Thực phẩm chức năng tỏi đen

Bài báo cáo nên lên tất cả khái niệm, vai trò, công dụng và ứng dụng của thực phẩm chức năng tỏi đen . Mang đến những kiến thức thực tế về công dụng của sản phẩm. Các nội dung sẽ được đề cập đầy đủ trong bài báo cáo

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

THỰC PHẨM CHỨC

NĂNG

~~~~~~~~

NGHIÊN CỨU VỀ TỎI ĐEN

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH

QUY TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ LỢI ÍCH SỨC KHỎE CỦA TỎI ĐEN

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Tỏi (Allium sativum L.) được biết đến và sử dụng rộng rãi như một vị thuốc dân gian có dược tính mạnh dùng để chữa cảm cúm, tăng đề kháng cho cơ thể và cũng là một loại gia vị nấu ăn có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe Gần đây, tỏi đã thu hút được nhiều sự quan tâm nghiên cứu do ảnh hưởng có lợi cho sức khỏe của nó bao gồm hoạt tính chống oxy hóa, chống sự hoạt động của vi sinh vật và chống ung thư Do đó, tỏi

đã trở thành một trong những loại thực phẩm phổ biến trong phòng chống bệnh tật Tỏi mặc dù có nhiều lợi ích cho sức khỏe nhưng nhược điểm của tỏi tươi khi chưa qua chế biến là có mùi hôi, vị hăng cay đặc trưng, tỏi có xu hướng gây khó chịu cho dạ dày ngay cả khi được chiết xuất thành dạng khô và thêm vào chế độ ăn uống bổ sung nhưng mùi quen thuộc thường vẫn còn tồn tại Dù biết tỏi có nhiều tác dụng rất tốt cho sức khỏe, nhưng cũng rất khó khăn và được nhiều người ưu chuộng để sử dụng thường xuyên để điều trị bệnh lý

Tỏi đen là một dạng sản phẩm có được sau khi lên men tỏi tươi, có màu đen, hầu như không còn mùi khó chịu, có vị ngọt giống như các loại trái cây và có thể bảo quản được trong thời gian dài Các hợp chất chứa lưu huỳnh đặc biệt là S- allylcysteine (SAC) Tỏi đen chỉ đơn giản là tỏi tươi được ủ lên men, không chất phụ gia, không màu thực phẩm và không có chất bảo quản Không chỉ là một vị thuốc quý có hàm lượng chất chống oxy hóa cao giúp tăng cường miễn dịch cho cơ thể, phòng ngừa và điều trị ung thư, điều hòa đường huyết và huyết áp, tỏi đen còn là nguồn thực phẩm, nguồn nguyên liệu quý để sản xuất các loại đồ uống, kẹo, kem ăn cũng như để chế biến thành các sản phẩm như cao tỏi đen hay dạng viên nang nhằm làm giảm sự mệt mỏi căng thẳng, tăng sức đề kháng của cơ thể

Cũng như nhiều nước trên thế giới, tỏi được trồng rất phổ biến ở Việt Nam và có

đa dạng giống tỏi, nhưng hầu hết tỏi ở Việt Nam chỉ mới được sử dụng ở dạng nguyên liệu tươi là chủ yếu Tỏi đen vẫn ít người sử dụng, đặc biệt tỏi tươi sau khi được lên men thành tỏi đen thì có nhiều công dụng và hoạt tính sinh học hơn nhiều so với tỏi tươi

2 NỘI DUNG

2.1 Giới thiệu

Tỏi đen là một sản phẩm từ tỏi tươi chế biến, đặc biệt là không có hương vị và mùi khó chịu của tỏi tươi Thông thường, nó thu được bằng cách chế biến tỏi tươi ở nhiệt độ cao trong 600C đến 900C trong điều kiện độ ẩm 80% đến 90% Trong thời gian 30 – 60 ngày mà không cần bất kỳ phương pháp bổ sung nào Trong quá trình xử

lý nhiệt, nhiều phản ứng xảy ra trong sản phẩm tỏi đen, bao gồm cả phản ứng Maillard Phản ứng Maillard có thể dẫn đến những thay đổi về hàm lượng chất dinh dưỡng, màu sắc, kết cấu, và hương vị của tỏi Nhờ vào quá trình lên men đã làm giảm hàm lượng allicin trong tỏi tươi, chuyển allicin thành các hợp chất như là alkaloid và

flavonoid mang lại nhiều hoạt tính sinh học hơn allicin Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng tỏi đen có một loạt các lợi ích sức khỏe, chẳng hạn như chống ung thư, chống oxy hóa, chống dị ứng, và các hoạt động bảo vệ gan, đặc biệt là vì tính chất chống oxy hóa của nó mạnh hơn tỏi tươi

2.1.1 Nguyên liệu

Tỏi (Allium sativum L.) đã được sử dụng trên toàn thế giới không chỉ như là một

gia vị mà còn là một loại thuốc truyền thống chống lại một số bệnh Một số báo cáo chỉ ra rằng tỏi có một loạt các chất chống oxy hóa, kháng khuẩn và các hoạt động chống ung thư Tuy nhiên, chức năng và ứng dụng của tỏi tươi bị hạn chế vì mùi đặc trưng và hương vị cay của nó (H Yuan et al., 2016)

Tên khoa học: Allium sativum

Thuộc họ hành tỏi Liliaceae.

