Nghiên cứu quy trình sản xuất hành tím lên men và ứng dụng bổ sung điều trị tổn thương gan do ethanol

Nghiên cứu của Yang và Park [6] về hành đen từ hành tây, một nguyên liệu cùng chi của hành tím cho thấy hàm lượng các chất có trong hành đen sau khi lên men có thể phụ thuộc vào kích thư

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGÔ THỊ THANH MINH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT HÀNH TÍM LÊN MEN VÀ ỨNG DỤNG BỔ SUNG ĐIỀU

TRỊ TỔN THƯƠNG GAN DO ETHANOL

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã chuyên ngành: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGÔ THỊ THANH MINH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT HÀNH TÍM LÊN MEN VÀ ỨNG DỤNG PHÕNG NGỪA

TỔN THƯƠNG GAN DO ETHANOL

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã chuyên ngành: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Gia Bửu

Người phản iện 1: TS Nguyễn Lệ Hà

Người phản iện 2: PGS.TS Đàm Sao Mai

Luận v n thạc s được ảo vệ tại Hội đồng chấm ảo vệ Luận v n thạc s Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 11 tháng 05 n m 2019

Thành phần Hội đồng đánh giá luận v n thạc s gồm:

1 GS.TS Đống Thị Anh Đào - Chủ tịch Hội đồng

2 TS Nguyễn Lệ Hà - Phản iện 1

3 PGS.TS Đàm Sao Mai - Phản iện 2

4 TS Nguyễn Bá Thanh - Ủy viên

5 TS Nguyễn Đắc Trường - Thư ký

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGÔ THỊ THANH MINH MSHV: 16003831

Ngày, tháng, n m sinh: 20/12/198 Nơi sinh: Quảng Bình

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã chuyên ngành: 60540101

I TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu quy trình sản xuất hành tím lên men và ứng dụng ổ sung điều trị tổn thương gan do Ethanol

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nghiên cứu hoàn thiện qui trình lên men hành đen từ củ hành tím: xác định tại một thông số nhiệt độ và độ ẩm của quy trình, khảo sát sự thay đổi các chỉ tiêu hóa lý như: độ ẩm, độ màu, pH, độ acid, đường khử, tổng polyphenol, flavonoid và khả

n ng ắt gốc tự do DPPH của hành đen trong quá trình lên men ằng nhiệt ở các thời gian là 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 và 21 ngày

Tạo được mô hình tổn thương gan do ethanol và xác định khả n ng phục hồi tổn thương gan do Ethanol dựa vào hành đen

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: theo quyết định số 592/QĐ-ĐHCN về việc giao đề

tài và cử người hướng dẫn luận v n thạc s của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghiệp Tp Hồ Chí Minh ngày 01/02/2018

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/08/2018

IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.Trần Gia Bửu

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … n m 20 …

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

TS.Trần Gia Bửu

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

Ngoài ra, tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm tài nguyên Nước và Môi trường – Công ty Tài nguyên và Môi trường miền Nam đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành các thí nghiệm tại Phòng Phân tích Trung tâm

Tôi xin gửi lời chúc sức khỏe và thành công đến quý Thầy Cô

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hành đen là một sản phẩm lên men nhiệt từ hành tím tươi và được sản xuất ằng cách ủ trong uồng có nhiệt độ và nhiệt độ nhất định trong một thời gian dài Mục đích của nghiên cứu này là xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến các đặc tính hóa lý

và hoạt động chống oxy hóa của hành đen Tính chất hóa lý của hành đen được khảo sát ở nhiệt độ 60, 70, 80oC trong thời gian ủ 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 và 21 ngày Kết quả cho thấy độ ẩm và pH của hành đã giảm, ngược lại độ acid, độ màu, giảm đường, phenolic và flavonoid đều t ng cùng với sự gia t ng nhiệt độ và thời gian ủ Tổng hàm lượng phenol và tổng hàm lượng flavonoid đạt giá trị cao nhất lần lượt là 52,86 mgGAE/g trọng lượng khô và 6,46 mgQE/g trọng lượng khô ở nhiệt độ 70o

C sau 18 ngày Hoạt tính chống oxy hóa được xác định ằng phương pháp DPPH cũng đạt giá trị cao nhất khi được ủ ở 70oC trong 18 ngày Hành đen không có mùi

h ng với màu đen, vị chua ngọt

Trong nghiên cứu này, tác dụng ảo vệ gan của hành đen chống lại tổn thương gan

do ethanol gây ra đã được chứng minh Kết quả cho thấy, hành đen với liều thử 200mg/kg trọng lượng cơ thể đã ng n được sự thay đổi trọng lượng cơ thể, trọng lượng gan và lipid máu; cũng như chỉ số men gan trong huyết tương: AST, ALT, LDH Mặt khác, nhuộm mô học chỉ ra rằng hành đen làm giảm iến đổi cấu trúc tế bào gan, sự xâm hại của các tế ào đơn nhân và giữ cấu trúc không gian cửa được bình thường Nghiên cứu này đã chứng minh rằng hành đen là một loại thực phẩm đầy hứa hẹn trong việc sử dụng để hỗ trợ điều trị tổn thương gan

Từ khóa: Hành tím; hành đen; phản ứng hóa nâu; hoạt động chống oxy hóa; tác

dụng bảo vệ gan; rượu ethanol; mô bệnh học

ABSTRACT

Black shallot is a heat fermented product from fresh shallot and is produced by incubation in regulated humidity and temperature chamber for a long time The purpose of this study is to determine the effect of temperature on the physiochemical characteristics and antioxidant activity of black shallot Physiochemical properties of black shallot were surveyed at temperatures of 60, 70,

80oC during incubation period 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 and 21 days The results showed that the moisture and pH of shallot were reduced, in contrast to acidity, color temperature, reducing sugar, phenolic compounds, and flavonoids were increase along with the increase of temperature and incubation time The total phenols content and total flavonoids content reached the highest value of 52.86 mgGAE/g dry weight and 6.46 mgQE/g dry weight at 70oC temperature after 18 days The antioxidant activity determined by DPPH method also reached the highest value when incubated at 70oC for 18 days Black shallot had no pungent smell with black color, sweet and sour taste

In this study, the hepatoprotective effect of black shallot against hepatic damage induced by ethanol was proved The results showed that black shallot with the test dose of 200 mg/kg body weight prevented the changes in body weight and liver weight, and lipid profile; as well as in blood plasma liver enzymes level, including

of AST, ALT, LDH On the other hand, the histological staining indicated that black shallot reduced damage to the liver cell structure and infiltration of mononuclear cells and kept normal portal space structure This study proved that black shallot is a promising food in the use to support the treatment of hepatic damage

Key words: shallot; black shallot; browning reaction; antioxidant activity;

hepatoprotective effect ; alcohol; histopathology

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của ản thân tôi Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận v n là trung thực, không sao chép từ ất kỳ một nguồn nào và dưới ất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Học viên

Ngô Thị Thanh Minh

MỤC LỤC

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

5 Ý ngh a thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan hành tím 4

1.1.1 Đặc điểm hình thái cây hành tím 4

1.1.2 Tình hình trồng cây hành tím 5

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của hành tím 8

1.1.4 Lợi ích của củ hành đối với sức khỏe 10

1.1.5 Tình hình phát triển các sản phẩm từ hành 13

1.2 Hành đen 15

1.2.1 Phản ứng maillard đối với các sản phẩm lên men ằng nhiệt 15

1.2.2 Các nghiên cứu về sản phẩm hành đen 16

1.3 Gan và các tác động do rượu đến gan 19

1.3.1 Gan 19

1.3.2 Các tác động do rượu đến gan 19

1.3.3 Các iến đổi ở gan do rượu 20

1.3.4 Các giải pháp điều trị viêm gan 20

1.3.5 Các ài thuốc đông y hỗ trợ điều trị ệnh gan 21

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 22

2.1 Phương tiện nghiên cứu 22

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 22

2.1.2 Nguyên liệu nghiên cứu 22

2.1.3 Hoá chất 23

2.1.4 Thiết ị và dụng cụ 24

2.2 Phương pháp ố trí thí nghiệm nghiên cứu 25

2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất hành đen từ hành tím tươi 25

