng thời là bộ phận chứa chất đạm và béo của đậu nành Lá mầm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trong vòng 2 tuần lễ đầu tiên sau khi nảy mầm, sau đó vàng đi và rụng Khi

hàm lượng nước đạt 50% trọng lượng thì hạt bắt đầu nảy mầm, rễ bắt đầu đâm xuyên qua vỏ hạt ở vùng rốn hạt, rễ mầm đâm xuống đất 2cm thì bắt đầu phân

rễ nhánh, cùng lúc với sự phát triển của rễ mầm, trục hạ diệp phát triển dài ra

và nâng 2 tử diệp lên khỏi mặt đất

Hình 1.1 Cấu trúc của hạt đậu tương [55]

1.2 Thành phần cấu trúc và giá trị dinh dưỡng của đậu tương

1.2.1 Thành phần tổng quát

Thành phần hạt đậu tương có thể thay đổi một phần tùy vào thời vụ và

điều kiện sinh trưởng Ước tính trung bình, dầu và protein chiếm 60% trọng lượng khô của hạt Chất khô chủ yếu bao gồm cacbonhydrat (khoảng 35%) và tro (khoảng 5%) Đối với hạt phát triển bình thường và được bảo quản tốt, hạt

đậu tương có độ ẩm khoảng 12%-13% Trên mức này, hạt có nguy cơ bị nấm mốc tấn công, đặc biệt ở thời tiết nóng Dưới 12%, đậu tương có khuynh hướng bị nứt và vỡ Tỷ lệ đậu tương bị nứt vỡ càng lớn càng làm tăng mùi ôi trong quá trình bảo quản Khi độ ẩm của đậu tương thành phẩm bảo quản khoảng 13% trên trọng lượng hạt thì đậu tương chứa khoảng 35% protein, 17% dầu, 31% cacbonhydrat và 4,4% tro [31] Đối với cây đang sinh trưởng, hàm lượng protein có thể nằm trong khoảng 40% - 45%, lipit 18%-20% [13]

Thông thường, hạt đậu tương bao gồm 8% rễ, 90% lá mầm và 2% trụ dưới lá mầm Lá mầm chứa nhiều protein và dầu, trong khi rễ chứa rất ít Thực

Trụ dưới lá mầm Trụ dưới lá mầm

Lỗ noãn Rốn hạt

Trụ trên lá mầm Chồi

Lá mầm

Vỏ hạt

tế, lượng dầu ở rễ gần như không có vết xuất hiện Trụ dưới lá mầm chứa một lượng protein xấp xỉ như ở lá mầm nhưng chất béo chỉ bằng một nửa [31]

Tỷ lệ từng thành phần trong hạt đậu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm giống, mùa vụ, vùng địa lý, và môi trường [31] Thành phần tổng quát của hạt đậu tương được trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.2 - Thành phần chính của hạt đậu tương [15]

Cấu tạo hạt

Tỷ lệ so với trọng lượng hạt, (%)

Thành phần chủ yếu của hạt, (%) Protein

Hàm lượng lipit của đậu tương khoảng 15-25% [1] Dầu đậu tương có

tỷ lệ tiêu hóa cao, khả năng tiêu hóa đạt tới 87% Do có chứa nhiều axít béo không no nên việc sử dụng dầu đậu tương thay cho mỡ động vật có thể tránh

được bệnh xơ cứng động mạch và kéo dài tuổi thọ Các lipit tự do trong hạt

đậu tương chiếm khoảng 17,8%, lipit liên kết khoảng 2,1%

Thành phần axít béo chưa no trong dầu đậu tương chiếm tới 80-90%

Các axít béo chưa no là những axít béo không thể thay thế của cơ thể Nhu cầu của các chất này đối với người lớn là 8-10g/ngày, do vậy đậu tương chính là một trong những cây trồng cung cấp nguồn dinh dưỡng có giá trị này

Cũng như các loại dầu khác, dầu đậu tương gồm 4 loại: lipit trung tính, glucolipit, photpholipit và lipit phân cực cao, trong đó lipit trung tính là thành phần chính với hàm lượng chiếm khoảng 88% trọng lượng dầu Photpholipit chiếm khoảng 10%, hầu hết lipit trung tính là triglixerit (98%) Các loại lipit này không thay đổi giữa các giống

Ngoài ra dầu đậu tương là nguồn cung cấp vitamin E (tocopherol) tốt nhất, trong các loại đậu đỗ vitamin này thường gấp 3 - 4 lần so với các loại hạt ngũ cốc Trong dầu hạt đậu tương có thể đạt đến 200 mg vitamin E trong 100

g dầu Chính vì vậy đậu tương được coi là cây trồng có giá trị sinh học rất cao [1]

1.2.1.2 Protein

Trong hạt đậu tương, hàm lượng protein chiếm nhiều nhất, khoảng từ 35-40% theo trọng lượng chất khô, tùy theo giống và vụ khác nhau hàm lượng protein trong hạt đậu tương ở nước ta dao động trong khoảng từ 31-41,7% [1] Hàm lượng này cao hơn cả trong thịt, cá và gấp đôi so với các loại đậu đỗ khác Lượng protein tan trong nước chiếm khoảng 72-94%, trong đó glixinin chiếm khoảng 84%, albumin khoảng 5,4% và hợp chất không phải nitơ chiếm khoảng 6% Còn hàm lượng protein tan trong NaCl 0,1M thì khoảng 27-37,1% [4]