Thành phần hóa học: có iod và tinh dầu, tương tự hành chủ yếu có chất kháng sinh alicine C6H10OS2

Ở Việt Nam, Đảo Phú Quý được mang danh “vương quốc tỏi”, tỏi ở đây ngon nhất vì được trồng bằng san hô vụn.

Củ tỏi được minh họa ở hình 2.1

Hình 2.1 Củ tỏi khô được bóc vỏ

(Nguồn: Bởi Donovan Govan – Image taken by me using a Canon PowerShot G3 (reference 7907)., CC BY-SA

3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=122212)

2.1.2 Nguồn gốc

Đã từ lâu tỏi đã được sử dụng trong thực phẩm, và được coi như là liều thuốc để phòng hoặc điều trị các bệnh cấp tính, mãn tính, mặc dù đang hạn chế Tỏi đen về cơ bản là một thực phẩm chế biến đã và đang trở nên rất phổ biến vì có đặc điểm riêng biệt Tỏi đen, có nguồn gốc từ Nhật Bản, đang được sử dụng rộng rãi ở một số quốc gia, chẳng hạn như Trung Quốc, Hàn Quốc, Hoa Kỳ và những nước ở châu Âu Tỏi đen đã và đang được sử dụng giống như một loại gia vị đồng thời là một loại thực

phẩm hỗ trợ cho sức khỏe Trong vài năm qua, các đầu bếp cao cấp đã thu hút nhiều sự chú ý đến tỏi đen, những người đầu bếp này đã sử dụng nó để tạo ra hương vị gà, cá, súp thơm ngon hơn

2.2 Các thành phần của tỏi đen

2.2.1 Thành phần hóa học

2.2.1.1 Độ ẩm

Trong quá trình xử lý nhiệt tỏi tươi độ ẩm giảm liên tục (từ 62–68% xuống 45– 54%) do bay hơi nước Độ ẩm trong khoảng 45% đến 54% có lợi cho sự phát triển của kết cấu thuận lợi của tỏi đen (kết cấu dẻo và dai) Nhiệt độ xử lý nhiệt cao hơn được sử dụng sẽ dẫn đến độ ẩm giảm nhanh hơn Ngoài ra, độ ẩm tương đối cao hơn có thể dẫn đến độ ẩm còn lại trong sản phẩm chế biến cao hơn

2.2.1.2 Lipid

Ngoài việc đóng vai trò như một nguồn dinh dưỡng và năng lượng, lipid trong tỏi tươi và tỏi đen cũng là những chất đóng góp đáng kể vào các thuộc tính cảm quan của chúng Các chất béo được chiết xuất từ tỏi tươi sử dụng cloroform-metanol chứa 62,6% chất béo trung tính, 14,0% glycolipid và 23,4% phospholipid (bằng sắc ký cột acid silicic Sephadex G 25) Trong đó, acid linoleic (ω 6), acid palmitic, acid‐ ‐ linolenic (ω 3) và axit oleic (ω 9) được tìm thấy là những axit béo phong phú nhất‐ ‐ (bằng phương pháp sắc ký khí) Trong quá trình phát triển của tỏi đen, những thay đổi trong cấu hình lipid đã được tìm thấy do quá trình oxy hóa và tham gia vào các phản ứng hóa học của chúng, mặc dù hàm lượng lipid không nhất quán

2.2.1.3 Carbohydrate

Tỏi tươi và tỏi đen đều giàu carbohydrate Tuy nhiên, thành phần carbohydrate trong tỏi tươi đã bị thay đổi đáng kể trong quá trình chuyển đổi thành tỏi đen Carbohydrate chiếm 22% đến 26% chất tươi hoặc 77% chất khô trong tỏi, bao gồm chủ yếu là polysaccharid và một lượng nhỏ oligosaccharid và monosaccharid Sự phân hủy polysaccharid chủ yếu là do xử lý nhiệt hơn là thủy phân bằng enzyme, với

sự phân bố trọng lượng phân tử và tốc độ phân hủy của polysaccharid liên quan chặt chẽ với nhiệt độ xử lý

