Nghiên cứu đánh giá thành phần dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của tỏi đen một nhánh

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG VÀ HOẠT
TÍNH SINH HỌC CỦA TỎI ĐEN MỘT NHÁNH
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Đào Văn Minh
Sinh viên thực hiện

: Vũ Thị Chi Mai

Chuyên ngành

: Công Nghệ Sinh Học

Lớp

: 13-02

Hà Nội- 2017


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGH
NGHỆ SINH HỌC
C

KHÓA LU

LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THÀNH PH
PHẦN DINH DƯỠNG
NG VÀ HOẠT
HO
TÍNH SINH H
HỌC CỦA TỎI ĐEN MỘT
T NHÁNH
Giáo viên hướng dẫnn : ThS. Đào Văn Minh
Sinh viên thực hiệnn

:V
Vũ Thị Chi Mai

Chuyên ngành

: Công Ngh
Nghệ Sinh Học

Lớpp

: 13
13-02

Hà Nội- 2017


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường Viện Đại Học Mở
Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học đã dạy dỗ em
trong suốt 4 năm học tại trường và trang bị cho em nền tảng kiến thức khoa học
và tạo điều kiện tốt nhất cho em được làm báo cáo tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS. Đào Văn Minh
cán bộ phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện Nghiên Cứu Phát Triển Vùng Khoa
Học Việt Nam người đã trực tiếp hướng dẫn em phương pháp học tập và nghiên
cứu khoa học, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu
vừa qua.
Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Th.S Lê Thị Huyền cán bộ phòng vi
sinh- hóa sinh-sinh học phân tử- Viện Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm- trường
Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
Cuối cùng, em xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè và tất cả những người thân
yêu đã luôn động viên, khích lệ, giúp đỡ em trong quá trình học tập để em hoàn
thành bài luận văn này!

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2017
Sinh viên
Vũ Thị Chi Mai


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU

1

PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

3

1.1 Giới thiệu về cây tỏi

3

1.1.1 Khái quát về cây tỏi

3

1.1.2 Thành phần hóa học

4

1.1.3. Tác dụng của tỏi tươi

4

1.2. Tỏi đen

6

1.2.1. Giới thiệu chung về tỏi đen

6

1.2.2. Thành phần hóa học của tỏi đen

7

1.2.3. Tác dụng sinh học của tỏi đen

8

1.4.2. Thành phần hóa học của tỏi đen

12

1.4.3. Công dụng của tỏi đen

14

1.4.4. Tại sao phải lên men tỏi đen

17

1.5. Công nghệ chế biến mà nhóm nghiên cứu sử dựng trong khóa luận

19

1.6. Giới thiệu về các mẫu tỏi

20

PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 VẬT LIỆU

21
22

2.1.1 Nguyên liệu

22

2.1.2 Các hóa chất

22

2.1.3 Thiết bị dụng cụ

23

2.1.4 Môi trường

23

2.2 Phương pháp

23

2.2.1 Xác định hàm lượng protein

23

2.2.2 Xác định hàm lượng đường của tỏi(đường khử)

24

2.2.3. Xác định hàm lượng đường tổng

25

2.2.4. Xác định hàm lượng axit tổng

25


2.2.5. Xác định hàm lượng ẩm

26

2.2.6. Xác định lượng polyphenol toàn phần

26

2.2.7. Khả năng oxy hóa(quét gốc tự do)

28

2.2.8. Xác định hàm lượng Flavonoid

28

2.2.9. Phương pháp thử hoạt tính kháng khuẩn

28

2.2.10. Phương pháp chế biến tỏi đen
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

29
31

3.1. Sơ chế phân loại nguyên liêu

31

3.2. Hàm lượng protein(mg/g) của tỏi trong quá trình chế biến

32

3.3. Hàm lượng axit(mg/g) của tỏi trong quá trình chế biến

33

3.4. Hàm lượng ẩm(%)của tỏi trong quá trình chế biến

34

3.5. Hàm lượng đường khửcủa tỏi trong quá trình chế biến

35

3.6. Hàm lượng đường tổngcủa tỏi trong quá trình chế biến

37

3.7. Hàm lượng Flavonoid(mg/g) của các mẫu tỏi

38

3.9. Hàm lượng polyphenol(mg/g) tổng

39

3.10. Khả năng chống oxy hóaSau quá trình lên men hàm lượng

41

3.11. Kết quả khả năng kháng khuẩn của của tỏi

42

3.12. Xây dựng tiêu chuẩn tỏi đầu vào tỏi sau chế biến

44

PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

45


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Cây tỏi tươi

3

Hình 1.2: Hình ảnh tỏi đen một nhánh

7

Hình 1.3: Tỏi đen (Black Garlic ............................................................................... 8

