Nghiên cứu sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi (allium sativum) phan rang theo thời gian lên men

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐÀO THỊ TRÚC GIANG

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI
HOẠT TÍNH CHỐNG ÔXY HÓA CỦA TỎI
(ALLIUM SATIVUM) PHAN RANG
THEO THỜI GIAN LÊN MEN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

NHA TRANG – NĂM 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐÀO THỊ TRÚC GIANG

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI
HOẠT TÍNH CHỐNG ÔXY HÓA CỦA TỎI
(ALLIUM SATIVUM) PHAN RANG
THEO THỜI GIAN LÊN MEN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn:
TS. NGUYỄN THẾ HÂN

NHA TRANG – NĂM 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến TS. Nguyễn Thế Hân và
TS. Nguyễn Văn Minh đã tận tình hướng dẫn và góp ý cho em trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Công nghệ thực phẩm đã tận
tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt khóa học.
Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể cán bộ Trung tâm thí nghiệm thực hành,
Trường Đại học Nha Trang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình
thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã luôn
quan tâm và hỗ trợ tốt về tinh thần, vật chất để em có thể thực hiện tốt đề tài.
Nha Trang, ngày 21 tháng 06 năm 2015
Sinh viên
Đào Thị Trúc Giang


ii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Đào Thị Trúc Giang

Lớp: 53CNTP3

Ngành: Công nghệ thực phẩm

Khoa: Công nghệ thực phẩm

Tên chuyên đề: Nghiên cứu sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi Phan
Rang (Allium Sativum) theo thời gian lên men.
Số trang: 55

Số chương: 04

Số tài liệu kham khảo: 50

Hiện vật: 01 quyển đồ án + 01 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Kết luận:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

Khánh Hòa, ngày ……tháng……năm 2015
ĐIỂM
Bằng số

Bằng chữ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. Nguyễn Thế Hân


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................. ii
MỤC LỤC................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................4
1.1. Tổng quan về tỏi ...............................................................................................4
1.1.1. Nguồn gốc, tên gọi .....................................................................................4
1.1.2. Thành phần trong tỏi ..................................................................................6
1.1.3. Một số công dụng của tỏi ...........................................................................8
1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tỏi ...............................................................9
1.2. Khái quát về lên men tỏi .................................................................................10

1.3. Giới thiệu về tỏi đen .......................................................................................10
1.3.1. Tỏi đen là gì..............................................................................................10
1.3.2. Những biến đổi của tỏi sau khi lên men...................................................11
1.3.3. Một số tác dụng sinh học của tỏi đen .......................................................13
1.3.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tỏi đen ......................................................16
1.4. Tình hình nghiên cứu về tỏi đen .....................................................................17
1.4.1. Nghiên cứu ngoài nước ............................................................................17
1.4.2. Nghiên cứu trong nước ...........................................................................18
1.5. Khái quát về gốc tự do và chất chống oxy hóa...............................................19
1.5.1. Gốc tự do ................................................................................................19
1.5.2. Chất chống oxy hóa..................................................................................19
1.5.2.1. Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hóa ..................................19


iv

1.5.2.2. Một số chất chống oxy hóa ................................................................23
1.5.3. Một số phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa ..........................27
1.5.3.1. Phương pháp dựa vào tổng năng lực khử ..........................................27
1.5.3.2. Phương pháp khử gốc tự do DPPH....................................................27
1.5.3.3. Phương pháp TEAC...........................................................................28
1.5.3.4. Phương pháp ORAC ..........................................................................28
1.5.3.5. Phương pháp TRAP ...........................................................................29
1.5.3.6. Phương pháp FRAP ...........................................................................29
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................30
2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................30
2.2. Vật liệu, hóa chất nghiên cứu .........................................................................30
2.2.1. Nguyên liệu tỏi .........................................................................................30
2.2.2. Hóa chất....................................................................................................30
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................31

2.3.1. Quy trình lên men sản xuất tỏi đen ..........................................................31
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ..........................................................32
2.3.3. Phương pháp phân tích .............................................................................33
2.3.3.1. Phương pháp xác định hàm lượng nước ...........................................33
2.3.3.2. Phương pháp xác định hàm lượng tro...............................................34
2.3.3.3. Phương pháp xác định hàm lượng acid tổng .....................................34
2.3.3.4. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng số .....................34
2.3.3.5. Phương pháp xác định khả năng khử gốc tự do DPPH................................ 34
2.3.3.6. Phương pháp xác định tổng năng lực khử .........................................34
2.3.4. Phương pháp xử lí số liệu.........................................................................35
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................36
3.1. Sự thay đổi màu sắc của tỏi theo thời gian lên men .......................................36
3.2. Sự thay đổi hàm lượng nước của tỏi theo thời gian lên men..........................37
3.3. Sự thay đổi hàm lượng tro của tỏi theo thời gian lên men .............................39
3.4. Sự thay đổi hàm lượng acid tổng của tỏi theo thời gian lên men ..................40


v

3.5. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số của tỏi theo thời gian lên men ...42
3.6. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men .............45
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN.................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................51
PHỤ LỤC....................................................................................................................1


vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
SAC:

