ảnh hưởng của sóng siêu âm đến hàm lượng phenolic trong đậu đen

e\\





















TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA- THỰC PHẨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA- THỰC PHẨM


TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA- THỰC PHẨM


BÁO CÁO
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI
ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM
ĐẾN HÀM LƯỢNG PHENOLIC
TRONG ĐẬU ĐEN




Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HẢI
LƯU THỊ DIỆU HUYỀN




BIÊN HÒA, 12/2013




TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & THỰC PHẨM



BÁO CÁO
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI
ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM ĐẾN
HÀM LƯỢNG PHENOLIC TRONG ĐẬU ĐEN



Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HẢI
LƯU THỊ DIỆU HUYỀN
Giáo viên hướng dẫn: ThS. TRẦN THỊ MỸ TRINH








BIÊN HÒA, 12/2013



LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện được đề tài “Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến hàm lượng
phenolic trong đậu đen” chúng em xin gửi lời cảm ơn đến:
Cô Trần Thị Mỹ Trinh trong quá trình nghiên cứu đã chỉ bảo và hướng dẫn
nhiệt tình giúp chúng em hoàn thành đề tài này.
Công ty CPHH VEDAN đã tạo mọi điều kiện cho chúng em được hoàn thành
tốt bài nghiên cứu trong quá trình thực tập.
Quý Thầy, Cô đang công tác tại Khoa Công Nghệ Hóa Thực Phẩm trường Đại

Học Lạc Hồng đã chỉ dạy cho chúng em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu
về chuyên ngành Thực Phẩm trong suốt thời gian theo học tại trường và các bạn
sinh viên cùng khóa nghiên cứu đã giúp đỡ trong thời gian chúng em học tại
trừờng và thực hiện đề tài nghiên cứu.
Vì thời gian có hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, mong các thầy
cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài chúng em được hoàn thiện hơn.

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài
LÊ THỊ HẢI
LƯU THỊ DIỆU HUYỀN



MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬU ĐEN 3
1.1.1 Đặc điểm cây đậu đen 3
1.1.2 Đặc điểm, phân bố về đậu đen 3
1.1.3 Thành phần dinh dưỡng trong đậu đen 4
1.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng cần thiết có trong đậu đen 4
1.1.3.2 Acid amin trong đậu đen 4
1.1.3.3 Hàm lượng khoáng chất có trong đậu đen 5
1.1.4 Hàm lượng chất dinh dưỡng trong ngũ cốc 6
1.1.5 Một số tác dụng của đậu đen 7
1.2 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG ĐẬU ĐEN 8
1.2.1 Giới thiệu về các hợp chất phenolic trong đậu đen. 8

1.2.2 Protein 10
1.2.3 Glucid 10
1.2.3.1 Tinh bột 10
1.2.3.2 Cellulose 10
1.2.4 Lipid 11
1.2.5 Vitamin 11
1.3 GIÁ ĐỖ ĐEN ….11
1.3.1 Thành phần dinh dưỡng trong quá trình nẩy mầm 11
1.3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm 12
i
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ
ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU iv
LỜI MỞ ĐẦU


1.4 TỔNG QUAN VỀ SÓNG SIÊU ÂM 14
1.4.1 Khái niệm 14
1.4.2 Bể siêu âm 14
1.4.3 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm 15
1.4.4 Tác dụng của sóng siêu âm đến nẩy mầm hạt 16
1.5 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC 17
1.6 TỔNG QUAN CÁC SẢN PHẨM CÓ LIÊN QUAN TỪ ĐẬU ĐEN 18
1.6.1 Các sản phẩm trong nước 18
1.6.2 Các sản phẩm ngoài nước 19
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20
2.1 NỘI DUNG 20
2.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 20
2.1.2 Nguyên liệu 20
2.1.3 Thiết bị dùng trong nghiên cứu 20

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 21
2.2.2 Quy trình sản xuất dự kiến 22
2.2.2.1 Thuyết minh quy trình công nghệ 23
2.3 CÁC THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT 26
2.3.1 Phương pháp phân tích 36
2.3.1.1 Phân tích hóa lý 36
2.3.1.2 Phân tích vi sinh 36
2.3.1.3 Xử lý số liệu 36
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU 37
3.2 CÁC THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT 38
3.3 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG
PHENOLIC 48
3.3.1 So sánh công đoạn ngâm đến hàm lượng phenolic 48