2.2.2 Thuyết minh quy trình 26

2.3 Xác định các chỉ tiêu hóa lý trong quá trình ủ nhiệt 27

2.3.1 Xác định độ ẩm 27

2.3.2 Xác định pH 27

2.3.3 Xác định độ acid 27

2.3.4 Xác định độ màu 27

2.3.5 Xác định hàm lượng đường khử 27

2.3.6 Xác định hàm lượng polyphenol 27

2.3.7 Xác định hàm lượng flavonoids 27

2.3.8 Xác định hoạt tính kháng oxy hóa dựa trên vào khả n ng khử gốc tự do 1,1 – diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 28

2.3.9 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả 28

2.4 Tạo mô hình chuột thí nghiệm 28

2.4.1 Động vật thí nghiệm 30

2.4.2 Hóa chất 30

2.4.3 Phương pháp thu dịch chiết hành đen 30

2.4.4 Phương pháp thu nhận máu 30

2.4.5 Phương pháp thu nhận gan 30

2.4.6 Phương pháp xác định các chỉ số sinh hóa máu 31

2.4.7 Đánh giá mô học ằng nhuộm Hematoxylin  Eosin (HE) 31

2.4.8 Chỉ số cân nặng cơ thể, cân nặng gan chuột 31

2.4.9 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả từ mô hình chuột 31

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32

3.1 Sự iến đổi các thành phần hóa lý trong quá trình lên men ằng nhiệt 32

3.1.1 Đánh giá cảm quan đối với sản phẩm hành đen 32

3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến độ ẩm của mẫu hành 33

3.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến pH của mẫu hành 34

3.1.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến độ acid của mẫu hành 35

3.1.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến độ màu của mẫu hành 36

3.1.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử của mẫu hành 38

3.1.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng polyphenol của mẫu hành 40 3.1.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng flavonoid của mẫu hành 41

3.1.9 Khả n ng ắt gốc tự do DPPH của mẫu hành 42

3.2 Nghiên cứu khả n ng hỗ trợ điều trị viêm gan do ethanol của hành đen trên mô hình chuột 44

3.2.1 Ảnh hưởng của hành đen lên trọng lượng cơ thể, trọng lượng gan và trọng lượng gan tương đối của chuột thí nghiệm 44

3.2.2 Ảnh hưởng của hành đen lên hàm lượng lipid trong huyết tương 45

3.2.3 Ảnh hưởng của hành đen lên sinh hóa máu 47

3.2.4 Phân tích mô học ằng phương pháp nhuộm hóa mô Hematoxylin – Eosin (HE) 49

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51

1 Kết luận 51

2 Kiến nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

PHỤ LỤC 65

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 104

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Đặc điểm hình thái cây hành tím A Củ hành tím; B Cây hành tím; 5

Hình 1.2 Một số sản phẩm từ hành tím (A) Hành tím sấy khô; (B) Hành tím muối

chua; (C) Hành tím phi; (D) Bột hành tím; (E) Nước hành tím 14

Hình 2.1 Nguyên liệu hành tím V nh Châu (A) Hành nguyên liệu chưa óc vỏ; (B)

Hành nguyên liệu đã óc vỏ 22Hình 2.2 (A) Tủ lên men hành; (B) Khay đựng hành nguyên liệu ọc giấy ạc đưa

đi lên men 23Hình 3.1 Sản phẩm hành đen nguyên củ ở các chế độ nhiệt khác nhau (A) Chế độ ủ

600C; (B) Chế độ ủ 700C; (C) Chế độ ủ 800C 32Hình 3.2 Sản phẩm hành đen ở mặt cắt ngang ; (A) Chế độ nhiệt ủ 800C; (B) Chế độ

nhiệt ủ 700C; (C) Chế độ nhiệt ủ 600C 32Hình 3.3 Sự thay đổi độ ẩm của hành đen ở chế độ nhiệt 600

C, 700C và 800C 33Hình 3.4 Sự thay đổi pH của hành đen ở các chế độ nhiệt 600

C; 700C và 800C 34Hình 3.5 Sự thay đổi acid tổng hành đen ở chế độ nhiệt 600

C, 700C và 800C 35Hình 3.6 Sự thay đổi độ màu của hành đen ở chế độ nhiệt 600C, 700C và 800C 36Hình 3.7 Sự thay đổi màu sắc của hành đen trong thời gian ủ ở nhiệt độ 600C (A)

ngày 0; (B) ngày 3; (C) ngày 6; (D) ngày 9; (E) ngày 12; (F) ngày 15; (G) ngày 18; (H) ngày 21 36Hình 3.8 Sự thay đổi màu sắc của hành đen trong thời gian ủ ở nhiệt độ 700C (A)

ngày 0; (B) ngày 3; (C) ngày 6; (D) ngày 9; (E) ngày 12; (F) ngày 15; (G) ngày 18; (H) ngày 21 36Hình 3.9 Sự thay đổi màu sắc của hành đen trong thời gian ủ ở nhiệt độ 800

C (A) ngày 0; (B) ngày 3; (C) ngày 6; (D) ngày 9; (E) ngày 12; (F) ngày 15; (G) ngày 18; (H) ngày 21 37Hình 3.10 Sự thay đổi đường khử của hành tím đen ở chế độ nhiệt 600C, 700C và

800C 38Hình 3.11 Sự thay đổi polyphenol của hành đen ở các chế độ nhiệt 600

C, 700C và

800C 40Hình 3.12 Sự thay đổi Flavonoid của hành đen ở chế độ nhiệt 600C, 700C và 800C41Hình 3.13 Sự thay đổi giá trị DPPH hành đen ở chế độ nhiệt 600C, 700C và 800C 42Hình 3.14 Các chỉ số trọng lượng cơ thể, trọng lượng gan và trọng lượng gan tương

đối của chuột đang được hỗ trợ điều trị tổn thương gan ằng dịch hành lên men 44Hình 3.15 Các chỉ số lipid trong huyết tương của chuột đang được hỗ trợ điều trị tổn

thương gan ằng dịch hành lên men 46

Hình 3.16 Các chỉ số sinh hóa máu của chuột đang được hỗ trợ điều trị tổn thương

gan ằng dịch hành lên men 48

Hình 3.17 Nhuộm hóa mô Hematoxylin – Eosin; (A) Lô 1: Saline; (B) Lô 2: HĐ;

(C) Lô 3: EOH; (D) Lô 4: EOH+HĐ; (E) Lô 5: EOH+HT 49

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Các chất dinh dƣỡng trong củ hành tím 9Bảng 2.1 Danh sách hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 23Bảng 2.2 Danh sách thiết ị 24

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ALT Alanine aminotransferase

AST Aspartate transaminase

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Cây hành tím (Allium ascalonicum L.) thuộc nhóm rau n củ, được sử dụng rộng rãi

