›

Đồ án Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm

pdf 104 trang thiennha21 13/04/2022 4592
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_nghien_cuu_qua_trinh_tao_mam_hat_dau_xanh_va_ung_dung.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO MẦM HẠT ĐẬU XANH VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT BỘT ĐẬU XANH NẨY MẦM Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn : ThS Trần Thị Ngọc Mai Sinh viên thực hiện : Trần Thị Uyên MSSV: 1311100866 Lớp: 13DSH06 TP. Hồ Chí Minh, 2017 1
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực. Các kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Những số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ ràng và đã công bố theo đúng quy định. 2
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy, cô trường Đại Học Công Nghệ đã nhiệt tình chỉ dạy cho em trong suốt thời gian qua. Đó chính là hành trang để chúng em bước tới tương lai tốt đẹp và cống hiến những gì mình đã học cho xã hội. Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến cô Trần Thị Ngọc Mai đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Lời biết ơn chân thành nhất em gửi đến cha mẹ, anh chị em trong gia đình đã ủng hộ và khích lệ em trong suốt quá trình học tập. 2
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN 2 LỜI MỞ ĐẦU . 3 TÓM TẮT ĐỒ ÁN .5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .6 1.1 Phân loại khoa học và phân bố . 6 1.1.1 Phân loại khoa học 6 1.1.2 Phân bố , . 6 1.2 Đặc điểm thực vật . 9 1.3 Thành phần hóa học của đậu xanh .13 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu xanh trên thế giới và Việt Nam 17 1.4.1 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới 17 1.4.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam . 19 1.4.3 Tình hình tiêu thụ đậu xanh . . 21 1.5 Đậu xanh nẩy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nẩy mầm 22 1.5.1 Quá trình nẩy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nẩy mầm 22 1.5.2 Các biến đổi hạt trong quá trình nẩy mầm . 24 1.5.2.1 Sự biến đổi các chất dinh dưỡng 24 1.5.2.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxy hóa . 29 1.5.2.3 Hàm lượng các chất kháng hấp thu dinh dưỡng . 40 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Vật liệu nghiên cứu 41 2.1.1 Nguyên liệu 41 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 41 2.1.3 Thiết bị . .41 2.2 Phương pháp nghiên cứu 42 2.2.1 Phương pháp phân tích hóa lý 42 2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan .42 3
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3. Bố trí thí nghiệm 43 2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 43 2.3.2 Bố trí thí nghiệm 44 2.3.2.1 Thí nghiệm 1: Đánh giá khối lượng 1000 hạt .44 2.3.2.2 Thí nghiệm 2: Đánh giá chỉ tiêu hóa lí 44 2.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt 44 2.3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt .45 2.3.2.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt .46 2.3.2.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nẩy mầm của hạt .46 2.3.2.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát nhiệt độ sấy đến hạt đậu xanh nẩy mầm 47 2.3.2.8 Thí nghiệm 8: Đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm .48 2.4 Quy trình nghiên cứu 49 2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 49 2.4.2 Thuyết minh quy trình 50 CHƯƠNG 3. KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Kết quả đánh giá khối lượng 1000 hạt 53 3.2 Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lí 54 3.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh 55 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh . 57 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh 59 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh . 60 4
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.7 Kết quả khảo sát nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hạt đậu xanh nẩy mầm 69 3.8 Kết quả đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm 71 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 4.1 Kết luận .73 4.1.1 Các thông số tối ưu 73 4.1.2 Quy trình để nghị 74 4.2 Kiến nghị . 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 5
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại khoa học đậu xanh 6 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của hạt đậu xanh khô 13 Bảng 1.3: Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh 14 Bảng 1.4: Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh .15 Bảng 1.5: Thành phần carbohydrate trong đậu xanh 16 Bảng 1.6: Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh .17 Bảng 1.7: Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh 17 Bảng 1.8: Diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh của một số nước trên thế giới giai đoạn 1980 – 2001 .18 Bảng 1.9: Tốc độ trung bình hàng năm của thế giới về diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh giai đoạn 1980 – 2001 19 Bảng 1.10: Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm 25 Bảng 1.11: Sự thay đổi hàm lượng acid amin đậu xanh ở các giai đoạn 26 Bảng 1.12: Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm 27 Bảng 1.13: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm 28 Bảng 1.14: Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm 33 Bảng 1.15: Hàm lượng vitamin C của đậu xanh trong quá trình nẩy mầm 37 Bảng 1.16: Ảnh hưởng của sự nẩy mầm đến các yếu tố kháng dinh dưỡng .40 Bảng 2.1: Danh mục các thiết bị nghiên cứu .41 Bảng 3.1: Khảo sát 1000 hạt của các loại giống đậu xanh 53 Bảng 3.2: Thành phần nguyên liệu đậu xanh 54 Bảng 3.3: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian 55 Bảng 3.4: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian 56 Bảng 3.5: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm 57 6
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.6: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian 58 Bảng 3.7: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh ảnh hưởng bởi phương pháp ngâm 59 Bảng 3.8: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ươm 60 Bảng 3.9: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm 61 Bảng 3.10: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm /. 62 Bảng 3.11: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm 63 Bảng 3.12: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm 64 Bảng 3.13: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm 65 Bảng 3.14: Hàm lượng GABA cảu đậu xanh sau khi ươm ở 24 giờ 69 Bảng 3.15: Bảng thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy hạt đậu xanh nẩy mầm 69 Bảng 3.16: Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi sấy ảnh hưởng bởi nhiệt độ 70 Bảng 3.17: Hàm lượng GABA của đậu xanh sau khi sấy 71 Bảng 3.18: Kết quả đánh giá cảm quan bột đậu xanh nẩy mầm 71 Bảng 3.19: Kết quả kiểm tra vi sinh đối với bột đậu xnah nẩy mầm .72 Bảng 3.20: Chi phí sản phẩm “bột đậu xanh nẩy mầm” 72 7
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cây đậu xanh . 9 Hình 1.2: Cấu tạo hạt đậu xanh 13 Hình 1.3: Phân loại các nhóm phenolic . 29 Hình 1.4: Quá trình sinh tổng hợp phenolic 30 Hình 1.5: Con đường tổng hợp vitamin C 35 Hình 1.6: Con đường hình thành GABA 38 Hình 1.7: Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nẩy mầm 39 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 43 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình công nghệ .49 Hình 3.1: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo thời gian ngâm hạt 55 Hình 3.2: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo thời gian ngâm hạt 56 Hình 3.3: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo nhiệt độ nước ngâm 57 Hình 3.4: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo nhiệt độ nước ngâm 58 Hình 3.5: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo phương pháp ngâm 59 Hình 3.6: Biểu đồ so sánh chiều dài rễ mầm theo thời gian ươm . 60 Hình 3.7: Biểu đồ so sánh độ ẩm hạt theo thời gian ươm .61 Hình 3.8: Biểu đồ hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian 62 Hình 3.9: Biểu đồ hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian 63 Hình 3.10: Biểu đồ hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian 64 Hình 3.11: Biểu đồ hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian 65 Hình 3.12: Biểu đồ hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian .66 Hình 3.13: Biểu đồ thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy .70 Hình 4.1: Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm 74 8
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SFA (Saturated fatty acids): acid béo bão hòa MUFA (Monounsaturated fatty acids): các acid béo không bão hòa có một nối đôi PUFA (polyunsaturated fatty acids): các acid béo không bão hoà có nhiều nối đôi GAD: glutamate decarboxylase. GABA: gamma aminobutyric acid GABA-T: GABA-transaminase SSA: succinic semialdehyde SSADH: succinic semialdehyde dehydrogenase HSQT: hệ số quan trọng. 9
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Đậu xanh (Vigna radiate (L.) Wiliczek) là một trong 3 cây đậu đỗ chính trong nhóm cây đậu ăn hạt, đứng sau đậu tương và lạc, đậu xanh cũng chính là cây trồng có vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp của nhiều nước trong đó có Việt Nam. Bên cạnh những giá trị vốn có như protein, glucid, lipid Theo nghiên cứu của Prior & Gu (2005); Santos-Buelga & Scalbert (2000); Amarowicz và cộng sự (2004); Troszyńska & Ciska (2002); Troszyńska và cộng sự (2002) thì đậu xanh là loại thực phẩm chứa nhiều hợp chất polyphenolic như: phenol, flavonoids, mà những chất này là những chất oxi hóa tự nhiên. Tuy nhiên ngoài những hợp chất có lợi đó thì trong đậu xanh còn chứa những hợp chất không có lợi như phytic acid, tannin , mà những chất này sẽ gây chát khi sử dụng. Trong nhiều thập kỹ qua, thực vật chứa nhiều hàm lượng phenolic là hợp chất chống oxi hóa, thường được đưa ra để bàn luận về sự ảnh hưởng của chúng lên việc ngăn chặn sự phát triển của nhiều loại ung thư [Han (1997); Yanget (1998); Clifford & Scalbert (2000); Harbone & Wil-liams (2000)] và atherosclerosis [Luo và cộng sự (1997); Pearson và cộng sự (1998); Troszyńska & Bałasińska (2002)]. Chất chống oxi hóa giữ một vai trò quan trọng trong thực phẩm vì nó có ảnh hưởng tốt đến sức khỏe con người. Trong những cây họ đậu, có chứa các hợp chất quan trọng như vitamin C, vitamin E, hợp chất phenolic và glutathione. [Block (1992); Cadenas và Packer (2002)]. Vấn đề được đặt ra ở đây là hạt đậu xanh có thể được sử dụng tốt hơn nhờ quá trình nẩy mầm, sự nẩy mầm là một công nghệ đơn giản, rẻ tiền. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hạt nẩy mầm chứa nhiều hợp chất dinh dưỡng có lợi như: acid amin, hợp chất chống oxi hóa, khoáng, các hợp chất được tổng hợp trong quá trình nẩy mầm khác như gamma aminbutyric acid (GABA), giảm hàm lượng các chất kháng dinh dưỡng như: enzyme ức chế antitrypsin, galactoside, tannin cao hơn khi so sánh với những hạt không nẩy mầm. 10
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngoài ra theo một vài nghiên cứu của Asim Muhammad (2011), thì hàm lượng vitamin C cũng tăng nhiều trong quá trình nẩy mầm, mà hợp chất này hầu như không có mặt trong hạt đậu xanh chưa nẩy mầm. Thêm vào đó ngày nay các tiêu chuẩn của cuộc sống con người ngày càng được nâng cao, vấn đề dinh dưỡng bổ sung cho cơ thể càng được quan tâm nhiều hơn. Nhưng bên cạnh những yếu tố về ăn uống thì môi trường xung quanh cũng ảnh hưởng đến sức khỏe. Hằng ngày cơ thể chúng ta phải chịu ảnh hưởng của tia phóng xạ, tia cực tím, chất thải công nghiệp, khí thải ô tô, xe máy, nguồn nước ô nhiễm những tác động có hại này là nguyên nhân chính của các bệnh tim mạch, ung thư, và các bệnh nguy hiểm khác. Ngoài những nguyên nhân này, sức khỏe của chúng ta còn bị ảnh hưởng bởi stress. Tất cả những nguyên nhân trên đã làm cho hệ miễn dịch của chúng ta không có đủ điều kiện hoạt động, sức đề kháng của cơ thể ngày một kém đi và cơ thể rất dễ mắc bệnh. Vậy làm cách nào để tăng cường sức đề kháng, chống lại bệnh tật. Từ những nhu cầu mà con người phải chịu ảnh hưởng bởi môi trường, kết hợp với những nghiên cứu đã chứng minh công dụng của hạt đậu xanh nẩy mầm của các nhà khoa học trên. Nên tôi tiến hành “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm” Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh như: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, thời gian ủ Nhằm tạo điều kiện tối thích cho quá trình nẩy mầm, để đạt được hàm lượng hợp chất GABA, chống oxy hóa tối ưu nhất và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm. Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm. 4