S-allyl cysteine

GAE:

Garlic acid equivalents

GSAC:

g-glutamyl-S-allyl cysteine

SOD:

Superoxid dismutase

CAT:

catalase

GPx:

Glutathione peroxidase

DPPH:

1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazine

TEAC:

Trolex equivalent antioxidant capacity

ABTS+:

[2,2-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)]

ORAC:

Oxygen radical-trapping absorbance capacity

TRAP:

Total radical-trapping antioxidant potential

FRAP:

Ferric reducing-antioxidant power


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của tỏi ..........................................................................4
Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng của tỏi ..........................................................................7
Bảng 1.3. Tổng hàm lượng acid amin của tỏi tươi và tỏi đen...................................12
Bảng 1.4. Hàm lượng polyphenol của một số loại trái cây và rau............................25
Bảng 1.5. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số của tỏi theo thời gian lên men........26


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Củ tỏi ...........................................................................................................5
Hình 1.2. Cây tỏi .........................................................................................................5
Hình 1.3. Sự hình thành allicin từ alliin......................................................................8
Hình 1.4. Sự thay đổi chỉ số TBARS của chuột khi sử dụng tỏi và tỏi đen..............16
Hình 1.3. Một số sản phẩm từ tỏi đen .......................................................................17
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình lên men sản xuất tỏi đen..................................................31
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi của một số thành phần hóa
lý và hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men. .................................32
Hình 3.1. Sự thay đổi màu sắc của tỏi theo thời gian lên men.................................36
Hình 3.2. Sự thay đổi hàm lượng nước của tỏi theo thời gian lên men ....................38
Hình 3.3. Sự thay đổi hàm lượng tro của tỏi theo thời gian lên men........................40
Hình 3.4 Sự thay đổi hàm lượng acid tổng của tỏi theo thời gian lên men ..............41
Hình 3.5. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số theo thời gian lên men .........42
Hình 3.6. Sự thay đổi khả năng khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B)
của tỏi theo thời gian lên men ...................................................................................45
Hình 3.7. Mối tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng số với khả năng khử
gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B).........................................................48


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở Việt Nam, tỏi được trồng khá phổ biến trải dài khắp các tỉnh trên cả nước
với sản lượng tỏi hàng năm ước đạt hàng nghìn tấn. Một số loài tỏi có chất lượng
cao như tỏi Lý Sơn, tỏi Hà Nội, tỏi Phan Rang,... đã khẳng định được vị trí trên thị
trường trong nước, được người tiêu dùng ưa chuộng và đánh giá cao. Tỏi Việt Nam
cũng đã được xuất bán ra một số thị trường nước ngoài như Trung Quốc, Hàn Quốc,
Nhật Bản,...tuy nhiên với sản lượng chưa cao và chủ yếu ở dạng tươi hoặc phơi khô,

do vậy giá bán không cao, làm giảm giá trị kinh tế của tỏi. Hơn nữa, việc bảo quản
sản phẩm tỏi tươi cũng gặp nhiều khó khăn, tổn thất trong quá trình bảo quản khá
lớn gây nhiều thiệt hại về kinh tế cho người trồng cũng như người chế biến. Bên
cạnh đó, tỏi tươi có mùi và vị đặc trưng (khó chịu), không thích hợp với nhiều
người tiêu dùng cũng làm giảm lượng tiêu thụ tỏi, mặc dù khoa học đã chứng minh
tỏi có rất nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe con người. Xuất phát từ những lý do
trên, việc nghiên cứu sản xuất ra các sản phẩm mới từ tỏi nhằm nâng cao giá trị cho
cây tỏi, sản phẩm có thể sử dụng rộng rãi bởi đa số đối tượng người tiêu dùng
(không có mùi và vị khó chịu) là một yêu cầu cấp bách. Sản phẩm tỏi đen được coi
là một trong những sản phẩm có giá trị kinh tế và giá trị dược học cao được sản xuất
từ tỏi tươi nhờ quá trình lên men trong điều kiện có sự kiểm soát về nhiệt độ và độ
ẩm. Sản phẩm tỏi đen đã được nghiên cứu sản xuất và sử dụng rộng rãi trên thế giới
như tại Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc. Tác dụng của tỏi đen đã được khoa
học chứng minh và được kiểm chứng trong thực tế. Tuy nhiên, các công bố của các
nhà khoa học ngoài nước về các chỉ tiêu hóa lý và hoạt tính chống oxy hóa của tỏi
đen chỉ thích hợp cho đối tượng tỏi nguyên liệu được trồng tại những nước này với
những điều kiện lên men khác nhau. Tại Việt Nam, tỏi đen đã bước đầu được
nghiên cứu bởi TS. Vũ Bình Dương và các học viên của Học viện Quân y trên đối
tượng tỏi Lý Sơn. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu vẫn chưa được công bố rộng
rãi trên các tạp chí khoa học. Hơn nữa, với mỗi loài tỏi khác nhau chúng có thành
phần hóa lý và hoạt tính chống oxy hóa khác nhau, đòi hỏi phải có nghiên cứu riêng