để chế biến thức n trong đời sống hằng ngày đồng thời là phương thuốc truyền thống, giúp t ng cường sức đề kháng, tốt cho tim mạch, chống t ng huyết áp, chống đái tháo đường và đồng thời kháng khuẩn, chống ung thư [1], [2], [3] Trong cây hành được xác định là do sự hiện diện của một lượng lớn các hợp chất lưu huỳnh, flavonoid và saponin và các hợp chất lưu huỳnh được cho là yếu tố chính tạo mùi vị

h ng nồng và tạo nên dược tính của củ hành [4], [5] Mặc dù củ hành đã được sử dụng rộng rãi như một loại gia vị và thuốc chữa bệnh nhưng hành vẫn hạn chế bởi mùi và vị không dễ chịu Trên thực tế, mùi và vị này có thể không còn nữa thông qua quá trình xử lý bằng nhiệt [6] Dựa vào đặc điểm này, thực hiện lên men hành tươi tạo hành đen ằng nhiệt nhằm cải thiện mùi h ng và t ng giá trị cảm quan cũng như chất lượng của củ hành Ngoài ra, hành đen thành phẩm sẽ có vị ngọt, chua, thay thế cho các mùi khó chịu và vị h ng nồng ở hành tươi Nghiên cứu của Yang và Park [6] về hành đen từ hành tây, một nguyên liệu cùng chi của hành tím cho thấy hàm lượng các chất có trong hành đen sau khi lên men có thể phụ thuộc vào kích thước nguyên liệu cũng như qui trình công nghệ (nhiệt độ và thời gian) của quá trình ủ Do đó, việc khảo sát để lựa chọn các điều kiện lên men để thu được sản phẩm có chất lượng cao và tiết kiệm chi phí, đòi hỏi phải tìm hiểu nhằm hoàn thiện qui trình lên men hành đen Trong nghiên cứu này sẽ khảo sát qui trình lên men hành đen ằng nhiệt thông qua đánh giá các chỉ tiêu hóa lý như pH, độ ẩm, độ màu, acid tổng, đường khử và chất có hoạt tính sinh học như polyphenol, flavonoid, khả

n ng ắt gốc tự do DPPH để lựa chọn qui trình lên men phù hợp cho củ hành

Gần đây, hành đã được áo cáo để thể hiện khả n ng chống oxy hóa và gốc tự do Các tính chất này có liên quan đến các hợp chất chứa lưu huỳnh, hàm lượng cao của của các chất có hoạt tính chống oxy hóa trong củ hành Những nghiên cứu của

Leelarungrayub và cộng sự [7], Yang và cộng sự [8] cho thấy củ hành có tiềm n ng chống oxy hóa vượt trội so với một số giống hành tây và một số chế phẩm từ tỏi Củ hành tươi giàu các chất chống oxy hóa có khả n ng kháng viêm như quercetin và chất này đã được nghiên cứu đánh giá hoạt tính bảo vệ gan bởi các tác nhân gây viêm do ethanol [9], chế độ n nhiều chất béo [10], paracetamol [11] Theo nghiên cứu của Rojas và cộng sự [12] về hành đen được lên men bằng nhiệt, các chất như quercetin tự do được tìm thấy với số lượng cao hơn đáng kể trong hành tây đen so với hành tươi

Từ đó, sản phẩm hành đen được kỳ vọng có các chất chống oxy hóa giúp cải thiện sức khỏe, bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh Trên thị trường hiện nay đã có một số sản phẩm hành đen được lên men bằng nhiệt từ hành tây, tuy nhiên có ít tài liệu khoa học nghiên cứu về các hoạt tính sinh học cũng như lựa chọn qui trình sản xuất hành đen và tác dụng bảo vệ gan do rượu ethanol của hành đen Chính vì vậy,

việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất hành tím lên men và ứng

dụng bổ sung trong điều trị tổn thương gan do ethanol” là cần thiết để hoàn thiện

quy trình lên men tự nhiên hành đen từ hành tím, đồng thời xác định hàm lượng các chất trong hành đen để đánh giá quy trình lên men từ củ hành Từ đó, ứng dụng sản phẩm hành đen trong đánh giá tiềm n ng hỗ trợ phục hồi các tổn thương viêm gan

do rượu ethanol

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu quy trình sản xuất hành tím lên men bằng nhiệt tạo ra hành đen: lựa chọn qui trình lên men phù hợp tại một số thông số nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời khảo sát các đặc tính lý hóa, các chất chống oxy hóa như polyphenol, flavonoid, khả

n ng ắt gốc tự do DPPH của hành lên men tại thời điểm 0; 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21 ngày

Khảo sát khả n ng phục hồi tổn thương gan do ethanol từ sản phẩm hành đen

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là hành tím được trồng ở thị xã V nh Châu, Sóc Tr ng Chuột bạch 8 - 10 tuần tuổi, có khối lượng 30 - 33g được cung cấp tại viện Pasteur TP.HCM

Phạm vi nghiên cứu: khảo sát các chỉ tiêu lý hóa khi lên men tạo hành đen ở các nhiệt độ và độ ẩm nhất định, đồng thời khảo sát khả n ng hỗ trợ phục hồi tổn thương gan do ethanol trên chuột bởi hành đen

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Các nghiên cứu về hành đen từ hành tím chủ yếu dựa vào các bài báo liên quan từ hành tây được lên men và một số bài báo lên men bằng nhiệt như: nhân sâm đỏ, tỏi đen, trà đen và một số sản phẩm khác Thu thập, tổng hợp tài liệu liên quan đề tài về các quá trình sản xuất ra sản phẩm hành đen, tỏi đen và các mô hình tổn thương gan

do ethanol gây ra

Các số liệu trong các thử nghiệm được xử lý bằng phần mềm Statgraphics XV

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Trong nghiên cứu này sẽ nghiên cứu đến qui trình lên men hành ở các nhiệt độ và

độ ẩm nhất định, khảo sát sự biến đổi các tính chất hóa lý và các chất có hoạt tính sinh học từ hành tím đen

Tạo ra sản phẩm hành đen với nhiều hoạt chất chống oxy hoá tốt cho cơ thể và có tác dụng hỗ trợ trong việc phục hồi tổn thương gan do rượu ethanol

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan hành tím

1.1.1 Đặc điểm hình thái cây hành tím

Cây hành tím (Allium ascalonicum L.) [13],[14] thuộc nhóm rau n củ, được sử

dụng rộng rãi để chế iến thức n trong đời sống hằng ngày Hành tím thuộc loài

Allium ascalonicum, tên ascalonicum ắt nguồn từ địa điểm canh tác an đầu của

hành là Ascalon, một thị trấn cũ của Palestine, nơi mà các nhà khoa học cho là nguồn gốc xuất xứ của giống hành này [15]

Theo nghiên cứu của Tashiro và cộng sự, Allium ascalonicum L được trồng phổ

iến ở các nước Đông Nam Á Trong các đặc điểm hình thái của hoa, hình dáng

giống với hành tây thông thường A cepa L nhưng khác với hành tây thông thường

ở tầm vóc nhỏ hơn, đẻ nhánh tích cực và hình thành một cụm củ nhỏ (Hình 1.1) Ở các nước Đông Nam Á, hành tím được sử dụng phổ iến và quan trọng hơn hành tây và được trồng nhiều nhất là loại có củ màu đỏ [17]

Hình 1.1 Đặc điểm hình thái cây hành tím A Củ hành tím; B Cây hành tím;

C Hoa hành tím

1.1.2 Tình hình trồng cây hành tím

Cây hành được tìm thấy vào thời Ai Cập cổ đại, một số tác giả cho rằng hành có thể được xem là loại rau đầu tiên được khai hóa bởi con người Theo Purseglove [13], hành có thể trồng trong nhiều điều kiện khí hậu khác nhau nhưng tốt nhất là khí hậu dịu mát, không nóng hay lạnh quá mức Ở Châu Á có điều kiện khí hậu khá phù hợp cho cây hành phát triển và ở đây đã xem củ hành là loại gia vị cần thiết cho chế biến thức n Ngày nay hành là cây trồng quan trọng trên thế giới và hơn 50% sản lượng hành chủ yếu được trồng tại châu Á chủ yếu tập trung ở các nước như Trung Quốc, Nhật và Hàn Quốc [18]