3.3.2 So sánh công đoạn ủ và thời gian ủ đến hàm lượng phenolic 48
3.3.3 So sánh 2 phương pháp đến hàm lượng phenolic trong quá trình sấy 49
3.4 KẾT QUẢ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ĐỐI VỚI SẢN PHẨM BỘT MẦM
ĐẬU ĐEN 50
3.4.1 Xác định một vài chỉ tiêu hóa lý của bột 50
3.4.2 Chỉ tiêu vi sinh đối với bột mầm đậu đen 50
3.4.3 Đánh giá cảm quan sản phẩm bột mầm đậu đen theo TCVN 3215-79 51
3.4.4 Tính giá thành sản phẩm 51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

i

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
CPHH: Cổ Phần hữu hạn
TNHH: Trách nhiệm hữu hạn
ISO : International Standards Organization
AOAC: Association of Official Analytical Chemists
FAO: Food and Agriculture Organization
TT: Thông thường
SSA: Sóng siêu âm
GABA: Gamma amino butyric acid

ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ
Trang
Hình 1.1 Cây đậu đen 3
Hình 1.2 Cấu tạo hạt đậu đen 3
Hình 1.3 Công thức cấu tạo của các hợp chất phenolic trong đậu đen 9
Hình 1.4 Bể siêu âm 14
Hình 1.5 Quá trình hình thành, phát triển và vỡ của bọt khí 15
Hình 1.6 Bột đậu đen 18
Hình 1.7 Chè đậu đen 18
Hình 1.8 Sốt đậu đen 19
Hình 1.9 Bột ngũ cốc hỗn hợp 19
Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 21
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến 22
Hình 2.3 Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu : nước 26
Hình 2.4 Khảo sát nhiệt độ và thời gian ngâm 28
Hình 2.5 Khảo sát công suất và thời gian 29
Hình 2.6 Khảo sát thời gian ủ 31
Hình 2.7 Khảo sát thời gian ủ 32
Hình 2.8 Khảo sát nhiệt độ sấy 34
Hình 2.9 Khảo sát nhiệt độ sấy 35
Hình 3.1 Tỷ lệ nguyên liệu: nước ngâm ảnh hưởng đến hàm lượng phenolic 38
Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hàm lượng phenolic 40
Hình 3.3 Ảnh hưởng của công suất và thời gian đến hàm lượng phenolic 42
Hình 3.4 Ảnh hưởng của thời gian ủ với mẫu ngâm thông thường đến hàm lượng
phenolic 43
Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian ủ với mẫu ngâm có ảnh hưởng sóng siêu âm
đến hàm lượng phenolic 45

Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian sấy 46
Hình 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng phenolic 47
iii

Hình 3.8 Ảnh hưởng của phương pháp ngâm đến hàm lượng phenolic 48
Hình 3.9 Ảnh hưởng công đoạn của hai phương pháp đến thời gian ủ và hàm
lượng phenolic 49
Hình 3.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng phenolic 49
Hình 4.1 Quy trình sản xuất bột mầm đậu đen 52
















iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu đen 4

Bảng 1.2 Thành phần các acid amin trong 100g đậu đen 5
Bảng 1.3 Khoáng chất trong đậu đen 6
Bảng 1.4 So sánh thành phần dinh dưỡng trong ngũ cốc 6
Bảng 2.1 Phân tích chỉ tiêu hóa lý bột đậu đen 36
Bảng 3.1 Kết quả phân tích chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu bột đậu đen 37
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát hàm lượng phenolic theo tỷ lệ nguyên liệu: nước 38
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng phenolic 39
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng phenolic 39
Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian đến hàm lượng phenolic 40
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng phenolic 41
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của công suất đến hàm lượng phenolic 41
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của công suất và thời gian đến hàm lượng phenolic 42
Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thời gian ủ bằng phương pháp ngâm thông thường đến
hàm lượng phenolic 43
Bảng 3.10 Ảnh hưởng của thời gian ủ bằng phương pháp bằng phương pháp
ngâm có ảnh hưởng sóng siêu âm đến hàm lượng phenolic 44
Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian sấy bột đậu đen 45
Bảng 3.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng phenolic trong bột đậu
đen 46
Bảng 3.13 Thành phần hóa học chính của sản phẩm 50
Bảng 3.14 Kết quả kiểm tra vi sinh đối với bột mầm đậu đen 50
Bảng 3.15 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm bột mầm đậu đen 51
Bảng 3.16 Tính giá thành cho sản phẩm bột mầm đậu đen 51


1

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, chất lượng dinh dưỡng trong thực phẩm đang là một vấn đề được
nhiều người quan tâm. Trên thị trường hiện nay đã có nhiều sản phẩm về bột đậu