2

phù hợp. Trong nghiên cứu này lựa chọn tỏi Phan Rang để tiến hành nghiên cứu, vì
đây là loài tỏi có chất lượng cao và được người tiêu dùng ưa chuộng; đặc biệt chưa
có một công bố nào về hoạt tính chống oxy hóa của tỏi đen từ nguồn nguyên liệu
này.
Xuất phát từ những vấn đề trên, trong nghiên cứu này tiến hành “Nghiên

cứu sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi (Allium sativum) Phan Rang
theo thời gian lên men”.
2. Mục tiêu đề tài
Xác định được sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Tỏi Phan Rang được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu trong đề tài này:
- Tên khoa học: Allium sativum
- Tên Tiếng Việt: Tỏi
- Tên Tiếng Anh: Garlic
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Xác định sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men
thông qua việc đánh giá sự thay đổi một số thành phần hóa lý và hoạt tính chống
oxy hóa của tỏi ở từng ngày lên men.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nguyên liệu tỏi tươi được tiến hành xác định một số thành phần hóa học và
hoạt tính chống oxy hóa, đây là yếu tố nghiên cứu đầu vào làm căn cứ để so sánh
với sản phẩm đầu ra.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng nước của tỏi theo thời gian lên men.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng tro của tỏi theo thời gian lên men.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng acid tổng của tỏi theo thời gian lên men.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số của tỏi theo thời gian
lên men.
- Xác định sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men.


3

5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị cho
giảng viên và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm về một số thành phần hóa lý
và hoạt tính sinh học của tỏi đen được lên men từ tỏi Phan Rang.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Thành công của đề tài sẽ cung cấp cơ sở khoa học về giá trị y dược của tỏi
đen, góp phần nâng cao độ tin cậy của người tiêu dùng đối với tỏi đen, mở rộng thị
trường tiêu thụ trong nước và tiến tới xuất khẩu. Qua đó nâng cao giá trị cho cây tỏi,
nâng cao hiệu quả kinh tế cho người chế biến và người trồng tỏi, đặc biệt tạo được
thương hiệu tỏi đen Phan Rang cho tỉnh Ninh Thuận, góp phần phát triển kinh tế,
tạo công ăn việc làm và ổn định xã hội.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tỏi
1.1.1. Nguồn gốc, tên gọi
Tỏi (Allium sativum) là một loài trong chi Hành tây (Allium) có nguồn gốc ở
Trung Á sau đó lây lan sang Trung Quốc, Cận Đông và khu vực Địa Trung Hải và
hiện nay đang được trồng khắp nơi ở Châu Á, Châu Âu [15].
Các nhà thực vật học gọi tỏi là Allium sativum L hoặc Allium sativum. Ở mỗi
quốc gia, vùng miền khác nhau có cách gọi tỏi khác nhau, như Đại toán (Trung
Quốc), Ail (Pháp), Garlic (Anh),…Ngoài ra, tiếng Latinh gọi tỏi là Olere – có nghĩa
là ngửi thấy, tiếng Hy Lạp là “halesstai” là “nhảy vọt ra” để mô tả sự tăng trưởng
nhanh chóng các tép tỏi trong một củ. Năm 1877, Picter dùng từ “Celtic all” có
nghĩa là “ấm áp, làm nóng, đốt nóng” để nói về cây tỏi [12].
Tỏi đã được sử dụng hàng ngàn năm cho mục đích ẩm thực và làm thuốc.
Theo lịch sử ghi lại, tỏi được sử dụng như chất khử trùng để ngăn chặn hoại tử
trong Thế chiến I, Thế chiến II [15]. Tỏi còn được dùng cho những người xây Kim
tự tháp để tăng cường sức khỏe, người Hy Lạp cổ đại và vận động viên La Mã được

sử dụng tỏi trước những sự kiện thể thao.
Phân loại khoa học
Tỏi được phân loại khoa học như sau:
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của tỏi [51]

Giới
Plantae
Ngành
Magnoliophyta
Lớp (class)
Liliopsida
Bộ (ordo)
Asparagales
Họ (famalia)
Hành (Alliaceae)
Phân họ (subfamilia)
Hành (Allioideae)
Tông (tribus)
Hành (Allieae)
Chi (genus)
Hành tây (Allium)
Loài (species)
Tỏi (Allium sativum)
(Nguồn: Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam)


5

Hình 1.1. Củ tỏi

Trong loài A. sativum, có 2 phân loài (giống):
Tỏi ta: A. sativum var sativum.
Tỏi tây: A. sativum var ophioscorodon.
Đặc tính thực vật học

Hình 1.2. Cây tỏi

Tỏi là loài cây thân thảo, có căn hành (thân rễ) [11].
Thân thật của tỏi rất ngắn, đã thoái hóa, nằm sát ngay dưới thân giả (thân
củ). Trên thân thật có mầm sinh dưỡng và sinh thực. Những mầm này được che phủ