Protein của đậu tương có giá trị sinh học cao, nhiều nghiên cứu cho thấy protein đậu tương có giá trị dinh dưỡng rất hoàn chỉnh, có chứa nhiều loại axít amin mà cơ thể con người và động vật không thể tự tổng hợp được Wang

và các cộng sự khi nghiên cứu so sánh hàm lượng trung bình các axít amin của hạt đậu tương với trứng gà tươi cho thấy các thành phần axít amin của đậu tương khá hài hòa và không thua kém trứng gà bao nhiêu, đặc biệt thành phần các axít amin không thay thế phenylalanin thì trong hạt đậu tương cao hơn hẳn trong trứng gà ở nước ta cũng có nhiều nghiên cứu về giá trị protein đậu tương và kết quả cho thấy hàm lượng axít amin trong các giống đậu tương của

ta không thua kém so với các giống đậu tương trên thế giới[53]

Bảng 1.4 - Hàm lượng axít amin trong hạt của một số giống đậu nành ở Việt Nam (g/100g protein) [8]

độ tiêu hóa protein của bột đậu tương là 85%, còn của các dạng tinh khiết hơn như isolate và Concentrat là 95%

Ngoài ra trong hạt đậu tương còn kể đến một số chất phản dinh dưỡng

có nguồn gốc protein như chất ức chế Trypsin, kimotrypsin, chất hemaglutinin

và một số yếu tố gây đầy hơn

1.2.1.3 Gluxit

Hàm lượng gluxit trong đậu tương chiếm khoảng 30-35% khối lượng chất khô Bao gồm polysacarit không tan như hemixenluloza (kiểu arabiogalactan), các pectin, xenluloza và các đường hòa tan như sacaroza 5%, stachyoza 4%, raffinoza 1% và một lượng nhỏ vecbascoza [52]

Hàm lượng gluxit không hòa tan chiếm khoảng 90% trong đó có:

1.2.2 Các thành phần khác

Hàm lượng tro trung bình của hạt đậu tương khoảng từ 4-5%, thành phần các nguyên tố tro tương đối đầy đủ bao gồm chất khoáng: P, K, Na, Ca, Mg… và các nguyên tố vi lượng: Fe, Cu, Mn… có vai trò hóa sinh quan trọng trong trao đổi chất của cơ thể

Đậu tương có giá trị dinh dưỡng cao và có nhiều tính chất chức năng phù hợp cho hàng loạt các sản phẩm thực phẩm Tuy nhiên điểm hạn chế của

đậu tương là mùi và vị chưa thật hấp dẫn Đó là mùi hăng, ngái của đậu tương, mùi lá xanh, mùi cỏ, vị đắng và vị chát

Trong đậu mảnh nguyên và đậu mảnh đã tách dầu thì Hexanal axetaldehyt và axeton là những hợp phần chủ yếu gây ra mùi “đậu”, mùi lá xanh của đậu tương Ngoài ra trong số các hợp chất dễ bay hơi gây mùi đậu và mùi cỏ còn hợp phần 2-Pentylfural và Etylvinyxeton Hợp phần này được tìm thấy trong dầu đậu tương, chất béo của sữa đậu tương và đậu đã được tách béo

Người ta tìm thấy hàng loạt các hợp chất phenol có trong đậu tương hạt và bột đậu tương Ngoài ra còn tìm thấy hợp chất phenolic gồm có các axít phenolic flavonoid, isolavanoid Các hợp chất này thường có mùi hắc và cay, người ta cho rằng nó cũng góp phần gây mùi của đậu tương không hấp dẫn

Đây là một nhóm có tính hỗn tạp các glucosid của rượu triterpenoid có trong hạt đậu tương Các saponin có vị đắng chát khó chịu

Trong đậu tương còn chứa các chất phản dinh dưỡng như Antitrypsin- chất ức chế tritrypsin (gây phình to tuyến tụy), hàm lượng chất này chiếm khoảng 6% tổng số protein Tác dụng kìm hãm của chất ức chế tritrypsin là do

nghịch Ngược lại với kimotrypsin thì tạo ra một hợp chất không bền và thuận nghịch Tuy nhiên các chất phản dinh dưỡng này sẽ bị loại bỏ hoặc mất tác dụng sau khi xử lý nhiệt ẩm hay sau quá trình tách chiết Việc tách vỏ đậu tương có thể loại được 4,3% chất ức chế trypsin, hạt đậu tương nảy mầm sau

72 giờ làm mất đi 13,2% hoạt tính chất ức chế trypsin Biến hình bằng xử lý nhiệt và thay đổi pH có tác dụng phá hủy 79-82% chất ức chế trypsin và 86-92% chất ức chế kimotrypsin [6]

Các hemaglutinin (hay còn gọi là phytohemaglutinin lectin)- chất gây vón hồng cầu Các hemaglutinin thuộc loại glucoprotein, chứa 4,5% mantoza

và 1% glucosamin, có kích thước phân tử 100.000Da và có chứa 2 chuỗi polypeptit Bột đậu chưa tách béo chứa khoảng 3% hemaglutinin, chất này dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt độ

Trong các loại đậu đỗ nói chung và đậu tương nói riêng có chứa rất nhiều vitamin, đặc biệt là vitamin B1 và B2 ngoài ra còn chứa nhiều vitamin khác như vitamin PP, A, E, K, D và C

Hàm lượng các vitamin của đậu tương khá cao, hơn nữa lại là loại thức

ăn giàu đạm nên việc hấp thụ vitamin ở các thức ăn sẽ được tăng lên, điều này càng chứng tỏ giá trị dinh dưỡng của đậu tương rất cao

1.3 Đậu tương nảy mầm

Nảy mầm là quá trình sinh lý và chuyển hóa rất phức tạp, bắt đầu từ hạt giống và kết quả thu được là một cây có khả năng hoàn thiện một cuộc sống bình thường ở điều kiện thuận lợi, các chất dinh dưỡng sẽ được dùng vào việc phát triển rễ và chồi, mầm mọc lên từ đất và cây phát triển tạo ra hạt duy trì cho thế hệ sau