đen, tuy nhiên chưa có sản phẩm nào nghiên cứu về hàm lượng phenolic trong đậu
đen mà hợp chất này lại rất quan trọng đối với cơ thể con người.
Đậu đen tên khoa học Vigna cylindrica, hạt đậu đen giàu hàm lượng glucid,
protein, vitamin,… đặc biệt là có một lượng phenolic có hoạt động chống oxy hóa
trong cơ thể sống, hấp thụ phenolic sẽ làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch và ung
thư. Khi hạt đậu nẩy mầm thì hàm lượng này sinh ra đỉnh điểm, hoạt tính sinh học
cao hơn. Hàm lượng protein chuyển về dạng phân tử bậc thấp, tinh bột chuyển hóa
thành đường giúp cơ thể dễ hấp thu hơn. Vitamin, các hợp chất chống oxy hóa và
các hợp chất khác thường thay đổi đáng kể trong quá trình nẩy mầm.
Trong đề tài chúng tôi tập trung khảo sát hàm lượng phenolic trong giá đậu đen,
tìm ra điều kiện tối ưu để hàm lượng này là cao nhất. Nhằm tạo điều kiện phát triển
các sản phẩm có lợi từ nguồn nguyên liệu này mong muốn tăng thu nhập cho người
nông dân. Đồng thời tìm ra biện pháp làm tăng hàm lượng phenolic trong đậu có lợi
cho sức khỏe con người chúng tôi thực hiện đề tài “Ảnh hưởng sóng siêu âm đến
hàm lượng phenolic trong đậu đen”.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
- Phenolic có hoạt tính sinh học cao, trong đậu đen hàm lượng tương đối thấp
tuy nhiên khi nẩy mầm, hàm lượng này sinh ra đỉnh điểm.
- Giới thiệu ra thị trường một sản phẩm mới phục vụ cho mọi lứa tuổi. Sản
phẩm tiện dụng cho người tiêu dùng, rút ngắn thời gian chế biến mà vẫn đầy
đủ chất dinh dưỡng phù hợp cho mọi đối tượng.
- Tạo ra mặt hàng mới từ nguồn nguyên liệu đậu đen, đáp ứng được nhu cầu
ngày càng cao của người tiêu dùng.
- Tạo ra một hướng nghiên cứu mới về đậu đen.
2

MỤC TIÊU
- Nghiên cứu nhằm xây dựng ra quy trình làm tăng hàm lượng phenolic có hoạt
tính sinh học trong bột mầm đậu đen với giá trị dinh dưỡng và đặc tính cảm
quan tốt đối với người tiêu dùng.

- Đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ đậu đen, tăng hiệu quả kinh tế cho nguồn
nguyên liệu này.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu nguồn nguyên liệu đậu đen và tình hình nghiên cứu sản xuất các sản
phẩm từ nguồn nguyên liệu này.
- Nghiên cứu, xác định thông số có trong quy trình sản xuất.
- Hoàn thiện quy trình sản xuất bột mầm đậu đen.

















3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬU ĐEN
1.1.1 Đặc điểm cây đậu đen
Đậu đen tên khoa học là Vigna cylindrical có tên thuốc theo đông y là ô đậu, hắc

đại đậu hay hương xị. Về phân loại thực vật, cây đậu đen thuộc giới Plantae, bộ
Fabales, họ Fabaceae, chi Vigna và loài V.unguiculata. [4]







Hình 1.1 Cây đậu đen [23]
1.1.2 Đặc điểm, phân bố về đậu đen
 Đặc điểm
Đậu đen là cây thân thảo hằng năm, thường mọc đứng có khi leo, toàn thân
không có lông. Lá kép gồm 3 lá chét, mọc so le có lá kèm nhỏ, lá chét giữa to và dài
hơn các lá chét bên. Chùm hoa dài 20-30cm, hoa màu tím nhạt. Quả đậu mọc thẳng
đứng hay nghiêng, dài 7-13cm, chứa 8-10 hạt xếp dọc trong quả, to hơn hạt đậu
xanh thường dài 5-6mm.







Hình 1.2 Cấu tạo hạt đậu đen
4

Hạt hình thận, vỏ màu đen bóng có chiều dài 6-9mm có chiều ngang 5-7mm,
chiều dẹt 3,5-6mm. Rốn hạt màu sáng trắng nằm ở rốn, trọng lượng hạt từ 100-
115mg. Hạt dễ vỡ thành hai mảnh lá mầm. Đầu của hai mảnh có chứa hai lá chồi,

một trụ mầm.
 Phân bố và sinh thái
Ở nước ta đậu đen được trồng nhiều ở phía Bắc. Mùa thu hoạch từ tháng 5 đến
tháng 6. Ngoài ra ở Campuchia cũng trồng nhiều giống đậu này, cây được trồng
nhiều ở châu Phi và châu Á [3].
1.1.3 Thành phần dinh dưỡng trong đậu đen
1.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng cần thiết có trong đậu đen
Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu đen [5]
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Protein
%
24,2
Lipid
%
1,7
Glucid
%
53,3
Tro
%
2,8
1.1.3.2 Acid amin trong đậu đen
Acid amin trong đậu đen gồm đầy đủ 8 loại acid amin cần thiết cho cơ thể, phần
lớn các acid amin sẽ được hạt sử dụng để tổng hợp các cơ quan mới như rễ mầm và
là mầm. Một số acid amin chưa được sử dụng thì các peptit và polypeptit sẽ ở lại
trong mầm nên khi hạt nẩy mầm hàm lượng acid amin trong mầm đậu luôn cao hơn
nguyên liệu ban đầu [6].