6

bởi những bẹ lá dày mọng nước. Thân củ cây tỏi gồm một số nhánh (Tép) được liên
kết với nhau bởi những màng mỏng.
Lá thật đầu tiên của tỏi là một lá mầm, sau khi nảy mầm được 10-15 ngày
tùy theo điều kiện thời tiết mà lá tỏi có dạng hình bản bằng phẳng. Phần dưới là bẹ
ôm sát chồi bên trong (Tép tỏi); phần phiến lá bên trên cứng, thẳng, dài 15-50cm,
rộng 1-2,5cm, có rãnh khía, mép lá hơi ráp. Ở mỗi nách lá phía gốc có một chồi nhỏ
sau này phát triển thành một Tép tỏi, các Tép này nằm chung trong một cái bao (do
các bẹ lá trước tạo ra) thành một củ tỏi tức là thân hành của tỏi.
Tỏi có hoa mọc thành cụm trên đầu một trục hình trụ từ thân củ kéo dài ra.
Hoa tỏi thuộc hoa đầu trạng, hoa có 6 lá dài, 6 nhụy và 6 nhị. Hoa có màu trắng
xám hoặc đôi khi phớt tím hoặc hồng. Vòi nhụy rất bé, bầu thượng có 3 ngăn nếu
được thụ phấn đủ thì sẽ cho 6 hạt. Hoa xếp thành tán ở ngọn thân trên một cán hoa
dài 55 cm hay hơn. Hoa lưỡng tính, thụ phấn nhờ côn trùng. Hoa nở vào tháng 5-7.
Rễ tỏi thuộc loại rễ chùm, phát triển kém tập trung chủ yếu ở lớp đất mặt,
khả năng chịu hạn kém. Rễ tỏi có nhiều sợi dài phân nhánh yếu, chúng được bao
phủ bởi một lượng lớn lông hút.

Tỏi có 1 hạt, quả ra tháng 9-10.
1.1.2. Thành phần trong tỏi
Thành phần dinh dưỡng của tỏi gồm có carbohydrat, protein, chất béo, chất
xơ, các vitamin như B1, B2, B3, B5, B6, C,…và các nguyên tố khoáng như Ca,
Mg,…Trong đó, hàm lượng carbohydrat chiếm khoảng 33% trong 100g tỏi. Bên
cạnh đó, tỏi còn chứa các hợp chất lưu huỳnh như: alliin, allicin, ajoene,
polysulfides diallyl, vinyldithiins, S- allylcystein,…có hoạt tính sinh học cao.


7

Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng của tỏi [15]
Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Hoa Kì

Tỏi tươi
Giá trị dinh dưỡng 100g
Năng lượng

623 kJ (149 kcal)

Carbohydrat

33.06 g

Đường

1.00 g

Chất xơ thực phẩm

2.1 g

Chất béo

0.5 g

Protein

6.39 g

-beta-caroten

0.5 µg (0%)

Thiamin (Vit.B1)

0.2 mg (15%)

Riboflavin (Vit.B2)

0.11 mg (7%)

Niacin (Vit.B3)

0.7 mg (5%)

Acid pantothenic (Vit.B5)

0.596 mg (12%)

Vitamim B6

1.235 mg (95%)

Acid folic (Vit.B9)

3 µg (1%)

Vitamin C

31.2 mg (32%)

Canxi

181 mg (18%)

Sắt

1.7 mg (14%)

Magie

25 mg (7%)

Mangan

1.672 mg (84%)

Photpho

153 mg (22%)

Kali

401 mg (9%)

Natri

17 mg (1%)

Kẽm

1.16 mg (12%)

Selen

14.2 µg
Tỉ lệ phần trăm theo lượng hấp thụ của người lớn.
(Nguồn: Cơ sở dữ liệu USDA)


8

Theo một số phân tích khác, thành phần trong củ tỏi có khoảng 65% là nước,
28% cacbohydrat, 2% protein, 1,5% chất xơ và 0,15% lipid [42].
1.1.3. Một số công dụng của tỏi
Lá và cụm hoa tỏi được dùng làm rau. Ở châu Âu và Trung Đông, lá và cụm
hoa đôi khi được dùng làm rau ăn sống hay xào nấu, có hương vị như hành, ít cay
nồng so với củ tỏi.
Củ tỏi được dùng làm rau gia vị nhờ hương vị đặc trưng cay nồng của nó.

Tỏi được dùng làm thuốc:
Theo Đông y: củ tỏi có vị cay, tính ôn, hơi độc, vào hai kinh Can, Vị, có tác
dụng thanh nhiệt, giải độc, sát khuẩn, giải phong, sát trùng, chữa khí hư, tiểu tiện
khó, bụng trướng đầy, tiêu nhọt, đờm và hạch ở phổi,…Mỗi ngày ăn 1-2 nhánh tỏi
rất tốt cho sức khỏe.
Theo Tây y:
Tác dụng kháng khuẩn:
Vào năm 1944, Chester J.Cavallito đã phát hiện trong tỏi có chứa allicin, là
một hợp chất kháng sinh và kháng nấm (phitoncide). Trong quá trình bảo quản,
enzym alliinase có sẵn trong tỏi sẽ chuyển hóa alliin thành allicin. Allicin dễ bị mất
khi đun nấu, là 1 chất kháng sinh tự nhiên rất mạnh, mạnh hơn cả penicillin [26].