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÓM TẮT ĐỒ ÁN Mục đích của đồ án “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm” nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm. Qua đó rút ra được sự tối ưu cho từng yếu tố, để tạo ra sản phẩm có giá trị cao.  Nội dung chính thực hiện trong đồ án bao gồm:  Tổng quan tài liệu về nguyên liệu đậu xanh, các thành phần và sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá trình nẩy mầm, đánh giá thành phần hóa học của nguyên liệu hạt đậu xanh.  Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm như các thông số: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, phương pháp ngâm, thời gian ủ ảnh hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm, độ ẩm, hàm lượng protein, hàm lượng vitamin C, hàm lượng phenolic, hàm lượng cacbohydrate, hàm lượng GABA.  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến bột đậu xanh nẩy mầm: nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hàm lượng GABA và đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm.  Sau quá trình nghiên cứu thu được các kết quả sau:  Thành phần hóa học của hạt đậu xanh: protein thô (23,18%), độ ẩm (12,6%).  Các thông số ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm: thời gian ngâm: 6 giờ, nhiệt độ nước ngâm: 300C, phương pháp ngâm: ngâm ngập, thời gian ươm: 24 giờ.  Các hàm lượng khảo sát ảnh hưởng bởi các yếu tố: tỉ lệ nẩy mầm 99%, hàm lượng phenolic 0,458 mg/g, hàm lượng vitamin C 36,667 mg%, hàm lượng protein 9,457%, hàm lượng đường khử 0,459%, hàm lượng tinh bột 8,262%, hàm lượng GABA sau khi ươm 342 mg/kg.  Nhiệt độ sấy là 500C và hàm lượng GABA sau khi sấy là 407 mg/kg, sản phẩm bột đậu xanh nẩy mầm đạt loại khá. 5
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Phân loại khoa học và phân bố 1.1.1 Phân loại khoa học Đậu xanh theo quan điểm lấy hạt của nhân dân ta bao gồm các loài thuộc hai chi phụ là Ceratotropic, còn được gọi là nhóm đậu châu Á, bao gồm 16 loài hoang dại và 5 loài trồng trọt là V. radiata, V. mungo, V. aconitifolia, V. angularis, V. umbellate [3] Bảng 1.1. Phân loại khoa học của đậu xanh (Vigna radiata) Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Fabales Họ Fabaceae Chi Vigna Loài V. radiata 1.1.2 Phân bố Đậu xanh có nguồn gốc từ Ấn Độ và Trung Á, phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, là cây trồng khá quen thuộc ở châu Á và rất phổ biến ở nước ta. Cây đậu xanh có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích nghi với các vùng có điều kiện khắc nghiệt. Khu vực Đông và Nam Châu Á, cây đậu xanh được trồng nhiều ở các quốc gia như: Ấn Độ, Pakista, Bangladesh, Sri Lanka, Nepal Trung Quốc, Thái Lan, Philippin, Miến Điện, Indonexia, hiện nay đã được phát triển tại một số quốc gia ở vùng ôn đới, ở Châu Úc, lục địa Châu Mỹ. Đặc điểm sinh thái thường chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: - Nhiệt độ: Đậu xanh thích ứng với một khoảng nhiệt độ khá rộng từ 16 đến 6
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 360C. Tuy nhiên, đậu xanh sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong phạm vi nhiệt độ 22-270C. Đậu xanh phát triển bình thường ở các khoảng phạm vi nhiệt độ 16- 210C và 28-360C. Ở các thời kỳ nẩy mầm, mầm phát triển và hình thành cây con, đậu xanh thường rất nhạy cảm với nhiệt độ. Hạt nẩy mầm tốt trong phạm vi nhiệt độ 25- 270C. Dưới 150C tỷ lệ nẩy mầm thấp và tốc độ phát triển của cây con giảm đáng kể. Tốc độ sinh trưởng dinh dưỡng và khả năng tích lũy chất khô đạt mức cao nhất ở nhiệt độ 24-250C. Những giống có nguồn gốc từ những vùng nhiệt đới thường rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp. Tác động của nhiệt độ đối với đậu xanh một phần tùy thuộc vào chế độ chiếu sáng và độ ẩm đất. Ở điều kiện ngày ngắn, nhiệt độ càng ấm (trong phạm vi 22- 270C) sự nở hoa diễn ra càng sớm. Qua đó thời gian sinh trưởng được rút ngắn so với điều kiện ngày dài. Các giống có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới thì có phản ứng mạnh với nhiệt độ tối thiểu trong khi đó những giống có nguồn gốc cận nhiệt đới hầu như không có phản ứng gì với nhiệt độ này. - Lượng mưa và độ ẩm: Diện tích trồng đậu xanh trên thế giới tập trung chủ yếu ở những vùng có lượng mưa trung bình là 600-1000 mm/năm, tương ứng với các vùng khô hạn và vùng cận ẩm. Ở những vùng có lượng mưa lớn hơn, đậu xanh thường phải nhường chỗ cho các loại cây trồng khác. Mặt khác, trong điều kiện mưa nhiều, chất lượng hạt đậu xanh thường thấp do khi thu hoạch nếu gặp mưa, hạt đậu xanh thường bị nấm mốc gây hại và thối. Đặc biệt trong điều kiện mưa nhiều, mưa kéo dài ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của bộ rễ. Tùy theo mức độ bị ngâm nước mà bộ rễ có thể bị thâm đen một phần hay thâm đen toàn bộ, dẫn đến hiện tượng cây bị vàng lá hoặc có thể bị chết sau 5-7 ngày. Đậu xanh được đánh giá là cây chịu hạn khá. Tuy vậy, trong điều kiện khô 7
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hạn trồng đậu xanh cho hiệu quả thấp. Đậu xanh nếu không được tưới đầy đủ ở các thời kỳ phát triển cây con và hình thành quả thì khả năng tích lũy chất khô giảm 40%. Đặc biệt năng suất hạt sẽ giảm 50-60%, nếu ở thời kỳ ra hoa và hình thành quả đậu xanh không được tưới. Nguyên nhân của đậu xanh bị giảm năng suất khi gặp khô hạn là do sự giảm sút về số chùm quả, số quả, số hạt. - Ánh sáng: Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của đậu xanh đều tương đối mẫn cảm với chế độ sáng. Hầu hết các giống đậu xanh đều mẫn cảm với ngày ngắn. Dấu hiệu đầu tiên của sự phản ứng này là kéo dài các thời kỳ sinh dưỡng và ra hoa chậm lại. Độ dài ngày lớn có ảnh hưởng đến thời kỳ sinh thực. Thời gian nở hoa kéo dài và làm chậm quá trình chín của quả. Điều kiện ngày dài làm kích thích quá trình nở hoa, cho nên trên cùng một cây, ở cùng thời điểm có mặt cả nụ, hoa, quả xanh, quả chín. - Đất đai: đậu xanh không kén đất. Có thể trồng được đậu xanh trên nhiều loại đất khác nhau. Sở dĩ như vậy vì cây đậu xanh có khả năng chịu hạn, chịu kiềm, chịu muối. Tuy vậy, nếu được trồng trên các chân đất tốt và được tưới tiêu chủ động, đậu xanh mới cho năng suất cao. Đậu xanh có vùng phân bố rộng, từ 400 vĩ Bắc đến 400 vĩ tuyến Nam trên các loại đất phù sa, cát pha, đất đồi, đất lúa. Các nhà khoa học đã tính ra là để thu được một tấn hạt đậu xanh cây đậu đã lấy đi từ đất 40-42 kg N; 3-5 kg P2O5; 12-14 kg K2O; 1,5 kg S; 1,5 kg Mg; 1,0-1,5 kg Ca và một số vi lượng khác. Cây đậu xanh cần có phân lân, việc cung cấp bổ sung phân lân rất có ý nghĩa. Bón 20-40 kg P2O5/ha làm cho năng suất của đậu xanh tăng lên rõ rệt. Trên đất đá ong, bón phân lân làm tăng năng suất còn lớn hơn. Thậm chí, bón đến 100 kg P2O5/ha mới cho hiệu quả kinh tế cao nhất. - PH đất đối với đậu xanh cũng rất quan trọng. Đối với đậu xanh pH 6-7,5 là thích hợp nhất. Nếu pH dưới 5, việc hình thành các nốt sần hữu hiệu giảm nhiều. 8
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung cấp Ca cho đất để điều chỉnh độ pH có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành năng suất cây đậu xanh. [4] 1.2 Đặc điểm thực vật Hình 1.1. Cây đậu xanh [1] a. Thân và cành: Thân cây đậu xanh thuộc dạng thân thảo. Là loại cây hàng năm. Thân có màu xanh hoặc tím. Thân có 3 dạng: đứng thẳng, đứng nghiêng, bò lan trên mặt đất. Dạng bò lan thường chỉ gặp ở các vùng đồi núi của Ấn Độ và Mianma. Đậu xanh có 3 dạng sinh trưởng: hữu hạn, vô hạn và bán hữu hạn Đường kính thân trung bình là 5-8 mm. Chiều cao cây có nhiều biến động tùy thuộc vào giống mùa vụ, khả năng thâm canh. Chiều cao có thể thay đổi từ 25 đến 125 cm. Toàn bộ chiều dài thân được chia thành 7-15 đốt. Ở các đốt, gần mặt đất thường hình thành cấp 1. Các đốt ở phía trên là vị trí để hình thành các chùm hoa, 9
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP quả. Số cành trên thân thường là 2-3 cành, nhưng cũng có trường hợp có cây đến 9-10 cành. b. Lá: Lá mầm xuất hiện khi hạt đậu hút đủ nước. Sau đó phát triển và tồn tại cho đến khi toàn bộ chất dinh dưỡng trong lá được huy động để cung cấp cho phát triển của cây con ở thời kỳ đầu, thời kỳ này thường kéo dài 15-20 ngày sau khi hạt nẩy mầm. Sau khi lá mầm xuất hiện 3-5 ngày, 2 lá đơn hình thành và mọc đối diện nhau trên mặt đất. Sau khi lá đơn xuất hiện khoảng một tuần, bắt đầu hình thành lá kép. Lá kép có 2 lá chét. Tốc độ hình thành lá kép phụ thuộc vào thời vụ, giống và kỹ thuật chăm sóc cây. Trung bình 6-8 ngày hình thành 1 lá kép. Vị trí của lá kép trên thân hoặc trên cành thường mọc so le tại các phần giữa của các đốt thân hay cành. Kích thước của phiến lá và độ dài của cuống lá thay đổi tùy thuộc vào vị trí của tầng lá. Thông thường các kích thước này tăng dần từ dưới đến tầng lá giữa sau đó giảm dần ở các tầng lá phía trên. Điều này biểu hiện sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cây đậu xanh. Khi gặp điều kiện thuận lợi và cây đậu xanh sinh trưởng phát triển tốt, lá chét giữa của lá kép thường lớn hơn 2 lá chét ở 2 bên. Vì vậy, có thể căn cứ vào độ lớn của phiến lá có thể đánh giá được tình hình sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh. Lá chét giữa của cây đậu xanh có nhiều hình dáng khác nhau: hình ô van, hình tim, hình lá chẻ thùy, hình nhọn, hình lưỡi dao, hình bán ô van. Lá kép đậu xanh một phần mọc trên thân. Thường trên thân có 7-8 lá. Ngoài ra còn mọc nhiều trên các thành cấp 1. c. Rễ: Bộ rễ đậu xanh gồm rễ chính và rễ phụ. Rễ chính ăn sâu vào đất 20-30 cm. Ở điều kiện đất có đủ ẩm, tơi xốp, tầng canh tác dày, rễ chính có thể ăn sâu vào đất đến 7-100 cm. Rễ phụ thường có 30-40 cái, dài 20-25 cm, phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt, không sâu quá 25 cm. Trên rễ phụ có nhiều lông hút, làm nhiệm vụ hút các chất dinh dưỡng từ đất. Ở các điểm tiếp giáp giữa rễ chính và rễ phụ, cũng như trên chiều dài của rễ phụ, thường hình thành nhiều nốt sần. Nốt sần 10
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là nơi tụ tập vi sinh vật cố định đạm ở các lông hút của rễ. Số lượng nốt sần của đậu xanh không nhiều so với ở một số loại đỗ khác. Thường trung bình mỗi cây có 20-30 nốt sần. Nhưng ở cây đậu xanh có tỷ lệ nốt sần hữu hiệu cao, trên 80%. Kích thước của các nốt sần không giống nhau, thường dao động trong phạm vi 4-5 mm đường kính. Số lượng và khả năng hoạt động của các nốt sần là đảm bảo cho cây được cung cấp đạm nhiều và do đó có năng suất cao. Vì vậy, cần áp dụng những biện pháp nhằm thúc đẩy sự phát triển của các nốt sần về số lượng cũng như về chất lượng. d. Hoa: Hoa đậu xanh được hình thành trên các trục hoa. Trên mỗi trục hoa có thể phát triển thành 1 hàng hoa mọc đối nhau. Các hoa trên một hàng xếp liên tục với nhau. Trung bình mỗi hàng hoa có 3-20 hoa, do đó mỗi trục hoa có thể có tới 6-40 hoa. Vị trí bắt đầu của mỗi trục hoa phía dưới thường nằm ở giữa thân, giữa cành hoặc ở nách lá. Những trục hoa phía trên mọc so le từ các đốt thân. Ở phần trên của thân cây, độ dài của lóng ngắn lại, cho nên số lượng trục hoa nhiều hơn. Hoa đậu xanh có màu vàng. Cuống kém phát triển. Hoa gồm 5 bộ phận: lá bắc, đài hoa, tràng hoa, nhị đực, nhị cái. Lá bắc có màu xanh nhưng không phát triển và thường tiêu biến rất sớm. Đài hoa chia thành 5 lá dài, trong số đó có 2 lá ngắn dính với nhau tạo thành môi trên ôm lấy phần sau cánh cờ, 3 lá còn lại có dạng hình dài bằng nhau, bao bọc xung quanh 2 cánh bên và cánh thìa. Phía dưới đài hoa, các lá đan kết thành phễu tiếp giáp với trục hoa. Tràng hoa hình cánh bướm gồm 4 cánh: cánh cờ, 2 cánh bên và cánh thìa. Cánh cờ to nhất, màu vàng, có vân màu đỏ nâu. Số lượng vân khác nhau, tùy thuộc vào giống. Hai cánh bên màu vàng, có độ cong như cánh cờ, nhưng diện tích nhỏ hơn, chỉ bằng 1/4 cánh cờ. Cánh thìa có màu vàng nhạt, không có gân, phía trên cong lại hình thành mỏ chim, bao kín phần nhị đực và nhị cái. Trong quần thể tự nhiên, hoa đậu xanh thường nở rải rác thành từng đợt khác 11
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nhau. Căn cứ vào thời gian nở hoa, các giống đậu xanh có thể chia thành 3 nhóm: nhóm ra hoa tập trung (hoa nở kéo dài dưới 16 ngày), nhóm ra hoa trung gian (hoa nở kéo dài trong thời gian 16-30 ngày), nhóm ra hoa không tập trung (hoa nở liên tiếp trên 30 ngày) e. Quả và hạt: Sau khi thụ phấn 2-3 ngày, bầu hoa phát triển thành quả non. Thời gian từ lúc thụ phấn đến khi chín, tùy thuộc chủ yếu vào đặc điểm giống, vào điều kiện chăm sóc và nhiệt độ. Thời gian này ở vụ Xuân trung bình vào khoảng 20-25 ngày, ở vụ Hè 15-20 ngày, vụ Thu Đông 25-30 ngày. Quả đậu xanh khi chín, có chiều dài trung bình là 8-10cm. Quả dài nhất là 15cm. Cắt ngang quả có hình tròn hoặc hình bầu dục, với đường kính là 4-6 mm. Quả có màu sắc thay đổi: màu vàng rơm, nâu, đen, màu đặc biệt. Nhưng phổ biến là màu đen và màu nâu. Vỏ đậu xanh thường được phủ 1 lớp lông dài 0,3-0,4 mm. Mật độ lông phụ thuộc vào đặc điểm của giống và khả năng chống chịu của cây. Những giống chống chịu bệnh khảm vàng virut và sâu đục quả có mật độ lông dày. Vào thời kỳ chín hoàn toàn lông trên quả thường rụng đi hoặc tự tiêu biến. Độ dày của vỏ quả đậu xanh thường là 0,1-0,3 mm. Bên trong vỏ quả chia thành nhiều ngăn, có vách màu trắng. Vào thời kỳ quả chín, các vách ngăn này co lại, nhưng dấu vết vẫn còn khá rõ. Hạt gồm: vỏ hạt, rốn hạt, 2 lá mầm và 1 mầm non. Mầm non là nơi thu nhỏ của mầm rễ, 2 lá đơn, thân chính và lá kép đầu tiên. Kích thước, màu sắc, hình dáng của hạt phụ thuộc vào giống và một phần phụ thuộc vài điều kiện bên ngoài. Khối lượng 1000 hạt thay đổi trong phạm vi 25-70g, chủ yếu phụ thuộc vào giống. Hạt có nhiều màu sắc khác nhau: vàng rơm, xanh đậm, nâu, xanh nhạt, màu hỗn hợp. Số lượng hạt trung bình trong một quả là một trong những yếu tố chủ yếu tạo thành năng suất của đậu xanh. Trung bình mỗi quả có 8-9 hạt. Quả lớn nhất có đến 12
