Sử dụng phương pháp rang làm giảm hàm lượng dinh dưỡng của đậu đỏ (vigna angularis) để sản xuất bột đậu đỏ bổ sung vào bánh cookies

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2019 – 15116039 SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP RANG LÀM GIẢ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

SVTH: Võ Hoàng Nguyên Anh MSSV: 15116003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÃ SỐ: 2019 – 15116039

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP RANG LÀM GIẢM

HÀM LƯỢNG KHÁNG DINH DƯỠNG CỦA

ĐẬU ĐỎ (VIGNA ANGULARIS) ĐỂ SẢN XUẤT

BỘT ĐẬU ĐỎ BỔ SUNG VÀO BÁNH COOKIES

Võ Hoàng Nguyên Anh MSSV: 15116003 GVHD: TS Vũ Trần Khánh Linh

SVTH: Trần Thị Huỳnh Như MSSV: 15116039

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên 1: Trần Thị Huỳnh Như MSSV: 15116039

Họ và tên sinh viên 2: Võ Hoàng Nguyên Anh MSSV: 15116003

Ngành: Công nghệ thực phẩm

Tên đồ án: Sử dụng phương pháp rang làm giảm tính kháng dinh dưỡng của đậu đỏ

(Vigna angularis) để sản xuất bột đậu đỏ bổ sung vào bánh cookies

1 Mã số đồ án: 2019-15116039

2 Nhiệm vụ của đồ án:

- Sản xuất bột đậu đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng bằng phương pháp

rang 20 phút tại 3 nhiệt độ khác nhau 150 ºC, 165 ºC và 180 ºC Sau đó, xác định

hàm lượng một số chất dinh dưỡng và chất kháng dinh dưỡng trong bột đậu đỏ

- Khảo sát chất lượng bánh cookie khi thay thế 20%; 40%; 60% bột mì bằng bột đậu

đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng

- Phân tích cảm quan thị hiếu của người tiêu dùng đối với sản phẩm bánh cookies có

LỜI CẢM ƠN

Trước hết chúng tôi xin tỏ lòng biết ơn và gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến cô

TS Vũ Trần Khánh Linh Chúng tôi cảm ơn cô vì cô đã quan tâm, tận tình chỉ bảo và hướng dẫn đề tài luận văn tốt nghiệp của chúng tôi, nhờ đó chúng tôi mới có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình

Tiếp theo đó chúng tôi xin chân thành cảm ơn ba mẹ, ông bà và anh chị luôn hỗ trợ

và tiếp thêm động lực cho chúng tôi cả về mặt vật chất lần tinh thần

Ngoài ra chúng tôi gửi lời cảm ơn đến nhà trường đã cung cấp đầy đủ thiết bị, dụng

cụ và luôn hỗ trợ để chúng tôi hoàn thành bài luận văn này Bên cạnh đó, chúng tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm và Hóa học đã tận tình hướng đẫn và giúp đỡ để chúng tôi hoàn thành tốt bài luận văn

Xin gửi lời cảm ơn đến chị Minh Nguyệt, tập thể bạn bè khoa Chất lượng cao và đại trà khóa K15 đã luôn ủng hộ và giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Một lần nữa với lòng biết ơn sâu sắc của mình, chúng tôi xin cảm ơn quý thầy cô giáo giảng dạy tại khoa Công nghệ Thực phẩm và Hóa học dạy dỗ chúng tôi đến ngày hôm nay

TP Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 9 năm 2019

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp

là do chính tôi thực hiện Chúng tôi xin cam đoan các tài liệu tham khảo được trích dẫn và

sử dụng trong bài đều được trích dẫn nguồn chính xác và đúng theo quy định

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN xvi

MỤC LỤC xvii

DANH MỤC HÌNH xxi

DANH MỤC BẢNG xxiii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xxiv

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu đề tài 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về hạt đậu đỏ 4

1.1.1 Nguồn gốc và tình hình phân bố 4

1.1.2 Thành phần hóa học của đậu đỏ 5

1.1.3 Ứng dụng của đậu đỏ trong ngành công nghiệp thực phẩm 9

1.1.4 Chất kháng dinh dưỡng (Antinutritional factors) 9

a Khái niệm 9

b Saponin 10

c Tannin 13

d Chất ức chế trypsin (Trypsin Inhibitor) 14

e Phytate 16

1.1.5 Các phương pháp xử lý chất kháng dinh dưỡng 17

a Phương pháp ngâm (Soaking) 17

c Phương pháp rang (Roasted) 17

1.2 Tổng quan về bánh cookies 18

1.2.1 Bánh cookies 18

1.2.2 Các sản phẩm bánh cookies bột thay thế 19

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 21

2.1 Nguyên liệu và hóa chất 21

2.1.1 Nguyên liệu 21

a Bột đậu đỏ 21

b Bột mì 21

c Các nguyên liệu khác 22

2.1.2 Hóa chất 22

2.2 Quy trình sử dụng bột đậu đỏ trong nghiên cứu 22

2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất 22

2.2.2 Thuyết minh quy trình 23

2.3 Quy trình sản xuất bánh cookies sử dụng trong nghiên cứu 25

2.3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất 25

2.3.2 Thuyết minh quy trình 26

2.4 Phương pháp 29

2.4.1 Bố trí thí nghiệm 29

a Thí nghiệm 1: Sản xuất bột đậu đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng bằng phương pháp rang 30