Theo phân loại của Salunkhe và Pureglove, hành thuộc giống Allium, thời gian

trước xếp Allium vào họ hành tỏi, sau đó được đặt tên lại là Amaryllidaceae (họ Lan

huệ), hiện tại phân loại hành thuộc họ Alliaceae [13],[14] Hiện nay trên thế giới có khoảng 30 giống và khoảng 600 loài giữa Liliaceae và Amaryllidaceae Theo

Pureglove, Allium cepa được chia vào 3 nhóm gồm:

(1) Nhóm Commom onion var cepa: có dạng một củ, củ to và chủ yếu nhân giống

bằng hạt

(2) Nhóm Aggregatum var aggregatum group: hành từ một củ sinh ra nhiều chồi

hay củ và được sử dụng cho nhân giống Hành tím được xếp vào nhóm này

(3) Nhóm Proliferum var proliferum Targioni Tozzetti (var bulbelliferum Bailey; var viviparum) Nhóm này có củ ở dưới đất và phát triển kém, được nhân giống

bằng phát hoa

Ở Việt Nam, hành tím được trồng nhiều ở thị xã V nh Châu tỉnh Sóc Tr ng và một

số nơi khác như huyện đảo Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi, huyện Ninh Hải tỉnh Ninh Thuận, huyện Gò Công tỉnh Tiền Giang, huyện Ba Tri tỉnh Bến Tre, huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh và thành phố Bạc Liêu tỉnh Bạc Liêu …

Thị xã V nh Châu là địa phương có diện tích lớn nhất tỉnh Sóc Tr ng, có truyền thống canh tác cây hành tím lâu đời và là nông sản chủ lực Cây hành tím thích nghi trong điều kiện đất giồng cao, đất thịt pha cát Sóc Tr ng do có địa thế thuận lợi (nằm ở cửa sông Hậu và tiếp giáp biển Đông), có các giồng cát được phân bố một phần diện tích đất giồng thịt pha cát ở huyện Trần Đề, Long Phú và tại các xã nằm ven biển thị xã V nh Châu Đây là yếu tố ảnh hưởng khá lớn đến sự phát triển của cây hành tím và chất lượng củ hành [19] Theo một số nghiên cứu đối với hành

(Allium cepa L.) và trên giống hành Trung Quốc (Allium fistulosum L.) thấy được

rằng có sự tương quan giữa hàm lượng lưu huỳnh trong đất đối với sự h ng nồng của hành liên quan đến các hợp chất lưu huỳnh [20], [21] Độ dài mùa vụ canh tác trồng hành và mức độ trưởng thành của củ hành sau khi thu hoạch cũng có liên quan đến hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh [22], [23]

Ngoài ra, theo nghiên cứu của Trinh và cộng sự [24], củ hành tím thu nhận được ở thị xã V nh Châu (tỉnh Sóc Tr ng), huyện Lý Sơn (tỉnh Quảng Ngãi), huyện Gò Công (tỉnh Tiền Giang) và huyện Ninh Hải (tỉnh Ninh Thuận) đã được phân tích các thành phần lý hóa Hành V nh Châu có thời gian canh tác kéo dài và hàm lượng lưu

khác (407 mg/kg, 356 mg/kg và 355,7 mg/kg tương ứng với đất ở Gò Công, Ninh Hải và Lý Sơn) Hành tím V nh Châu có hàm lượng hợp chất lưu huỳnh tổng số cao hơn so với các mẫu hành ở các địa phương khác, cụ thể tương ứng với mẫu hành

Hàm lượng antoxian chiếm 30% trong thành phần flavonoit ở củ hành Hành tím

V nh Châu có hàm lượng antoxian khác biệt rất lớn so vơi hành Ninh Thuận và Lý Sơn Lượng antoxian ở hành tươi, cao nhất ở mẫu hành V nh Châu có hàm lượng 16mg/100g - 17,3mg/100g, các hành địa phương khác như Lý Sơn, Ninh Thuận, Gò Công lần lượt tương ứng là 14,1mg/100g; 13,3mg/100g; 16mg/100g

Kaempferol chiếm khoảng 3% trong thành phần flavonoit ở củ hành Mẫu hành

V nh Châu có hàm lượng hợp chất kaempferol trên mẫu hành tươi 1,57mg/100g cao hơn so với các mẫu hành Lý Sơn và Ninh Hải, có hàm lượng lần lượt tương ứng là 1,36mg/100g và 1,28mg/100g

Độ màu vỏ ngoài củ hành và vỏ tép hành cho thấy cường độ màu tím cao nhất ở mẫu hành tím V nh Châu, tiếp đó lần lượt là Sóc Trǎng và Tiền Giang, Lý Sơn, Ninh Thuận Hàm lượng saponin tổng số trong củ hành tây (Allium cepa L.) ở mức

13 - 18mg/100g (Lazotti et al.,2012) Hàm lượng saponin tổng trong củ hành tím Pháp (Allium ascalonicum Hort.) ở mức 20mg/100g (Fattorusso et al., 2002) Hành tím V nh Châu có lượng saponin có vai trò quan trọng trong dược tính của hành cao

hơn hẳn với các mẫu hành trong các nghiên cứu được công bố, ở mức 21,5- 25,8 mg/100g

Hành tím V nh Châu có chứa hàm lượng có hoạt tính sinh học cao hơn hẳn các địa phương khác và có tiềm n ng khi sử dụng làm nguyên liệu tạo nên các sản phẩm hành có chất lượng tốt hơn Việc lựa chọn củ hành tím V nh Châu làm đối tượng nghiên cứu do chính vụ thu hoạch vào tháng 11 đến tháng 1 âm lịch đúng thời điểm thực hiện đề tài Ngoài ra, đây là cơ hội phát triển đa dạng hóa sản phẩm hành tím

V nh Châu

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của hành tím

Hành tím nói riêng và các loài khác thuộc chi Allium đã được sử dụng cho các mục

đích khác nhau như chế iến thực phẩm và gia vị Thành phần chính của hành được thể hiện trong Bảng 1.1 [25] Tính theo trọng lượng tươi, hành rất ít calo chỉ 72 kcal/100g, chứa 79,8% nước, car ohydrate 16,8%, một lượng nhỏ protein (2,5%) và chất éo (0,1%)

Theo một số áo cáo của Leelarungrayu và cộng sự [7], Trinh và cộng sự [24], Ellong và cộng sự [26] đã thấy rằng các thành phần như polyphenols, anthocyanins, flavonoids, quercetin và glycosid đã được tìm thấy trong củ hành Một số hợp chất

có nhiều ở trong hành như anthocyanin là chất chống oxi hóa mạnh, đồng thời cũng

là sắc tố làm nên màu đỏ của hành [27], [28]

Củ hành rất giàu chất xơ hòa tan tên fructan, là một trong nguồn thực phẩm chính chứa fructan [29], [30] Fructan là dạng chất xơ pre iotic đây là nguồn thức n của các lợi khuẩn ở đường ruột, từ đó hình thành các acid éo chuỗi ngắn như utyrate

có thể giúp giảm nguy cơ ung thư ruột già, cải thiện sức khỏe của ruột già và giảm viêm [31], [32]

Hàm lượng vitamin và các khoáng chất trong hành rất phong phú, với vitamin C là một chất chống oxi hóa cần thiết cho chức n ng miễn dịch, duy trì sức khỏe của tóc

và da [33], [34] Vitamin B9 thuộc nhóm vitamin B tan trong nước, đóng vai trò quan trọng cho sự t ng trưởng tế ào và quá trình trao đổi chất, đặc iệt là phụ nữ mang thai [35] Vitamin B6 với vai trò trong hình thành các tế ào hồng cầu, kali là khoáng chất thiết yếu giúp giảm huyết áp và quan trọng đối với sức khỏe tim mạch [36], [37]