Khi ngâm hạt độ ẩm tăng lên 25- 35 %, các enzim bắt đầu được đánh thức và trở lại trạng thái hoạt động Kết quả là các chất dự trữ cao phân tử không hòa tan như tinh bột, protein, lipit… bị phân hủy thành các chất hòa tan

và được đưa đi nuôi sống mầm Ngoài ra nhờ các quá trình sinh hóa xảy ra liên tiếp, lượng enzim tăng lên đáng kể Vật liệu để hình thành enzim là các axít amin, chúng được tạo ra nhờ hoạt động phân cắt protein của hệ enzim proteaza có trong hạt Proteaza làm tan vỏ tế bào chứa tinh bột, thành tế bào hemixenluloza được thủy phân thì các hạt tinh bột mới được giải phóng, tạo

điều kiện thuận lợi cho enzim thủy phân tinh bột amylaza họat động

Trong quá trình nảy mầm của các loại hạt, các enzim thủy phân sẽ hoạt động mạnh: enzim amylaza sẽ thủy phân gluxit để tạo thành các monosaccarit, disaccarit và các oligosaccarit; các enzim proteolytic sẽ thủy phân protein thành các axít amin; enzim lipaza sẽ thủy phân lipit thành glyxerin và các axít béo Như vậy cơ thể người và gia súc lại càng dễ hấp thụ các chất được tạo thành và do đó sẽ tăng cao độ đồng hóa thức ăn

Quá trình nảy mầm dẫn đến sự tăng hàm lượng saponin, các hợp chất estrogenic và hầu hết các phytosterol trong hạt Hàm lượng lecithin tăng lên một chút trong quá trình nảy mầm Hoạt tính của lipaza và α - galactosidaza tăng lên trong khi hoạt tính lipoxygenaza giảm sau giai đoạn ngắn của quá trình nảy mầm (<72 giờ) làm cho mùi và hương vị của đậu tương được cải thiện Quá trình nảy mầm bắt đầu sau khi hạt đậu hấp thụ khoảng 50% nước theo trọng lượng của nó Quá trình hấp thụ nước làm hydrat hóa các tế bào và quá trình chuyển hóa bắt đầu diễn ra trong hạt Phần tế bào dài ra tạo lên rễ chính xuyên qua vỏ hạt Tiếp theo, phần trụ dưới là mầm phát triển dài ra đẩy lá mầm thẳng lên trên[24]

Ribeiro và cộng sự đã nghiên cứu về hoạt động của enzim β - glucosidaza và hàm lượng isoflavon trong quá trình nảy mầm đậu tương Các tác giả nhận thấy đậu tương được nảy mầm 72 giờ ở 250C, hoạt độ β -glucosidaza tăng lên 3,3 lần ở rễ và 2,3 lần ở mầm Trong phần rễ, hàm lượng isoflavon tổng số giảm đi đáng kể (6,3 lần), trong khi isoflavon dạng malonyl

mầm, hàm lượng isoflavon tổng số tăng lên (2,4 lần), malonylgenistin (2,6 lần) và malonyldaidzin (3,3 lần) Quá trình nảy mầm được kiểm soát có thể làm tăng hàm lượng isoflavon trong hạt

Bên cạnh sự thay đổi các chất dinh dưỡng như protein, gluxit, lipit còn tạo ra một lượng lớn các vitami E, vitamin K, β-caroten, các vitamin nhóm B cũng tăng theo Hạt đậu tương ban đầu không có vitamin C, sau 3 ngày nảy mầm đạt 25mg/100g hạt khô Sau 54 giờ nảy mầm, hàm lượng các loại vitamin trong lá mầm đạt tối đa, trừ vitamin B1 Trong một thời gian ngắn từ 2

đến 6 ngày nảy mầm, hàm lượng axít ascorbic, riboflavin, biotin và pyridoxin cũng tăng Tuy nhiên hàm lượng axít panthenic và thiamin không thay đổi Hàm lượng β- caroten (tiền vitamin A) tăng lên từ 1,4 àg/g trong hạt nảy mầm Hơn nữa, các thành phần muối khoáng cũng biến đổi mạnh Sau khi nảy mầm, hàm lượng canxi tăng 11,04%, sắt tăng 21,47% [45]

Hình 1.2 - Cấu trúc của cây giống đậu tương [56]

Lá kép, lá non Cuống

Chồi Lá mầm

Bề mặt đất Trụ dưới lá mầm

Rễ bên

Rễ cái

Mắt

Ngọn

Lá non đơn

2 Isoflavon trong đậu tương

2.1 Đặc điểm

Isoflavon có nguồn gốc phytoestrogen thực vật thuộc nhóm các hợp chất flavonoit Các hợp chất này được tìm thấy đầu tiên trong phân lớp đậu thuộc họ đậu Chúng là các hợp chất phenolic với cấu trúc tương tự cấu trúc của estrogen ở người Mặc dù isoflavon có trong nhiều loại đậu khác nhau nhưng hàm lượng thấp hơn nhiều so với đậu tương ở cây đậu tương, isoflavon

có trong toàn bộ các phần: hạt, lá, cuống, mầm và rễ Trong hạt đậu tương thì phôi có hàm lượng isoflavon cao nhất

Trong đậu tương, isoflavon là các glucosid liên kết không có hoạt tính sinh học, chiếm hơn 90% tổng lượng isoflavon Phần aglucon, mặc dù có tỷ lệ thấp hơn nhiều nhưng lại có hoạt tính sinh học cao, được quan tâm nghiên cứu nhiều bởi các ảnh hưởng có lợi cho sức khỏe như kháng và chữa một số bệnh ở người già, ngăn ngừa bệnh tim mạch, làm giảm lượng cholesterol trong máu, chữa các bệnh trong thời kỳ mãn kinh của phụ nữ, các bệnh liên quan đến vú

và ung thư tiền liệt tuyến Người Châu á tiêu thụ khoảng 50mg isoflavon trong một ngày, trong khi ở các nước Phương Tây, mức tiêu thụ trung bình ít hơn 1mg trong một ngày [20]