b Thí nghiệm 2: Khảo sát chất lượng bánh cookies khi thay thế 20%, 40%, 60% bột mì bằng bột đậu đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng 30

c Thí nghiệm 3: Phân tích cảm quan thị hiếu của người tiêu dùng đối với sản phẩm bánh cookies có bổ sung bột đỏ 30

2.4.2 Các phương pháp phân tích 31

b Phương pháp xác định antitrypsin 32

c Phương pháp xác định tannin 34

d Phương pháp xác định hoạt độ chống oxy hóa DPPH 34

e Phương pháp xác định độ ẩm 36

f Phương pháp xác định tro tổng 37

g Phương pháp xác định anthocyanin 37

h Phương pháp xác định đường kính, bề dày, khối lượng và độ nở ngang của cookies 40

i Phương pháp xác định độ cứng (Hardness) 40

j Phương pháp xác định độ giòn (Crispness) 41

k Phương pháp xác định màu sắc cookies 41

g Phương pháp xác định các thành phần dinh dưỡng khác 41

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 43

3.1 Thí nghiệm 1: sản xuất bột đậu đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng bằng phương pháp rang 43

3.1.1 Hàm lượng chất kháng dinh dưỡng của bột đậu đỏ 45

3.1.2 Thành phần dinh dưỡng của bột đậu đỏ 48

3.1.3 So sánh thành phần dinh dưỡng của bột đậu Raw và bột đậu R165 52

3.2 Thí nghiệm 2: khảo sát chất lượng bánh cookies khi thay thế 20%, 40%, 60% bột mì bằng bột đậu đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng 54

3.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ thay thế bột đậu đỏ lên độ ẩm bánh cookies 54

3.2.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ thay thế bột đậu đỏ lên tính chất vật lý của bánh cookies 55 3.2.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ thay thế bột đậu đỏ lên màu sắc của bánh cookies 56

3.2.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ thay thế bột đậu đỏ rang lên cấu trúc của bánh cookies 57 3.3 Thí nghiệm 3: Phân tích cảm quan thị hiếu của người tiêu dùng đối với sản phẩm bánh cookies có bổ sung bột đỏ 60

3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ bột đậu đỏ lên thành phần dinh dưỡng của bánh cookies

61

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

4.1 Kết luận 63

4.2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 83

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Cây đậu đỏ (Vigna angularis) 4

Hình 1 2 Cấu trúc tổng quát của chất màu anthocyanin 8 Hình 1.3 Cấu trúc của (A) aglycones , (B) soyasaponins, (C) ginsenosides, (D)

glycyrrhizic acid, (E) quillaja saponins 11

Hình 1 4 Công thức cấu tạo và khối lượng phân tử của một số tannin thủy phân 14 Hình 2 1 Bột mì số 8 sử dụng trong nghiên cứu……… …… 21 Hình 2 2 Quy trình sản xuất bột đậu đỏ rang 23 Hình 2 3 Máy rang Gene Cafe CBR-101 24 Hình 2 4 Quy trình sản xuất bánh cookies 26 Hình 2 5 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 29 Hình 2 6 Sự thủy phân cơ chất (BAPA) bởi enzyme trypsin Liên kết peptide liên kết p-

nitroaniline với cơ chất (BAPA) bị phân cắt, giải phóng hợp chất 32

Hình 2 7 Phản ứng trung hòa gốc DPPH 35 Hình 2 8 Anthocyanin tại pH=1 dạng flavylium cation và pH=4.5 hemiketal không màu

R = H hoặc hợp chất glycosidic 38

Hình 3 1 Mẫu đậu đỏ khảo sát A: Raw, B: R150, C: R165, D: R180……….…… 44 Hình 3 2 Mẫu bột đậu đỏ khảo sát A: Raw, B: R150, C: R165, D: R180 45 Hình 3 3 Hàm lượng tannin của các mẫu bột đậu đỏ tại những nhiệt độ rang khác nhau 45 Hình 3 4 Hàm lượng saponin của các mẫu bột đậu đỏ tại những nhiệt độ rang khác nhau

Hình 3 9 Hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH của bột đậu đỏ tại những nhiệt độ rang khác

nhau (µmol TE/g) 51

Hình 3 10 Ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế bột đậu đỏ rang lên độ ẩm của bánh cookies 54