Tùy thuộc vào giống tỏi tươi và loại công nghệ chế biến, tỏi đen có thể có hàm lượng đường khử cao gấp 30 đến 80 lần so với tỏi tươi ban đầu của nó, và điều này giải thích cho vị ngọt khác biệt của tỏi đen

2.2.1.4 Protein

Khi tỏi tươi được xử lý thành tỏi đen ở nhiệt độ cao, sự biến tính của protein có thể xảy ra và một số acid amin tự do tham gia vào phản ứng Maillard Cấu hình của acid amin thay đổi cụ thể theo các điều kiện để xử lý tỏi tươi thành tỏi đenđã báo cáo

sự thay đổi về tổng lượng 18 acid amin thiết yếu tự do từ 1.943,31 đến 1.485,77mg /

100g chất tươi, với sự gia tăng số lượng của một số acid amin tự do (bao gồm leucine, isoleucine, phenylalanine, acid aspartic, alanin, cysteine, và valine), đồng thời với sự giảm hàm lượng của một số acid amin khác

2.2.1.5 Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ

Các hợp chất chứa lưu huỳnh, bao gồm DAS, DADS và allyl mercaptan, có thể được hình thành do sự phân hủy nhanh chóng của các hợp chất alliin và deoxyalliin hoặc do sự sắp xếp lại các gốc tự do khi tỏi được chế biến thành tỏi đen ở nhiệt độ cao Các phản ứng liên quan đến sự phân cắt các liên kết S-S disulfide diễn ra trong các hợp chất chứa sulfide như allyl sulfide, dẫn đến sự hình thành các nhóm alkyl ‐ ‐ sulfide và nhóm propylene (có thể tiếp tục tương tác với các hợp chất dễ bay hơi có

MW công suất thấp như allyl mercaptan và hydro sulfua để tạo thành DAS và các hợp chất mạch vòng như DADS và 2 vinyl 1,3 dithiane).‐ ‐ ‐ Một số hợp chất lưu huỳnh được tạo ra trong quá trình lên men có thể tạo ra mùi thơm nhẹ dễ chịu và giúp loại bỏ mùi hăng không mong muốn và các kích ứng có hại cho đường tiêu hóa DAS là OSC hòa tan trong dầu chính có nguồn gốc từ quá trình chuyển hóa allicin và có thể được hình thành thông qua các phản ứng giữa allyl alcohol và các gốc tự do allyl sulfide, allyl mercaptan hoặc alliin/deoxyalliin DAS có thể hoạt động như một tác nhân hiệu quả để ngăn ngừa hoặc điều trị tế bào ung thư, mặc dù nó có thể biểu hiện các phản ứng dị ứng đáng kể và gây ra độc tính tế bào

2.2.1.6 Vitamin và khoáng chất

Tỏi tươi chứa các vi chất dinh dưỡng cần thiết cho sự trao đổi chất và chức năng sinh lý trong cơ thể con người, bao gồm nhiều loại vitamin (khoảng 0,058% trong FG, chẳng hạn như vitamin C, vitamin E và vitamin B1) và các nguyên tố vi lượng khác nhau (khoảng 0,7% trong tỏi tươi như canxi, natri, magiê, kẽm, germanium và selen) Vitamin và các nguyên tố vi lượng được biết đến là thể hiện một loạt các hoạt động sinh học như các đặc tính chống oxy hóa, chống lão hóa, tăng cường miễn dịch và chống ung thư, cũng như khả năng ngăn ngừa và điều trị tăng huyết áp Vì vậy, ăn tỏi thường xuyên rất có lợi cho sức khỏe con người Xử lý tỏi tươi ở các nhiệt độ và độ