  21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 18 hạt. [2] Hình 1.2. Cấu tạo hạt đậu xanh 1. Vết tích của lỗ noãn; 2. Rốn hạt; 3. Sống noãn; 4. Lá mầm; 5. Rễ mầm; 6. Thân mầm; 7. Chồi mầm 1.3 Thành phần hóa học của đậu xanh Về dinh dưỡng, hạt đậu xanh là nguồn thực phẩm giàu protein (khoảng 24 - 28% khối lượng chất khô của hạt), ngoài ra còn có lipid khoảng 1,3%, glucid 60,2% và các chất khoáng như Ca, Fe, Na, K, P cùng nhiều loại vitamin hoà tan trong nước như vitamin B1, B2, C [5] Bảng 1.2. Thành phần hóa học của hạt đậu xanh khô [6] Thành phần Khối lượng (%) Ẩm 7,58 ± 0,03 Protein 23,56 ± 0,18 Lipid 1,91 ± 0,02 Tro 3,27 ± 0,07 Xơ 1,81 ± 0,01 Carbohydrate 61,87 ± 0,32 13
  22. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a. Protein và acid amin Protein của các loại đậu được xem là nguồn protein chất lượng tốt, các nghiên cứu của Aruna và Prakash (1993) Liu (2000); Khalid và cộng sự (2003), kết luận rằng hạt đậu xanh là nguồn cung cấp protein có giá trị dinh dưỡng cao. Ở Ai Cập, đậu xanh được xem là nguồn cung cấp protein và các acid amin quan trọng. Đậu xanh chứa đầy đủ các amino acid không thay thế như leucine, isoleucine, lysine, methyonine, valine Các thành phần acid amin không thay thế được thể hiện trong bảng 1.3 [7] Bảng 1.3. Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh (g/16gN) [8] Amino acid Hàm lượng (g/16gN) Tryptophan 3,27 Phenylalanine 5,66 Threonine 3,15 Cystein 0,75 Methionine 1,92 Leucine 8,36 Lysine 4,19 Valine 5,20 Isoleucine 4,74 Glutamic acid 21,7 Proline 4,23 Serine 4,95 Alanine 4,35 Arginine 6,33 Histidine 2,49 14
  23. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b. Chất béo Hạt đậu xanh là loại hạt chứa ít chất béo bão hòa và không có cholesterol. Thành phần của chúng được thể hiện trong bảng sau. Bảng 1.4. Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô) Thành phần acid béo % Khối lượng Caprylic acid 10,22 Lauric acid 4,83 Tridecanoic 3,06 Myristic acid - Palmitic acid 18,47 Stearic acid 5,32 Arachidic acid - Behenic acid 2,89 Lignoceric acid - Saturated fatty acids 44,78 Pentadecenoic acid - Oleic acid 11,37 Monounsaturated fatty acids 11,37 Linoleic acid 31,16 Linolenic acid 13,70 Polyunsaturated fatty acids 43,86 Theo nghiên cứu của Hahm và cộng sự, (2008) thì tổng hàm lượng các acid béo không bão hòa có nhiều nối đôi được tăng lên trong quá trình nẩy mầm, mà thành phần này có lợi cho bệnh nhân mạch vành và tim mạch. [9] 15
  24. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c. Carbohydrate Giống như nhiều loại đậu khác, đậu xanh là loại đậu chứa nhiều xơ. Chất xơ làm chậm tiêu hóa, giúp ổn định lượng đường trong máu và ngăn chặn nạn đói. Chất xơ cũng hỗ trợ tiêu hóa. Trong thành phần của carbohydrate thì tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất 89,05%, mà chúng có cấu tạo phân tử lớn nên đậu xanh có khả năng làm chậm sự hấp thu năng lượng vào trong dòng máu, có tác dụng chậm lên lượng đường trong máu. Carbohydrate chiếm 61,87% trọng lượng khô của hạt đậu xanh, nó được đặc trưng bởi những chất có khối lượng lớn như tinh bột, xơ Bảng 1.5. Thành phần carbohydrate trong đậu xanh (g/100g nguyên liệu khô) [10] Carbohydrate Hàm lượng (%) Glucose 7,87 Saccharose 0,67 Oligosaccharide 2,42 Tinh bột 89,05 d. Thành phần vitamin và khoáng chất Đậu xanh có nguồn vitamin khá đa dạng như A, B1, B2, C, niacin và muối khoáng tập trung chủ yếu ở phần vỏ hạt gồm có Na, K, Ca, P, Fe, Cu (Hozayn M. 2007, P. Nisha 2005). [11] 16
  25. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 1.6. Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được) Vitamin Hàm lượng/100g Vitamin B1 0,72 mg Vitamin B2 0,15 mg Vitamin C 4,00 mg Vitamin PP 2,40 mg Bảng 1.7. Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh (mg/100g ăn được) Khoáng Hàm lượng/100g Sắt 4,8 mg Photpho 377 mg Natri 6 mg Đồng 0,76 mg Canxi 64 mg Kali 1132 mg 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu xanh trên thế giới và Việt Nam 1.4.1 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới Đậu xanh là cây đỗ quan trọng, trong nhóm cây đậu đỗ ăn hạt thì nó đứng hàng thứ ba sau cây đậu tương và lạc. Trong các nước nhiệt đới và á nhiệt đới, đậu xanh chiếm gần 10% diện tích và 5% sản lượng của các loại đỗ ăn hạt. Tuy nhiên, nhìn chung năng suất cây đậu xanh còn rất thấp, chỉ 5-6 tạ/ha, do 17
  26. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP chưa quan tâm đúng mức. Gần đây, nhiều nước xung quanh ta như Ấn Độ, Thái Lan, Phi-lip-pin đã chú ý chọn tạo ra những giống đậu xanh có năng suất từ 10- 12 tạ/ha trở lên, hạt to, màu hạt đẹp, có thời gian sinh trưởng ngắn, chín tương đối tập trung và có sức đề kháng với những loại sâu hại chính. Theo kết quả điều tra của trung tâm nghiên cứu và phát triển rau quả châu Á (AVRDC), các nước có tên trong bảng dưới đây được coi là các trọng điểm về diện tích, năng suất và sản lượng. Bảng 1.8. Diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh của một số nước trên thế giới giai đoạn 1980 – 2001 Tên quốc gia, lãnh thổ Diện tích (1000 ha) Năng suất (kg/ha) Băng-la-det 84 680,4 Ấn Độ 7100 362,0 Xri-lan-ca 27 512,2 Pakistan 219 476,7 Myanmar 1850 793,3 Nepal 39 693,6 Như vậy, trong giai đoạn 1980 – 2001, Ấn Độ đứng đầu về diện tích và Myanmar trội nhất về năng suất. 18
  27. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 1.9. Tốc độ trung bình hàng năm của thế giới về diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh giai đoạn 1980 – 2001 Tên quốc gia, Tỉ lệ tăng hàng năm (%) lãnh thổ Diện tích Năng suất Sản lượng Băng-la-det -2,4 0,4 -0,2 Ấn Độ -1,1 0,6 -0,5 Nepal 3,1 0,6 3,7 Pakistan 2,4 -0,4 2,0 Sri Lanka -1,1 -2,0 -3,1 Myanmar 9,1 -0,1 9,0 Kết quả trên cho thấy diện tích, năng suất và sản lượng đều có xu hướng tăng, điển hình là Myanmar với mức độ tăng trưởng là: 9,1% về diện tích, 9,0% sản lượng. [12] 1.4.2 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam Ở nước ta, đậu xanh đã được trồng từ lâu đời ở các vùng đồng bằng, trung du và miền núi suốt từ Bắc đến Nam. Tuy vậy, nó vẫn được xem là cây trồng phụ nhằm tận dụng đất đai, lao động nên năng suất thấp. Từ năm 1983 đến nay, diện tích, năng suất cũng như sản lượng có tăng nhưng chậm và không liên tục. Năng suất bình quân thời kỳ 1981 – 1985 là 5,5 tạ/ha nhưng đến thời kỳ 1986 – 1991 là 5,9 tạ/ha, trong đó năm 1989 là năm có năng suất cao nhất. Gần đây do năng suất và sản lượng của cây lương thực – thực phẩm tăng lên, đậu xanh đã và đang được phát triển rộng trong hệ thống cây trồng ở các vùng sản xuất. Tuy nhiên, căn cứ vào địa hình, khả năng phân bố mưa, nhiệt độ vùng trồng đậu xanh có thể được phân chia như sau: - Vùng núi phía Bắc cây đậu xanh được gieo trồng từ tháng 4-5 thu hoạch 19
  28. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tháng 7-8 là thời điểm có khí hậu nóng ẩm thuận lợi cho sinh trưởng của cây, tập quán ở đây đơn giản ít thâm canh, năng suất thấp. - Vùng Đồng Bằng Trung Du Bắc Bộ: cây đậu xanh ở vùng này được trồng từ tháng 2 đến tháng 9 hàng năm tập trung ở 3 thời vụ: vụ đông xuân, vụ hè, vụ thu đông. Hàng năm do xu hướng thâm canh và có hệ thống tưới tiêu khá hoàn chỉnh nên năng suất đậu xanh vùng này cao, việc tiếp nhận mô hình đậu xanh cao sản khả thi hơn. - Vùng Duyên Hải Trung Bộ và Tây Nguyên: đây là vùng có diện tích và sản lượng gieo trồng đậu xanh lớn do không chịu ảnh hưởng của khí hậu mùa đông lạnh, mùa mưa và mùa khô phân bố rõ rệt nên thuận lợi để trồng quanh năm. Hạn chế lớn nhất ở đây là thời điểm thu hoạch vụ hè thu thường gặp mưa bão nhiều nên thất thoát về năng suất và sản lượng. - Vùng Đông Nam Bộ: đây là vùng có diện tích gieo trồng lớn chiếm 26% diện tích gieo trồng cả nước, tuy nhiên do không thâm canh và sử dụng các giống có năng suất thấp nên năng suất trung bình của vùng này thấp. - Từ năm 1983, diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh tăng nhưng chậm và không liên tục. Năng suất đậu xanh thời kỳ 1981 - 1985 là 5,5 tạ/ha, 1986 - 1991 là 5,9 tạ/ha. Nhưng năm 1999 nhờ sự chuyển đổi giống mới là năm có năng suất cao nhất: 8,2 tạ/ha nên năng suất đậu xanh ở các tỉnh phía Nam cao hơn các tỉnh phía Bắc. Một số vùng ở An Giang, Đồng Tháp, Hậu Giang đã đạt gần 20 tạ/ha trong vụ Đông Xuân vì có nhiều điều kiện thích hợp cho canh tác đậu xanh hơn (Phạm Văn Thiều, 2002). - Hiện nay giống đậu xanh cao sản được trồng phổ biến nhất là ĐX 208, ĐX11, ĐX 93-1. Đây là giống đậu xanh do công ty giống cây trồng miền Nam phục tráng từ giống địa phương, và được trồng nhiều ở các tỉnh ở miền Tây Nam bộ như: Đồng Tháp, An Giang . - Đậu xanh hiện trồng ở Việt Nam thuộc nhiều giống như: ĐX 044, HL89-E3, VN 93-1, VN92-1, ĐX 208 [13] 20
  29. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.4.3 Tình hình tiêu thụ đậu xanh Các sản phẩm chế biến từ đậu xanh: - Giá đậu xanh: Là loại giá đỗ được dùng nhiều nhất trong ẩm thực và làm thuốc. Theo cổ văn thì giá đỗ xanh dùng an toàn hơn cả, vì dễ tiêu và chữa được nhiều bệnh hơn, đặc biệt là tính chất giải độc đa năng nội ngoại sinh có nguồn gốc khác nhau, kể cả thạch tín là một khoáng vật rất độc. Đậu xanh  làm sạch  ngâm nước (6-8h, t0 = 380C)  phun nước (3 ngày, 15-20 lần/ngày)  lấy ra  giá đậu xanh. - Chè đậu xanh: Chè là một món ăn rất được ưa thích của người Việt Nam từ Bắc đến Nam. Món chè đã ăn sâu vào văn hóa ẩm thực của người Việt. Ngày nay để cho món chè Việt Nam trở lên ngon hơn, bổ dưỡng hơn người ta có thể bổ sung hay kết hợp với các thành phần thực phẩm khác như (khoai lang, đậu tương hay nha đam) mục đích vừa làm tăng giá trị cảm quan vừa làm tăng giá trị dinh dưỡng cho món chè: Cách chế biến món chè được thể hiện theo sơ đồ sau: Đậu xanh  làm sạch  ngâm  bóc vỏ (hoặc không)  bổ sung nước  đun sôi  để nguội  bổ sung đường  chè đậu xanh - Xôi đậu xanh: Xôi là một món ăn dân gian và rất được ưa thích của người Việt Nam, nó đặc biệt không thể thiếu được trong những dịp lễ tết và nó đã đi vào đời sống tâm linh của người Việt Nam. Cách chế biến món ăn này rất quen thuộc song để có một món xôi hấp dẫn thì nó đòi hỏi rất nhiều ở sự khéo léo của người phụ nữ Việt Nam. Đặc biệt kỹ thuật đồ xôi là kỹ thuật đặc biệt quan trọng và không phải ai cũng có thể làm được một cách dễ dàng. Đậu xanh  làm sạch  ngâm  bóc vỏ (hoặc không)  vào nồi (có gạo nếp)  đồ xôi  để nguội  xôi đậu xanh. - Bột đậu xanh: Ngoài sản phẩm thông dụng là giá đỗ thì chúng ta còn gặp đó là bột đậu xanh. Bột đậu xanh là một loại thực phẩm được dùng rất thông dụng trong đời sống hàng ngày. 21
  30. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đậu xanh  làm sạch  rang khô (sấy khô)  để nguội  nghiền mịn (xay mịn)  bột đậu xanh. - Bánh đậu xanh: Ngoài sản phẩm công nghiệp là miến đậu xanh thì bánh đậu xanh cũng là một sản phẩm công nghiệp rất được ưa chuộng trên thị trường. Bánh đậu xanh là một loại bánh có vị ngọt mạnh làm từ bột đậu xanh nhuyễn với đường và dầu thực vật hay mỡ động vật (thường là mỡ heo). Bánh được cắt thành từng khối vuông nhỏ, gói giấy bạc thành hộp nhỏ hay gói giấy thấm mỡ thành từng thỏi. Bánh thường được dùng khi uống trà tàu hay chè xanh. Hiện nay Hải Dương được coi là quê hương của bánh đậu xanh. Đậu xanh  làm sạch  ngâm  hấp chín  đảo trộn (nước cốt dừa, trứng, vani, sữa)  vào khuôn  nướng 30 phút  để nguội  bánh đậu xanh. - Miến đậu xanh: Miến đậu xanh được coi là sản phẩm mới và hiện nay rất được ưa chuộng trên thị trường. Sản phẩm miến đậu xanh rất được người tiêu dùng ưa chuộng. Sau quá trình nghiên cứu sản phẩm và điều tra trên thị trường đội ngũ nhân viên của công ty Phú Hương đã cho ra đời một sản phẩm vừa có tính truyền thống vừa có sự cải tiến vượt bậc. Đậu xanh  nghiền thành bột  nhào bột (phụ gia)  cán cắt  tạo bánh  hấp chín  nhúng gia vị  chiên dầu  làm nguội  bao gói  miến đậu xanh. [14] 1.5 Đậu xanh nẩy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nẩy mầm 1.5.1 Quá trình nẩy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nẩy mầm Nẩy mầm là một quá trình tự nhiên xảy ra trong thời kỳ tăng trưởng của hạt giống, trong đó chúng được đáp ứng các điều kiện tối thiểu cho sự tăng trưởng và phát triển [Sangronis và cộng sự, 2006]. Trong quá trình nẩy mầm có sự gia tăng độ hấp thu của hạt và gia tăng hấp thu nước theo thời gian là do sự ngậm nước của các tế bào có trong hạt ngày càng tăng [Nonogaki và cộng sự, 2010]. [15] Hạt nẩy mầm gồm 2 quá trình: ươm mầm và nẩy mầm Quá trình ươm mầm: nhằm 2 mục đích chính Chuyển đổi trạng thái của hệ enzyme có trong hạt từ trạng thái nghỉ sang 22