Hình 3 12 Độ cứng của bánh cookie đậu đỏ với M0, M20, M40, M60 là các mẫu thay thế

bột mì bằng bột đậu đỏ tỉ lệ 0%, 20%, 40% và 60% T1: Mẫu bánh quy Bon Ami và T2: bánh Ligera Gullon 58

Hình 3 13 Độ giòn bánh cookies đậu đỏ với M0, M20, M40, M60 là các mẫu thay thế bột

mì bằng bột đậu đỏ tỉ lệ 0%, 20%, 40% và 60% T1: Mẫu bánh quy Bon Ami và T2: bánh Ligera Gullon 59

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Thành phần hóa học của hạt đậu đỏ (Hayakawa và cộng sự, 1982; USDA, 2006)

5

Bảng 1 2 So sánh thành phần dinh dưỡng trong đậu đỏ, đậu đen, đậu xanh, đậu nành, đậu

Hà Lan (Hayakawa và cộng sự, 1982; USDA, 2006; Kato và cộng sự, 2005) 8

Bảng 1 3 Hàm lượng saponin trong một số loại thực vật (Güçlü-Üstündağ và Mazza,

2007) 11

Bảng 1 4 Hoạt tính chất ức chế trypsin (trypsin inhibitor activities – TIA) trong một số

loại đậu (Avilés‐Gaxiola và cộng sự, 2018) 15

Bảng 1 5 Thành phần dinh dưỡng bánh cookie (USDA, 2018) 18 Bảng 2 1 Bảng thành phần dinh dưỡng của bột mì số 8 hãng Baker’s Choice trong 100g

Bảng 2 2 Nguyên liệu trong sản xuất bánh cookies 22 Bảng 2 3 Tỉ lệ các nguyên liệu của bánh cookie sử dụng trong nghiên cứu 27 Bảng 2 4 Chuẩn bị mẫu đem đi đo antitrypsin 33 Bảng 2 5 Chuẩn bị mẫu đo DPPH 36 Bảng 2 6 Phương pháp phân tích carbohydrate, protein, lipid và xơ thực phẩm (dietary

bột đậu đỏ 61

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Đậu đỏ (Vigna angularis) là một loại đậu có hàm lượng chất dinh dưỡng cao bao gồm

protein, xơ dinh dưỡng, carbohydrate, chất béo, một số vitamin B và các khoáng chất thiết yếu Đậu đỏ rang mang lại nhiều giá trị về mặt lợi ích sức khỏe, dinh dưỡng như xơ dinh dưỡng 29,43 g/100g, carbohydrate 71,0 g/100g, protein 22,73 g/100g, béo 1,53 g/100g, tro tổng 3,8%, anthocyanin 48.71 mg/100g và hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH 95,88 µmol TE/g Các chất kháng dinh dưỡng trong đậu đỏ giảm khá nhiều sau quá trình rang Hàm lượng tannin, saponin và anti trypsin giảm đáng kể khi rang ở nhiệt độ 165 ºC trong 20 phút Hàm lượng anthocynin và hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH ở 165 ºC giảm không đáng kể lần lượt là 13% và 2,6% Mẫu bột đậu đỏ ở nhiệt độ 165 ºC là mẫu tối ưu để bổ sung vào bánh cookies với các tỉ lệ 20%, 40% và 60% vì ở 165 ºC có hàm lượng chất kháng dinh dưỡng giảm nhiều nhất mà thành phần dinh dưỡng cũng không bị hao hụt quá nhiều Với mục đích mong muốn tạo ra sản phẩm nâng cao sức khỏe, chúng tôi khảo sát các tỉ lệ thay thế bột đậu đỏ vào trong bánh quy và khảo sát các thông số vật lý, cảm quan,

độ cứng, … Với cảm quan thị hiếu, mẫu bổ sung 40% bột đậu đỏ rang chiếm được nhiều

sự yêu thích của người tiêu dùng Qua kết quả phân tích dinh dưỡng, mẫu bánh bổ sung 40% bột đậu đỏ có hàm lượng protein, chất xơ dinh dưỡng cao hơn nhiều so với mẫu bánh đối chứng Sản phẩm bánh cookies bổ sung bột đậu đỏ rang có tiềm năng rất lớn để phát triển cũng như đưa vào sản xuất trong quy mô công nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong công nghệ sản xuất bánh biscuit, cookies là một trong những sản phẩm bánh được yêu thích và tiêu thụ rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới (Giami và cộng sự, 2004) Bánh cookies được yêu thích chủ yếu là do tính tiện lợi, nhỏ gọn cũng như đáp ứng được nhu cầu về dinh dưỡng cho người tiêu dùng Với mục đích tăng hàm lượng dinh dưỡng, hoạt tính sinh học để đáp ứng được thị hiếu và nhu cầu người tiêu dùng, các nhà khoa học