ẩm khác nhau sẽ dẫn đến sự gia tăng tổng hàm lượng vitamin tan trong nước từ 1,15 đến 1,92 lần Tuy nhiên, sự mất mát đáng kể của một số vitamin, chẳng hạn như thiamine (VB1), cobalamin (VB12), axit ascorbic (VC) và biotin (VB7), cũng được quan sát thấy trong quá trình chế biến nhiệt tỏi, do tiếp xúc lâu với axit, oxy, nhiệt độ cao và độ ẩm cao Sau khi tỏi tươi chịu các quá trình nhiệt khác nhau, hầu hết các vitamin tan trong chất béo giảm do nhiệt độ cao và nhạy cảm với axit và tiêu thụ để bảo vệ axit linolenic cùng tồn tại (ω - 3) và kết quả là thu được tổng hàm lượng vitamin tan trong chất béo giảm Ngược lại, hàm lượng các vitamin khác như axit pantothenic (VB5) và niacin (VB3) tăng lên trong quá trình chế biến tỏi bằng nhiệt Tỏi chứa nhiều loại khoáng chất (0,72% đến 0,84% chất tươi) có lợi cho con người, bao gồm cả những đóng góp của chúng trong việc hạ huyết áp và hoạt động

chống ung thư, phát triển miễn dịch, ngăn chặn quá trình oxy hóa và nhiễm trùng đường hô hấp

2.2.2 Thành phần dinh dưỡng

- Trong quá trình lên men, hàm lượng và thành phần các acid amin dễ hấp thụ đã tăng lên đáng kể so với tỏi trắng Các loại acid amin có trong tỏi đen:

+ Glutamin acid: là acid amin cần thiết giúp ngăn ngừa và khắc phục các triệu chứng mất ngủ, nhức đầu, chóng mặt, ù tai hoặc các tinhg trạng suy nhược thể lực, tinh thần

+ Cysteine: giúp thúc đẩy tái tạo collagen làm cho da săn chắc, min màng

+ Lysine: có tác dụng kích thích cơ thể tạo ra nhiều kháng thể, điều tiết hormone + Histidine: nâng cao hệ miễn dịch của cơ thể + Tyrosine: có chức năng tổng hợp protein

+ Glycine: có khả năng ức chế dẫn truyền quá mức ở thần kinh tủy sống

+ Valine: giúp chữa lành các tế bào cơ tổn thương và hình thành các tế bào mới, cân bằng nitow và phân hủy đường glucose trong cơ thể

+ Methionine: có tác dụng trong việc bảo vệ tế bào gan, chống nhiễm độc tố, ngăn ngừa gan nhiễm mỡ

+ Phenylalanine: tác động trực tiếp tới vùng não bộ giúp trí nhớ tốt hơn, tạo ra vitamin giúp làn da được tươi sáng

+ Arginine: thúc đẩy tối đa quá trình tổng hợp propid, điều hòa nồng độ amoniac,

từ đó hỗ trợ điều trị tình trạng rối loạn chức năng gan

+ Threonine: giúp tái tạo collagen và elastin giúp da săn chắc, đẩy lùi lão hóa, hỗ trợ tăng cường sức đề kháng

+ Leucine Isoleucine: có tác dụng điều hòa lượng đường trong máu, giảm nguy

cơ mắc bệnh đái tháo đường

- Các hợp chất carbonhydrat cũng được chuyển hóa thành đường làm cho tỏi đen có vị ngọt

- Các tinh dầu phần được bay ra ngoài, phần được chuyển hóa thành các chất không mang mùi vị như tỏi trắng

- Trong quá trình lên men, allinin trong tỏi được chuyển hóa thành các hợp chất SAC, Ajoeme, allymercaptocysteine và hầu như không có allicin Nhưng những hợp chất này đã được khẳng định có nhiều ưu điểm hơn allicin như tác dụng dược học, tính ổn định và tính tan

- Độ ẩm và chất béo trong tỏi đen giảm đi đáng kể

Tỏi tươi

Lựa chọn, phân loại

Làm sạch, để ráo

Lên men

Làm mát, sấy khô

Bảo quản