Hình 1.3. Sự hình thành allicin từ alliin [31]


9

Dịch chiết thô của tỏi có khả năng chống lại cả vi khuẩn Gram (-) và Gram
Helicobactor pilory ở nồng độ 2-5 mg/ml [39]. Tuy nhiên, tác dụng này sẽ bị giảm
khi xử lý nhiệt tỏi. Ngoài ra, theo Nguyễn Thanh Hải và Bùi Thị Tho (2013), sử
dụng cả 7 loại dung môi để chiết tỏi (gồm nước cất, acid acetic 5%, ethanol 35%,
ethanol 70%, methanol 70%, axeton 70%, axetonitrile 70%) đều cho kết quả diệt vi
khuẩn E. coli 044 (phân lập từ phân gia cầm bị tiêu chảy),… [5].
Tác dụng phòng chống các bệnh tim mạch:
Cholesterol LDL, huyết áp và các tác nhân oxy hóa trong cơ thể người tăng
huyết áp có thể được giảm bằng cách bổ sung tỏi.
Theo Sangeetha và Darlin (2006), cho thấy rằng tỏi có thể làm giảm peroxit
lipit [46]. Hằng ngày, nếu sử dụng 1-2 tép tỏi có thể làm giảm 9% cholesterol.
Ngoài ra, tỏi còn có tác dụng phòng chống ung thư dạ dày, ung thư da; cải
thiện hệ xương,…

1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tỏi
Hiện nay, tỏi được trồng phổ biến trên 90 quốc gia ở châu Á, châu Mĩ, châu
Á và châu Đại Dương. Tuy nhiên, diện tích tập trung nhiều nhất ở các quốc gia:
Trung Quốc, Ấn Độ, Banglades, Nga và Hàn Quốc. Những năm gần đây, diện tích,
năng suất và sản lượng tỏi liên tục tăng, trong đó diện tích trồng tỏi ở châu Á là lớn nhất.
Theo thống kê của tổ chức FAO (2007), diện tích trồng tỏi trên toàn thế giới
là 1.072.000 ha và sản lượng đạt 11,8 triệu tấn, trong đó sản lượng ở khu vực châu
Á là 10,4 triệu tấn, chiếm 88,1% so với tổng sản lượng trên thế giới. Đến năm 2010,
diện tích trồng tỏi trên toàn thế giới đã tăng lên 1.199.929 ha, với tổng sản lượng
17.674.893 tấn/năm. Trong đó, Trung Quốc là nước sản xuất tỏi với sản lượng
khoảng 13.664.069 tấn/năm (chiếm hơn 77,3% sản lượng trên toàn thế giới), tiếp
đến là Ấn Độ và Hàn Quốc.
Tại Việt Nam, tỏi thường được trồng ở các tỉnh phía Bắc và Duyên hải miền
trung. Riêng ở tỉnh Ninh Thuận, tỏi là sản phẩm nổi tiếng được người dân cả nước
biết đến. Tỏi được trồng tập trung tại các xã Vĩnh Hải, Thanh Hải, Nhơn Hải của
huyện Ninh Hải; phường Mỹ Hải, Văn Hải, Mỹ Bình của thành phố Phan Rang-


10

Tháp Chàm và một số vùng của huyện Thuận Bắc. Tổng diện tích trồng tỏi toàn
tỉnh hiện nay là 216 hecta cho sản lượng tỏi tươi hằng năm trên 1500 tấn/năm. Tuy
nhiên, trong tỉnh chưa có cơ sở sản xuất tỏi, do đó tỏi sau khi thu hoạch được bán
dưới dạng tỏi tươi hoặc tỏi đã phơi khô. Bên cạnh đó, thực hiện chương trình hỗ trợ
doanh nghiệp về khoa học và công nghệ giai đoạn 2011-2015 đã được UBND tỉnh
ban hành tại Quyết định số 1323/QĐ-UBND ngày 15/06/2011. Ngày 19/09/2013,
Cục sở hữu trí tuệ đã có Quyết định số 51716/QĐ-SHTT, cấp giấy chứng nhận đăng
kí nhãn hiệu số 212580 cho tỏi Phan Rang. Ngoài ra, tỏi còn được trồng ở các vùng
nổi tiếng như Lý Sơn (Quảng Ngãi), Kim Môn (Hải Dương), Gia Lâm (Hà Nội),…
1.2. Khái quát về lên men tỏi

Lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ bị biến đổi dưới
tác dụng của enzym vi sinh vật. Bản chất của quá trình lên men là quá trình oxy hóa
khử sinh học [9].
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men:
Nhiệt độ ảnh hưởng đến cấu trúc protein, enzym do đó ảnh hưởng đến hoạt
động của enzym và hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật. Ngoài ra, nhiệt độ môi
trường lên men còn có tác dụng trên các phương diện sau:
- Tốc độ tạo thành và giải phóng sản phẩm.
- Trạng thái vật lí của hệ thống.
- Đảm bảo lọc chất lỏng khỏi sinh khối dễ dàng hơn [9].
Lên men tỏi là quá trình trao đổi chất, xảy ra các biến đổi về thành phần hóa
lý và các hoạt tính sinh học trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát chặt
chẽ. Trong một thời gian nhất định cho ra sản phẩm tỏi đen có giá trị về mặt dinh
dưỡng và y tế.
1.3. Giới thiệu về tỏi đen
1.3.1. Tỏi đen là gì
Tỏi đen là sản phẩm lên men tự nhiên từ tỏi tươi hay còn gọi là tỏi trắng,
trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và độ ẩm, không sử dụng hóa chất, phụ
gia và các nguyên liệu khác. Tỏi đen có giá trị dinh dưỡng và sinh học rất cao.


11

Hàn Quốc là nước đầu tiên làm ra tỏi đen nhờ vào kinh nghiệm dân gian.
Nhật Bản là nước tiêu thụ tỏi đen hàng đầu thế giới. Tỏi đen có ở Việt Nam cách
đây vài năm, đầu tiên do TS. Vũ Bình Dương (Học viện Quân Y) nghiên cứu đề tài
về ứng dụng tại Việt Nam và được sản xuất thử nghiệm thành công. Sau đó, được
các trung tâm nghiên cứu, các doanh nghiệp sản xuất và bán rộng rãi trên khắp cả nước.
1.3.2. Những biến đổi của tỏi sau khi lên men
Sự biến đổi một số thành phần hóa học của tỏi

Hàm lượng carbohydrat, lipit, protein ở trạng thái cân bằng, dễ hấp thụ, có
đầy đủ 18 acid amin.
Hàm lượng carbohydrat của tỏi có xu hướng tăng trong thời gian lên men. Sự
thay đổi này là do trong quá trình lên men, đường saccarose thủy phân thành các
đường đơn glucose và fructose dưới ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ cao, đồng
thời lượng acid tổng tăng trong thời gian lên men làm cho pH giảm, tạo điều kiện
thuận lợi cho phản ứng thủy phân xảy ra. Theo Choi và cộng sự (2014) cho thấy
hàm lượng carbohydrat của tỏi tăng khoảng 6 lần trong thời gian lên men, từ 2,73
g/kg (ở ngày lên men thứ 7) đến 16,07 g/kg (ở ngày lên men thứ 35) và nhiều số
liệu cao hơn so với hàm lượng carbohydrat của tỏi tươi là 1,52 g/kg [28]. Theo
nghiên cứu khác của Wang và cộng sự (2010), hàm lượng cacbohydrat trong tỏi
tươi là 28,7%, sau khi tỏi được lên men trong điều kiện nhiệt độ 65-80 ºC và độ ẩm
70-80% thì hàm lượng này trong tỏi ở ngày thứ 40 là 47,0% [50]. Kết quả này cho
thấy hàm lượng carbohydrat (glucose, fructose, sucrose và maltose) trong tỏi đen
tăng cao hơn so với tỏi tươi và nó liên quan đến vị ngọt của tỏi đen.
Hàm lượng lipid của tỏi sau khi lên men thấp hơn so với tỏi tươi. Lên men ở
nhiệt độ cao và thời gian kéo dài đã làm tăng tốc độ oxy hóa lipid trong tỏi, do đó
hàm lượng lipid giảm dần theo thời gian lên men.
Thành phần acid amin trong tỏi đen có sự thay đổi đáng kể. Theo Kim và
cộng sự (2012), sau khi lên men trong 40 ngày ở điều kiện 60-70 ºC và độ ẩm 8595%, kết quả thu được như bảng sau (Bảng 1.3)


12

Bảng 1.3. Tổng hàm lượng acid amin của tỏi tươi và tỏi đen [37]

(Đơn vị: mg/100 g chất khô)
Acid amin

Tỏi tươi

Tỏi đen

Alanine

102,02±6,61

174,37±2,01

Arginine

1543,65±15,78

1371,23±2,05

Aspartate

785,84±18,43

1064,27±8,66

Cysteine

295,24±5,08

381,86±14,86

Glutamate

1493,30±5,10

1835,57±21,33

Glycine

226,23±11,48

354,02±10,30

Histidine

319,19±5,42

796,62±7,01

Isoleucine

169,41±11,58

204,25±0,11

Leucine

318,31±14,16

432,64±6,84

Lysine

400,23±7,77

284,22±7,34

Methionine

47,20±3,92

66,60±1,08

Phenylalanine

188,99±11,67

238,33±0,81

Proline

1029,04±6,42

438,93±0,91

Serine

282,62±6,25

327,84±9,58

Threonine

381,72±12,39

220,99±0,13

Tyrosine

166,87±15,43

190,38±4,28

Valine

298,20±10,98

375,82±7,81

Total

8048,01±33,31

8757,94±103,45
(Nguồn: Theo Kim và cộng sự, 2012)