đã nghiên cứu tìm hiểu các loại thực phẩm bổ sung hoặc thay thế trong bánh Một số nghiên cứu điển hình là thay thế các chất béo trong công thức, thay thế đường bằng các đường ăn kiêng, thay thế một phần bột mì bằng các loại bột đậu như bột đậu Navy, bột đậu

nành, bột đậu đen, bột đậu Lupin, bột đậu cowpea (Vigna unguiculata),… (Sudha và cộng

sự, 2007; Zoulias và cộng sự., 2000; Shin và cộng sự1999; McWatters và cộng sự, 2003; Hoojjat và cộng sự, 1984; Ndife và cộng sự, 2014; Jayasena và cộng sự, 2011; Bassinello

và cộng sự, 2011)

Trong số nhiều loại đậu, đậu đỏ (Vigna angularis) được trồng phổ biến ở các tỉnh thành

Việt Nam và được ứng dụng nhiều trên nhiều loại thực phẩm vì đậu đỏ có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao (protein 22,7%, hàm lượng carbohydrate 72%, chất xơ dinh dưỡng 29,4% khá cao, chất béo 1,5% tương đối thấp, vitamin B và các khoáng chất như phosphorus, magnesium, kali, folate tốt cho sức khỏe con người (Smartt và Nwokolo, 2012) Tuy nhiên, đậu đỏ có chứa các chất kháng dinh dưỡng (anti nutritional factors) như anti-trypsin, saponin, alkaloid và tannin,… làm cản trở quá trình tiêu hóa và hấp thu protein, carbohydrate, khoáng… (Difo và cộng sự, 2015; Gemede và Ratta, 2014; Yasmin và cộng

sự, 2008; Adeparusi, 2001; Nwosu, 2010) Nhiều nghiên cứu cho thấy những chất kháng dinh dưỡng này có thể được loại bỏ hoặc giảm bớt bởi một số phương pháp xử lý như

ngâm trong nước, chần, hấp, nấu, rang, xử lý bằng vi sóng, lên men, nảy mầm (Khattab, et al., 2009) Trong các phương pháp xử lý trên, rang không những là một phương pháp giảm

kháng dinh dưỡng mà còn làm tăng hương vị, màu sắc của đậu.Một số nghiên cứu trước

đó đã sử dụng phương pháp rang để xử lý một số loại đậu như đậu thận (Phaseolus vulgaris), đậu nành (Glycine max), đậu mắt đen (Vigna unguiculata sp), đậu faba (Vicia faba), đậu xanh (Vigna radiate) nhưng các nghiên cứu về phương pháp rang để xử lý làm

Vì thế, việc sử dụng phương pháp rang làm giảm tính kháng dinh dưỡng của đậu đỏ sẽ được nghiên cứu rõ hơn trong đề tài luận văn này Từ đó lựa chọn loại bột tối ưu nhất để sản xuất bánh cookies nhằm khảo sát ảnh hưởng của bột đậu lên đặc tính vật lý, cấu trúc, cảm quan và thành phần dinh dưỡng

2 Mục tiêu đề tài

Đề tài “Sử dụng phương pháp rang làm giảm tính kháng dinh dưỡng của đậu đỏ

(Vigna angularis) để sản xuất bột đậu đỏ bổ sung vào bánh cookies” nhằm khảo sát sự ảnh

hưởng của nhiệt độ rang lên hàm lượng kháng dinh dưỡng và thành phần dinh dưỡng trong bột đậu đỏ Từ đó, chọn loại bột đậu đỏ rang tối ưu để bổ sung vào bánh cookies để khảo sát xem bột đậu đỏ đã xử lý ảnh hưởng thế nào tới cấu trúc, các thông số vật lý, cảm quan,

thành phần dinh dưỡng

3 Nội dung nghiên cứu

Đề tài “Sử dụng phương pháp rang làm giảm tính kháng dinh dưỡng của đậu đỏ (Vigna angularis) để sản xuất bột đậu đỏ bổ sung vào bánh cookies gồm các nội dung cụ thể như

sau:

- Sản xuất bột đậu đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng bằng phương pháp rang 20 phút tại 3 nhiệt độ khác nhau 150 ºC, 165 ºC và 180 ºC Sau đó, xác định hàm lượng một số chất dinh dưỡng và chất kháng dinh dưỡng trong bột đậu đỏ

- Khảo sát chất lượng bánh cookies khi thay thế 20%; 40%; 60% bột mì bằng bột đậu