Isoflavon có mặt trong đậu tương chủ yếu dưới dạng glucosid và aglucon bao gồm: daidzin, genistin, glycitin, các malonyl và axetyl tương ứng của chúng Trong một số trường hợp chúng có mặt ở cả 4 dạng hóa học với mỗi dạng có chứa 3 đồng phân và tạo nên 12 loại Dạng aglucon gồm : aglucon daidzein, aglucon genistein, aglucon glycitein, dạng glucosid gồm: daidzin, genistin, glycitin, dạng axetyl glucosid (6 – O - AceGlc) gồm: 6’’-

O - Acetyl daidzin, 6’’- O - Acetyl genistin, 6’’- O - Acetyl glycitin, và dạng malonyl glucosid (6 – O - MalGlc) gồm : 6’’- O - malonyl daidzin, 6’’- O -

malonyl genistin và 6’’- O - malonyl glycitin [32] Cấu trúc của chúng được minh họa ở hình 1.3

Hình 1.3 - Cấu trúc hóa học của các đồng phân Isoflavon [59]

Nồng độ isoflavon trong hạt đậu tương hoặc trong các sản phẩm của nódao động trong khoảng 50 àg/g đến 3.500 àg/g Hàm lượng aglucon: daidzein, genistein và glycitein không nhiều (0,2-1,5 mg/g), nhưng được biết

đến nhiều nhất là chất hóa học nguồn gốc từ thực vật có hoạt tính sinh học cao với những tính chất sinh học đặc biệt Các đồng phân này được hấp thụ nhanh hơn và với lượng lớn hơn bản sao glucosid của chúng trong cơ thể Trong số 3 aglucon, glycitein chỉ có 1 lượng nhỏ xấp xỉ 5-10% isoflavon tổng số trong Dạng liên kết Dạng Aglucon

sản phẩm đậu tương, nhưng hoạt tính sinh học đặc biệt mạnh hơn daidzein và genistein [49]

Hình 1.4 - Cấu trúc hóa học của Genistein, Daidzein

và Glycitein ở dạng Aglycon [57]

Naim và các cộng sự đã xác định được rằng hàm lượng isoflavon chiếm 0,25% trọng lượng của đậu tương [49] Hàm lượng từng isoflavon trong lá mầm cao hơn trong phôi Hai glucosid đầu tiên được tìm thấy trong lá mầm

là daidzin và 7-β - glucosid, tuy nhiên trong phôi nồng độ genistin cao gấp 20 lần trong lá mầm Dựa trên trọng lượng thì nồng độ isoflavon là cao nhất trong lá mầm (1.400 -1.700 mg/100g) và thấp nhất trong vỏ đậu tương (10-20mg/100g), còn trong phôi có chứa khoảng 150 -320 mg/100g (bảng 1.5)

Bảng 1.5 - Hàm lượng isoflavon (mg/100g) trong hai loại đậu tương khác nhau

2.1.1 Genistein

Genistein là chất đầu tiên được tìm thấy trong isoflavon đậu tương Genistein là dạng aglucon của Isoflavon đậu tương Tên hóa học của genistein

là 5,7,4’-trihydroxyisoflavon

Sự hấp thụ genistein

Genistein đã được chứng minh là có hoạt tính sinh học cao trong các thí nghiệm trên chuột Genistein được hấp thụ tốt trong ruột và được chuyển từ ruột tới máu, tới gan vào ống mật và quay trở lại ruột [48]

ảnh hưởng của quá trình chế biến đến Genistein

Ngoài sự thay đổi về thành phần isoflavon trong quá trình tiêu hóa, các phương pháp chế biến đậu tương có liên quan đến sự thay đổi về lượng genistein Điều kiện canh tác đậu tương khác nhau dẫn đến sự khác nhau về hàm lượng genistein trong các sản phẩm đậu tương Các phân tích có tính chất

so sánh các thực phẩm tự đậu tương cho thấy sự khác nhau về hàm lượng Genistein

Bảng 1.6 - Hàm lượng genistein trong đậu tương và các sản phẩm

từ đậu tương ở các điều kiện chế biến khác nhau [17]

Đậu tương và các sản phẩm chế

biến từ đậu tương

Genistein,trọng lượng khô (mg/g)

Lượng Genistein trong các thực phẩm từ đậu tương tăng lên khi qua một số quá trình chế biến Bảng 1.6 cho thấy, đậu tương mới thu hoạch có hàm lượng genistein thấp Coward và các cộng sự nhận thấy rằng quá trình nghiền đậu tương thành bột không có ảnh hưởng đến hàm lượng genistein Sữa

đậu nành, tào phớ sau quá trình ngâm nước hoặc đun nóng, dung dịch có chứa nhiều genistein hơn các loại đậu tương mới thu hoạch, tuy nhiên, còn phụ thuộc vào hàm lượng enzim β-glucozasidaza (Enzym xúc tác cho quá trình thủy phân genistin thành genistein) Các sản phẩm lên men như: Tempeh có chứa nhiều aglycon genistein hơn các sản phẩm không lên men [17]

2.1.2 Daidzein

Daidzein là chất rắn hầu như không tan trong nước Công thức phân tử

là C15H10O4 và trọng lượng phân tử là 254,24 dalton Daidzein được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng daidzin glucosid của glucosid 6’’-0 – Malonylgenistin

và 6’’ – 0 – axetyldaidzin Daidzein xuất hiện chủ yếu trong các loại đậu như đậu tương và đậu xanh