5


Bảng 1.2 Thành phần các acid amin trong 100g đậu đen [5]
Thành phần acid
amin trong hạt đậu đen
Đơn vị
Hàm lượng
Lysin
G
0,97
Metionin
G
0,31
Tryptophan
G
0,31
Phenylalanin
G
1,1
Alanin
G
1,09
Valin
G
0,97
Leucin

G
1,26
Isoleucin
G
1,11
Arginin
G
1,72
Histidin
G
0,75
1.1.3.3 Hàm lượng khoáng chất có trong đậu đen
Ngoài thành phần là các chất dinh dưỡng cung cấp cho quá trình sống và có chức
năng tích cực như đã liệt kê ở trên. Đậu đen còn chứa một số khoáng chất không thể
thiếu đối với cơ thể như magie giúp cải thiện máu và oxy tốt cho tĩnh mạch, động
mạch. Hàm lượng sắt trong đậu đen rất tốt cho phụ nữ mang thai, trẻ em và thanh
thiếu niên đang thời kỳ tăng trưởng. Mangan giúp sản xuất năng lượng và hoạt động
như chất chống oxy hóa. Đậu đen còn có tác dụng trừ phong nhiệt, giải độc, giải
nhiệt rất thích hợp với người thận yếu. Tiền vitamin A, vitamin B, vitamin C cũng
có mặt trong đậu đen [5].



6

Bảng 1.3 Khoáng chất trong đậu đen [5]
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Canxi

mg
56
Photpho
mg
354
Sắt
mg
6,1
Caroten
mg
0,06
Vitamin B
1

mg
0,51
Vitamin B
2

mg
0,21
Vitamin B
3

mg
1,8
Vitamin C
mg
3
1.1.4 Hàm lượng chất dinh dưỡng trong ngũ cốc

Thành phần hóa học trong hạt đậu có hàm lượng protein chiếm 22g đứng thứ ba
trong số các loại đậu liệt kê dưới đây, hàm lượng cacbonhydrat chiếm 62g đứng thứ
2 trong các loại đậu. Hàm lượng xơ thường tập trung ở vỏ hạt riêng đối với đậu đen
hàm lượng xơ chiếm 15g giúp giảm cholesterol, chất xơ hòa tan cũng giúp ngăn
ngừa sự gia tăng nhanh chóng lượng đường trong máu. Vì vậy, đây là thực phẩm
tuyệt vời cho những người bị bệnh tiểu đường. Chất béo trong đậu chiếm tỷ lệ thấp
nhất trong các loại đậu thường có màu sẫm, bán khô khi ở trạng thái tự nhiên thì có
màu và mùi đặc trưng [5].
Bảng 1.4 So sánh thành phần dinh dưỡng trong ngũ cốc [5]
Nguyên liệu
Glucid
(g)
Xơ
(g)
Lipid
(g)
Protein
(g)
Calo/Kcal
Gạo nâu/gạo lức
77
4
3
8
370
Gạo nếp
82
3
1
7