đỏ đã qua xử lý loại bỏ chất kháng dinh dưỡng

- Phân tích cảm quan thị hiếu của người tiêu dùng đối với sản phẩm bánh cookies có

bổ sung bột đậu đỏ

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

 Ý nghĩa khoa học

Đề tài tập trung nghiên cứu tới sự ảnh hưởng của phương pháp rang tiền xử lý đậu,

sử dụng nhiệt độ để làm giảm, bất hoạt các chất chống dinh dưỡng có trong đậu đỏ nói riêng và mở ra hướng ứng dụng bột đậu vào trong các sản phẩm thực phẩm

 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài nghiên cứu thay thế bột mì bằng bột đậu đã qua quá trình xử lý vào bánh cookies nhằm mục đích nâng cao giá trị dinh dưỡng, tăng cường sức khỏe và tìm ra công thức cho sản phẩm mới

- Tông (tribe): Phaseoleae

- Phân tông (sub-tribe): Phaseolinae

- Chi (genus): Vigna Savi

- Phân chi (subgenus): Ceratopteris

- Loài (species): Vigna angularis

Cây đậu đỏ có nhiều nhánh, các nhánh có cành và lông dài Lá cây đậu đỏ dài khoảng 10 cm có lông trắng nhỏ phủ thưa Cụm hoa có từ 2 đến 16 hoa và cuống hoa dài 5

- 10 cm, phủ đầy lông màu nâu Quả đậu hình trụ dài, nhọn ở phần chóp, dài 5 - 8 cm, rộng 0,3 - 0,5 cm và chứa khoảng từ 5-10 hạt đậu (Tomooka và cộng sự, 2012)

Hình 1 1 Hạt đậu đỏ (Vigna angularis)

Đậu đỏ từ lâu đã được trồng phổ biến rộng rãi ở Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan và là một trong những cây trồng quan trọng nhất trong các khu vực này Ở Nhật Bản, đậu đỏ được thêm vào các món ăn như súp, cháo, bánh kẹo (Lim, 2012; Sato, 2005)

1.1.2 Thành phần hóa học của đậu đỏ

Đậu đỏ là một loại đậu nhiều protein, carbohydrate, chất xơ, một số vitamin B và các khoáng chất như phosphorus, magnesium, kali, folate (Paul và cộng sự, 1988) Ngoài

ra đậu đỏ còn chứa các polyphenol như catechin, quercetin…; đặc biệt là proanthocyanidin

- một polyphenol có hoạt tính chống oxy hóa cao (Ariga và cộng sự, 1990; Kitano và cộng

sự, 2012) Các thành phần hóa học cơ bản của hạt đậu đỏ được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1 1 Thành phần hóa học của hạt đậu đỏ (Hayakawa và cộng sự, 1982; USDA, 2006)

a Protein

Hàm lượng protein trong các loại đậu dao động trong khoảng 17% đến 40% Protein của đậu chủ yếu tập trung ở lá mầm (27,5%), phôi của hạt (47,6%) và một phần nhỏ ở vỏ hạt (4,8%) (Bressani và cộng sự, 1980) Trong lá mầm có khoảng 70-80% protein

dự trữ, khoảng 10% còn lại bao gồm muối của acid phytic, enzyme thủy phân và acid ribonucleic Trong đậu đỏ, hàm lượng protein, albumin và globulin lần lượt là 21,6%, 15,8% và 2,3% (Tjahjadi và cộng sự, 1988)

b Chất béo

Hàm lượng chất béo của đậu đỏ dao động trong khoảng 0,4% đến 2,1% (Tjahjadi

và cộng sự, 1988) Hầu hết acid béo trong đậu đỏ là acid béo không bão hòa Theo Kojima

và cộng sự (1990), thành phần acid béo không bão hòa trong đậu đỏ lần lượt là acid linoleic (44,3%), acid linolenic (19%) và acid oleic (3,3%) Bên cạnh đó còn có acid béo bão hòa như acid palmitic và acid steric

c Carbohydrate

Hàm lượng carbohydrate của đậu đỏ phần lớn là tinh bột, với một lượng nhỏ monosaccharide và disaccharide như sucrose (Paul và cộng sự, 1988) Oligosaccharide được phát hiện trong các cây đậu trưởng thành với số lượng khác nhau (Cristofaro và cộng

sự, 1974) Các oligosaccharide này cần α-galactosidase để thủy phân nhưng hệ thống tiêu hóa của con người không chứa α-galactosidase nên các hợp chất này vẫn còn do đó con người không tiêu hóa được dễ gây ra tình trạng đầy hơi (Geil và cộng sự, 1994) Oligosaccharide có thể được loại bỏ hiệu quả bằng cách ngâm và nấu các loại đậu

d Chất xơ

Hàm lượng xơ dinh dưỡng (dietary fiber) cung cấp nhiều lợi ích cho sức khỏe Chất xơ dinh dưỡng giúp giảm nguy cơ phát triển các bệnh như bệnh mạch vành, đột quỵ, tăng huyết áp, tiểu đường, béo phì và một số rối loạn tiêu hóa nhất định (Liu và cộng sự, 1999; Whelton và cộng sự, 2005; Montonen và cộng sự, 2003) Đậu rất giàu chất xơ hòa tan làm giảm đáng kể cholesterol trong máu và đường huyết ở người (Geil và cộng sự, 1992)