Daidzein có họat tính estrogen và hoạt tính chống oxy hóa Nó cũng có tính kháng nghiện rượu, kháng các nhân tố gây ung thư, kháng xơ vữa động mạch, kháng hội chứng loãng xương Những thử nghiệm trên in vivo và in vitro đã cho thấy daidzein có họat tính estrogen yếu Trong các thí nghiệm in vivo thì họat tính estrogen của daidzein là yếu nhất trong số các isoflavon

Sự hấp thụ daidzein

Daidzein được hấp thụ ở ruột sau đó được chuyển vào chu trình của cơ thể bởi hệ bạch huyết Có rất ít daidzein đến được các mô Sau đó chúng được phân phối tới gan dưới dạng liên kết với gluconat và sulphat nhờ enzim ở gan (UDP- glucuosyltransferaza) Dạng liên kết của daidzein với gluconat và sulphat được bài tiết vào trong nước tiểu và vào trong ống dẫn mật Dạng liên kết này lại bị cắt để tạo thành daidzein được hấp thụ và chuyển hóa ở ruột già

thành dạng dihydrodaidzein và sau đó được chuyển hóa tiếp thành equol và O- desmethylangolensin

Tác dụng của daidzein đối với cơ thể là rất phức tạp và chưa được hiểu hết Tác dụng hóa, lý của daidzein trên động vật và một số mô hình khác đã

được tiến hành Daidzein được cho rằng có ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa các tế bào tạo xương, giả thiết chúng có thể kích thích sự tạo thành các tế bào xương Không chỉ vậy, daidzein là một nhân tố trao đổi của quá trình tổng hợp ipriflavon Ipriflavon đã được chứng minh có khả năng quan trọng chống lại hiện tượng loãng xương ở cả động vật và con người

2.1.3 Glycitein

Glycitein thuộc nhóm Isoflavon trong các flavonoit Nó cũng là một phytoestrogen do có quy trình tác động sinh học tương tự estrogen.Glycitein là dạng aglucon của glycitin Trong đậu tương và các sản phẩm chế biến từ đậu tương thì các glycitein là ít nhất trong các Isoflavon, khoảng 5 đến 10% của tổng số Isoflavon Tuy nhiên, trong phôi đậu tương, các glycitein chiếm khoảng 40% của tổng các Isoflavon Glycitein là chất rắn tan rất ít trong nước Glycitein cũng được biết đến ở dạng 7-dihydroxy-6-methoxy-3-(4-hydroxyphenyl)- 4H-1-benzopyran-4-1và4’,7-dihydroxy-6-ethoxyisoflavonist

Glycitein có hoạt tính estrogen, chống ôxy hóa, chống ung thư, chống xơ vữa động mạch và chống loãng xương Trong tất cả các loại isoflavon của

đậu tương, glycitein ít được quan tâm nhất Tuy nhiên, ngoại trừ khả năng chống ôxy hóa , hoạt tính khác của glycitein không giống như 2 chất kia, do

có một chút khác nhau về cấu trúc hóa học đã tạo nên sự khác nhau lớn về hoạt tính sinh học

Các nghiên cứu chỉ ra rằng, sau khi hấp thụ isoflavon đậu tương, glycitein được tìm thấy trong huyết tương, điều này chứng tỏ rằng nó được hấp thụ tương tự như genistein và daidzein Do hàm lượng glycitein trong đậu

tương là rất nhỏ, nên nghiên cứu về glycitein ít được quan tâm hơn nghiên cứu

về daidzein và genistein Tuy nhiên gần đây cùng với một số nghiên cứu cho rằng cơ thể hấp thụ glycitein nhanh và điều này đã làm tăng sự chú ý vào loại isoflavon này

2.2 Nhận dạng cấu trúc và đồng phân

Isoflavon thuộc nhóm các hợp chất flavonoids có công thức cấu tạo

đơn giản là C6- C3- C6 bao gồm 2 vòng benzyl liên kết bởi cầu C3 [31,45] Trong nhóm các hợp chất này bên cạnh isoflavones, phân lớp khác của flavonoids bao gồm flavones, flavonols, aurone và chalcones[31]

Hình 1.5 - Cấu trúc hóa học của Flavon và Isoflavon

Hình 1.5 cho thấy, isoflavon khác flavon ở vòng benzyl được liên kết ở vị trí C3 thay cho vị trí C2 [10] Isoflavones cũng được phân lớp như phytoestrogens do hoạt tính estrogenic yếu của chúng trong hệ động vật có vú [49]

Hình 1.6 - Cấu trúc của các đồng phân Isoflavon[58]

Trong tự nhiên, isoflavon có sự sắp xếp rất có giới hạn và đậu tương cũng như các thực phẩm từ đậu tương có thể được xem như nguồn thức ăn kiêng duy nhất của những hợp chất này Vì vậy, một số nhà nghiên cứu cho rằng lượng isoflavon trong máu và nước tiểu của người ăn chay ở Châu á cao hơn 10-100 lần những người ăn chay Phương Tây[17]

2.3 Tác dụng của isofavon đối với sức khỏe con người

2.3.1 Cơ chế tác động của isoflavon

Rất nhiều nghiên cứu khẳng định về tác động của isoflavon trong việc ngăn ngừa các bệnh tim ảnh hưởng ngăn ngừa các bệnh tim mạch của genistein chưa được giải thích rõ ràng, nhưng isoflavon đã được chứng minh là

có khả năng ức chế sự ôxy hóa lipoprotein (tác động chống oxy hóa), giảm cholesterol trong huyết thanh, ức chế enzim tyrozinkinaza hoặc làm tăng khả năng phản ứng của mạch máu