  31. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trạng thái hoạt động, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cường năng lực xúc tác của chúng (tăng hoạt lực, tăng hoạt độ). Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzyme thủy phân sau khi đã được giải phóng khỏi trạng thái liên kết, đồng thời với việc tăng trưởng về khối lượng và cường lực xúc tác, chúng sẽ phân cắt một lượng đáng kể (khoảng 12% lượng chất khô) các chất dinh dưỡng cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử, đồng thời chúng phá vỡ thành tế bào làm cho hạt mềm ra, tạo nên nhiều sự biến đổi cơ lý và hóa học trong thành phần của hạt. Quá trình nẩy mầm: giai đoạn đầu của quá trình nẩy mầm thì hạt xảy ra các quá trình hóa sinh, hóa lý, sinh lý. Những điều kiện thuận lợi như nhiệt độ môi trường, độ ẩm của hạt, độ ẩm tương đối của không khí, sự cung cấp đầy đủ oxy, sự giải thoát triệt để lượng cacbonic tạo thành sẽ bảo đảm cho phôi phát triển nhanh. Bộ phận đầu tiên của phôi phát triển là mầm rễ. Khi rễ dài và khỏe, vỏ nứt thì rễ chui ra ngoài còn lá mầm và thân mầm thì phát triển dưới vỏ. Để bảo đảm sự phát triển liên tục của mầm thì nó phải được tiếp nhận dinh dưỡng. Nguồn dinh dưỡng này lấy từ nội nhũ. Ở đây chúng tồn tại dưới dạng cao phân tử. Hệ enzyme thủy phân đã được hoạt hóa sẽ phân cắt các hợp chất này thành những sản phẩm thấp phân tử dễ hòa tan. Một phần sản phẩm này được vận chuyển về phôi để cung cấp cho cây non sinh trưởng (thực tế chỉ có rễ chứ cây thì chưa có hình hài) phần còn lại được dự trữ ở nội nhũ. [16] Sự nẩy mầm cũng chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố cả bên trong và bên ngoài. Nhưng trong đó các yếu tố bên ngoài là quan trọng nhất bao gồm: nhiệt độ, nước, oxy và đôi khi là cả về ánh sáng và bóng tối. Những hạt giống khác nhau, thì có mức độ nẩy mầm tối ưu khác nhau.  Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng thực vật nói chung và quá trình nẩy mầm nói riêng. Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu thị bằng một giới hạn từ điểm tối thiểu tới điểm tối ưu để sự nẩy mầm có thể xảy ra. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà tại đó tỉ lệ hạt nẩy mầm cao nhất trong thời gian 23
  32. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ngắn nhất. Nếu như nhiệt độ dưới mức tối ưu dẫn đến tỷ lệ nẩy mầm thấp và thời gian nẩy mầm kéo dài hơn. Thông thường nhiệt độ tối ưu cho quá trình hạt đậu xanh nẩy mầm là từ 25-370C.  Nước: là yếu tố cần thiết cho quá trình nẩy mầm vì hạt muốn nẩy mầm thì phải hút nước, quá trình này phụ thuộc vào các thành phần có trong hạt đậu xanh. - Thành phần cơ bản tạo ra sự hút nước là các hạt của protein. Protein thì có tính hút nước cao với các cực của phân tử nước, do đó sau khi ngâm hạt có sự trương nở. Hàm lượng nước đạt được sau khi nẩy mầm và ủ trong khảng 55-65%. - Nước cần thiết cho các enzyme hoạt động, phá vỡ vỏ hạt và vận chuyển các chất.  Oxy: cần thiết cho sự chuyển hóa trong quá trình nẩy mầm. Oxy được sử dụng trong hô hấp hiếu khí, để thu lấy năng lượng cho sự phát triển của cây trồng [Raven, Peter H; Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn (2005]. Nhiều nghiên cứu cho rằng nếu hàm lượng CO2 tăng lên 0,03% thì sẽ làm chậm quá trình nẩy mầm, khi hàm lượng tăng lên 37% thì hạt sẽ bị chết. Vì vậy trong quá trình nẩy mầm, cần phải đảo khối hạt để cung cấp nhiều O2 và tránh tích tụ CO2 gây nên hô hấp yếm khí, giải phóng rượu gây độc cho hạt. [17] 1.5.2 Các biến đổi hạt trong quá trình nẩy mầm 1.5.2.1 Sự biến đổi các chất dinh dưỡng Quá trình nẩy mầm của đậu xanh bắt đầu từ giai đoạn ngâm đậu sau đó kéo dài đến sau giai đoạn ủ đậu. Quá trình này nhằm cải thiện chất lượng dinh dưỡng vốn đã có sẵn trong hạt. Sản phẩm đậu xanh nẩy mầm cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho con người như protein và carbohydrate dễ tiêu hóa, năng lượng, khoáng và vitamin, các hợp chất oxi hóa [Deshpvàe 1992 và Negi và những cộng sự 2001]. Từ đậu xanh nẩy mầm ta có thể tạo được nhiều loại sản phẩm mới và có giá trị dinh dưỡng cao, thực phẩm chức năng, làm giảm hàm lượng các chất ức chế hấp thu protein [Deshpvàe và cộng sự 1984; Garcia và cộng sự 1997; Trugo và von Baer 1998]. 24
  33. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong quá trình nẩy mầm thì thành phần dinh dưỡng của hạt có một số chất tăng lên đáng kể nhưng cũng có một số chất giảm đi như theo một quy luật. Quá trình nẩy mầm ở đậu xanh làm giảm các thành phần không mong muốn [Muquiz và cộng sự 1998; Oboh và cộng sự 1998; Orue và cộng sự 1998], tăng cường và cải thiện chất dinh dưỡng [Riddoch và cộng sự 1998], tăng cường protein dễ tiêu hóa [Schulze và cộng sự 1997]. Quá trình trao đổi chất phức tạp xảy ra trong nẩy mầm là sự thủy phân các protein, lipid, carbohydrate thành năng lượng lưu trữ và các acid amin cần thiết cho sự phát triển của thực vật [Podesta và Plaxton 1994; Ferreira và cộng sự 1995; Jachmanian và cộng sự 1995; Ziegler 1995]. Sự biến đổi về các thành phần hóa học của hạt đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm được thể hiện ở bảng sau: Bảng 1.10. Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm (g/100g chất khô) Thành phần Đậu xanh Ngâm Nẩy mầm Protein thô 27,5 27,0 30,0 Lipid thô 1,85 1,53 1,45 Xơ thô 4,63 4,45 4,40 Tro 3,76 3,32 3,55 Tinh bột 62,3 63,4 61,70 Độ ẩm 9,75 10,50 11,10 Theo nghiên cứu của A.E. Mubara (2004), sự nẩy mầm làm giảm hàm lượng protein đồng thời tăng hàm lượng các acid amin do hoạt động của các enzyme protease tăng. Tuy nhiên hàm lượng carbohydrate thì giảm do chúng được sử dụng như một nguồn năng lượng từ khi bắt đầu nẩy mầm. Tương tự, hàm lượng tro và chất lipid cũng giảm trong quá trình nẩy mầm. [18] 1.5.2.1.1 Protein Một số nghiên cứu nói về sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá trình nẩy mầm trên cây họ đậu và cho thấy sự nẩy mầm có thể tăng hàm lượng 25
  34. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP protein dễ tiêu hóa. [19] Bảng 1.11. Sự thay đổi hàm lượng acid amin đậu xanh ở các giai đoạn (g/16g N) Amino acid Đậu khô Ngâm Nẩy mầm Tyrosine 3,27 3,11 3,28 Phenylalanine 5,66 5,60 5,70 Threonine 3,15 3,10 3,20 Cystine 0,75 0,64 0,77 Methionine 1,92 1,70 1,95 Leucine 8.36 8,25 8,53 Isoleucine 4,74 4,64 4,70 Lysine 4,19 4,15 4,26 Valine 5,20 5,23 5,20 Tryptophan 0,97 0,95 1,00 Aspartic acid 13,5 13,8 13,5 Glutamic acid 21,7 21,6 21,5 Proline 4,23 4,35 4,20 Serine 4,95 4,96 4,80 Glycine 4,26 4,35 4,20 Alanine 4,35 4,53 4,41 Arginine 6,33 6,50 6,35 Histidine 2,49 2,58 2,42 Leucine/ Isoleucine 1,76:1 1,77:1 1,81:1 Đa số hàm lượng các acid amin đều tăng, do trong quá trình nẩy mầm chúng được phân giải từ protein. Tuy nhiên cũng có một số acid amin giảm do sự chuyển hóa hình thành các hợp chất mới. [20] 26
  35. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.5.2.1.2 Carbohydrate Như đã giới thiệu ở trên hàm lượng carbohydrate giảm qua quá trình nẩy mầm, trong quá trình nẩy mầm carbohydrate được sử dụng như nguồn năng lượng cho sự phát triển của mầm. Điều này có thể giải thích cho những thay đổi của carbohydrate sau khi nẩy mầm, ngoài ra sự hoạt động của enzym β-amylase thủy phân tinh bột làm tăng hàm lượng carbohydrate đơn giản [Suda và cộng sự 1986]. Bảng 1.12. Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm (g/100g chất khô) Thành phần carbohydrat Đậu xanh Ngâm Nẩy mầm Glucose 7,87 6,18 5,03 Saccharose 0,67 0,87 0,00 Oligosaccharide 2,42 2,00 0,00 Tinh bột 89,05 88,77 81,29 Các tinh bột trong lá mầm phân chia thành những phân tử nhỏ hơn như glucose, fructose để cung cấp năng lượng cho quá trình phân chia tế bào khi những hạt giống trưởng thành và phát triển. [20] 1.5.2.1.3 Chất béo Hàm lượng chất béo cũng giảm một lượng đáng kể trong các mẫu đậu xanh nẩy mầm. Theo Dhaliwal và Aggarwal (1999) mức độ giảm hàm lượng chất béo tăng cường với sự gia tăng thời gian nẩy mầm. Hahm và cộng sự (2008) cũng đã chứng minh là chất béo đã được oxy hóa thành carbon dioxide và nước để tạo ra năng lượng cho nẩy mầm. Những biến đổi trong thành phần acid béo được miêu tả ở bảng sau: 27
  36. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 1.13. Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm. [20] Đậu xanh Thành phần acid béo Nẩy mầm (%) Không nẩy mầm (%) Caprylic acid - 10,22 Lauric acid - 4,82 Tridecanoic 1,08 3,06 Myristic acid - - Palmitic acid 20,76 18,47 Stearic acid 5,78 5,32 Arachidic acid 3,10 - Behenic acid 8,45 2,89 Lignoceric acid 7,10 - Saturated fatty acids 46,24 44,78 Pentadecenoic acid - - Oleic acid 3,63 11,37 Monounsaturated fatty acids 3,63 11,37 Linoleic acid 33,09 31,16 Linolenic acid 17,02 13,70 Popyunsaturated fatty acids 50,10 43,86 28
  37. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.5.2.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxi hóa 1.5.2.2.1 Hàm lượng phenolic Hợp chất phenolic bao gồm một hoặc nhiều vòng benzen thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (C-OH). Các hợp chất phenolic được gắn liền với các phân tử đường và được gọi là glucosides hoặc glycosides. Phenolic là chất chuyển hóa thứ cấp được phân bố rộng rãi trong thực vật. Các phenolic được thu nhận từ thực vật thông qua việc ăn uống trái cây, rau quả và các hạt nẩy mầm. [21]  Phân loại - Phenolic được chia thành nhóm chính: flavonoid, phenolic acid, tannin và các thành phần khác. [Vafersen và Markham 2006; Meskin và cộng sự 2003; Tokusoglu 2001]. Phân nhóm phenolic Hình 1.3. Phân loại các nhóm phenolic [22] Theo Harborne và cộng sự (1999), flavonoid là một nhóm lớn, nó chiếm hơn một nữa trong tổng thành phần hợp chất phenolic. Tương tự như flavonoid, phenolic acid cũng là một nhóm quan trọng trong hợp chất phenolic. Phenolic được chia thành 2 nhóm hydroxybenzoic acid và hydroxycinnamic acid, với chức năng hoạt tính sinh học cao, thường được tìm thấy trong các sản phẩm có nguồn 29
  38. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP gốc từ thực vật.  Tổng hợp Những thực vật luôn tạo ra những chất chuyển hóa thiết yếu có dược tính cao. Một trong những nhóm quan trọng của chất chuyển hóa là nhóm phenolic. Phenolic được phân biệt trong nhiều cấu trúc khác nhau, những nhóm này được phân biệt bởi số lượng carbon liên kết với vòng phenol [Haddock và cộng sự. Năm 1982, Harborne 1988, Macheix và cộng sự. Năm 1990, Dixon và Paiva 1995, Strack 1997]. Quá trình sinh tổng hợp và tích lũy các hợp chất thứ cấp có thể là quá trình kiểm soát nội sinh trong giai đoạn phát triển khác nhau trong thực vật [Macheix và cộng sự. 1990), Strack 1997], hoặc nó có thể điều chỉnh bằng các yếu tố ngoại sinh như: nhiệt độ, ánh sáng và gây thương tích [Bennet và Wallsgrove 1994, Dixon và Paiva 1995]. Hình 1.4. Quá trình sinh tổng hợp phenolic 30
  39. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong đó phenylalanine được sản xuất thông qua con đường shikamic (con đường liên hợp ester), là tiền chất cho hầu hết các hợp chất phenolic trong thực vật bậc cao [Macheix và cộng sự, 1990, Strack và cộng sự, 1997]. Các acid hydroxycinnamic, và đặc biệt là ester coenzyme A của chúng là kết cấu chung của các hợp chất phenolic, tương tự như ester cinnamate và amid, lignin, flavonoid và tannin (Macheix và cộng sự (1990)). Con đường Phenylalanine / hydroxycinnamate được định nghĩa là “con đường trao đổi chất phenylpropanoid chung” nó bao gồm các phản ứng từ phenylalanine cho đến hydroxycinnamate và các hình thức kích hoạt khác của chúng [Strack 1997]. Các enzyme xúc tác cho từng chuyển hóa phenylpropanoid chung là phenylalanine ammonialyase (PAL), acidcinnamic – 4 hydroxylase (CA4H), và hydroxycinnamate: coenzyme A ligase (C4L). Ba bước này cần thiết cho sự chuyển hóa phenolic [Macheix và cộng sự 1990, Strack 1997] Sự hình thành các hydroxycinnamic acid (caffeic, ferulic, 5-hydroxyferulic và acid sinapic), - coumaric acid đòi hỏi phải có 2 dạng phản ứng là hydroxyl hóa và methyl hóa. Việc cho nhóm hydroxyl thứ 2 của - coumaric sẽ tạo thành caffeic, được xúc tác bởi monophenol mono-oxygenase [Macheix và cộng sự 1990, Strack 1997]. Methyl hóa acid caffeic bởi enzyme O-methyltransferase, dẫn đến sự hình thành acid ferulic cùng với acid - coumaric, là tiền chất của lignin [Macheix và cộng sự 1990, Strack 1997]. Caffeic acid là tiền chất cho 5- hydoxyferulic acid, trong đó nó cũng là chất sản xuất ra sinapic acid. Sự hình thành các dẫn xuất của hydroxycinnamic acid đòi hỏi phải hình thành hydroxycinnamate-CoA (ví dụ p- coumaroyl- CoA), xúc tác bởi hydroxycinnamoyl- CoA ligases hoặc hoạt động của O-glycosyl transferases. Các hydroxycinnamate- CoA tạo ester khác nhau với các phenylpropanoid, khi kết hợp với malonyl- CoA dẫn đến flavonoid hoặc NADPH giảm tạo thành lignins. Hơn nữa, hydroxycinnamate- CoA có thể liên hợp với các acid hữu cơ [Macheix 1990, Strack 1997]. Quá trình sinh tổng hợp các dẫn xuất của hydroxybenzoic acid tùy thuộc vào 31