e Chất chống oxy hóa

Chất chống oxy hóa được tìm thấy trong nhiều thực phẩm có nguồn gốc thực vật và động vật như thịt cá, trái cây, quả mọng, trà, cà phê, … Bên cạnh đó, đậu đỏ là một nguồn thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng và các hợp chất phenolic hoạt tính sinh học tốt cho con người (Yao và cộng sự, 2011) Các hợp chất phenolic được báo cáo rằng giảm nguy cơ ung thư, bệnh tim, tiểu đường (Yao và cộng sự, 2011) Theo Kato và công sự (2005), 100 g đậu đỏ khô chứa trung bình 370 mg polyphenol với mức độ dao động từ 56 đến 737 mg phụ thuộc vào giống đậu và thời gian thu hoạch Vỏ đậu đỏ cũng chứa nhiều polyphenol có hoạt tính sinh học cao (Lin và Lai, 2006; Amarowicz và Shahidi, 2017; Dueñas và cộng sự, 2006); những polyphenol này đã được xác định chủ yếu là catechin glycosides, quercetin glycosides, myricetin 3-rhamnoside, anthocyanin, và dimer procyanidin (Amarowicz và cộng sự, 2008; Ariga và cộng sự, 1988; Koshiyama và cộng sự, 1988) Đặc biệt, anthocyanin là một chất màu tự nhiên có khả năng chống oxy hóa cao Bên cạnh đó, anthocyanin cũng đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các bệnh như béo phì và tiểu đường (Mcdougall và cộng sự, 2005)

Anthocyanin là một hợp chất sinh học, có bản chất ưa nước (Aishah và cộng sự, 2013) Anthocyanin thường có màu đỏ, tím và xanh, có nhiều trong trái cây, rau củ và các loại đậu (Aishah và cộng sự, 2013) Cấu trúc tổng quát của chất màu anthocyanin được mô

tả ở Hình 1.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định sắc tố màu như loài, điều kiện môi trường, điều kiện trích ly và các thông số như pH, nhiệt độ lưu trữ, nồng độ, cấu trúc hóa học, ánh sáng, oxy, protein, acid ascobic, đường, sulfite, enzyme và các ion kim loại (Aishah và cộng sự, 2013; Rein, 2005; Patras và cộng sự, 2010; Cavalcanti và cộng sự, 2011)

Anthocyanin là đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các bệnh về thần kinh, tim mạch, ung thư và tiểu đường (Konczak và Zhang, 2004) Có một số nghiên cứu tập trung vào tác dụng của anthocyanin trong điều trị ung thư (Lule và Xia, 2005), dinh dưỡng của con người (Stintzing và Carle, 2004) và hoạt động sinh học (Kong và cộng sự, 2003) Các nghiên cứu gần đây đang nghiên cứu anthocynin nhiều hơn vì tác dụng có lợi cho sức khỏe và có tiềm năng lớn sử dụng để thay thế chất màu nhân tạo có trong thực phẩm (Patras và cộng sự, 2010)

Hình 1 2 Cấu trúc tổng quát của chất màu anthocyanin

Bảng 1 2 So sánh thành phần dinh dưỡng trong đậu đỏ, đậu đen, đậu xanh, đậu nành, đậu

Hà Lan (Hayakawa và cộng sự, 1982; USDA, 2006; Kato và cộng sự, 2005

Nhìn chung thành phần dinh dưỡng của đậu đỏ khá cao so với các đậu khác được

mô tả ở Bảng 1.2 Hàm lượng carbohydrate trong đậu đỏ cao hơn khi so với đậu đen, đậu xanh, đậu nành và đậu Hà Lan Bên cạnh đó hàm lượng tro tổng của đậu đỏ khá cao Hàm lượng các khoáng chất khá cao; đặc biệt là hàm lượng phosphorus cao gấp khoảng 3 lần so với đậu đen, đậu xanh, đậu Hà Lan và cao gấp khoảng 2 lần so với đậu nành

1.1.3 Ứng dụng của đậu đỏ trong ngành công nghiệp thực phẩm

Ở Nhật Bản, đậu đỏ là cây họ đậu quan trọng thứ hai sau đậu nành và nó thường được sử dụng như một thành phần không thể thiếu cho nhiều món ăn Đậu đỏ được sử dụng để làm món ăn trong các lễ kỉ niệm truyền thống như sekihan (gạo nếp được nhuộm màu đỏ bằng đậu đỏ luộc) và azuki-gayu (cháo đậu đỏ) Ngoài ra mứt đậu đỏ dạng paste cũng được sử dụng rộng rãi trong các món tráng miệng như patbingsu đậu đỏ (Lim, 2012) Bên cạnh đó, đậu đỏ là thành phần của nhiều sản phẩm trong nền công nghiệp bánh kẹo như bánh rán Doremon, mocha, kẹo chewy nhân đậu đỏ,