Những nghiên cứu về dịch tễ học cũng cho rằng isoflavon có tác dụng làm giảm nguy cơ phát triển các bệnh ung thư phụ thuộc hormon như ung thư tiền liệt tuyến, ung thư vú Chúng được giải thích bởi khả năng liên kết với thụ thể estrogen và do thay đổi quá trình trao đổi hormon hoặc ức chế sự tăng nhanh các tế bào Vì isoflavon là các hợp chất diphenolic với cấu trúc giống như estrogen của cơ thể Các nhóm hydroxy ở vị trí 7 và 4 của isoflavon rất quan trọng đối với hoạt tính estrogen Chính vì vậy, isoflavon được gọi là các phytoestrogen, các hợp chất tự nhiên có hoạt tính estrogen Hơn nữa, isoflavon

ức chế enzim sinh tổng hợp steroit, giống như 17 β-hydroysteroit oxidoreductaza và aromataza Ngoài ra, genistein can thiệp trực tiếp làm thay

đổi con đường tín hiệu của nhân tố sinh trưởng β, tăng nhanh các tế bào điều khiển các nhân tố sinh trưởng và như vậy thì genistein được xem là nhân tố chống lại sự tăng nhanh [14]

2.3.2 Cơ chế hấp thụ

Isoflavon đậu tương được hấp thụ qua con đường ăn uống thực phẩm chế biến và được xem như là nguồn cung cấp dinh dưỡng có lợi cho sức khoẻ Tuy nhiên, việc hấp thụ giữa những người khác nhau thì không giống nhau

Điều này đã phần nào lý giải sự khác nhau về mật độ vi khuẩn trong ruột non bởi vì isoflavon xuất hiện một cách tự nhiên kết hợp thành glycoside , mà những glycoside này được phân tách cho quá trình hấp thụ diễn ra Các thành phần chế phẩm khác nhau cũng là một vấn đề bởi vì một số thực phẩm bổ sung chứa isoflavon đã bị chia tách ở dạng aglycone và hàm lượng isoflavon trong sản phẩm đậu tương cũng có thể khác nhau rất nhiều

2.4 Hàm lượng isoflavon trong đậu tương và các thực phẩm từ đậu tương

Các loại và hàm lượng của từng loại isoflavon trong các thực phẩm chế biến từ đậu tương phụ thuộc vào nguồn gốc các loại đậu tương và phương pháp chế biến

Bảng 1.7 - Hàm lượng Isoflavon trong đậu tương

1000 đến 3000 mg/kg trên trọng lượng khô [35] Hàm lượng từng isoflavon trong lá mầm cao hơn trong phôi Hai glucosid đầu tiên được tìm thấy trong lá mầm là daidzin và 7- β –glucosid, tuy nhiên trong phôi nồng độ genistin cao gấp 20 lần trong lá mầm Dựa trên trọng lượng thì nồng độ isoflavon là cao nhất trong lá mầm (1.400-1.700 mg/100g) và thấp nhất trong vỏ đậu tương (10-20mg/100g), còn trong phôi có chứa khoảng 150-320 mg/100g [38]

Năm 1983, Eldridge và Kwolek đã phân tích sự phân bố isoflavon trong hạt đậu tương Họ đã phát hiện ra ở những phần khác nhau của hạt, lượng isoflavon tập trung khác nhau và thường tập trung lớn nhất là ở trục hạ diệp (14.000 đến 17.500mg/kg ) tiếp theo là ở lá mầm (1.580 đến 3.190 mg/kg) trong khi ở vỏ là thấp nhất (100- 200mg/kg) [61] Năm 1995, Tsukamoto cùng các cộng sự đã phát hiện ra rằng 80-90 % hàm lượng isoflavon tổng số trong hạt nằm ở lá mầm, phần còn lại 10 -20% là ở trục hạ diệp và hàm lượng isoflavon tổng số ở trong toàn bộ hạt là từ 199 đến 3510mg/kg [51]

Kudou và cộng sự nhận ra glycitin và những đồng phân của nó chỉ xuất hiện ở phần trục hạ diệp của hạt đậu tương, trong khi genistin và daidzin

và các đồng phân của nó có mặt ở cả lá mầm và trục hạ diệp [27]

Các nhà nghiên cứu khác đã xác định hàm lượng isoflavon ở các giống

đậu tương khác nhau, và thấy rằng các giống đậu Mỹ dao động từ 1.176 đến 4.216 mg/kg, trong khi các giống Nhật Bản từ 1.261 đến 2.343 mg/kg Họ phát hiện ra rằng những thành phần chính của đậu tương Mỹ là 6’’- O - malonylgenistin, genistin,6’’- O - malonyldaidzin và daidzin trong khi đậu tương Nhật Bản có hàm lượng 6’’-O- malonylglycitin cao hơn 6’’-O- malonylgenistin, genistin,6’’-O- malonyldaidzin và daidzin [26]

2.5 ảnh hưởng của các quá trình công nghệ đến hàm lượng isoflavon

Nhiều nhà nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của các phương thức

xử lý khác nhau đối với thành phần isoflavon của các sản phẩm đậu tương khác nhau Nói chung việc xử lý đậu tương trong sản xuất các thực phẩm làm

từ đậu tương làm tăng sự thuỷ phân glucosid, làm tăng hàm lượng aglycon [21] Các phương pháp xử lý khác nhau được áp dụng đối với đậu tương đem

đến những sản phẩm khác nhau Ví dụ sữa đậu nành được làm bằng cách ngâm đậu tương đã xay mịn vào nước Sản phẩm đậu tương được dùng phổ biến khác là đậu phụ, nó được làm bằng sữa đậu nành tươi đông tụ với chất làm đông Một loạt thực phẩm thông thường khác là tương, dạng paste dùng trong soup hoặc nước sốt được làm bằng cách làm chín đậu tương với gạo hoặc lúa mạch trong thời gian 1 đến 3 năm Tempeh - một loại bánh được làm bằng cách lên men đậu tương với gạo hoặc kê Quá trình lên men đậu tương sẽ hydro hoá từng phần Isoflavon glucosid, làm tăng hàm lượng aglucon trong các sản phẩm như là tempeh