Hàm lượng chất chống oxy hóa cao hơn tỏi tươi nhiều lần, đặc biệt là
polyphenol, S-allyl cysteine (SAC),…và có giá trị dinh dưỡng gấp 3-5 lần tỏi tươi.
SAC là 1 acid amin chứa lưu huỳnh được hình thành bởi các dị hóa của gglutamylcysteine và chúng có tác dụng chống oxy hóa. Theo Bae và cộng sự
(2013), mẫu tỏi được lên men 45 ngày, sự biến đổi hàm lượng SAC trong quá trình
lên men ở các nhiệt độ khác nhau thì khác nhau, mẫu tỏi lên men ở nhiệt độ thấp
hơn sẽ có hàm lượng SAC cao hơn: hàm lượng SAC của mẫu tỏi lên men ở 40 ºC là

13

124,67 mg/g, trong khi mẫu tỏi lên men ở 85 ºC chỉ có 85,46 mg/g. Theo đó, cho
thấy nhiệt độ lên men góp phần làm tăng hàm lượng SAC ban đầu, sau đó, sự biến
đổi hàm lượng SAC có thể do các yếu tố khác như do sự giảm của alliin đã được
chứng minh ở các nghiên cứu khác [24]…Theo Wang và cộng sự (2010), tỏi sau khi
lên men 40 ngày ở nhiệt độ 65-80 ºC và độ ẩm 70-80%, hàm lượng SAC tăng gấp 8
lần so với tỏi tươi [50].
Sự biến đổi về cảm quan của tỏi sau khi lên men
Màu sắc: màu đen. Sự biến đổi cường độ màu nâu của tỏi theo thời gian lên
men có liên quan chặt chẽ đến phản ứng biến nâu phi enzym dưới tác dụng của
nhiệt như phản ứng Maillard, phản ứng oxy hóa polyphenol.
Vị: có vị ngọt chua dịu của hoa quả. Do hàm lượng carbohydrat tăng dần
theo thời gian lên men.
Mùi: không còn mùi hăng cay của tỏi, có hương thơm. Ở tỏi tươi có mùi
hăng cay khó chịu là do các hợp chất sunfur gây ra và xử lý nhiệt là phương pháp
phổ biến để loại bỏ chúng. Qúa trình lên men xảy ra đã chuyển hóa các hợp chất
này thành các hợp chất chống oxy hóa tan trong nước như S-allyl cysteine,
tetrahydro-β -carbolines, alkaloid,… [28]. Bên cạnh đó, mùi thơm đặc trưng của tỏi
đen còn được tạo ra nhờ aldehyt sinh ra từ phản ứng Maillard.
Trạng thái: mềm dẻo. Hàm lượng ẩm của tỏi giảm dần trong thời gian lên
men nên tỏi đen có trạng thái mềm dẻo.
Tỏi đen có thời gian bảo quản dài.
1.3.3. Một số tác dụng sinh học của tỏi đen
Bảo vệ cơ thể chống ung thư và giảm cholesterol trong máu: Sau quá trình
lên men, hợp chất S-allylcysteine và một dẫn xuất của amino acid cysteine (hợp
chất trong tỏi tươi) đã tăng lên rất nhiều lần. Hai hợp chất này có thể làm giảm
cholesterol và giảm nguy cơ bệnh ung thư. SAC được hình thành từ quá trình thủy
phân g-glutamyl-S-allyl cysteine (GSAC) bởi enzyme g-glutamyl transpeptidase
(Amagase và cộng sự, 2001; Bae và cộng sự, 2014) [19] [24], là một trong những

hợp chất acid amin chứa lưu huỳnh chính được cho là có nhiều tác dụng tốt đối với


14

sức khỏe. Bên cạnh đó, tỏi đen chứa etan acid sunfonic Thio ethyl este và diallyl
trisufide có thể ngăn chặn sự hình thành nitrosamine trong dạ dày. Ngoài ra, tỏi đen
có chứa các chất xơ hòa tan, có thể thúc đẩy nhu động đường ruột, hấp thụ những
chất gây ung thư, có khả năng làm giảm tỷ lệ mắc ung thư trực tràng,…
Bảo vệ cơ thể chống nhiễm trùng: Allicin trong tỏi đen có tác dụng chống vi
khuẩn, virus và hàng loạt các vi sinh vật gây bệnh. Một số chất bay hơi trong tỏi
đen cũng có vai trò quan trọng trong việc ức chế hoặc tiêu diệt các vi khuẩn gây
bệnh. Ngoài ra, ở tỏi đen, hợp chất S-allyl cysteine có tác dụng hỗ trợ sự hấp thụ
allicin, giúp cho sự hấp thụ và chuyển hóa allicin dễ dàng hơn, do đó thúc đẩy khả
năng tự bảo vệ cơ thể chống lại vi khuẩn, virus xâm nhập và nhiễm trùng.
Ổn định lượng đường trong máu: Tỏi đen có tác dụng điều chỉnh lượng
đường trong máu. Tỏi đen có chứa glycine có tác dụng làm giảm lượng đường
huyết trong máu, phòng ngừa và điều trị bệnh tiểu đường. Bên cạnh đó, tỏi đen
cũng chứa các S-metyl cysteine sulfoxid và S-allyl cysteine sulfoxid, sunfua này có
khả năng ức chế G-6-P enzym NADPH để ngăn chặn sự tàn phá insulin, có tác dụng
làm giảm đường huyết. Ngoài ra, allicin và vitamin B1 trong tỏi kết hợp với nhau
tạo thành Thiamine, một acid amin chống mỏi mệt, thúc đẩy sự phân hủy của
đường, kiểm soát sự gia tăng lượng đường trong máu. Theo Miao và cộng sự
(2014), tỏi đen có tác dụng chống chứng tăng huyết áp và hạn chế sự hình thành gốc
tự do [43].
Chống oxy hóa, cải thiện làn da: Tác dụng chống oxy hóa của tỏi đen rất cao
nhờ các chất chống oxy hóa. Dẫn xuất Tetrahydro-β-carboline trong tỏi đen được
xem như chất có khả năng chống ôxy hóa cao [28].
Bên cạnh đó, tỏi đen còn có các công dụng khác như: bảo vệ gan, chống các
bệnh đường hô hấp, tăng cường khả năng sinh lý,…