1.1.4 Chất kháng dinh dưỡng (Antinutritional factors)

Bên cạnh những chất dinh dưỡng đã nêu ở trên, đậu đỏ còn chứa các chất kháng dinh dưỡng làm ảnh hưởng tới sức khỏe của con người

a Khái niệm

Chất kháng dinh dưỡng (Antinutritional factors) là những hợp chất sinh học có trong thực phẩm làm cơ thể giảm hấp thu chất dinh dưỡng như protein, vitamin và khoáng chất (Arendt và cộng sự, 2013) Một số chất kháng dinh dưỡng đã được tìm thấy trong các loại đậu (legumes) như saponin, tannin, antitrypsin, lectin, alkaloid và phytates (Difo và cộng sự, 2015) Tuy nhiên, nồng độ và hàm lượng của các chất kháng dinh dưỡng có thể khác nhau giữa các giống đậu hay giữa các lòai trong cùng một giống đậu tùy thuộc vào vị trí trồng, thời tiết, đất đai, vùng miền và giai đoạn phát triển (Awoyinka và cộng sự, 2016) Bên cạnh đó, chất kháng dinh dưỡng có thể giảm hoặc loại bỏ bằng các phương pháp như tách vỏ, nấu, ngâm, rang, lên men, nảy mầm,… (Khokhar và cộng sự, 2003) Trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ tập trung phân tích chất kháng dinh dưỡng saponin, tannin và antitrypsin trong đậu đỏ

b Saponin

Saponin là một loại glycoside được tìm thấy chủ yếu trong thực vật, bao gồm một aglycone steroid hoặc triterpene liên kết với một, hai hoặc ba chuỗi saccharide có kích thước và độ phức tạp khác nhau thông qua các liên kết ester hoặc ether được mô tả như Hình 1.7 (Khokhar và cộng sự, 2003) Có hai loại saponin, đó là saponin acid (triterpenoid saponin) và saponin trung tính (steroid saponin) Saponin bao gồm các aglycone không phân cực kết hợp với một hoặc nhiều gốc monosaccharide Sự kết hợp giữa các cấu trúc phân cực và không phân cực trong các phân tử tạo nên tính chất giống như xà phòng trong dung dịch nước (Gemede, 2014) Saponin có nhiều lợi ích về mặt sức khỏe, tuy nhiên, một

số loại saponin làm ảnh hưởng xấu tới sức khỏe hay còn gọi là chất kháng dinh dưỡng

Hình 1 3 Cấu trúc của (A) aglycone , (B) soyasaponins

Saponin có trong các loại đậu (đậu nành, đậu gà, đậu xanh, đậu thận,), các loại củ (khoai tây, khoai mỡ, măng tây), yến mạch, Quillaja và nhiều loại dược liệu (nhân sâm) được thể hiện ở Bảng 1.3 (Price và cộng sự, 1987; Khokhar và cộng sự, 2003) Trong các loại đậu, hàm lượng saponin dao động từ 0,5% đến 5% trọng lượng khô (Khokhar và cộng

Quillaja bark 9 – 10 San Martín và Briones, 1999

- Saponin đặc trưng bởi vị đắng, thường ở dạng vô định hình (Majinda, 2012)

- Có khả năng tạo bọt trong dung dịch nước (bản chất lưỡng tính bởi chuỗi aglycone và chuỗi đường) (Wang và cộng sự, 2005)

- Khả năng phân giải các tế bào hồng cầu do sự tạo phức giữa saponin với cholesterol và cholesterol ester hóa của màng hồng cầu (Gemede và Ratta,

- Saponin tan trong nước, alcol, rất ít tan trong acetone, ether, hexane do đó người ta dùng 3 dung môi này để kết tủa saponin (Güçlü-Üstündağ và Mazza, 2007)

Một số nghiên cứu trước đây cho thấy hàm lượng saponin có trong đậu qua quá

trình xử lý nhiệt giảm Theo Nwosu (2010), hàm lượng saponin của đậu Asparagus (Vigna sesquipedalis) qua quá trình nấu (20 – 60 phút) và ngâm (4 – 48 giờ) giảm nhiều hơn so

với chần (2 – 8 phút) Phillips và Abbe (1989) cho rằng, ngâm hay nấu góp phần hydrate hóa và làm cho các chất kháng dinh dưỡng (saponin, tannin, glycoside, phytate,…) hòa tan vào trong nước Tương tự như nghiên cứu của Nwaoguikpe và cộng sự (2011), hàm lượng saponin cũng giảm khi xử lý đậu bằng phương pháp nấu ở 98 ºC 60 phút và ngâm 48 tiếng