Sản phẩm tỏi đen

- Các nguyên tố vi lượng: canxi, sắt, magie, kẽm, selen tăng đáng kể Các vitamin B1, B6 tăng ít nhất 2 lần so với tỏi tươi

- Nhóm chất polyphenol trong tỏi đen có hàm lượng khá lớn chiếm từ 0,5 - 2% trọng lượng khô

- Quá trình lên men sẽ xảy ra phản ứng chuyển hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh như methionin, cystein, methanethiol thành những hợp chất mới chứa lưu huỳnh tan được trong nước như S-Allyl-L-Cystenine, alliin, Isoalliin, methionin, cycloallin Các dẫn chất của Cysteine, dẫn xuất Tetrahydro-ß- Carboline Đây là những hợp chất quang học làm tăng tác dụng của tỏi đen thu được

2.3 Quy trình chế biến tỏi đen

2.3.1 Quy trình chế biến sản phẩm tỏi đen

Sơ đồ quy trình chế biến sản phẩm tỏi đen được thể hiện ở Hình 2.2

Hình 2.2 Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm tỏi đen

(Nguồn: Food Services International, 2017).

2.3.2 Thuyết minh quy trình

• Nguyên liệu:

Tỏi tươi được thu mua tại các vườn tỏi được trồng và áp dụng theo đúng quy trình nghiên cứu cũng như là quy trình vietgap Thu hoạch và thu mua tỏi trực tiếp tại vườn của người dân và sẽ vận chuyển nguyên liệu tỏi đến nhà máy sản xuất

• Lựa chọn – phân loại:

Lựa chọn những củ tỏi có kích thước đồng đều, còn nguyên vẹn, không bị dập, ít

bị nứt vỏ, củ tỏi không bị óp, cầm chắc tay để đảm bảo được chất lượng

• Rửa, làm ráo:

Tỏi sau khi được lựa chọn, phan loại thì sẽ được đem rửa sạch bằng máy siêu âm

đi kèm với sục ôzôn, tiếp đến để tỏi ráo nước

• Lên men:

Cho tất cả tỏi tươi đã được chuẩn bị lên men vào máy Các thông số được hiện trên màn hình điện tử ở phía ngoài của máy để các kỹ thuật viên điều chỉnh như là nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (Nhiệt độ và độ ẩm được điều chỉnh theo đúng quy trình nghiên cứu riêng ứng với các loại tỏi mỗi vùng miền) Thời gian lên men này kéo dài khoảng 21 ÷ 30 ngày, phải lấy mẫu thường xuyên để kiểm tra chất lượng và tính đồng nhất của sản phẩm trong thời gian này

Hình 2.3 Tỏi trong quá trình lên men ( từ trái sang phải)

(Nguồn: S Kimura et al., 2017)

• Làm mát, sấy khô:

Sau thời gian lên men 14 ÷ 28 ngày, tỏi được tiến hành lấy ra khỏi máy và tiếp tục được cho lên dàn để làm mát, dùng quạt hoặc dùng máy sấy gió để làm mát tỏi, nhằm mục đích đảm bảo độ ẩm và các chất trong tỏi không bị phân huỷ Thời gian chờ này khoảng 14 ÷ 28 ngày Trong thời gian này tỏi phải thường xuyên được kiểm tra chất lượng, theo đúng quy trình kỹ thuật của nhà máy

• Bảo quản:

Tỏi đen nên được bảo quản trong bao bì kín, ở điều kiện nơi khô ráo, thoáng mát Hoặc ở ngăn mát tủ lạnh, Như vậy vừa đảm bảo được chất lượng tỏi vừa bảo quản tỏi được lâu hơn Tỏi đen có thể được bảo quản và sử dụng trong 2 năm nếu được sản xuất

ở quy mô lớn, có kiểm soát chặt chẽ và đạt các yêu cầu về độ lên men, độ ẩm, không nhiễm khuẩn, nấm mốc