Theo TS. Vũ Bình Dương và cộng sự (2015) nghiên cứu về tính an toàn của
dịch chiết tỏi đen Lý Sơn trên thực nghiệm với mục tiêu đánh giá độc tính cấp
(ĐTC) và độc tính bán trường diễn (ĐTBTD) của dịch chiết tỏi Lý Sơn lần lượt trên
chuột nhắt và thỏ. Tiến hành đánh giá ĐTC của dịch chiết tỏi đen Lý Sơn trên chuột


15

nhắt dùng đường uống theo phương pháp của Abrham WB, Turner A; đánh giá
ĐTBTD trên thỏ, thỏ được uống dịch chiết tỏi đen hằng ngày liều 2 g/kg/24 giờ và
4 g/kg/24 giờ trong 42 ngày. Kết quả chưa tìm thấy LD50, với liều uống tối đa mà
chuột có thể uống được (10 g/kg thể trọng cơ thể (TLCT)); trên thỏ, dịch chiết tỏi
đen Lý Sơn ở các mức liều 2 g và 4 g/kg/24 giờ uống hằng ngày trong 42 ngày
không ảnh hưởng đến sự phát triển TLCT, các chỉ số điện tim, huyết học, sinh hóa
và mô bệnh học gan, lách, thận thỏ. Từ đó cho thấy dịch chiết tỏi đen Lý Sơn có
tính an toàn cao trên động vật thực nghiệm [3].
Theo Hồ Anh Sơn và cộng sự (2014), nghiên cứu tác dụng bảo vệ của dịch
chiết tỏi đen Lý Sơn đối với một số cơ quan lympho trên chuột bị chiếu xạ. Tiến
hành chia chuột nghiên cứu thành 4 nhóm: nhóm chứng sinh học không chiếu xạ
(CG) , nhóm chiếu xạ (RG), nhóm chiếu xạ - tỏi tươi (RFGG) và nhóm chiếu xạ tỏi đen (RBGG); chuột được chiếu xạ một liều duy nhất 7 Gy. Kết quả cho thấy sau
7 ngày sử dụng tỏi, quần thể tế bào lympho và tế bào tủy xương của nhóm RBGG
tương đương với nhóm CG; các nhóm khác có mật độ tế bào miễn dịch thấp hơn [18].
Theo Kim và cộng sự (2011), nghiên cứu về tác dụng của tỏi đen đối với
chuột béo phì được cho ăn ở chế độ nhiều chất béo, chuột được cho ăn ở hai chế độ
riêng biệt: chế độ ăn bình thường và chế độ ăn có nhiều chất béo trong 5 tuần. Sau
đó, nhóm ăn với chế độ có nhiều chất béo được chia thành 5 nhóm và được ăn với
chế độ khác nhau, trong đó có nhóm được bổ sung dịch chiết tỏi đen (100, 250 và
500 mg/ kg trọng lượng cơ thể) thêm 5 tuần nữa. Kết quả cho thấy ở nhóm chuột
này hàm lượng mô mỡ giảm đáng kể. Dựa vào kết quả có thể kết luận rằng dịch
chiết tỏi đen có khả năng cải thiện cân nặng cơ thể [36].

Theo Lee và cộng sự (2009), nghiên cứu về tác dụng chống oxy hóa của tỏi
và tỏi đen đối với động vật bị bệnh tiểu đường type 2 và nghiên cứu được tiến hành
trên chuột. Theo Hình 1.4, chỉ số TBARS của chuột được sử dụng tỏi đen thấp hơn
so với chuột đang bị bệnh tiểu đường type 2 và chuột được sử dụng tỏi. Kết quả này
cho thấy dịch chiết tỏi đen có khả năng ngăn ngừa các biến chứng của bệnh tiểu
đường [38].