  40. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP loài thực vật. Chúng có thể bắt nguồn trực tiếp từ con đường shinamate, đặc biệt là từ dehydroshikimic acid phản ứng này là con đường chính để hình thành acid gallic [Haddocketal. Năm 1982, Strack 1997]. Các enzyme tham gia vào quá trình sinh tổng hợp hydroxybenzoic acid và các các dẫn xuất của chúng thì khá hạn chế. Gallic acid được hình thành từ dehydroshikimic acid [5addoc ketal 1982, Strack 1997]. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được sản xuất bởi sự suy thoái của hydroxycinnamic acid. Acid ellagic được hình thành bởi quá trình oxy hóa và nhị trùng hóa của gallic acid (Maas và cộng sự 1991], quá trình oxy hóa được đẩy nhanh bởi các điều kiện kiềm. Hầu hết các flavonoid xảy ra như glycoside trong sự chuyển hóa của các mô thực vật. Có hàng trăm glycoside khác nhau, khi nhóm flavomoid liên kết với các nhóm đường như: glucose, galactose, Rhamnoza, xylose và (Strack 1997). Hai loại liên kết chính trong flavonoid là O- glycoside và C- glycoside (Harborne (1994)). Các flavonoid có chứa nhiều gốc đường acyl hóa, phản ứng ancyl hóa của các nhóm đường và hydroxyl acid, trải qua quá trình ester hóa được xúc tác bởi Glycosyl transferase. [23]  Vai trò của phenolic - Acid phenolic có thể hoạt động như một chất chống oxi hóa thông qua những cơ chế khác nhau. Việc phá vỡ chuỗi cơ chế bao gồm các quá trình cho và nhận hydro [Scott 1985]. [24] - Các hợp chất phenolic thực vật có tác dụng chống lại bức xạ tia cực tím hoặc ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, cũng như làm tăng cường các màu sắc của thực vật. Chúng có ở khắp các bộ phận của cây và vì vậy chúng cũng là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người. [25] - Vai trò của phenolic trong thực phẩm: vai trò của phenolic trong thực vật được minh chứng thông qua nhiều nghiên cứu liên quan đến phenolic acid. [Tomas- barberan. F. A; Espin. J. C. Phenolic compounds và related enzyme as determinant of quality in fruits và vegetable. [J Sci. Food Agric 2001,]. Acid phenolic gắn liền với màu sắc, chất lượng cảm quan, dinh dưỡng và kháng oxi 32
  41. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hóa của thực vật. Chúng hoạt động như chất hỗ trợ thành tế bào [Wallace và Fry 1994]. [26] - Vai trò của phenolic trong cơ thể con người: một số tài liệu cung cấp thông tin đầy đủ liên quan đến một chế độ ăn với hàm lượng cao từ trái cây và rau quả với mục đích đảm bảo sức khỏe và phòng chống bệnh. Nhờ có hàm lượng chất kháng oxy hóa cao của trái cây và rau quả làm ức chế những căn bệnh do quá trình oxy hóa như bệnh tim mạch, đột quỵ, ung thư [27]. Ngoài ra các phenolic còn giữ vai trò là chất chống gây đột biến, chống dị ứng, tác dụng chống viêm và chống vi khuẩn [Balasundram và cộng sự (2006); Ham và cộng sự (2009); Parvathy và cộng sự (2009)]. [28]  Sự biến đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm Bảng 1.14. Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm Đậu Vinga radiate Hàm lượng phenolic (mg/g) Hạt nguyên 1,09 ± 0,11 Hạt nẩy mầm (ngày) 2 1,43 ± 0,08 3 1,30 ± 0,02 4 2,24 ± 0,02 5 3,3 ± 0,08 7 3,46 ± 0,07 Theo bảng 1.14 tổng hàm lượng phenolic tăng lên trong ngày thứ 7 là 3,46mg/g so với hạt không nẩy mầm (1,09mg/g), từ đó ta thấy sự thay đổi theo chiều hướng tăng đến tổng hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm. [29] 1.5.2.2.2 Hàm lượng vitamin C Vitamin C là chất chuyển hóa quan trọng hầu hết đối với các sinh vật sống. Ở người, vitamin C cần cho các chức năng sinh lí khác nhau [Padh .H 1990], nó tham gia trong nhiều quá trình sinh hóa trong cơ thể con người và động vật 33
  42. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [Rickman và cộng sự, 2007]. Chúng có nhiều trong các loại rau quả tươi như nước cam, chanh, quýt, và có hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là bông cải xanh, tiêu, khoai tây, cải brussel, rau cải, cà chua, bưởi  Tổng hợp vitamin C Chuỗi phản ứng sinh hoá từ phân tử đường glucose dẫn đến acid L – ascorbic trong mô bào diễn ra như sau: bắt đầu từ chất uridin diphophat – glucose (UDP – glucoza) - dạng có hoạt tính chuyển hoá của đường. Sau đó, acid – D – glucuronic được tách khỏi UDP và chuyển hoá tiếp như sau: 34
  43. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.5. Con đường tổng hợp vitamin C Quá trình sinh tổng hợp acid ascorbic diễn ra trong thực vật và các mô gan, thận, một số tuyến ở hầu hết các loài động vật, ngoại trừ những giống: người, khỉ, chuột lang, dơi ăn quả và ít ở loài cá. Đây là nguyên nhân khiến người và những giống động vật vừa nêu phải luôn nhận vitamin từ nguồn bên ngoài để tránh các bệnh liên qua đến sự thiếu hụt vitamin C.  Vai trò của vitamin C - Vitamin C là hợp chất hữu cơ hòa tan tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển electron, phản ứng hydroxyl hóa và dị hóa của các hợp chất thơm trong quá trình trao đổi chất của động vật [J Velisek; K Cejpek, 2007]. Trong các tế bào khác, vai trò của vitamin C là làm giảm hydrogen peroxide (H2O2) qua đó duy trì cho tế bào khỏi quá trình oxi hóa [Davey, M.W; và cộng sự 2000 - Kleszczewska, 2000]. - Vai trò quan trọng của vitamin C là tác dụng kích thích miễn dịch, đó là vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại các bệnh truyền nhiễm. Nó cũng hoạt động như chất ức chế histamine, là chất tạo ra trong quá trình dị ứng. - Vitamin C thì cần thiết cho sự tổng hợp collagen gian bào một “chất kết dính” giữ vai trò cấu trúc cho cơ bắp, các mô mạch máu, xương, gân và dây chằng. - Trong những chức năng đặc biệt của vitamin C thì chức năng cũng không 35
  44. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP kém phần quan trọng là sự kết hợp với kẽm làm mau lành vết thương. Cải thiện sự hấp thụ sắt trong chế độ ăn uống và là chất trao đổi cần thiết của acid mật [The National Cancer Institute (USA) 1988]. Vitamin C có thể tác động đối với lượng cholesterol trong máu và sỏi mật. - Ngoài ra vitamin C còn đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp nhiều hormon peptid quan trọng, các dẫn truyền thần kinh. - Hợp chất chống oxi hóa của vitamin C thì được tham gia vào sự bảo vệ lipid khỏi quá trình oxi hóa [30]. Khi vitamin C kết hợp với acid lipoic, selen, vitamin K3 tạo ra một hợp chất chống ung thư mạnh hơn nhiều khi sử dụng một mình nó. - Qua thí nghiệm của Rioran và cộng sự cho thấy cơ chế của ung thư là phá hủy các sự kết hợp trên [Hickey S. Roberts H. J, 2007]. Các nhà khoa học cho rằng sự kết hợp như vậy, có thể làm tăng tuổi thọ và chất lượng sống cho bệnh nhân ung thư. Nó có thể trung hòa các gốc tự do có hại và trung hòa các chất gây ô nhiễm và chất độc, vì vậy nó có khả năng ngăn chặn sự hình thành các khả năng gây ung thư của nitrosamine trong dạ dày.  Tính chất của vitamin C Vitamin C bị oxy hóa cho acid dehydroascorbic, đây là phản ứng oxy hóa khử thuận nghịch, qua đó vitamin C tác dụng như một đồng yếu tố (cofactor), tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh trong cơ thể như: hydroxyl hóa, amid hóa, làm dễ dàng sự chuyển prolin, lysin sang hydroxyprolin và hydroxylysin (trong tổng hợp collagen), giúp chuyển acid folic thành acid folinic trong tổng hợp carnitin, giúp dễ hấp thu sắt do khử Fe3+ thành Fe2+ ở dạ dày, để rồi dễ hấp thu ở ruột. - Trong thiên nhiên, vitamin C có mặt cùng vitamin P (vitamin C2). Vitamin P lại có tính chống oxy hóa, nên bảo vệ được vitamin C hơn nữa vitamin P kết hợp với vitamin C để làm bền vững thành mạch, tăng tạo collagen.  Sự biến đổi vitamin C trong quá trình nẩy mầm 36
  45. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong quá trình nẩy mầm hàm lượng vitamin C tăng một cách đáng kể và kéo dài với các khoảng thời gian như bảng sau: Bảng 1.15. Hàm lượng Vitamin C của đậu xanh trong quá trình nẩy mầm [31] Đậu Vigna radiata Vitamin C (mg/100 chất khô) Đậu xanh 1,86 ± 0,06 Thời gian nẩy mầm (ngày) 2 1,88 ± 0,15 3 2,82 ± 0,09 4 7,02 ± 0,07 5 7,61 ± 0,07 7 9,07 ± 0,02 Theo nghiên cứu của Rethir, Lin và Shetty (2004), Cho và cộng sự (2007) cho thấy hàm lượng vitamin C ở hạt nguyên là khoảng 1,9 mg/100g, nhưng hàm lượng này tăng lên theo thời gian nẩy mầm của hạt. 1.5.2.2.3 Các biến đổi GABA (Gamma aminobutyric acid)  Ảnh hưởng của quá trình nẩy mầm đến hàm lượng GABA Trải qua quá trình nẩy mầm của đậu xanh, hàm lượng một số chất giảm trong khi đó cũng có một số hợp chất khác tăng lên và xuất hiện một số chất mới và có lợi như α - amino – adipic acid, homoserin, o - oxalylhomoserin, γ- aminobutyric acid (GABA), taurine, γ-hydroxyl arginine. Ngoài ra còn có L- canavanine, và một số phi protein khác. Hàng trăm các acid amin phi protein đã được xác định với nhiều giống đậu khác nhau đã được khảo sát bởi [Barrett 1985, Rosenthal 1982 Vranova và cộng sự 2010]. [32] Trong đó GABA là hợp chất không có mặt trong những hạt nguyên nhưng 37
  46. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hàm lượng của nó thì tăng đáng kể sau khi nẩy mầm. GABA là một loại amino acid không thể thiếu đối với cơ thể để đảm bảo duy trì sự hoạt động bình thường của não bộ đặc biệt là các dây thần kinh. GABA đóng vai trò chính trong việc giảm bớt sự hoạt động của các dây thần kinh và ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền thần kinh, GABA được biết đến như một chất chức năng sinh lí có tác dụng như thuốc an thần [Jakobs và cộng sự 1993; Guin Ting Wong và cộng sự 2003]. Tuy nhiên GABA nói chung chỉ là một chất kích thích trên các thụ thể, trong thực tế để có được chức năng ức chế nó phải hoạt động thông qua các thụ thể GABAA, GABAB phân phối trên toàn hệ thần kinh trung ương. [33]  Sự sinh tổng hợp GABA trong quá trình nẩy mầm Trong quá trình nẩy mầm có rất nhiều ezyme tham gia trong quá trình phản ứng như enzyme phân giải, enzyme oxy hóa Ngoài ra còn có sự tham gia của enzyme glutamate decarbonxylase chuyển hóa acid glutamic thành GABA. Hình 1.6. Con đường hình thành GABA Glutamic acid Gamma - aminobutyric acid Glutamate decarboxylase Trong quá trình nẩy mầm GABA đã được hình thành và có sự thay đổi như sau: 38
  47. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP g/100g) 50C 150C 350C m ( GABA Thời gian nẩy mầm Hình 1.7. Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nẩy mầm. Komatsuzaki và cộng sự, (2007) đã chứng minh rằng trong quá trình nẩy mầm thì hàm lượng glutamate giảm, nhưng thay vào đó thì hàm lượng GABA tăng lên. Hàm lượng GABA tăng từ 6,1 đến 8,6 mg/100g ở thời gian 72 giờ, cao gấp 3 lần so với thời gian 24 giờ. Nhiều nhà nghiên cứu đã cho rằng yếu tố ảnh hưởng đến GABA là loại hạt, nhưng theo khảo sát của nhiều nhà khoa học thì nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến sự hình thành của GABA. Theo kết quả khảo sát ở bảng trên ta nhận thấy rằng hàm lượng GABA giảm ở nhiệt độ cao và tăng ở nhiệt độ thấp hơn, khi xét trong cùng thời gian. Kết quả khảo sát hàm lượng GABA của nhiều nhà khoa học khác ở mức thời gian khác nhau như sau: 150C (Kihara và cộng sự, 2007), 250C [Liu, Zhai, & Wan, 2005], 350C [Komatsuzaki và cộng sự 2007], và 400C [Saikusa và cộng sự 1994], xét trong cùng thời gian trên thì nhận thấy rằng hàm lượng GABA giảm khi nhiệt độ tăng.  Vai trò của GABA - Ở con người, GABA cũng là chất chịu trách nhiệm trực tiếp về các quy định của lực cơ [34]. - GABA cũng như là thành phần thực phẩm ảnh hưởng đến sự hạ huyết áp, thư giãn và tăng cường miễn dịch. [35] - GABA có chức năng cải thiện lưu lượng máu não, cung cấp oxy vào tế bào não và ngăn chặn sự sa sút trí tuệ. Chữa chứng mất ngủ khi nó kích hoạt chức 39
  48. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP năng trao đổi chất của tế bào não [Obata và cộng sự 2008]. - Do sự phân bố rộng rãi của nó và có nồng độ tương đối cao trong não và tủy sống, nó có khả năng và nhờ khả năng đó mà GABA giữ một vai trò quan trọng là chất trung gian hoặc chất điều biến cho chức năng của hệ thống thần kinh trung ương. Bằng chứng cho điều này là các thụ thể GABA vừa là chất kích thích vừa là chất ức chế như: chống oxy hóa, thư giãn cơ bắp, chứng hay quên, nâng cao nhận thức, chất kích thích và các hoạt động chống co giật [Bower yand Enna, 2000; Enna, 1997; Mo¨ hler, 2001]. 1.5.2.3 Hàm lượng các chất kháng hấp thu dinh dưỡng Theo FAO/WHO thì hàm lượng protein có trong đậu xanh là nguồn cung cấp protein có giá trị cao (27%) và được so sánh với đậu nành và đậu đen [El-Adawy (1996; Fan & Sosulski 1974; Thompson, Hung, Wang, Rapser, & Gade 1976]. Tuy nhiên các hợp chất ngăn cản sự hấp thu các chất dinh dưỡng có trong đậu xanh như: antitrypsin, heamagglutinin, tannin, phytic acid thì cao. Để cải thiện độ hấp thu thì các hạt cần được cho nẩy mầm [El-Adawy 1996; Thompson và cộng sự 1976]. Nẩy mầm có thể tự tạo ra enzyme loại trừ các chất chống lại sự hấp thu dinh dưỡng có trong đậu [Bau, Villanme, Nicolos, & Mejean 1997]. Bảng 1.16. Ảnh hưởng của sự nẩy mầm đến các yếu tố kháng dinh dưỡng. [18] Chất kháng dinh dưỡng Hạt nguyên Hạt nẩy mầm Antitrypsin (TIUA/mg) 15,8 12,3 Hemagglutinin (HUB/g) 2670 560 Tannin (mg/g) 3,3 1,9 Phytic acid (mg/g) 5,8 4,03 Theo nghiên cứu của Khalil và Mansour, 1995 hoạt động của hemagglutinin giảm trong quá trình nẩy mầm. Tiếp theo đó El-Beltagy 1996 cũng đã chứng minh hàm lượng tannin cũng giảm. 40