Các hợp chất chứa lưu huỳnh được xác định là yếu tố chính tạo mùi vị h ng nồng và dược tính của củ hành Những lợi ích sức khỏe mà hành mang lại chủ yếu nhờ chất chống oxi hóa và các hợp chất chứa lưu huỳnh [38], [39] Do tầm quan trọng của loại rau này trong thực phẩm cũng như trong y học nên các hoạt tính sinh học của

là có các đặc tính chống oxy hóa mạnh, giúp giảm viêm và ức chế sự phát triển của

vi sinh vật gây ệnh [43], [44] Trong y học dân gian, hành đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ chống lại nhiễm nấm, vi khuẩn và virus Do hoạt động kháng khuẩn

mà củ hành có, loại rau này có thể được sử dụng như chất ảo quản tự nhiên trong thực phẩm để kiểm soát sự phát triển của vi sinh vật [45],[46], [47] Đặc tính hóa học gần đây của các hợp chất lưu huỳnh của hành đã chứng tỏ rằng đây là các chất hoạt động chính chống vi khuẩn [48] Các đặc tính chống nhiễm khuẩn của hành đối

với chủng Trichomonas vagis cũng đã được áo cáo ởi Taran và cộng sự [49]

1.1.4.2 Hoạt động chống virus

Ngoài các hợp chất lưu huỳnh, đã có áo cáo rằng quercetin cũng có hoạt tính kháng virus và t ng cường hoạt tính sinh học của một số loại thuốc chống virus [50] Goren và cộng sự đã tìm thấy một chiết xuất dược liệu mới có nguồn gốc từ củ hành với hoạt tính chống virus rộng Chiết xuất này có thể được sử dụng để điều trị hoặc ng n ngừa một loạt các ệnh nhiễm trùng ở người và động vật [51] Theo Chen và cộng sự, trên nghiên cứu nhằm đánh giá hoạt tính chống virus của

n m cây Allium (hành, tỏi, hành tây, tỏi tây và hành lá) thấy rằng hết các Allium

được thử nghiệm không độc đối với tế ào ung thư phổi ở người Củ hành cho thấy mức độ hoạt động chống virus cao nhất chống lại nhiễm trùng từ 0 đến 2 giờ ở trong giai đoạn đầu của sự nhân lên của virus [52]

1.1.4.3 Hoạt tính chống nấm

Chiết xuất từ củ hành có hiệu quả chống lại nhiều loài nấm men, tinh dầu của củ hành ức chế nấm da liễu [53] Irkin và Korukluoglu đã nghiên cứu các hoạt động

chống nấm như Aspergillus niger, Fusarium oxysporum [54], [55] De Souza và

cộng sự có các nghiên cứu liên quan đến mức tổng phenolic trong hành với hoạt

tính kháng nấm được thử nghiệm chống lại Rhyzopus oryzae [56]

1.1.4.4 Hoạt động chống oxy hóa

Nghiên cứu cho thấy chế độ n uống giàu rau và trái cây cung cấp một lượng lớn chất có hoạt tính sinh học như vitamin C, E, glutathione, hợp chất phenolic giúp ảo

vệ chống lại tổn thương tế ào [57] Củ hành chứa anthocyanin và flavonoid quercetin và kaempferol Tuy nhiên, các sắc tố anthocyanin, tập trung ở lớp vỏ ngoài của củ hành chỉ chiếm phần nhỏ của phần n được Các flavonoid chính trong hành tươi là quercetin tự do, quercetin-4-O-glucoside và hai đồng phân quercetin-diglucoside rutin, còn lại isorhamnetin-3,4'-diglucoside, quercetin-3-O-glucoside, isorhamnetin-4'-O-glucoside, luteolin và isorhamnetin được xác định là thành phần phụ trong hành [12] Hollman và cộng sự có nghiên cứu cho thấy quercetin thực sự được hấp thụ ở người [58]

1.1.4.5 Hoạt động chống ung thư

Nhiều nghiên cứu dịch tễ học và invitro và invivo đã được phát triển để chứng minh

tác dụng hóa học hoặc chống ung thư của hành tây và loài Allium [59], [60] Gần

đây, Bang và Kim trong một nghiên cứu về tác dụng của hành đối với sự cảm ứng hóa học của tổn thương ở gan chuột, đã áo cáo rằng củ hành ức chế quá trình gây ung thư tế ào gan giai đoạn đầu thông qua việc ức chế sự t ng sinh tế ào và ức chế sự phân chia tế ào [61], [62], [63]; ức chế các hoạt động lipoxygenase và cyclooxygenase (tác dụng chống viêm) [48], [64], [65]

Đặc tính chống ung thư của hành có thể một phần ở sự phong phú của polyphenol,

ao gồm flavonoid Singh và cộng sự cho rằng một lượng lớn polyphenol là tác nhân chính của đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn mạnh mẽ ở trong củ

hành[66] Một số nghiên cứu khác đã áo cáo rằng quercetin t ng cường khả dụng sinh học của một số loại thuốc chống ung thư như Tamoxifen, một loại thuốc chống

dị ứng không steroid để điều trị và ng n ngừa ung thư vú, ằng cách thúc đẩy sự hấp thụ và giảm chuyển hóa [50], [67]

1.1.4.6 Điều hòa lượng đường trong máu

Bệnh tiểu đường là ệnh khá phổ iến, đặc trưng ởi hàm lượng đường trong máu cao Theo áo cáo của Eldin và cộng sự, ệnh nhân tiểu đường được sử dụng 100g hành mỗi ngày đã giúp giảm hàm lượng đường đáng kể ở trong máu [68] Hành có thể kiểm soát ệnh tiểu đường type 1 và type 2 ở người tuy nhiên cần nhiều nghiên cứu để chứng minh thêm [69], [70] Theo Ampa Luangpirom và cộng sự đã có nghiên cứu xác định ảnh hưởng của nước ép củ hành đối với khả n ng hạ đường huyết trong máu và giảm tổn thương tinh hoàn do ệnh tiểu đường [71]

1.1.4.7 Giảm lipid huyết thanh

Sự tổng hợp và sử dụng cholesterol phải được kiểm soát chặt chẽ để ng n ngừa sự tích tụ quá mức và sự lắng đọng ất thường của cholesterol và lipoprotein giàu cholesterol trong các động mạch vành, nguyên nhân dẫn đến xơ vữa động mạch Củ hành đã được áo cáo làm giảm chất éo trong máu và ức chế sinh tổng hợp cholesterol ở gan ở động vật thí nghiệm như chuột, thỏ và lợn được cho n chế độ

n nhiều chất éo [72], [73], [74], [75], [76], [77] Một nghiên cứu của Jain và Vyas chỉ ra rằng việc sử dụng củ hành cho ệnh nhân mắc ệnh mỡ máu đã ng n ngừa sự gia t ng cholesterol toàn phần, LDL - cholesterol, HDL - cholesterol và triglyceride [78] Lee và cộng sự cũng áo cáo rằng việc uống chiết xuất cô đặc từ củ hành có tác dụng tốt đối với rối loạn lipid máu, làm giảm nồng độ cholesterol toàn phần và LDL-cholesterol trong huyết thanh ở các đối tượng t ng cholesterol trong máu [79] Tất cả các nghiên cứu này cho thấy rằng n hành có thể ức chế sự hình thành các mảng xơ vữa động mạch và do đó, để giảm các ệnh tim mạch

Theo Platel và Srinivasan áo cáo rằng củ hành có tác dụng kích thích và đẩy nhanh quá trình tiêu hóa và giảm thời gian vận chuyển thức n trong đường ruột [82] Sharma và cộng sự, Benkeblia và Shiomi áo cáo rằng củ hành có hàm lượng chất

xơ hòa tan cao [83], đặc iệt là inulin và fructooligosacarit [84] giúp kích thích sự

phát triển của các vi sinh vật có lợi như bifidobacteria và lactobacilli trong đại tràng [85], [86] Nghiên cứu của Khaki và cộng sự cho thấy tác dụng tích cực khác

của hành đã được đánh giá in vivo trên chuột, sử dụng 4g/kg nước ép hành cải thiện sức khỏe của tinh trùng, số lượng tinh trùng, tỷ lệ sống sót và khả n ng vận động [87]