- nấu 98 ºC 60 phút Olanipekun và cộng sự (2015) cho rằng, rang 120 °C không làm giảm

đáng kể hàm lượng saponin của đậu thận (Phaseolus vulgaris) nhưng hàm lượng chất dinh

dưỡng (carbohydrate, protein, lipid, xơ và tro tổng) không mất đi nhiều so với mẫu RAW

c Tannin

Tannin là một hợp chất polyphenolic thực vật có vị đắng, có khả năng liên kết hoặc kết tủa protein và các hợp chất hữu cơ khác bao gồm acid amine và alkaloid (Yadav và cộng sự, 2007) Tannin có trọng lượng phân tử từ 500 đến hơn 3000 (Gemede, 2014)

Khi tannin có mặt trong thực phẩm, tannin ức chế các hoạt động của trypsin, chemotrypsin, amylase và lipase, hình thành các phức chất không hòa tan với protein và phức hợp protein-tannin làm ngăn cản khả năng hấp thu chất dinh dưỡng từ thực phẩm (Kyriazakis và Whittenmore, 2006; D'Mello, 2000)

Tannin đã được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm (trái cây và rau quả, ca cao, sô

cô la, rượu vang đỏ, trà xanh và trà đen) (Lamy và cộng sự, 2016) Về mặt cấu trúc, tannin

có thể được chia thành hai nhóm khác nhau: thủy phân (hydrolysable) và ngưng tụ (condensed) (Hình 1 8.) (Pizzi, 2008) Tannin thủy phân là este của acid phenolic (thường

là acid gallic hoặc các acid phenolic khác như trong ellagitannin) và polyol, thường là glucose Tannin cô đặc là oligomer của catechin và/hoặc epicatechin, thường được liên kết bởi C-C và đôi khi bằng liên kết C-O-C (Haslam, 1998) Tannin cô đặc, cũng được gọi là proanthocyanidin, là một trong những loại nhiều nhất polyphenol trong thực vật

Hình 1 4 Công thức cấu tạo và khối lượng phân tử của một số tannin thủy phân

Theo Nwosu (2010), khi ngâm trong nước hàm lượng tannin giảm nhiều nhất so với phương pháp nấu và chần do tannin hòa tan trong nước tốt Tuy nhiên, nếu ngâm trong thời gian càng lâu thì chất dinh dưỡng cũng giảm (Nwaoguikpe và cộng sự, 2011)

Vijayakumari và cộng sự (1998) cho rằng khi ngâm đậu bướm (Vigna aconitifolia) và đậu dải (Vigna sinensis) trong nước cất và 0,02% (w/v) NaHCO3 trong 6 giờ mức độ tannin giảm hơn 50% so với mẫu đậu chưa xử lý Với phương pháp nấu ở 100 °C tỉ lệ 1:10 (w/v) trong 10–30 phút và phương pháp tiệt trùng (autoclaving) ở 121 °C trong 7–20 phút thì thấy hàm lượng tannin giảm hơn 79% (Vijayakumari và cộng sự, 1998) Theo Alagbaoso

và cộng sự (2015), phương pháp tiệt trùng (autoclaving) làm giảm đáng kể hàm lượng

tannin trong các mẫu Canagalia plagiosperma ở 35 phút Reddy và Pierson (1994) cho

rằng tannin có nhiều ở vỏ, dễ tan trong nước Sự giảm này cũng do hợp chất không bền với nhiệt theo như nghiên cứu của Rakić và cộng sự (2007)

d Chất ức chế trypsin (Trypsin Inhibitor)

Chất ức chế trypsin (Trypsin Inhibitor) thường có trong các loại đậu, ức chế hoạt

Các chất ức chế trypsin ức chế hoạt động của trypsin, kích thích phì đại tuyến tụy, giảm khả năng tiêu hóa và hấp thụ protein từ chế độ ăn uống (Pisulewska và cộng sự, 2000) Các chất ức chế đóng vai trò tương tự như cơ chất, liên kết với enzyme tạo thành phức hợp (Csapó và Albert, 2018) Từ đó, ức chế quá trình thủy phân protein thành acid amine (Csapó và Albert, 2018)

Chất ức chế trypsin có nguồn gốc từ đậu nành (Glycine max), có nhiều trong các loại đậu cô ve (Phaseolus vulgaris), đậu gà (Cicer arietinum), đậu lăng (Lensculinaris, L

cộng sự, 2018)

Bảng 1 4 Hoạt tính chất ức chế trypsin (trypsin inhibitor activities – TIA) trong một số

loại đậu (Avilés‐Gaxiola và cộng sự, 2018)

Tên khoa học Tên thông thường Hoạt tính Chất ức chế trypsin

(TIU/mg)