Những nhà nghiên cứu khác đã nghiên cứu sự cân bằng khối lượng của isoflavon trong những điều kiện xử lý Họ thấy rằng các quá trình chế biến có dấu hiệu làm giảm isoflavon Ví dụ, ở quy trình sản xuất tempeh, 12 và 49%

bị mất là do quá trình ngâm và gia nhiệt Trong quá trình sản xuất đậu phụ, 44% mất là do quá trình đông tụ Việc sản xuất tách protein từ đậu tương dẫn

đến mất đi 53% do dịch trích ly bằng kiềm Họ cũng nhận thấy rằng trong khi sản xuất Tempeh, sữa đậu tương và đậu phụ, M - daidzin và M - genistin giảm sau khi ngâm và nấu chín Ngược lại, axetyldaidzin và axetylgenistin được kích hoạt trong quá trình gia nhiệt Họ cũng thấy rằng sau quá trình lên men tempeh, hàm lượng daidzein và genistein tăng do quá trình hydro hoá bởi enzyme nấm mốc Trong trường hợp quá trình tách protein, dịch trích làm kích hoạt daidzein và genistein, có thể thông qua hydro hoá kiềm

2.6 ảnh hưởng của môi trường đến hàm lượng isoflavon

Những điều kiện môi trường có thể thay đổi các đặc tính, phụ thuộc vào ngày ra hoa, chiều cao cây, vùng lá, dầu và hàm lượng protein, chất lượng hạt và những yếu tố khác Tầm quan trọng của sự thay đổi những đặc tính của cây bởi các yếu tố môi trường đã hướng các nhà nghiên cứu tới việc đánh giá những sự thực đổi này ảnh hưởng tới sự trao đổi chất và quá trình sinh hoá của cây như thế nào Kết quả là, các nhà nghiên cứu đã đánh giá hàm lượng isoflavon khác nhau là do những yếu tố môi trường khác nhau

Năm 1983 Eldridge và Kwolek đã nghiên cứu ảnh hưởng của giống

đậu tương, vùng địa phương và năm thu hoạch đến hàm lượng isoflavon tổng

số Nhận thấy rằng hàm lượng isoflavon biến đổi giữa các giống, các năm và cũng khác nhau giữa các giống canh tác ở những địa phương khác nhau Năm

1995, Tsukamoto đã tìm ra kết quả tương tự rằng sự thay đổi hàm lượng isoflavon cũng tương ứng với những ngày gieo hạt khác nhau, và cho rằng những yếu tố khí hậu và môi trường ảnh hưởng đến hàm lượng isoflavon của hạt đậu Họ đã nghiên cứu hàm lượng isoflavon của 7 giống đậu tượng Nhật Bản được trồng ở những vùng khác nhau, ngày trồng và ở nhiệt độ trong thời gian phát triển hạt cũng khác nhau Họ nhận thấy rằng, với cả 7 giống đậu, hàm lượng isoflavon giảm ở hạt đậu đã thu hoạch sau khi sinh trưởng ở nhiệt

ở một nghiên cứu so sánh đậu tương của Mỹ và Nhật Bản, năm 1994, một số nhà nghiên cứu đã thu được kết quả tương tự, và cho rằng điều kiện khí hậu có thể là yếu tố đặc trưng cho sự biến đối hàm lượng isoflavon Những kết quả của họ cũng cho thấy hàm lượng isoflavon khác nhau giữa các vụ, và cũng theo kết quả này vụ trồng ảnh hưởng đến hàm lượng isoflavon nhiều hơn khu vực trồng

Năm 1998, Aussenac cũng nhận thấy rằng môi trường có ảnh hưởng

đến hàm lượng isoflavon đậu tương Họ đã chỉ ra rằng hàm lượng isoflavon tổng số thay đổi giữa các giống và những ngày gieo hạt khác nhau, có một mối tương quan giữa giống và ngày gieo hạt ảnh hưởng đến cấu trúc isoflavon

2.7 Quá trình chuyển hoá sinh học

Trong trường hợp này, enzim cắt liên kết β - glucosid để tạo ra các phân tử đường và do vậy các phân tử gốc có đặc tính sinh học cao hơn Theo truyền thống, quá trình này thường dùng phương pháp axit hoặc bằng lên men

tự nhiên Enzim nội bào hoặc enzim từ quá trình lên men của vi khuẩn nấm men, nấm mốc sẽ thuỷ phân liên kết β-glucosid Tuy nhiên, quá trình lên men

tự nhiên thường rất khó điều khiển vì khó có thể biết được hoạt tính của enzim nội bào và hoạt tính của enzim vi sinh vật Mặt khác, vi sinh vật cũng có thể tạo ra những enzim có hoạt tính không mong muốn

Matsura và các cộng sự đã xác định được sự có mặt của β-glucosidaza trong đậu tương, enzim nội bào thuỷ phân các phân tử đường từ genistin để tạo thành genistein trong các quá trình làm lỏng tào phớ Bảng 1.8 cho thấy sự thay đổi của genistin và genistein sau khi đậu tương được ngâm trong 16 giờ ở

200C Genistin và daidzin đã bị thuỷ phân rất nhiều bởi enzim β-glucosidaza

có trong đậu tương [46]

- Phát hiện các đặc tính hoá học và sinh học của isoflavon Tìm hiểu sâu hơn về cơ chế tác dụng, khả năng tiêu hoá, hấp thụ isoflavon trong cơ thể Chứng minh các tác dụng của nó trong ngăn ngừa và chữa các bệnh ung thư, tim mạch, tiểu đường [17,48]