1.1.5 Tình hình phát triển các sản phẩm từ hành

Nhờ các tác dụng sinh học quý giá đối với sức khỏe con người, hành tím đã trở thành gia vị quan trọng t ng thêm hương vị cho các loại thức n và đồ uống khác nhau ở rất nhiều nước trên thế giới Hiện nay, trên thị trường Việt Nam đã xuất hiện một số sản phẩm chế iến từ hành tím như: hành muối chua, hành chiên (hành phi), hành sấy, ột hành, nước uống hành tím, mứt hành tím … (Hình 1.2)

Đa dạng hóa sản phẩm từ hành tím nhằm tìm đầu ra ền vững, nâng cao thu nhập cho người trồng hành là hướng đi được các nhà khoa học nghiên cứu Tuy nhiên, hiện tại sản phẩm chế iến từ hành tím có quy trình chế iến chưa quan tâm nhiều đến các hợp chất sinh học quý trong sản phẩm và tận dụng hết nguồn nguyên liệu sẵn có để mang lại hiệu quả kinh tế Từ thực tế trên, việc áp dụng iện pháp kỹ thuật để chế iến đa dạng các sản phẩm từ hành tím là cần thiết nhằm giảm tổn thất sau thu hoạch và gia t ng giá trị của sản phẩm Sản phẩm hành đen được quan tâm

và nghiên cứu để tìm ra qui trình sản xuất phù hợp để gia t ng các hợp chất sinh học quý có trong củ hành

Hình 1.2 Một số sản phẩm từ hành tím (A) Hành tím sấy khô; (B) Hành tím muối chua; (C) Hành tím phi; (D) Bột hành tím; (E) Nước hành tím

1.2 Hành đen

1.2.1 Phản ứng maillard đối với các sản phẩm lên men bằng nhiệt

Phản ứng amino-carbonyl (maillard) của các acid amin với đường là phản ứng hóa nâu không enzyme diễn ra trong quá trình chế iến và ảo quản thực phẩm Các nghiên cứu về phản ứng tạo màu nâu đã được thực hiện chủ yếu trên mô hình đường

và các hợp chất amino [88] Các sản phẩm đã được sản xuất ởi các phản ứng hóa nâu không enzyme như nhân sâm đỏ, tỏi đen, hạt cà phê rang, trà đen hay những thực phẩm tương tự [89], [90], [91]

Nhân sâm đỏ là sản phẩm lên men ằng nhiệt từ nhân sâm trắng, phản ứng hóa nâu không enzyme xảy ra của quá trình sấy Phản ứng hóa nâu của nhân sâm có liên quan không chỉ đến màu sắc, tạo hương vị đặc iệt mà còn nâng cao giá trị của sản phẩm nhân sâm Nhân sâm đỏ thu được có chất lượng tốt hơn so với nhân sâm trắng, màu nâu đỏ tạo ra sau khi lên men có khả n ng hòa tan trong nước và có chứa các chất chống oxy hóa [92]

Hạt cà phê rang có hương vị đặc trưng ởi phản ứng phi enzyme tạo màu nâu, có các thành phần chống oxy hóa cao hơn sau khi lên men ằng nhiệt [93] Trong sản xuất trà đen, dưới tác dụng của nhiệt, các phản ứng xảy ra để hình thành các hợp chất polyphenol tan trong nước đặc trưng ở trà đen Tổng phenol và tổng lượng flavonoid t ng lên khi nhiệt độ và thời gian ủ trà t ng lên [94]

Các nghiên cứu trước đây về một sản phẩm tương tự được gọi là tỏi đen cho thấy rằng các hợp chất hoạt tính sinh học trong sản phẩm t ng lên sau quá trình gia nhiệt

từ tỏi tươi [95] Khi chế iến tỏi có nhiệt độ trong phản ứng hóa nâu không enzyme ằng cách phản ứng đường với các peptide acid amin [88], các tính chất hóa lý và nghiên cứu hoạt động chống oxy hóa của tỏi đen đã được áo cáo [91], [96] Có nhiều nghiên cứu về tỏi lên men đã chứng minh lợi ích đối với sức khỏe con người Tác dụng sinh học vượt trội như chống oxy hóa, chống lại các tác nhân gây ung thư, kích thích hệ miễn dịch [97], chống oxy hóa và hoạt động chống ung thư [98], giúp

ảo vệ DNA khỏi sự phá hủy của các gốc tự do tự hình thành trong quá trình sống

và các gốc tự do thu nhận từ môi trường [99], [100] Bằng chứng thực nghiệm cho thấy tỏi đen có khả n ng ảo vệ chống lại tác động có hại thứ phát của quá trình oxy hóa do xạ trị, hóa chất gây ra [101] Cơ chế của khả n ng điều chỉnh lượng đường trong máu là do cơ chế t ng chuyển hóa glucose và kích thích ài tiết insulin ở ệnh nhân đái tháo đường [96], [102] Tỏi đen đã được phát hiện công dụng hạ lipid máu, đặc iệt là hạ cholesterol có hại [103]

Trong củ hành tươi có nhiều thành phần có ích cho sức khỏe, tuy vậy việc sử dụng hành còn ị hạn chế do mùi h ng, vị cay Để loại ỏ mùi vị khó chịu đồng thời cải thiện sự ngon miệng của củ hành thì hiện tại các phương pháp xử lý khác nhau như nấu chín, muối chua, chiên giòn Phương pháp phổ iến nhất để giảm vị h ng của hành là nấu chín hoặc nướng để hành trở nên mềm và ngọt, mất vị h ng Tuy nhiên, quá trình tác động nhiệt sẽ thay đổi không chỉ là hương vị mà còn thay đổi màu sắc

và các thay đổi hóa lý có hướng tích cực

Nhận thấy, các nguyên liệu có phản ứng hóa nâu không enzyme trong quá trình chế iến ằng nhiệt, màu sắc sẽ dần thay đổi theo quá trình lên men ằng nhiệt, kèm theo đó là các phản ứng khác làm thay đổi đến chất lượng của thực phẩm, đặc iệt

là các chất chống oxy hóa Từ đó, việc kỳ vọng tạo ra sản phẩm hành đen từ củ hành tươi có hương vị dễ chịu, dễ n và nâng cao được các tính chất sinh học quý

1.2.2 Các nghiên cứu về sản phẩm hành đen

Hiện nay, đã có sản phẩm hành đen trên thị trường và phần lớn nguyên liệu từ hành tây, tuy nhiên sản xuất sản phẩm hành đen từ củ hành tím chưa được nghiên cứu về qui trình công nghệ Phương pháp lên men ằng nhiệt là phương pháp đã được lựa chọn để loại ỏ mùi h ng khó chịu ở trong hành tây Tương tự như ở sản xuất tỏi đen, hành tây trong quá trình xử lý nhiệt sẽ dự đoán xảy ra nhiều iến đổi về tính chất lý hóa ao gồm sự iến đổi về hương vị, màu sắc và hàm lượng các chất dinh dưỡng, khả n ng chống oxy hóa…Màu nâu được t ng lên với sự gia t ng nhiệt độ, phản ứng hóa nâu do quá trình lên men ằng nhiệt làm cho sản phẩm hành đen làm

từ hành tây có mùi h ng giảm mạnh, dễ n, hơi dai, t ng vị ngọt và có vị hơi chua

đặc trưng [6], các chất chống oxy hóa như polyphenol, flavonoids t ng lên so với hành tươi [104] Sự hình thành màu đen của hành đen có liên quan đến các phản ứng tạo màu nâu không enzyme và phụ thuộc lớn và nhiệt độ sản xuất [105], [106] Cường độ màu nâu và tốc độ chuyển màu nâu t ng lên khi nhiệt độ t ng [107] Kết quả tương tự về cường độ màu nâu cũng được áo cáo trong các nghiên cứu về nhân sâm đỏ Tỷ lệ hình thành các sản phẩm màu nâu trong nhân sâm đỏ liên quan đến nhiệt độ chế iến Nghiên cứu đã ra rằng, khi nhiệt độ t ng lên, sự hình thành màu nâu cũng t ng, tuy nhiên, giai đoạn an đầu giảm [108] Xử lý nhiệt trong quá trình sản xuất hành đen làm giảm ớt độ ẩm của hành, như vậy sẽ làm giảm n ng lượng kích hoạt để tạo ra màu nâu Sự hình thành màu đen của hành đen có liên quan đến các phản ứng tạo màu nâu mà không chịu tác động của enzym và phụ thuộc lớn vào nhiệt độ sản xuất [105], [109]