370
Gạo trắng
79
3
1
6
360
Yến mạch
66
11
7
17
389
Bánh mì
48
4
4
1
266
Bánh mì đen
48
7
3
9
250
Đậu/đỗ đen
62
15
1
22

341
Đậu/đỗ đỏ
61
15
1
23
337
Đậu/đỗ xanh
63
16
1
24
347
7

Đậu/đỗ trắng
60
15
1
23
333
Đậu phụ rán
10
4
20
17
271
Khoai sọ
26
4

0
1
112
Quả hồng
33
4
0
1
127
Quả lựu
19
4
1
2
83

1.1.5 Một số tác dụng của đậu đen
a) Đậu đen có tác dụng khử độc sulfate
Trong đậu đen có chứa khoáng chất vi lượng molypden một thành phần của
enzyme sulfile oxidate nên có tác dụng rất tốt trong việc khử độc sulfate cho cơ thể.
b) Thực phẩm giàu chất xơ
Trong số những loại thực phẩm giàu chất xơ thì đậu đen có chứa chất xơ hòa tan
có khả năng hấp thụ nước trong dạ dày và hình thành ra loại gel làm giảm quá trình
chuyển hóa carbohydrate có trong đậu đen.
Chất xơ trong đậu đen làm giảm cholesterol, khi vào cơ thể chất xơ có tác dụng
liên kết với acid mật là thành phần làm tăng cholesterol. Ngoài ra, trong đậu đen
chứa chất xơ không hòa tan nên đậu đen có tác dụng giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh
táo bón, rối loạn tiêu hóa.
c) Đậu đen giàu chất chống oxy hóa
Đậu càng đen, càng thẫm màu thì lại càng giàu chất anthocyanin, chất chống oxy

hóa ở đậu đen cao gấp 10 lần các loại thực phẩm khác như: cam, nho hoặc dâu.
d) Tăng cường sắt và mangan cho cơ thể
Đậu đen có tác dụng rất tích cực trong việc làm tăng năng lượng và hồi phục hàm
lượng sắt cho cơ thể và rất hữu ích cho nhóm người bị mất máu bởi chấn thương,
hoặc cho phụ nữ giai đoạn hành kinh cũng như cho nhóm người tuổi vị thành niên
đang trong giai đoạn phát triển. Vi lượng có trong đậu đen được xem là yếu tố vô
cùng quan trọng giúp cơ thể tạo năng lượng và chống lại quá trình oxy hóa do các
gốc tự do gây nên. Một bát nhỏ đậu đen có thể cung cấp tới 38% nhu cầu mangan
cho cơ thể mỗi ngày.
8

e) Nguồn bổ sung protein cho cơ thể
Không chỉ ngon miệng, dễ chế biến, đậu đen còn là nguồn thực phẩm thay cho
thịt, cá vì nó giàu hàm lượng protein hữu ích, không có chứa hàm lượng calo quá
cao hoặc các loại mỡ xấu như các loại thực phẩm gốc động vật và như trên đã đề
cập, nó lợi cho nhóm người ăn kiêng [10].
1.2 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG ĐẬU ĐEN
1.2.1 Giới thiệu về các hợp chất phenolic trong đậu đen.
Các hợp chất phenolic là các hợp chất có một hoặc nhiều vòng thơm với một
hoặc nhiều nhóm hydroxyl. Chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật và là
các sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật. Hơn 8.000 cấu trúc phenolic đã
được tìm thấy, từ các phân tử đơn giản như các axit phenolic đến các chất polyme
như tannin [13].
Các hợp chất phenolic có cấu trúc rất đa dạng và có thể chia thành 2 nhóm chính
dẫn xuất của acid benzoic như acid galic và dẫn xuất của acid cinnamic như acid
coumaric, acid caffeic và acid ferulic [13].
Phenolic là hợp chất có trong các cây họ đậu, đối với đậu càng sẫm màu thì cho
ra phenolic càng cao, đối với đậu đen và đậu đỏ có chứa hàm lượng phenolic cao so
với các đậu thông thường khác [11]. Hàm lượng phenolic trong các cây họ đậu thay
đổi phụ thuộc vào các loại cây họ đậu và điều kiện nẩy mầm, những thay đổi này

ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa của chúng [19].
Thành phần phenolic có trong đậu đen bao gồm các chất sau: flavon, flavonol,
isoflavone và các glycozit tương ứng của chúng, anthocyanin, monome và oligome
của flavanol, các acid phenolic như axit hydroxybenzoic và hydroxycinnamic [11].






9






Flavon Flavonol Isoflavone





Flavanol Acid hydroxybenzoic




Acid hydroxycinnamic Anthocyanin
Hình 1.3 Công thức cấu tạo của các hợp chất phenolic trong đậu đen

Hoạt tính sinh học của phenolic
Phenolic thực vật được chú ý tới những đặc điểm (chất chống oxy hóa, chất chát,
chất đắng, phản ứng hóa nâu, màu sắc ). Hợp chất này được coi là chất chống oxy
hóa mạnh được chứng minh là chất chống oxy hóa mạnh hơn vitamin C, vitamin E,
caroten [13].
Những hợp chất phenolic trong đậu đen có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại các
bệnh về xơ vữa động mạch, có tính kháng viêm, chống lại các tác nhân gây ung thư.
Hơn nữa, những hợp chất phenolic này được biết đến như là một nguồn có hoạt tính
chống oxy hóa lipid trong thực phẩm rất tốt. Không chỉ được biết đến các hiệu quả
ngăn chặn quá trình oxy hóa trong thực phẩm mà chúng còn có khả năng bảo vệ,
chống oxy hóa trong cơ thể con người [22]. Các hợp chất phenolic thực vật còn có
10