- Tăng cường giá trị sinh học của các chế phẩm isoflavon bằng cách chuyển hoá các isoflavon sang dạng aglucon nhờ sự thuỷ phân của chế phẩm enzim β-glucosidaza hoặc β-glucosidaza nội bào trong đậu tương [42]

- Nghiên cứu nâng cao hiệu suất chiết tách isoflavon từ đậu tương Hoàn thiện quy trình tinh chế để thu nhân chế phẩm có độ tinh khiết cao Hiện nay các chế phẩm isoflavon đậu tương có các dạng từ 5-95% isoflavon, được sản xuất nhiều nhất ở Nhật Bản và Trung Quốc Các nhà sản xuất cũng thành công đưa ra được chế phẩm isoflavon chứa đến 98% genistein, chất được biết đến có hoạt chất sinh học mạnh nhất

Việc sử dụng các thực phẩm giàu isoflavon cũng tăng nhanh trong những năm gần đây từ khi người ta phát hiện ra rằng phụ nữ Nhật Bản ít bị loãng xương hơn phụ nữ các nước phương Tây do tiêu thụ nhiều các thực phẩm chứa đậu tương hơn như natto, miso

ở Việt Nam, việc sử dụng đậu tương trong các bữa ăn chính dạng đậu phụ, sữa đậu nành, tương… cũng đã được phổ biến từ lâu Tuy nhiên, những nghiên cứu về isoflavon ở trong nước là chưa nhiều, chủ yếu là một số nghiên cứu cơ bản của Phan Quốc Kinh, Nguyễn Hoa Viên (Đại Học Bách Khoa Hà Nội) Nghiên cứu dưới đây đề cập đến việc xây dựng một quy trình công nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon phục vụ cho sản xuất thực phẩm chức năng, một lĩnh vực tiềm năng và đầy hấp dẫn của các nhà sản xuất

và người tiêu dùng trong nước

Phần II- nguyên vật liệu

- Đậu tương loại bỏ hạt vỡ, nép, kẹ, bé và sạn đất

- Vo sạch nhiều lần dưới vòi nước máy

- Ngâm nước trong thời gian 2- 4h ở nhiệt độ 250C – 350C, trong thời gian ngâm thay nước 2-3 lần

- Rửa sạch lại 1-2 lần và để ráo

- Nảy mầm trên cát, trải đều trên cát bên trên phủ vải ẩm , dưới điều kiện

ánh sáng đỏ trong thời gian 36- 60h, cứ 4 giờ lại phun nước một lần

2.2.1.2 Phương pháp đồng hóa dịch sữa đậu tương nảy mầm

2.2.1.3 Phương pháp sấy phun dịch sữa đậu tương nảy mầm sau quá trình

- Xác định hiệu quả đồng hóa (I)

Lấy 1000ml dịch sữa đậu tương nảy mầm vào ống đong chia vạch Giữ

ở nhiệt độ 4-60C trong 48 giờ Sau đó lấy ra 100ml (1/10 thể tích) sữa vào một

cốc khác Xác định hàm lượng chất béo (M1) của lớp sữa này (A) Phần sữa còn lại (B) trong cốc được trộn đều và đưa đi xác định hàm lượng chất béo (M2)

Hiệu quả đồng hóa được tính theo công thức :

- Xác định hàm lượng Isoflavon của đậu tương bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC [47]

Thiết bị: Hệ thống sắc ký được sử dụng là hệ thống sắc ký lỏng Empower của hãng Waters (Mỹ), gồm :

- Bơm dung môi 2690 có bộ phận bơm mẫu tự động

- Detector PDA 2996, ở bước sóng 260 nm, chế độ Gradient

- Phần mềm Empower

- Cột sắc ký:Luna (2)C18(250mm x 3,9 mm,5àm,Phenomenex, Mỹ)

- Pha động A: Acid acetic 0,1 %

- Pha động B: Acetonitril 80% trong acid acetic 0,1%

- Dung dịch chuẩn với nồng độ 0,1 – 25 àg/ml được chuẩn bị bằng cách hòa tan các chất trong mathanol, và đường chuẩn thu được từ diện tích pick Các chất chuẩn dùng để phân tích isoflavon bao gồm 12 dạng, 4 dạng của daidzein, 4 dạng của genistein và 4 dạng của glycitein

- Chương trình dung môi pha động phân tích isoflavon

Thời gian (phút)

Tốc độ dòng (ml/ phút) Tỷ lệ % A Tỷ lệ % B

Quy trình thực hiện

Cân 0.5 g mẫu bột (hoặc 2.0 mẫu lỏng) vào ống ly tâm có nắp xoáy 50ml

↓ Thêm 10 ml acetonitril, 2 ml HCl 0,1M và 4 ml nước cất

(2ml đối với mẫu lỏng)

↓ Khuấy đều, lắc qua đêm ở nhiệt độ phòng bằng máy lắc ngang

↓ Chuyển vào ống ly tâm, ly tâm 3000 vòng/ phút

↓ Chuyển dịch chiết vào một ống ly tâm thứ 2

↓ Hút 2ml dịch chiết, thổi khô dịch chiết bằng khí nitơ

↓ Hòa tan lại bằng 2ml methanol

- Xác định Protein bằng phương pháp Kjelhdan [11]

- Nồng độ chất khô hòa tan được xác định bằng khúc xạ kế

- Xác định hàm lượng chất béo bằng phương pháp Sochlex [11]

- Xác định tỷ lệ nảy mầm:

Tỷ lệ nảy mầm (%) = Số lượng đậu tương nảy mầm / Tổng số đậu tương mang đi nảy mầm x 100

2.2.6 Phương pháp sản xuất bánh nướng đậu xanh truyền thống

Các nguyên liệu chính sử dụng để sản xuất bánh nướng Đậu xanh truyền thống là bột mỳ, đường saccaroxa, dầu thực vật, đậu xanh… Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ 2.1