Nghiên cứu của Yang [6] đã thực hiện quá trình lên men hành tây ở các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm cố định với các kích thước hành tây khác nhau Hành đen được sản xuất thông qua quá trình lên men ằng nhiệt ở 03 chế độ nhiệt 70, 80 và 90°C Ở 90°C, hành tây với khối lượng khác nhau như lớn (90-L); trung bình (90-M) và nhỏ (90-S), hành tây nhỏ với kích thước khác nhau như nguyên củ (90-S-W); cắt nhỏ (90-S-C) và hành tây óc vỏ (90-S-P) Kết quả thu được rằng, các phép đo màu cho thấy mẫu hành đen 90-S-C có giá trị cao nhất trong số tất cả các mẫu Hành đen 90-S-C có tổng hàm lượng phenol cao hơn 3,3 lần so hành đen ở chế độ 70oC (tương ứng 11,62 và 3,51 mg/g) Hoạt động ắt gốc tự do DPPH của hành đen từ 90-S-C, 90-S-C và 90-S-P cao hơn so với mẫu hành đen khác và hành đen 90-S-C có mức cao nhất 48,3% Những kết quả này được thể hiện rõ ràng trong 90-S-C với kích thước nhỏ, được cắt ra và cho lên men ằng nhiệt ở nhiệt độ 90°C có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn đáng kể so các mẫu hành đen khác được lên men ằng nhiệt 70°C, 80°C

Theo nghiên cứu của Jeon và cộng sự [110], các hợp chất có hương vị dễ ay hơi được tìm thấy ở các sản phẩm hành đen được án trên thị trường Có 51 hợp chất đã được phát hiện trong các mẫu hành đen, gồm các hợp chất cac onyl (15 chất), hợp

chất chứa lưu huỳnh (8 chất), furan (6 chất), các hợp chất chứa nitơ (3 chất), rượu (2 chất), acid (2 chất) và các hợp chất khác (10 chất) Hai hợp chất chứa lưu huỳnh, dimethyl disulfide và dimethyl trisulfide, được phát hiện với hàm lượng lớn và được coi là hương vị đặc trưng của hành đen Với sự tạo thành acid axetic, furfural và pyrazine qua phản ứng Maillard trong quá trình ủ ở hành đen được phát hiện với hàm lượng cao cũng góp phần tạo nên hương vị đặc trưng như ngọt và chua trong hành đen Hàm lượng tro của hành đen dao động 0,22 đến 0,25%, protein từ 0,60 đến 1,25%, độ Brix từ 9 đến 11,6 Độ pH dao động từ 3,81 đến 4,07 trong tất cả các mẫu

Nghiên cứu của Chung và cộng sự [111] cũng cho rằng quercetin là flavonoid chính

có trong hành tây đen Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, quá trình lên men ằng nhiệt dẫn đến sự chuyển hóa quercetin dạng diglucoside và monoglucoside có trong hành tươi, ở hành đen chỉ tìm thấy ở dạng quercetin chính là aglycone Quá trình lên men tạo ra sản phẩm hành đen đã làm t ng nồng độ quercetin, đồng thời giảm lượng diglucoside và monoglucoside

Nghiên cứu gần đây của Rojas và cộng sự[12] chỉ ra rằng hàm lượng quercetin tự

do chiếm 89,6% tổng số flavonoids được tìm thấy trong hành đen, 10,4% còn lại gồm ốn thành phần nhỏ như quercetin-3-O-glucoside, quercetin-4-O-glucoside, luteolin và isorhamnetin Các chất như quercetin tự do được tìm thấy với số lượng cao hơn đáng kể trong hành tây đen so với hành tươi Các acid amin như arginine, leucine, isoleucine, tyrosine, alanine, asparagine và isoalliin chiếm ưu thế trong hành đen Sự xuất hiện dồi dào của isoalliin trong hành đen có thể là do hoạt tính enzym của cysteine sulphoxidelyase được kích hoạt trong quá trình lên men ằng nhiệt [112], đây tiền chất của các hợp chất có lợi cho sức khỏe của hành đen

Với những nghiên cứu trên, lên men ằng nhiệt từ hành tím tươi thành hành đen dự đoán tạo ra sản phẩm hành đen có độ ngọt, mùi thơm và t ng khả n ng chống oxy hoá của sản phẩm Hiện nay, quy trình tạo sản phẩm hành đen từ hành tím tươi và khảo sát sự thay đổi hàm lượng các hoạt chất chống oxy hoá, đồng thời nghiên cứu

về tác dụng của hành đen đối với sức khoẻ con người chưa ai nghiên cứu và thử nghiệm

1.3 Gan và các tác động do rượu đến gan

1.3.1 Gan

Gan là cơ quan quan trọng nhất trong cơ thể và đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh các quá trình sinh lý khác nhau Ahsan và cộng sự đã chỉ ra rằng, gan giúp duy trì và điều hòa cân ằng nội môi của cơ thể, hỗ trợ chuyển hóa car ohydrate, protein và chất éo, giải độc, tiết mật và lưu trữ vitamin [113] Ở cơ thể người, gan là một cơ quan có hình cánh quạt, mềm, màu nâu đỏ, ốn thùy và có kích thước cùng hình dạng không đều Khối lượng gan ình thường của người trưởng thành nặng khoảng 1,4kg đến 1,6kg [114] Gan là cơ quan nội tạng có khối lượng nặng nhất [115] và là tuyến tiêu hóa lớn nhất trong cơ thể Trong cơ thể, gan nằm ở phía trên ên phải ở góc phần tư của ụng, có chứa túi mật, ở ên dưới cơ hoành và ên phải dạ dày [116] Chức n ng chủ yếu của gan là tham gia vào quá trình giải độc của cơ thể Trường hợp ệnh lý hay gan ị nhiễm độc, các tế ào gan

sẽ ị hủy hoại, dẫn đến các tổn thương trên gan, dần hình thành các tổn thương không hồi phục như xơ gan, suy gan làm gan mất khả n ng đào thải chất độc [117]

1.3.2 Các tác động do rượu đến gan

Rượu là thủ phạm chính của ệnh gan ở các nước phương Tây và nguyên nhân do uống quá nhiều rượu [118] Rượu ảnh hưởng đến nhiều cơ quan của cơ thể, nhưng chủ yếu nhất ở hệ thống thần kinh trung ương và gan Hầu hết rượu uống vào sẽ được chuyển hóa ở gan và khi sử dụng quá nhiều rượu có thể dẫn đến ệnh gan cấp tính và mãn tính [119] Gan đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa các chất độc hại xâm nhập vào cơ thể và các chất độc hại được tạo ra trong quá trình chuyển hóa rượu trong gan góp phần vào sự phát triển của ệnh gan do rượu Những chất này gồm các phân tử có hoạt tính cao có khả n ng phá hủy các thành phần tế ào quan trọng thông qua quá trình oxy hóa Bình thường, các tế ào gan được ảo vệ chống lại quá trình oxy hóa dưới tác dụng của một số vitamin và

các chất chống oxy hóa Tuy nhiên, sự mất cân ằng giữa các chất oxy hóa và chất chống oxy hóa dẫn đến stress oxy hóa, đặc trưng chủ yếu là tổn thương tế ào gan Bằng chứng cho thấy rằng các cấu trúc tạo n ng lượng chính trong các tế ào (ti thể) có thể đặc iệt nhạy cảm với stress oxy hóa, dẫn đến sản xuất n ng lượng giảm đi [120], [121]