Hình 1.4: Thiết bị chế biến tỏi đen.......................................................................... 20
Hình 1.5: Tỏi tươi 1 nhánh Sơn La(bên phải) và tỏi Trung Quốc 1 nhánh( bên
trái)

29

Hình 2.1: Công nghệ lập trình sẵn quá trình chế biến tỏi đen

30

Hình 3.1: Quá trình sơ chế tỏi nguyên liệu

31

Hình 3.2: Sự thay đổi hàm lượng protein của các loại tỏi trong quá trình chế
biến

32

Hình 3.3: Tỏi sau 7 ngày chế biến(5:tỏi Trung Quốc 1 nhánh;7: tỏi Sơn La 1
nhánh

33

Hình 3.4: Sự thay đổi hàm lượng axit của các loại tỏi trong quá trình chế biến

34

Hình 3.5: Sự thay đổi về độ ẩm của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến.

35

Hình 3.6: Sự thay đổi về hàm lượng đường khử của các mẫu tỏi trong quá trình
chế biến
39
Hình 3.7: Sự thay đổi về hàm lượng đường tổng của các mẫu tỏi trong quá trình
chế biến
37
Hình 3.8: Sự thay đổi hàm lượng Flavonoid của các mẫu tỏi trong quá trình chế
biến
43
Hình 3.9: Sự thay đổi hàm lượng Polyphenol trong quá trình chế biến

43

Hình 3.10: Khả năng chống oxy hóa(%) của các mẫu tỏi trong quá trình chế
biến

41

Hình 3.11: Phản ứng chống oxy hóa bằng thuốc thử DPPH ................................ 42
Hình 3.12: Khả năng diệt vi khuẩn E.coli của dịch chiết tỏi .................................. 43
Hình 3.13: Khả năng kháng khuẩn của các mẫu tỏi trong các giai đoạn ............ 43


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các đặc tính lí hóa của tỏi đen

11

Bảng 1.2: So sánh hàm lượng axit amin trong tỏi đen và tỏi thường

32

Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật của máy chế biến tỏi đen

33

Bảng3.1: Hàm lượng protein(mg/g)của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến32
Bảng 3.2: Hàm lượng axit(mg/g) của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến

34

Bảng 3.3: Độ ẩm(%) của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến.

34

Bảng 3.5: Hàm lượng đường khử của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến.

35

Bảng 3.6: Hàm lượng đường tổng của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến.

37


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
nm

nanometer

mg

miligram

mM

milimol

kg

kilogram

ml

mililitre

G

gram

µl

microlitre

Agar

Agarose

FG

Fresh Garlic

BG

Black Garlic

DNS

Acid-Dinitro-Salicylic

E.coli

Escherichia coli

TBC

Trung bình cộng

SAC

S-allyl-cystein


LỜI MỞ ĐẦU
Tỏi được sử dụng trên thế giới từ hơn 4000 năm trước, dùng làm gia vị,
kích thích tiêu hóa, dùng như loại thuốc chữa một số bệnh như: rối loạn tiêu hóa,
viêm khớp, tiểu đường, cảm lạnh, sốt rét, lao… Những nghiên cứu gần đây đã
phát hiện thêm nhiều công dụng của tỏi như: ức chế, tiêu diệt tế bào ung thư, hạ