  49. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu chính để sử dụng cho nghiên cứu này là hạt đậu xanh, có tên khoa học là Vigna radiata (L.) Wilczek được trồng ở Đại Đồng – Đại Lộc – Quảng Nam. Đậu được thu hoạch vào vụ xuân – hè và phải đạt yêu cầu: hạt to tròn, đều to bằng nhau, vỏ mịn, không xước, phải đạt tỷ lệ nẩy mầm trên 80%. 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm – Môi trường, trường Đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh. Địa chỉ: 144/24 Điện Biên Phủ, P.25, Q.Bình Thạnh, TP.Hồ Chí Minh. 2.1.3 Thiết bị Bảng 2.1. Danh mục các thiết bị nghiên cứu STT Tên thiết bị 1 Máy quang phổ 2 Cân phân tích 3 Tủ sấy 4 Bể điều nhiệt 5 Máy vô cơ hóa mẫu 6 Hệ thống chưng cất đạm 7 Máy ly tâm 41
  50. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp phân tích hóa lý a. Phương pháp lấy mẫu: phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.1 phụ lục A. b. Xác định khối lượng 1000 hạt: phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.2 phụ lục A. c. Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô theo TCVN 9934:2013 (ISO 1666:1996): phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.3 phụ lục A. d. Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjeldahl theo TCVN 9936:2013 (ISO 3188:1978): phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.4 phụ lục A. e. Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp DNS (Miller, 1959) (TCVN 4074:2009): phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.5 phụ lục A. f. Xác định hàm lượng tinh bột phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.6 phụ lục A. g. Xác định hàm lượng vitamin C (AOAC 2012.21): phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.7 phụ lục A. h. Xác định hàm lượng phenolic tổng bằng phương pháp đo màu (Luque- Rodriguez cùng cộng sự, 2007): phương pháp phân tích được trình bày ở mục 1.8 phụ lục A. 2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan Đánh giá cảm quan sản phẩm bột đậu xanh nẩy mầm theo TCVN 3215-79: phương pháp đánh giá được trình bày ở mục 2 phụ lục A. 42
  51. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3 Bố trí thí nghiệm 2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm Đậu xanh TN1: Đánh giá khối lượng 1000 hạt TN2: Đánh giá chỉ tiêu hóa lí Làm sạch TN3: Khảo sát ảnh hưởng của Phân loại thời gian ngâm TN4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm Ngâm đậu TN5: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp ngâm TN6: Khảo sát ảnh hưởng của thời Ươm mầm gian ươm Tách mầm Sấy TN7: Khảo sát nhiệt độ sấy Xay Bột đậu xanh TN8: Đánh giá sản phẩm nẩy mầm Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 43
  52. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3.2 Bố trí thí nghiệm 2.3.2.1 Thí nghiệm 1: Đánh giá khối lượng 1000 hạt  Mục đích: đánh giá độ chắc, nẩy của hạt và tính ổn định của các thành phần hóa học có trong hạt.  Tiến hành - Lấy một lượng xấp xỉ 500 hạt từ mẫu thử và cân, chính xác đến 0,01 g. Chọn ra các hạt nguyên, cân phần còn lại, chính xác đến 0,01 g.  Chỉ tiêu khảo sát - Khối lượng 1000 hạt của nguyên liệu. 2.3.2.2 Thí nghiệm 2: Đánh giá chỉ tiêu hóa lí  Mục đích: đánh giá các chỉ tiêu hóa lí có trong nguyên liệu  Tiến hành - Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl (mục 1.4 phụ lục A) - Xác định độ ẩm nguyên liệu (mục 1.3 phụ lục A)  Chỉ tiêu khảo sát - Hàm lượng protein - Độ ẩm 2.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt  Mục đích: tìm thời gian cần thiết cho quá trình ngâm để tỉ lệ nẩy mầm hạt cao nhất trong quá trình ủ  Tiến hành - Ngâm đậu trong chén sứ - Thông số cố định: nhiệt độ nước ngâm 300C, tỉ lệ nước 1:7 - Thông số thay đổi 44
  53. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thời gian ngâm được khảo sát theo bảng sau: Thời gian ngâm đậu (giờ) 4 5 6 7 8  Chỉ tiêu khảo sát - Độ ẩm - Tỷ lệ nẩy mầm - Đánh giá cảm quan 2.3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt  Mục đích: tìm nhiệt độ cần thiết cho quá trình ngâm để tỉ lệ nẩy mầm hạt cao nhất trong quá trình ủ  Tiến hành - Ngâm đậu trong chén sứ - Thông số cố định: thời gian ngâm: 6 giờ, tỉ lệ nước: 1:7 - Thông số thay đổi Nhiệt độ nước ngâm được khảo sát theo bảng sau: Nhiệt độ nước ngâm đậu (0C) 20 30 40 50  Chỉ tiêu khảo sát - Độ ẩm - Tỷ lệ nẩy mầm 45
  54. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Đánh giá cảm quan 2.3.2.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nẩy mầm của hạt  Mục đích: tìm phương pháp cần thiết cho quá trình ngâm để tỉ lệ nẩy mầm hạt cao nhất trong quá trình ủ  Tiến hành - Ngâm đậu trong chén sứ - Tưới phun đậu trong rổ - Thông số cố định: thời gian ngâm 6 giờ, tỉ lệ nước 1:7, nhiệt độ nước ngâm 300C - Thông số thay đổi: ngâm ngập, tưới phun  Chỉ tiêu khảo sát - Tỷ lệ nẩy mầm - Đánh giá cảm quan 2.3.2.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nẩy mầm của hạt  Mục đích: tìm thời gian cần thiết cho quá trình nẩy mầm để tạo ra hàm lượng phenolic, vitamin C, protein tối ưu.  Tiến hành: - Ủ đậu trong khay 15x25 cm độ dày của đậu khoảng 2 cm, trên lớp đậu phủ khăn mùng để giữ ẩm cho đậu nẩy mầm tốt hơn. - Thông số cố định: thời gian ngâm 6giờ, tỉ lệ nước 1: 7, nhiệt độ ủ 300C, phương pháp ngâm ngập đậu - Thông số thay đổi 46
  55. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thời gian ủ đậu được khảo sát theo bảng sau: Thời gian ươm (giờ) 6 12 18 24 30  Chỉ tiêu khảo sát - Chiều dài rể mầm - Độ ẩm - Hàm lượng vitamin C - Hàm lượng phenolic - Hàm lượng protein - Hàm lượng đường khử - Hàm lượng tinh bột 2.3.2.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát nhiệt độ sấy đến hạt đậu xanh nẩy mầm  Mục đích: tìm nhiệt độ cần thiết tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan tốt nhất  Tiến hành - Đậu sau khi đã tách mầm, bỏ vào chén sứ sấy đến khối lượng không đổi. - Thông số cố định: thời gian - Thông số thay đổi Nhiệt độ sấy được khảo sát theo bảng sau: Nhiệt độ (0C) 40 50 60 47
  56. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Chỉ tiêu khảo sát - Đánh giá cảm quan - Hàm lượng GABA 2.3.2.8 Thí nghiệm 8: Đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm  Mục đích: tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan tốt nhất  Tiến hành - Đánh giá cảm quan (mục 2 phụ lục A) - Kiểm tra vi sinh  Chỉ tiêu khảo sát - Đánh giá cảm quan - Chỉ tiêu vi sinh 48
  57. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.4 Quy trình nghiên cứu 2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: Đậu xanh Làm sạch Phân loại Ngâm Ươm mầm Tách mầm Sấy Xay Bột đậu xanh nẩy mầm Hình 2.2. Sơ đồ quy trình công nghệ 49
  58. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.4.2 Thuyết minh quy trình a. Làm sạch  Mục đích: loại các tạp chất như: đất, đá, sạn có trong đậu ra.  Phương pháp thực hiện: cho mẫu ra khay sau đó trải đều, dàn mẫu cho thật mỏng, chia mẫu thành từng phần, tìm và loại bỏ đất, đá, sạn có trong đậu. b. Phân loại  Mục đích: loại ra những hạt bị sâu, lép, hạt nổi. Tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình ngâm và nẩy mầm.  Phương pháp thực hiện: cho mẫu ra khay sau đó trải đều, dàn mẫu cho thật mỏng, chia mẫu thành từng phần, tìm và loại hạt lép, sâu có trong đậu. c. Ngâm  Mục đích: tạo điều kiện cho các thành phần của hạt hút nước và trương nở. Chuẩn bị cho quá trình ủ.  Phương pháp thực hiện: cân một lượng mẫu cần dùng cho vào khay, sau đó cho dung dịch ngâm vào với tỷ lệ đậu và dung dịch ngâm là 1: 7. Để yên trong vòng 6 giờ ở điều kiện nhiệt độ phòng.  Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: trong quá trình ngâm hạt đậu xanh hút nước, trương nở dẫn đến sự gia tăng về kích thước và khối lượng. Hạt đậu trở nên mềm hơn. Hóa lý: hạt đậu xanh bị hydrat hóa. Trong quá trình này, một phần các oligosaccharide như raffinose, stachyose được trích ly ra khỏi hạt đậu xanh. Quá trình ngâm cũng làm giảm bớt mùi hăng của đậu xanh.  Thông số công nghệ Tỷ lệ đậu và nước là 1: 7 (w/w) Nhiệt độ ngâm đậu: nhiệt độ phòng. 50
  59. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thời gian ngâm: 6 giờ. d. Ươm mầm  Mục đích: tạo điều kiện thuận lợi về nhiệt độ, thời gian cho mầm phát triển.  Phương pháp thực hiện: đậu sau khi ngâm, tiến hành ủ đậu trong khăn ướt. Sau 4-5 giờ thì ta bổ sung nước cho đậu để duy trì độ ẩm trong khi ủ, tạo thuận lợi cho các phản ứng xảy trong quá trình ủ.  Các biến đổi sinh học – Trong quá trình ươm mầm có hai biến đổi quan trọng là trao đổi chất và sinh trưởng Trao đổi chất: trao đổi chất gồm hai quá trình đồng hóa và dị hóa. Trong quá trình dị hóa hạt sẽ sử dụng những chất dự trữ như tinh bột, protein thành những chất trung gian như: peptid, acid amin, dextrin, đường đơn và năng lượng. Còn trong quá trình đồng hóa thì hạt sử dụng các hợp chất trung gian và năng lượng do dị hóa cung cấp để tổng hợp những chất mới như vitamin, các hợp chất có hoạt tính sinh học GABA, phenolic, vitamin C và những cơ quan mới cho hạt. Biến đổi hóa sinh: nhiều nhóm enzym trong hạt như: β-amylase, α- amylase, protease sẽ hoạt hóa và sinh tổng hợp, các enzym này sẽ tham gia xúc tác phản ứng chuyển hoá các hợp chất trong hạt và làm thay đổi thành phần hóa học và độ xốp của hạt trong quá trình ủ. Biến đổi về mặt sinh học: nhiều biến đổi vật lí xảy ra trong quá trình nẩy mầm điển hình như sự xuất hiện của những cơ quan mới như rễ mầm và lá mầm làm cho hình dạng hạt thay đổi, cấu trúc trở nên xốp hơn, tỷ trọng thay đổi đôi chút do có sự phân giải và chuyển hóa các thành phần cơ chất bên trong hạt. Biến đổi vật lí: nhiệt độ khối hạt tăng lên. 51
  60. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP e. Tách mầm  Mục đích: tăng chất lượng và thời gian bảo quản sảm phẩm.  Phương pháp thực hiện: dùng nhíp đã được khử trùng để loại bỏ mầm. f. Sấy  Mục đích: tăng hàm lượng chất khô và bảo quản sản phẩm.  Biến đổi Có hiện tượng co thể tích, khối lượng riêng tăng lên, giảm khối lượng do lượng nước bay lên. Có sự biến đổi nhiệt độ ở mặt ngoài và mặt trong vật liệu. Độ ẩm giảm, có hiện tượng khuếch tán ẩm. Ngoài ra còn có sự chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm. Làm yếu hay tiêu diệt vi sinh vật. g. Xay  Mục đích: tạo sản phẩm dạng bột  Phương pháp thực hiện: dùng máy xay để xay nhuyễn hạt thành dạng bột. 52
  61. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả đánh giá khối lượng 1000 hạt Mục đích của việc xác định khối lượng 1000 hạt là để đánh giá xem độ chắc, nẩy của hạt và đánh giá được tính ổn định của các thành phần hóa học có trong hạt. Kết quả kiểm tra khối lượng 1000 hạt của nguyên liệu trong nghiên cứu này là (70-75g/1000 hạt). Bảng 3.1. Khảo sát 1000 hạt của các loại giống đậu xanh TT Tên giống Nguồn gốc Khối lượng 1000 hạt Màu vỏ hạt 1 HB2 Hòa Bình-VN 57,40 ± 0,25 Xanh mốc 2 LC2 Lai Châu-VN 51,36 ± 0,28 Xanh mốc 3 Vĩnh phúc Vĩnh Phúc-VN 41,4 ± 0,44 Xanh mốc 4 VC6144 VKHNNVN 59,3 ± 0,64 Nâu bóng 5 Ninh thuận VKHNNVN 60,5 ± 0,84 Xanh bóng 6 LC3 Lai Châu-VN 49,6 ± 0,18 Xanh bóng 7 LC1 Lai Châu-VN 45,15 ± 0,24 Xanh mốc 8 HB1 Hòa Bình-VN 61 ± 0,60 Xanh bóng 9 Sông Công Thái Nguyên-VN 53,25 ± 0,55 Xanh mốc 10 263 VKHNNVN 41,2 ± 0,55 Xanh bóng 11 Cao Bằng Cao Bằng-VN 55,32 ± 0,33 Xanh mốc Từ bảng trên ta thấy khối lượng 1000 hạt của các loại giống chỉ dao động ở mức 41,2- 61 g/1000 hạt, nếu khối lượng hạt có nhiều hạt lép, hạt sâu thì khối 53
  62. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP lượng 1000 hạt sẽ thấp và độ chắc nẩy không cao. Và khi so sánh kết quả thực nghiệm với bảng khảo sát ở trên ta thấy khối hạt có khối lượng cao hơn. Điều này cho thấy mức độ chắc nẩy của hạt cao. 3.2 Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lí Kết quả xác định thành phần hóa học của đậu xanh dùng làm nguyên liệu để nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.2 thì nhận thấy có phần cao hơn ở một số chỉ tiêu như: hàm lượng ẩm thực nghiệm (12,6% ± 0,2) cao hơn so với kết quả ở bảng 1.2 có hàm ẩm (7,58% ± 0,3), so kết quả của các thành phần khác thì cũng khác nhau nhưng không đáng kể nguyên nhân có thể là do sự khác nhau về giống. Ngoài ra sự biến động về điều kiện khí hậu, đất trồng, thời gian trồng, điều kiện bảo quản cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học trong hạt đậu xanh. Bảng 3.2. Thành phần nguyên liệu đậu xanh Thành phần Hàm lượng (%) Protein 23,18 Độ ẩm 12,6 Ngoài ra trong bảng 1.2 cũng cho thấy hàm lượng protein có trong hạt đậu xanh là 23,56% không chênh lệch nhiều so với hàm lượng protein thực nghiệm 23,18%. Hàm lượng ban đầu là để xác định các thành phần dinh dưỡng có trong hạt đậu xanh, vì chúng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các hợp chất mong muốn khi nẩy mầm. 54