tác dụng chống lại bức xạ tia cực tím hay ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, ký sinh
trùng và động vật ăn thịt, làm tăng các màu sắc thực vật. Vì vậy, chúng cũng là một
phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người [13]. Trong các loài thực
vật khác, hợp chất phenolic có thể liên kết với pectin và các cấu trúc polysaccharide.
Các hợp chất nhóm flavonoid có trong phenolic có tác dụng chống oxy hóa mạnh,
tổn thương do bức xạ, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến mạch máu não, lão
hóa, thoái hóa gan, bảo vệ hệ tim mạch, đau thắt ngực,
Anthocyanin có tác dụng chống oxy hóa ức chế sự lão hóa giúp máu lưu thông
tốt, ngăn chặn tế bào ung thư đặc biệt là ung thư phổi, tăng trao đổi chất trong não,
giảm huyết áp, chống lại bệnh tiểu đường, [28].
Các acid phenolic như axit hydroxybenzoic và hydroxycinnamic có tác dụng
trong ngăn ngừa và chống ung thư [20].
1.2.2 Protein
Protein trong đậu đen chiếm hàm lượng từ 25 – 28%, protein đậu đen cao hơn
các loại đậu khác nhưng chỉ thấp hơn đậu nành. Sau khi nẩy mầm protein bị phân
giải thành acid amin, gồm có đầy đủ 8 loại acid amin cần thiết cho cơ thể [10].
1.2.3 Glucid

Glucid là chất cung cấp năng lượng chủ yếu của cơ thể sống. Cung cấp tới 60%
năng lượng cho quá trình sống.
1.2.3.1 Tinh bột
Trong đậu đen thì thành phần tinh bột chiếm 50–60%. Các hạt tinh bột trong đậu
đen tập trung chủ yếu ở nội nhũ, hạt tinh bột bao bọc bởi màng với thành phần
chính là hemicellulose và cellulose (β-glucan) [6].
1.2.3.2 Cellulose
Chất xơ làm chậm việc hấp thu các chất dinh dưỡng vào máu, giảm các tác động
xấu do nồng độ các chất dinh dưỡng tăng đột biến nhanh.
Ngoài ra, chất xơ trong hạt đậu tan trong nước, trong ruột để sản xuất gel làm
chậm chuyển động của thức ăn qua ruột nên làm giảm chỉ số đường huyết bởi sự
hấp thu đường chậm [10].
11

1.2.4 Lipid
Là thành phần cấu tạo nên màng tế bào và tham gia cấu trúc trong tế bào, cung
cấp năng lượng cho cơ thể. Trong các loại hạt thì đậu đen có hàm lượng lipid thấp
khoảng 7-18 lần so với các loại đậu khác như đậu nành, đậu phộng. Khi đậu nẩy
mầm lipid sẽ bị thủy phân thành glycerin và acid béo [10].
1.2.5 Vitamin
Vitamin B
1
rất quan trọng đối với cơ thể, khi thiếu Vitamin B
1
cơ thể sẽ bị mệt
mỏi, chán ăn và tổn thương thần kinh, tê phù hoặc có thể gây nghẹt thở, tức ngực
dẫn tới tử vong [9].
Vitamin B
2
là một chất bền dưới nhiệt độ và dung dịch acid, hòa tan tốt trong

rượu và nước, khi thiếu vitamin B
2
việc tạo nên các enzym oxy hóa- khử ở cơ thể sẽ
bị ngừng trệ ảnh hưởng tới quá trình tạo năng lượng cần thiết cho cơ thể, vitamin B
2
giúp tăng sức đề kháng đối với cơ thể, sản sinh các tế bào biểu bì ở ruột, tăng tốc độ
tạo máu [9].
Vitamin B
3
là loại vitamin hòa tan trong nước, khi cơ thể thiếu vitamin này sẽ có
các triệu chứng như sưng màng dạ dày, ruột, da sần sùi.
Vitamin C Ảnh hưởng tới hoạt động của một số men trong cơ thể mà khi thiếu
vitamin này hoạt tính của nhiều men sẽ giảm, giữ vai trò quan trọng trong chống
nhiễm khuẩn và chống oxy hóa của cơ thể. Khi thiếu vitamin C cơ thể có các triệu
chứng bệnh lý như chảy máu chân răng, ở các lỗ chân lông và các nội quan [9].
Caroten là tiền vitamin A, khi đi vào cơ thể sẽ chuyển thành vitamin A nhờ có
enzym đặc trưng. Tham gia vào quá trình trao đổi protein, lipid, glucid và muối
khoáng, hoạt động thị giác, giữ gìn chức phận của tế bào biểu mô trụ [9].
1.3 GIÁ ĐỖ ĐEN
1.3.1 Thành phần dinh dưỡng trong quá trình nẩy mầm
Quá trình nẩy mầm là quá trình sinh hóa phức tạp hạt chuyển từ trạng thái ngủ
sang trạng thái hoạt động của hệ enzyme amylase, protease làm phân giải các chất
hữu cơ tích lũy trong hạt. Trong hạt đậu đen đã có chứa các chất dinh dưỡng cần
12