Tỏi đen được thực hiện theo một quy trình hoàn toàn tự nhiên ở nhiệt độ cao với

độ ẩm chính xác mà cuối cùng từ 45 đến 60 ngày tùy thuộc vào kích thước và chất lượng Tỏi Màu sắc của tỏi tươi dần dần tối lại và thay đổi từ màu trắng sang màu nâu đến màu nâu sẫm và cuối cùng là màu đen do phản ứng hóa học của đường và các axit

amin theo nhiệt độ và độ ẩm hiệu chỉnh Trong quá trình lên men, thành phần và hương vị của tỏi cũng thay đổi dần dần: mềm và đen, hương vị ngọt ngào và hơi chua giống như trái cây Không có phụ gia hay chất bảo quản đã được thêm vào trong quá trình lên men, đây là sản phẩm hoàn toàn tự nhiên và rất tốt cho sức khỏe

2.4 Một số lợi ích sức khỏe của tỏi đen

2.4.1 Chống oxy hóa

Hoạt tính chống oxy hóa của tỏi đen đã được các nghiên cứu chứng minh, hoạt tính này được thể hiện ở tác dụng làm giảm gốc tự do Hoạt tính chống oxy hóa của tỏi đen lên men là mạnh nhất, kế tiếp là tỏi đen dùng nhiệt, cuối cùng là tỏi tươi Hoạt tính này của tỏi đen mạnh hơn tỏi tươi là do quá trình tạo tỏi đen đã chuyển hợp chất có tác dụng chống oxy hóa nhưng không ổn định đó là alliin có sẵn trong tỏi tươi thành SAC Hợp chất SAC chống oxy hóa có sự ổn định hơn so với alliin

2.4.2 Chống béo phì

Béo phì có thể nói là một nguyên nhân góp phần làm nghiêm trọng các bệnh lý như là tim, mỡ trong máu, đái tháo đường, hay những bệnh về gan Các nghiên cứu trên chuột đã cho thấy tác dụng chống béo phì ở tỏi đen thông qua các hiệu quả làm giảm cân, giảm trilycerid, LDL, hay giảm các men gan AST và ALT

2.4.3 Giảm lipid máu

Trong nhiều báo cáo, các thí nghiệm trên chuột cho thấy tỏi đen có tác dụng cải thiện cholesterol toàn phần, triglycerid, LDL và HDL Theo một nghiên cứu khác trên

60 bệnh nhân tình nguyện có cholesterol máu cao được sử dụng 6g tỏi đen, 2 lần mỗi ngày trong 12 tuần, có nhóm đối chứng placebo Kết quả là sau 12 tuần, nhóm sử dụng tỏi đen có nồng độ HDL cao hơn và nồng độ cholesterol thấp hơn so với nhóm dùng giả dược Ngoài ra, một số nghiên cứu khác cũng cho thấy tỏi đen có thể tác động lên trí nhớ và hệ thần kinh, cải thiện tình trạng mệt mỏi thể chất, giảm đường huyết

2.4.4 Bảo vệ gan

Các thử nghiệm dùng ethanol để cho chuột ăn nhằm làm gan bị tổn thương, cho thấy tỏi đen làm giảm nồng độ các men gan AST, ALT, ALP, LDH đồng thời làm tăng nồng độ các CYP2E1, glutathion S-transferase, quinon reductase, GSH-Px, glutathion reductase (GR), và catalase là các enzym bảo vệ gan Các thử nghiệm khác khi gan chuột bị tổn thương do dùng carbon tetrachloride, sau khi cho chuột uống dịch chiết của tỏi đen, làm giảm nồng độ AST,ALT trong gan chuột nhiễm mỡ có HDF

2.4.5 Chống ung thư

Với số lượng ngày càng tăng của các bằng chứng được báo cáo về tác dụng chống ung thư của tỏi đen trong những thập kỷ gần đây, một số nhà nghiên cứu cho rằng tỏi đen có thể được sử dụng như một sản phẩm ăn kiêng để ngăn ngừa và điều trị