  63. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh Tìm thời gian cần thiết cho quá trình ngâm để tỉ lệ nẩy mầm hạt cao nhất trong quá trình ươm. Bảng 3.3. Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ngâm Thời gian (giờ) Độ ẩm hạt sau khi ngâm (%) 4 49,07 ± 0,61D 5 53,42 ± 1,17C 6 56,93 ± 0,24B 7 59,82 ± 0,34A 8 60,48 ± 0,27A Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,01; LSD = 2,82): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. Độ ẩm 70 59.82 60.48 60 56.93 53.42 49.07 50 40 30 Độẩm (%) 20 10 0 4 5 6 7 8 Thời gian Hình 3.1. Biểu đồ so sánh độ ẩm theo thời gian ngâm hạt 55
  64. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tỷ lệ nẩy mầm 120 99 99 100 100 87 82 80 60 40 Tỷ Tỷ nẩy mầm lệ (%) 20 0 4 5 6 7 8 Thời gian Hình 3.2. Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo thời gian ngâm hạt Bảng 3.4. Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian Thời gian Đánh giá cảm quan (giờ) Cấu trúc Trạng thái 4 Hạt trương to Không tách vỏ 5 Hạt trương to Khoảng 1/4 hạt tách vỏ 6 Hạt trương to Khoảng 1/2 hạt tách vỏ 7 Hạt trương to Khoảng 3/4 hạt tách vỏ 8 Hạt trương to Hạt tách hết vỏ Qua kết quả khảo sát được ghi nhận được từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ cho thấy độ ẩm hạt và tỷ lệ nẩy mầm sau khi ngâm tăng dần theo thời gian có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,01. Ở 4 giờ độ ẩm của hạt là 49,07% và đạt độ ẩm cao nhất ở 8 giờ là 60,48% so với khảo sát này. Tỷ lệ nẩy mầm của hạt ở 4 giờ là 82% và đạt tỷ lệ nẩy mầm cao nhất ở 8 giờ là 100%. Tuy nhiên, ở 6 giờ và 7 giờ tỷ lệ nẩy mầm là 99% chênh lệch chỉ 1% so với 8 giờ. Mặc dù sau khi ngâm hạt ở 7 giờ và 8 giờ có giá trị cảm quan tốt hơn 6 giờ nhưng tỷ lệ nẩy mầm là gần như 56
  65. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nhau so với khảo sát này. Để tiết kiệm được thời gian nghiên cứu cũng như đạt tỷ lệ nẩy mầm cao, ta thấy ở 6 giờ là thời gian tối ưu để kết thúc quá trình. 3.4 Kết quả khảo sát nhiệt độ nước ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh Tìm nhiệt độ cần thiết cho quá trình ngâm để tỉ lệ nẩy mầm hạt cao nhất trong quá trình ươm Bảng 3.5. Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm Nhiệt độ (0C) Độ ẩm hạt sau khi ngâm (%) 20 41,33 ± 0,24B 30 56,93 ± 0,10A 40 56,23 ± 0,61A 50 56,09 ± 0,24A Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,01, LSD = 1,67): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. Độ ẩm 60 56.93 56.23 56.09 50 41.33 40 30 Độẩm (%) 20 10 0 20 30 40 50 Nhiệt độ (0C) Hình 3.3. Biểu đồ so sánh độ ẩm theo nhiệt độ nước ngâm 57
  66. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tỷ lệ nẩy mầm 120 100 99 96 95 80 78 60 40 Tỷ (%)mầm Tỷ nẩy lệ 20 0 20 30 40 50 Nhiệt độ (0C) Hình 3.4. Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo nhiệt độ nước ngâm Bảng 3.6. Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian Nhiệt độ Đánh giá cảm quan (0C) Cấu trúc Trạng thái 20 Hạt trương ít Không tách vỏ 30 Hạt trương to Khoảng 1/2 hạt tách vỏ 40 Hạt trương to Khoảng 1/2 hạt tách vỏ 50 Hạt trương to Khoảng 2/3 hạt tách vỏ Qua kết quả khảo sát được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ cho thấy độ ẩm hạt sau khi ngâm ở nhiệt độ khác nhau có độ ẩm tăng cao ở 300C và giảm ít dần ở 400C, 500C có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,01. Ở 200C đạt độ ẩm là 41,33%, độ ẩm cao nhất ở 300C là 56,93% và giảm dần ở 500C là 56,09%. Tỷ lệ nẩy mầm của hạt sau khi ngâm ở 200C rất thấp là 78% còn ở 300C có tỷ lệ nẩy mầm cao nhất là 99% và giảm dần ở 500C là 95%. Ở nhiệt độ nước ngâm 200C là nhiệt độ lạnh nên khả năng hút nước của hạt thấp, dẫn đến tỷ lệ nẩy mầm của hạt thấp hơn rất nhiều ở các nhiệt độ 300C, 400C, 500C so với khảo sát trên. Theo kết quả ghi nhận được ở khảo sát thực nghiệm trên, ta thấy 300C là 58
  67. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nhiệt độ tối ưu để kết thúc quá trình này. 3.5 Kết quả khảo sát phương pháp ngâm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh Tìm phương pháp cần thiết cho quá trình ngâm để tỉ lệ nẩy mầm hạt cao nhất trong quá trình ủ. Tỷ lệ nẩy mầm 120 99 100 80 73 60 40 Tỷ Tỷ nẩy mầm lệ (%) 20 0 Ngâm ngập Tưới phun Phương pháp Hình 3.5. Biểu đồ so sánh tỷ lệ nẩy mầm theo phương pháp ngâm Bảng 3.7. Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh ảnh hưởng bởi phương pháp ngâm Phương pháp ngâm Đánh giá cảm quan Cấu trúc Trạng thái Ngâm ngập Hạt trương to Khoảng 1/2 hạt tách vỏ Tưới phun Hạt trương to Không tách vỏ Qua kết quả khảo sát được ghi nhận từ biểu đồ trên cho thấy tỷ lệ nẩy mầm của hạt sau khi ngâm và tưới phun chênh lệch nhau khá lớn. Ở phương pháp ngâm ngập tỷ lệ nẩy mầm đạt là 99%, tỷ lệ nẩy mầm ở phương pháp tưới phun là 73% so với khảo sát trên. Vì vậy, ngâm ngập là phương pháp tối ưu cho thực nghiệm này. 59
  68. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.6 Kết quả khảo sát thời gian ươm ảnh hưởng đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu xanh Mục đích của khảo sát này là tìm ra thời gian thích hợp cho quá trình ươm để đạt được hàm lượng GABA, phenolic và vitamin C tối ưu, nhưng vẫn đảm bảo thành phần dinh dưỡng trong hạt tổn hao ở mức thấp nhất. Chiều dài rể mầm 3 2.8 2.5 2.5 2 1.4 1.5 0.8 1 Chiềudài rể mầm (cm) 0.5 0.3 0 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.6. Biểu đồ so sánh chiều dài rể mầm theo thời gian ươm Bảng 3.8. Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ươm Thời gian (giờ) Độ ẩm hạt sau khi ươm (%) 6 50,45 ± 0,82C 12 52,51 ± 0,38BC 18 53,36 ± 0,38B 24 55,83 ± 0,18A 30 57,51 ± 0,44A Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,01, LSD = 2,35): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. 60
  69. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Độ ẩm 60 58 57.51 55.83 56 54 53.36 52.51 52 50.45 Độẩm (%) 50 48 46 44 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.7. Biểu đồ so sánh độ ẩm hạt theo thời gian ươm Bảng 3.9. Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm Thời gian (giờ) Hàm lượng phenolic (mg/g) 6 0,286 ± 0,009C 12 0,324 ± 0,009BC 18 0,354 ± 0,021B 24 0,458 ± 0,016A 30 0,489 ± 0,019A Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,05, LSD = 0,05): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. 61
  70. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hàm lượng phenolic 0.6 0.489 0.5 0.458 0.4 0.354 0.324 0.286 0.3 0.2 0.1 Hàmlượng phenolic(mg/g) 0 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.8. Biểu đồ hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian Bảng 3.10. Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm Thời gian (giờ) Hàm lượng vitamin C (mg%) 6 30,800 ± 0,00C 12 31,533 ± 0,73C 18 32,267 ± 0,73BC 24 36,667 ± 1,47AB 30 38,133 ± 1,47A Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,01, LSD = 4,65): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. 62
  71. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hàm lượng vitamin C 45.000 40.000 36.667 38.133 35.000 30.800 31.533 32.267 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 Hàmlượng vitaminC (mg%) 5.000 0.000 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.9. Biểu đồ hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian Bảng 3.11. Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm Thời gian (giờ) Hàm lượng protein (%) 6 8,435 ± 0,00C 12 8,844 ± 0,05B 18 9,049 ± 0,15B 24 9,457 ± 0,08A 30 9,483 ± 0,05A Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,01, LSD = 0,37): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. 63
  72. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hàm lượng protein 9.800 9.600 9.457 9.483 9.400 9.200 9.049 9.000 8.844 8.800 8.600 8.435 8.400 8.200 Hàmlượng (%) protein 8.000 7.800 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.10. Biểu đồ hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian Bảng 3.12. Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm Thời gian (giờ) Hàm lượng đường khử (%) 6 0,514 ± 0,015A 12 0,500 ± 0,027A 18 0,486 ± 0,006A 24 0,459 ± 0,012AB 30 0,371 ± 0,010B Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,01, LSD = 1,10): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. 64
  73. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hàm lượng đường khử 0.600 0.514 0.500 0.486 0.500 0.459 0.400 0.371 0.300 0.200 0.100 Hàmlượng đườngkhử (%) 0.000 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.11. Biểu đồ hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian Bảng 3.13. Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm Thời gian (giờ) Hàm lượng tinh bột (%) 6 9,252 ± 0,27A 12 9,000 ± 0,49AB 18 8,748 ± 0,11AB 24 8,262 ± 0,22B 30 6,678 ± 0,18C Ghi chú: A, B, C, D (p < 0,05, LSD = 0,89): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại. 65
  74. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hàm lượng tinh bột 10.000 9.252 9.000 8.748 9.000 8.262 8.000 7.000 6.678 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 Hàmlượng (%)bộttinh 1.000 0.000 6 12 18 24 30 Thời gian (giờ) Hình 3.12. Biểu đồ hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian Qua kết quả ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ cho thấy chiều dài rễ mầm, độ ẩm hạt sau khi ươm, hàm lượng phenolic, hàm lượng vitamin C, hàm lượng protein tăng dần theo thời gian ươm. Hàm lượng đường khử và hàm lượng tinh bột giảm dần theo thời giam ươm mầm so với khảo sát trên. Thời gian ươm mầm càng lâu thì chiều dài rễ mầm càng tăng (hình 3.6). Ở 6 giờ chiều dài rễ mầm là 0,3 cm và chiều dài rễ mầm ở 30 giờ là 2,8 cm. Từ 6 giờ đến 18 giờ chiều dài rễ mầm tăng dần đều nhưng ở 18 giờ đến 24 giờ chiều dài rễ mầm tăng nhanh từ 1,4 cm đến 2,5 cm sau đó tăng chậm đến 30 giờ là 2,8 cm. Độ ẩm hạt sau khi ươm được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ cho thấy hạt sau khi ươm độ ẩm tăng dần theo thời gian có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,01 (bảng 3.8). Ở 6 giờ đạt độ ẩm là 50,45%, 30 giờ có độ ẩm cao nhất là 57,51% so với khảo sát này. Hàm lượng phenolic được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ cho thấy tăng dần theo thời gian ươm có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,05 (bảng 3.9). Ở 6 giờ hàm lượng phenolic là 0,286 mg/g và đạt hàm lượng cao nhất ở 30 giờ là 0,489 mg/g so với khảo sát này. Ở 18 giờ hàm lượng phenolic là 0,354 mg/g tăng nhanh đến 24 giờ là 0,458 mg/g, hàm lượng phenolic ở 24 giờ và 30 giờ không có sự khác biệt về thống kê. Hàm lượng phenolic trong khảo sát này tăng là 66
  75. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP do thời gian tăng thì sự nẩy mầm của hạt cũng tăng và hoạt động của các enzyme chuyển hóa phenolic nhanh hơn và mạnh hơn [Chen và cộng sự 2005]. Hàm lượng vitamin C được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ trên cho thấy tăng dần theo thời gian ươm có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,01 (bảng 3.10). Trong đó hàm lượng vitamin C tăng ở mức cao nhất là 38,133 mg% ở thời gian 30 giờ và thấp nhất là ở 6 giờ 30,800 mg%, hàm lượng vitamin C ở 24 giờ là 36,667 mg% và 30 giờ là 38,133 mg% không có sự khác biệt đáng kể về mức thống kê ở khảo sát này. Theo nghiên cứu của Randhir, Lin, and Shetty 2004 ở bảng 1.13 đã nhận thấy rằng hàm lượng vitamin C khảo sát ở cùng một nhiệt độ với những mốc thời gian là 2, 3, 4, 5, 7 ngày thì tăng với mức tương ứng như sau: 1,88; 2,82; 7,02; 7,61; 9,07 mg/100g. Fernandez và cộng sự (1988) đã khẳng định rằng hàm lượng vitamin C tăng trong quá trình nẩy mầm của đậu xanh và cũng theo nghiên cứu của Syed Adil Shah (2002) cũng đã chứng minh hàm lượng vitamin C tăng từ 12,1; 18; 19,8 (mg/g) tương ứng với thời gian từ 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ. Cũng như hàm lượng phenolic, vitamin C cũng là chất hoạt động chống oxy hóa nên nó sẽ tăng khi hoạt động của các enzyme tăng nhờ vào sự kéo dài thời gian nẩy mầm. Hàm lượng protein được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ trên cho thấy tăng dần theo thời gian ươm có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,05 (bảng 3.11). Trong đó hàm lượng protein ở 6 giờ là 8,435% và tăng ở mức cao nhất là 9,483% ở thời gian 30 giờ. Hàm lượng protein ở 24 giờ là 9,457% và 30 giờ là 9,483% không có sự khác biệt về mức thống kê so với khảo sát này. Một số nghiên cứu nói về sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá trình nẩy mầm trên cây họ đậu, cho thấy sự nẩy mầm có thể tăng hàm lượng protein dễ tiêu hóa (bảng 1.8). Hàm lượng đường khử được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ trên cho thấy giảm dần theo thời gian ươm có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,05 (bảng 3.12). Trong đó hàm lượng đường khử cao nhất ở 6 giờ là 0,514% không có sự khác biệt nhiều về mức thống kê ở 12 giờ 0,500%, 18 giờ 0,486%, 24 giờ 67