thiết cho quá trình nẩy mầm, khi gặp điều kiện thích hợp (nhiệt độ, không khí, nước)
thì các chất này tạo cơ sở bước đầu cho quá trình nẩy mầm [9].
Hiện nay, quá trình nẩy mầm áp dụng cho hạt giống cây họ đậu ngày càng trở
nên phổ biến hơn, nó là một quá trình tự nhiên để có được thực phẩm lành mạnh, dễ
hấp thu, có hàm lượng nước cao, vitamin và khoáng chất, nó cũng giúp khôi phục

hệ thực vật đường ruột. Trong quá trình nẩy mầm trong hạt, men bắt đầu thủy phân
tinh bột rồi thủy phân protein, làm cho các chất dinh dưỡng về dạng đơn giản hơn
giúp con người dễ hấp thụ. Quá trình nẩy mầm thường cải thiện chất lượng dinh
dưỡng của các loại đậu, không chỉ bằng cách giảm các thành phần kháng dinh
dưỡng, mà còn bằng cách tăng mức độ của các acid amin tự do, carbohydrate, chất
xơ, cũng như các chức năng hạt do sự gia tăng hoạt tính sinh học các hợp chất [11].
Những thay đổi thành phần dinh dưỡng phụ thuộc vào thời gian nẩy mầm và đã
được quan sát thấy sự tăng, giảm của các hợp chất hoạt tính sinh học trong mầm.
Hàm lượng phenolic tăng hay giảm tùy thuộc và từng loại giống đậu và điều kiện
nẩy mầm, cùng điều kiện nẩy mầm nhưng đậu Hà Lan tăng đáng kể sau khi nẩy
mầm, nhưng đậu Lăng thì sụt giảm [17]. Xử lý nhiệt được áp dụng cho hạt giống
cây họ đậu là phương pháp phổ biến nhất khi con người bắt đầu sử dụng chúng làm
thực phẩm, tuy nhiên chúng làm giảm hàm lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho
cơ thể. Isoflavone và các dẫn xuất myricetin tìm thấy khi đậu đen nẩy mầm, trong
đậu nguyên liệu và đậu xử lý nhiệt không có các hợp chất này [11].
Một số nghiên cứu gần đây cho thấy mối quan hệ giữa tiêu thụ đậu với sự sụt
giảm tỷ lệ mắc các khối u tiêu hóa khác nhau (đại tràng, gan) do sự hiện diện của
các hợp chất lectin, glucidic và polyphenolic. Hơn nữa, đậu đen trong chế độ ăn và
hấp thụ có liên quan với giảm nguy cơ ung thư vú.
1.3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm
 Đậu nguyên liệu
Sau khi thu hoạch cần phơi khô điều này ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm của
đậu vì nếu đậu chưa khô khi ngâm với nước sẽ tạo ra tính không thấm khí của lớp
vỏ hạt [9]. Hàm ẩm trong đậu còn cao nên vỏ có thể hút nước nhưng do nước ở
13

trong vỏ cao, hình thành một tầng màng khiến cho các thể khí khó qua lớp màng đó.
Cũng do thủy phần cao, hạt hô hấp mạnh, thiếu dưỡng khí, thừa CO
2
không thải ra