1.3.3 Các biến đổi ở gan do rượu

Các cơ chế của các tác động khác nhau về ệnh lý và trao đổi chất của ethanol được làm rõ như t ng lipid máu (t ng HDL) và t ng acid uric máu, nguyên nhân từ độc tính acetaldehyde và stress oxy hóa do rượu gây ra Một số sản phẩm phụ được tạo

ra trong quá trình trao đổi chất rượu có thể độc hại hơn rượu và t ng tình trạng ệnh gan do rượu [122] Bằng chứng cho thấy sự tham gia của stress oxy hóa trong phát triển của ệnh gan do rượu, khi tiếp xúc với ethanol với liều cấp tính dẫn đến t ng chỉ số gan, nồng độ huyết thanh và nồng độ cholesterol [123] Các nghiên cứu đã chứng minh rằng tổn thương gan do ethanol gây ra có liên quan đến sự t ng chất

éo, tạo thành protein cac onyl, hình thành các gốc ethyl 1-hydroxyl, lipid máu đồng thời giảm các chất chống oxy hóa như glutathione [124]

1.3.4 Các giải pháp điều trị viêm gan

Gan nhân tạo vẫn chưa được phát triển để thúc đẩy sự thay thế lâu dài khi gan không còn khả n ng thực hiện các chức n ng vốn có trong cơ thể Việc cấy ghép gan là lựa chọn duy nhất khi xảy ra tình trạng suy gan và xơ gan [125] Tuy nhiên ghép gan phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: iến chứng sau phẫu thuật, ức chế miễn dịch và chi phí cao nhưng không thể phục hồi hoàn toàn chức n ng như an đầu [126] Vì vậy, việc tìm ra một loại thuốc mới có nguồn gốc từ thảo dược giúp phục hồi và ảo vệ chức n ng gan là nhu cầu cấp thiết để ảo vệ sức khỏe của con người Ngày nay, với nền y học ngày càng phát triển đã có nhiều nghiên cứu các loại thuốc có nguồn gốc từ tự nhiên có thể điều trị ệnh gan do rượu

1.3.5 Các bài thuốc đông y hỗ trợ điều trị bệnh gan

Cây thuốc đóng một vai trò quan trọng trong ch m sóc sức khỏe của con người, việc

sử dụng thuốc y học cổ truyền chủ yếu dựa vào nguyên liệu thực vật Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng thảo dược có triển vọng phát triển để hỗ trợ và chữa ệnh sức khỏe con người [127] Sử dụng các liệu pháp từ tự nhiên để điều trị các ệnh về gan có lịch sử lâu đời, các cây thuốc có hoạt tính sinh học được coi là phương pháp điều trị hiệu quả và an toàn đối với tổn thương gan

Có nhiều áo cáo về hoạt động ảo vệ gan sử dụng ắt nguồn từ thực vật Theo Bhawna và Kumar, thực vật ảo vệ gan chứa nhiều thành phần hóa học như phenol, coumarin, monoterpenes, glycoside, alkaloids và xanthenes [128] Các chất chống oxy hóa như vitamin E, vitamin C và các tác nhân khác đã được thử nghiệm trên tổn

thương gan do ethanol gây ra [129] Theo áo cáo của Singh và Handa, Apium graveolens L mọc hoang ở dãy núi Tây Bắc Hy Lạp và miền Tây Ấn Độ có tác

dụng ảo vệ gan đã được thử nghiệm chống lại tổn thương gan do paracetamol và thioacetamide gây ra ở chuột Các kết quả thu được sau khi uống chiết xuất của hạt

A.graveolens cho thấy rằng cây này có tác dụng ảo vệ gan [130] Suja và cộng sự

đã áo cáo tác dụng từ chiết xuất của Helminthostachys zeylanica (L.) thân rễ ảo

vệ gan ở chuột tránh tổn thương do car on tetrachloride (CCl4) Kết quả cho thấy rằng tác dụng ảo vệ gan đáng kể đã đạt được đối với tổn thương gan do CCl4, ằng

cách uống chiết xuất H.zeylanica như giảm nồng độ enzyme huyết thanh và cấu trúc gan gần như ình thường [131] Bảo vệ gan từ dịch chiết rễ cây Decalepis hamiltonii chống lại stress oxy hóa [132], quercetin ảo vệ chống lại stress oxy hóa

do ethanol gây ra trong tế ào gan và có thể được sử dụng như một loại thuốc tự nhiên để phòng ngừa hoặc điều trị viêm gan [9] Một số hợp chất tự nhiên được phân lập từ trái, rễ cây, vỏ cây và hạt được sử dụng để chống lại các chất ảnh hưởng tới gan trong quá trình chuyển hóa rượu Tác dụng ảo vệ của các hợp chất tự nhiên

có liên quan đến hoạt động chống oxy hóa [133], [134]

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Phương tiện nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

Địa điểm: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm – trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

Thời gian thực hiện: từ ngày 01/12/2017 đến ngày 01/12/2018

2.1.2 Nguyên liệu nghiên cứu

2.1.2.1 Hành tím

Mô tả nguyên liệu: hành tím V nh Châu có những đặc tính cảm quan đặc trưng hơn

so với hành tím ở khu vực khác như có vị cay, mùi thơm đặc trưng, có vị ngọt khi

n, màu tím đậm, độ ẩm bề mặt lớn tạo cảm giác giòn

Nguồn gốc: hành tím 15kg, cùng một lô được nhập từ Khóm Soài Côn, Phường

2, thị xã V nh Châu tỉnh Sóc Tr ng

Thời điểm chọn: hành được thu mua vào tháng 12, không sâu mọt, khô tự nhiên và không hư hỏng vật lý Hành mua về được bảo quản bằng cách treo nguyên bó ở nơi thoáng khí Hành tím trước khi đưa vào máy lên men ằng nhiệt sẽ được bóc vỏ và loại bỏ tạp chất

2.1.3 Hoá chất

Hình 2.2 (A) Tủ lên men hành; (B) Khay đựng hành nguyên liệu ọc giấy ạc

đƣa đi lên men

Tên hóa chất Công thức hóa học Xuất xứ

1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl C18H12N5O6 Merck - Đức

Aluminum Chloride

Acid ditrosalisylic (DNS) C7H4N2O7 Trung Quốc

Bảng 2.1 Danh sách hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Cân phân tích 5 số lẻ Hãng sản xuất: Radwag

Máy sinh tố Hãng sản xuất: Philips

Máy đo quang UV-VIS Hãng sản xuất: Jacos

Máy lọc chân không Bơm chân không Gast

Máy đo độ màu Hãng sản xuất: Konica Minolta

Máy Vortex Hãng sản xuất: Labnet

Máy sấy chân không Xuất xứ: China

Máy siêu âm Hãng sản xuất: Hwashin

Bảng 2.2 Danh sách thiết ị

2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu

2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất hành đen từ hành tím tươi

Sơ đồ 2.1 Quy trình nghiên cứu sản xuất hành đen từ hành tím tươi

Lấy mẫu và kiểm tra ở thời điểm ngày lên men thứ: 0; 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21

Khảo sát sự thay đổi

pH, độ màu, độ ẩm, acid tổng, đường khử

Khảo sát khả n ng

ắt gốc tự do DPPH

Xác định khả n ng phục hồi tổn thương gan do ethanol trên mô hình chuột