  76. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 0,459% và hàm lượng đường khử giảm nhanh ở 30 giờ là 0,371% so với khảo sát này. Hàm lượng tinh bột được ghi nhận từ bảng phân tích ANOVA và biểu đồ trên cho thấy giảm dần theo thời gian ươm có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 0,05 (bảng 3.13). Hàm lượng tinh bột ở mức cao nhất là 9,252% ở thời gian 6 giờ và thấp nhất ở 30 giờ là 6,678%. Trong đó, hàm lượng tinh bột ở 12 giờ là 9,000% không có sự khác biệt đáng kể về mức thống kê ở 18 giờ 8,748% và 24 giờ 8,262% so với khảo sát này. Như đã giới thiệu ở bảng 1.10 ở trên, hàm lượng cacbohydrat giảm qua quá trình nẩy mầm, trong quá trình nẩy mầm cacbohydrat được sử dụng như nguồn năng lượng cho sự phát triển của mầm. Khi so sánh kết quả thực nghiệm với kết quả của Randhir, Lin, and Shetty (2004) thì ta thấy rằng hàm lượng vitamin C, phenolic của thực nghiệm cao hơn, nguyên nhân có thể là do thành phần dinh dưỡng của các loại đậu khác nhau hay do một số yếu tố khác vì ngoài thành phần dinh dưỡng quá trình nẩy mầm còn chịu ảnh hưởng bởi những yếu tố khác như nhiệt độ, hàm ẩm, pH, không khí làm ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng phenolic và vitamin C. Thời gian là một trong những yếu tố quan trọng trong việc quyết định mức độ hình thành các hợp chất mong muốn có trong hạt khi nẩy mầm và ta có thể điều khiển được. Tuy nhiên điều quan trọng trong yếu tố này là phải xác định được mức độ hình thành các hợp chất, để xác định được điều đó thì ta cần phải kết hợp với nhiều yếu tố khác như: tỷ lệ nẩy mầm và mục đích sử dụng sản phẩm. Khi kết hợp bởi nhiều yếu tố ở các khảo sát trên ta thấy ở giai đoạn 24 giờ là thời gian tối ưu để kết thúc quá trình. Tuy ở giai đoạn này hàm lượng vitamin C, protein và phenolic chưa đạt giá trị cao nhất nhưng cũng không có sự khác biệt về mặt thống kê so với ở giai đoạn 30 giờ, đồng thời ở giai đoạn 24 giờ giúp ta tiết kiệm thời gian và còn giữ hàm lượng tinh bột và đường cao hơn ở 30 giờ. Vì vậy 24 giờ là thời gian tối ưu để kết thúc quá trình. 68
  77. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.14. Hàm lượng GABA của đậu xanh sau khi ươm ở 24 giờ Chỉ tiêu kiểm nghiệm Đơn vị tính Kết quả Phương pháp Gama Amino Butyric mg/kg 342 HPLC Acid (GABA) Theo kết quả kiểm tra hàm lượng GABA của đậu xanh sau khi ươm ở 24 giờ tại Trung tâm dịch vụ phân tích kiểm nghiệm TP. Hồ Chí Minh cho ta thấy hàm lượng GABA thực nghiệm tương đối cao. Komatsuzaki và cộng sự, đã chứng minh rằng trong quá trình nẩy mầm thì hàm lượng glutamate giảm nhưng thay vào đó thì hàm lượng GABA tăng lên. Hàm lượng GABA tăng từ 6,1 – 8,6 mg/100g ở thời gian 72 giờ, cao gấp 3 lần so với 24 giờ (hình 1.8). 3.7 Kết quả khảo sát nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hạt đậu xanh nẩy mầm Tìm nhiệt độ cần thiết cho quá trình sấy để đạt giá trị cảm quan tốt nhất và hạn chế tổn thất hàm lượng các chất cần thiết ở mức tối thiểu có trong đậu. Bảng 3.15. Bảng thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy hạt đậu xanh nẩy mầm Nhiệt độ (0C) Thời gian (giờ) 40 36 50 23 60 18 69
  78. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhiệt độ sấy 40 36 35 30 25 23 20 18 15 Thời gian (giờ) sấy 10 5 0 40 50 60 Nhiệt độ sấy (0C) Hình 3.13. Biểu đồ thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy Bảng 3.16. Đánh giá cảm quan hạt đậu xanh sau khi sấy ảnh hưởng bởi nhiệt độ Nhiệt độ 0C Đánh giá cảm quan Trạng thái Màu Mùi 40 Hạt khô cứng Vàng hơi nhạt Đặc trưng của đậu 50 Hạt khô cứng Vàng nhạt Đặc trưng của đậu 60 Hạt khô cứng Vàng hơi nâu Đặc trưng của đậu Từ biểu đồ trên cho ta thấy, nhiệt độ càng thấp thì thời gian sấy càng lâu, để sấy hạt đậu xanh sau khi ươm 24 giờ đến khối lượng không đổi thì ở 600C là 18 giờ nhưng ở 400C là 36 giờ gấp 2 lần so với khi sấy ở 600C còn ở 500C là 23 giờ. Theo các nghiên cứu, đậu xanh là đậu có hàm lượng đạm cao nên cần sấy ở nhiệt độ thấp từ 400C – 550C để các tính chất vật lý, sinh lý cũng như hàm lượng có trong đậu tổn thất ở mức thấp nhất. Đồng thời, nhiệt độ càng cao hàm lượng GABA càng giảm mạnh nên lấy 2 sản phẩm ở 400C, 500C đem tới Trung tâm dịch vụ phân tích kiểm nghiệm TP. Hồ Chí Minh để đo hàm lượng GABA và có kết quả như sau: 70
  79. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.17. Hàm lượng GABA của đậu xanh sau khi sấy Chỉ tiêu kiểm Đơn vị Kết quả Phương nghiệm tính 400C 500C pháp Gama amino mg/kg 421 407 HPLC butyric acid (GABA) Qua khảo sát trên, ta thấy ở 400C hàm lượng GABA là 421 mg/kg, 500C là 407 mg/kg. Ở hai nhiệt độ này, mặc dù hàm lượng GABA ở 400C cao hơn ở 500C nhưng sự chênh lệch cũng không lớn, đồng thời để tiết kiệm thời gian sấy cũng như giữ được giá trị dinh dưỡng của hạt đậu xanh ít tổn thất nhất thì 500C là nhiệt độ tối ưu để kết thúc quá trình. 3.8 Đánh giá bột đậu xanh nẩy mầm Bảng 3.18. Kết quả đánh giá cảm quan bột đậu xanh nẩy mầm Chỉ tiêu HS Điểm của các thành viên trong Điểm TB Điểm TB chất QT hội đồng chưa có có HSQT lượng 1 2 3 4 5 6 7 HSQT Màu 0,8 4 4 3 4 4 3 4 3,7 2,9 Mùi 1,2 4 5 4 4 3 4 5 4,1 4,9 Vị 1,0 4 4 4 4 5 4 4 4,1 4,1 Cấu trúc 1,0 4 4 3 4 4 5 4 4 4 Tổng 4,0 15,9 15,9 điểm Sản phẩm bột đậu xanh nẩy mầm ở trên đánh giá cảm quan với mức điểm 15,9 nằm trong khoảng 15,2 ÷ 18,5 thuộc loại khá. Bột đậu xanh sau khi xay đạt độ ẩm 5% khi được sấy ở 500C. Đối với độ ẩm này thì đã đủ điều kiện để bảo quản bột. 71
  80. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.19. Kết quả kiểm tra vi sinh đối với bột đậu xanh nẩy mầm Chỉ tiêu kiểm nghiệm Đơn vị tính Kết quả Phương pháp Coliform CFU/g <10 ISO 4832:2006 Salmonella /25g Không phát hiện TCVN 8342:2010 Giá thành cho một mẻ sản xuất 1 kg bột đậu xanh nẩy mầm. Bảng 3.20. Chi phí sản phẩm “bột đậu xanh nẩy mầm” Nguyên liệu Đơn vị Số lượng Đơn giá (vnđ) Chi phí (vnđ) Đậu xanh Kg 1 35.000/Kg 35.000 Nước m3 0,02 15.000/Khối 300 Tổng 35.300 Ghi chú: Tổng giá thành sản phẩm trên chưa bao gồm chi phí nhân công và khẩu hao thiết bị. Với mức giá này, sản phẩm sau khi cân đối đưa ra thị trường sẽ dễ dàng cạnh tranh, thu hút khách hàng vì lợi ích mà nó mang lại và giá thành không cao hơn so với những sản phẩm khác. 72
  81. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 4.1.1 Các thông số tối ưu Mục đích của quá trình này là tìm ra thông số tối ưu cho quá trình nẩy mầm. Qua quá trình nghiên cứu có những kết luận sau:  Khảo sát thời gian ngâm hạt đậu xanh - Thời gian: 6 giờ  Khảo sát nhiệt độ nước ngâm hạt đậu xanh - Nhiệt độ: 300C  Khảo sát phương pháp ngâm đậu xanh - Phương pháp: ngâm ngập  Khảo sát thời gian ươm đậu xanh - Thời gian ươm: 24 giờ  Khảo sát nhiệt độ sấy - Nhiệt độ: 500C 73
  82. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.1.2 Quy trình đề nghị Đậu xanh Làm sạch Phân loại Nước 0 Ngâm 30 C/6 giờ (1:7) Ươm mầm 24 giờ Tách mầm Sấy 500C/23 giờ Xay Bột đậu xanh nẩy mầm Hình 4.1. Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu xanh và ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nẩy mầm 74
  83. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.2 Kiến nghị Để góp phần nâng cao giá trị cũng như đa dạng hóa sản phẩm, tạo điều kiện cho bột đậu xanh nẩy mầm gần gũi với người tiêu dùng hơn. Cần khảo sát thêm một số yếu tố có thể làm tăng hàm lượng GABA, phenolic, vitamin C hơn như:  Khảo sát dung dịch ngâm đậu  Khảo sát độ pH của dung dịch ngâm đậu  Khảo sát nhiệt độ ươm đậu  Tác động lên đậu trước khi ngâm hoặc ươm như: gây tổn thương, shock nhiệt Hoặc đa dạng sản phẩm như:  Nghiên cứu sữa chua bổ sung bột đậu xanh nảy mầm  Nghiên cứu thức uống từ bột đậu xanh nẩy mầm 75
  84. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. archives/collections/cook-voyages-collection/endeavour-botanical- illustrations/detail.dsml?IMAGNO=000632&index=adv&beginIndex=0 2. xanh-7744/ 3. Nguyễn Đăng Khôi (1997), “Các cây đậu ăn hạt ở Việt Nam”, Tạp chí Sinh học, số 2, tr. 5 - 6]. 4. none.html 5. Trần Đình Long, Lê Khả Tường (1998), Cây đậu xanh, NXB NN]. 6. Biotechnology in Animal Husb và ry 25 (5-6), p 327-337, 2009 7. El-Adawy, 1996; Fan & Sosulski, 1974; Thompson, Hung, Wang, Rapser, & Gade, 1976]. 8. A.E. Mubarak, Nutritional composition and antinutritional factors of mung bean seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes 2004). 9. Megat Rusydi, M.R., 1 Noraliza, C.W., 1* Azrina, A. and 2 Zulkhairi, A - Nutritional changes in germinated legumes and rice varieties and International Food Research Journal 18: 705-713 (2011). 10. Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes, 2004 11. Department of Agricultural Chemical Research, 1927. 12. FAOSTAT, 2002 13. 76
  85. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bao-quan#ixzz27avA3fP2. 14. dau-xanh.345427.html 15. F. A.; Espin.J.C. Phenolic compounds and related enzyme as determinant of quality in fruits and vegetable. [J Sci. Food Agric.2001, 81,853-876]. 16. Công nghệ sản xuất malt và bia, PGS,TS Hoàng Đình Hòa. 17. Birendra Kumar Sanjeet K. Verma, H.P. Singh,2011. Effect of temperature on seed germination parameters in Kalmegh (Andrographis paniculata Wall. ex Nees). 18. Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes 2004. 19. Rao and Prabhavathi, 1982; Hussein and Ghanem, 1999; Ghavidel and Prakash, 2007]. 20. Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes, 2004 21. Article history: Received 21 January 2008 Received in revised form 15 February 2008, Accepted 10 April 2008]. 22. Determination of the Major Phenolic Compounds (Flavanols, Flavonols, Tannins và Aroma) Properties of Black Teas, 2001. 23. Sari Häkkinen, Flavonols và Phenolic Acids in Berries và Berry Products, 2000 24. Andersen, Q. M, and Markham, K. R., Flavonoids. Chemistry, Biochemistry, and Applications,CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, FL, 2006; Meskin, M. S., Bidlack W. R., Davies, A. J., Lewis, D. S., and R. K. Randolph, Phytochemicals: Mechanisms of Action.CRC Press, Boca Raton, FL, 2003; Tokuşoğlu, Ö., The Determination of the Major Phenolic Compounds (Flavanols, Flavonols, Tannins and Aroma Properties of Black 77
  86. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Teas, PhD Thesis, Department of Food Engineering, Bornova, Izmir, Turkey: Ege University, 2001. 25. RobardsK;Prenzler,P,D;Turker,G;Swatsitiang, P;Glover, W, Phenolic compounds and their role in oxidative processes in fruits. Food Chem.1999, 66, 400-436]. 26. Ara Kirakosyan *, E.M. Seymour, Daniel E. Urcuyo Llanes, Peter B. Kaufman, Steven F. Bolling. Chemical profile and antioxidant capacities of tart cherry products. Food Chemistry 115 (2009) 20–25, 2009. 27. Paganga, G;Miller, N;Rice-Evans, C, A. The polyphenol content of fruits and vegetables and their antioxidant activities, What dose a serving constitute? Free Radical Res.1999,30,153-162]. 28. Iness Jabri-Karouia, Iness Bettaieba, Kamel Msaadaa,*, Mohamed Hammamib, Brahim Marzouka. Research on the phenolic compounds and antioxidant activities of Tunisian Thymus capitatus, JOURNAL OF FUNCTIONAL FOOD S4 (2012) 661 – 669, 2012. 29. Randhir, Lin, and Shetty 2004). Cho et al. (2007) also found that all the beans had the highest lipophilic antioxidant capacity (LAP) and hydrophilic ORAC values than the fruits and vegetables 30. Block, 1992; Cadenas & Packer, 2002 ].Nguồn : Rebeca Fernandez- Orozcoa, Juana Friasa, Henryk Zielinskib, Mariusz K. Piskulab, Halina Kozlowskab, Concepción Vidal-Valverdea,* Kinetic study of the antioxidant compounds and antioxidant capacity during germination ofVigna radiatacv.emmerald, Glycine maxcv.jutro andGlycine maxcv.merit, 2008). 31. Also found that all the beans had the highest lipophilic antioxidant capacity (LAP) và hydrophilic ORAC values than the fruits và vegetables, 2007. 32. Tengfang Huanga, Georg Jander, Martin de Vosb. Non-protein amino acids in plant defense against insect herbivores: Representative cases and opportunities for further functional analysis, 2011). 33. Barnard EA, Skolnick P, Olsen RW, Mohler H, Sieghart W, Biggio G, 78
  87. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Braestrup C, Bateson AN, Langer SZ (1998) International Union of Pharmacology XV. Subtypes of g – aminobutyric acid A receptors: classification on the basis of subunit structure and receptor function. Pharmacol Rev 50:291–313]. 34. Watanabe M, Maemura K, Kanbara K, Tamayama T, Hayasaki H (2002). Int. Rev. Cytol International Review of Cytology 213: 1–47. DOI:10.1016/S0074- 7696(02)13011-7. ISBN 978-0-12-364617-0. PMID 11837891]. 35. Kimura, M., Chounan, O., Takahashi, R., Ohashi, A. , Arai, Y., Hayakawa, K.,Kasaha, K., and Ishihara (2002)] [Abdou, A. M., Higashigu chi, S., Horie, K., Kim, M., Hatta, H., and Yokogoshi (2006)]. 79