được đã ức chế quá trình trao đổi khí, từ đó sinh trưởng phôi bị trở ngại [7].
Có một số hạt khi đã mộc mầm nhưng nếu không tạo điều kiện để hạt có thể duy
trì và phát triển thì hạt sẽ rơi vào trạng thái nghỉ tiếp theo [7].
 Nước
Muốn hạt có thể nẩy mầm thì phải tạo điều kiện về môi trường cho hạt nẩy mầm
là nước, vai trò của nước là rất quan trọng và là thành phần tham gia quá trình thủy
phân các chất dự trữ và tổng hợp các chất mới. Nước còn là môi trường cần thiết để
hoạt hóa enzyme hoạt động, khi ngâm hạt trong nước, hạt sẽ trương lên tùy theo
từng loại hạt mà có lượng nước thích hợp cho quá trình nẩy mầm [9]. Để đạt độ ẩm
cần thiết cho quá trình ươm mầm phải tiến hành ngâm hạt ở chế độ thích hợp. Hạt
nẩy mầm bình thường phải đạt độ ẩm thích hợp, nếu độ ẩm thấp thì hoạt động sống
của hạt xảy ra chậm, enzyme tích tụ ít. Nếu độ ẩm cao thì mầm hạt cũng chậm phát
triển còn rễ lại mọc nhanh dẫn đến tiêu hao chất dinh dưỡng nhiều và kèm theo tỏa
nhiệt mạnh [7].
Theo định luật khuyếch tán và thẩm thấu khi ngâm hạt trong nước sẽ tạo ra chênh
lệch nồng độ nước bên trong và bên ngoài hạt nhờ đó mà nước thấm qua các lớp vỏ.
Lớp vỏ hạt đóng vai trò như màng bán thấm có nhiệm vụ cho nước thấm qua và giữ
lại các chất khoáng có trong hạt nhất là trong nội nhũ.
 Nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm của đậu và có tác dụng hoạt hóa
enzyme và tăng cường tốc độ các phản ứng thủy phân. Nếu ươm mầm ở nhiệt độ
quá cao hoạt động của enzyme sẽ bị ức chế protein sẽ bị biến tính gây cản trở cho
quá trình nẩy mầm [6].
 Sự thoáng khí
Trong điều kiện có oxy hạt sẽ hô hấp hiếu khí, sinh tổng hợp nhiều năng lượng
sinh học đồng thời sự hoạt hóa và sinh tổng hợp enzym được tăng cường. Trong
điều kiện yếm khí thì hạt bị lên men tạo ra ethanol [6].
14

1.4 TỔNG QUAN VỀ SÓNG SIÊU ÂM

1.4.1 Khái niệm
Định nghĩa: Siêu âm là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của
các phần tử trong không gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngưỡng nghe của con
người (16-20kHz). Ngoài ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc hay sóng nén,
nghĩa là trong trường siêu âm các phần tử dao động theo phương cùng với phương
truyền của sóng.
Sóng siêu âm phân thành 3 loại:
 Siêu âm tần số thấp (20-100kHz): Ứng dụng trong điều khiển quá trình kết
tinh, loại khí khỏi thực phẩm dạng lỏng, vô hoạt enzyme.
 Siêu âm tần số cao (100kHz-MHz): Xác định tính chất hóa lý của thực phẩm
cũng như thành phần cấu trúc và trạng thái vật lý của thực phẩm.
 Siêu âm chẩn đoán (5-10MHz): Phần lớn, những nghiên cứu về sóng siêu
âm trong thực phẩm thường giới hạn trong khoảng 20-40kHz.
1.4.2 Bể siêu âm
Thiết bị sóng siêu âm với công suất tối đa 500W, tần số 40.000Hz











Hình 1.4 Bể siêu âm
15

1.4.3 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm

Hình 1.5 Quá trình hình thành, phát triển và vỡ của bọt khí
Khi có sóng siêu âm tạo ra một chu trình kéo và nén, khi nén các phân tử ở gần
nhau hơn tạo nên các hạt bọt khí nhỏ, chu trình kéo sẽ làm cho các phân tử tách
nhau ra làm cho các bọt khí lớn dần. Các phân tử có thể liên kết với nhau là nhờ áp
lực âm trong chu trình kéo đủ mạnh để thắng các lực liên kết giữa các bọt khí, khi
đạt kích thước tối đa, bọt khí sẽ vỡ [15].
Sóng siêu âm cường độ cao truyền vào trong lòng chất lỏng sẽ gây nên sự kích
thích mãnh liệt. Tại bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha lỏng/rắn hay khí/rắn, sóng siêu âm
gây nên sự hỗn loạn cực độ do tạo thành những vi xoáy. Hiện tượng này làm giảm
ranh giới giữa các pha, tăng cường sự truyền khối đối lưu và thúc đẩy xảy ra sự
khuyếch tán ở một vài trường hợp mà khuấy trộn thông thường không đạt được [15].
Dưới tác dụng của siêu âm trong môi trường chất lỏng, xảy ra hiện tượng duỗi và
nén. Khi năng lượng đủ lớn, tại chu trình duỗi, tương tác giữa các phân tử sẽ vượt
quá lực hấp dẫn nội tại và các lỗ hổng nhỏ trong lòng chất lỏng được hình thành.
Hiện tượng trên còn được gọi là hiện tượng sủi bóng. Những bóng sủi này sẽ lớn
dần lên bởi quá trình khuếch tán một lượng nhỏ các cấu tử khí từ pha lỏng.
Khi chúng đạt đến một thể tích mà chúng không còn có thể hấp thu được năng
lượng, chúng vỡ ra một cách đột ngột và nhanh chóng.