huyết áp, giảm cholesterol máu, phòng ngừa trụy tim mạch, ức chế sự phát triển
của vi sinh vật gây bệnh... Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu của tỏi là mùi khó chịu
do các hợp chất sulfur gây ra. Để khắc phục nhược điểm này, tỏi cần phải lên
men tạo thành tỏi đen. Sản phẩm tỏi đen có vị ngọt, không cay, hơn nữa không
còn mùi khó chịu và còn làm tăng tác dụng chống oxy hóa của tỏi đen lên rất
nhiều lần so với tỏi tự nhiên, Kết quả này khiến cho tỏi đen có tác dụng như vị
thuốc đặc trị -chống oxy hóa, chống lão hóa, phòng chống bệnh ung thư, các
bệnh nan y…
Quá trình lên men tự nhiên đã chuyển hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh
thành dạng hòa tan được trong nước như S-allyl-L-cysteine, Alliin, Isoalliin,
Methionin, Cycloalliin… Đây là những hợp chất quan trọng làm tăng tác dụng
dược lý của tỏi. Ngoài ra, sau khi lên men hàm lượng carbohydrate tăng lên,
điều này giải thích tại sao tỏi đen có vị ngọt. Cơ chế tác dụng của tỏi đen không
phải bằng cách trực tiếp gây độc tế bào mà thông qua con đường kích thích đáp
ứng miễn dịch, loại trừ khả năng di căn của các tế bào khối u. Nghiên cứu cũng
chỉ ra tỏi đen giàu S-allyl-L-cysteine (SAC) làm giảm sự phát sinh của khối u
ruột kết và các tụ điểm ẩn khác thường, những dấu hiệu lâm sàng sớm nhất của
ung thư ruột kết. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy tỏi đen có hiệu lực hóa liệu dự
phòng đối với các tác nhân gây ung thư bằng cách ức chế sự nhân lên của tế bào
khối u. Ngoài ra, tỏi đen còn có tác dụng điều hòa đường huyết, tăng cường khả
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

1


năng sinh lý ở cả nam và nữa. Như vậy, tỏi đen được tạo ra sau quá trình lên men
có các tác dụng sinh học hơn hẳn so với tỏi thông thường.
ỞViệt Nam, có giống tỏi một nhánh được trồng tại Lý Sơn (Quảng Ngãi),
Phù Yên (Sơn La) và các vùng chuyên canh tỏi ở Hải Dương, Bắc Ninh. Tỏi một
nhánh từ lâu đã là sản phẩm nổi tiếng được sử dung ngâm rượu làm thuốc trong

dân gian. Hiện nay trên thị trường chủ yếu dùng tỏi một nhánh nhập khẩu để lên
men tạo tỏi đen, cũng chưa có nghiên cứu nào đánh giá chất lượng và hoạt tính
sinh học tỏi đen một nhánh. Do đó nhóm nghiên cứu thực hiên đề tài: “Nghiên
cứu đánh giá thành phần dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của tỏi đen một
nhánh”
Mục đích và nội dung đặt ra
a. Mục đích.
- Lên men tạo tỏi đen một nhánh từ sản phẩm đươc trồng trong nước.
- Đánh giá và so sánh chất lượng tỏi trước lên men và sau lên men.
b. Nội dung nghiên cứu
-Phân tích, so sánh các đặc tính lí hóa của tỏi trước khi lên men và tỏi sau
khi lên men.
-Đánh giá đặc tính sinh học (khả năng kháng khuẩn, chống oxi hóa)

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

2


PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1 Giới thiệu về cây tỏi
1.1.1 Khái quát về cây tỏi
Tỏi (Allium sativum L) là một loài thuộc chi hành. Mà từ lâu đã được sử
dụng như là một gia vị ẩm thực và y tế thảo mộc. Tỏi có nhiều lợi ích về sức
khoẻ và đặc biệt cải thiện tiêu hóa[1]. Các thành phần chính trong tỏi là hợp chất
hữu cơ và enzyme hoạt tính sinh học. Trong số này, allicin được biết đến với
dược lý tài sản, bao gồm cả chống vi khuẩn, chống tăng lipid, chống khối u, và
hoạt động miễn dịch. Tuy nhiên, tiêu dùng và ứng dụng tươi tỏi (FG) trong thực
phẩm và thuốc bị hạn chế do mùi đặc trưng, vị cay và xu hướng gây ra đau bụng.
Tỏi có nguồn gốc Trung Á, hiện nay được trồng khắp nơi trên thế giới để

làm gia vị. Ở Việt Nam, Tỏi được trồng nhiều ở Hà Bắc, Hải Hưng, Quảng Ngãi,
Ninh Thuận…

Hình 1: Cây tỏi tươi

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

3


1.1.2 Thành phần hóa học
Theo tài liệu Cây thuốc và động vật làm thuốc ở việt nam tập II – Nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật:
Ngoài protein, carbonhydrat, các nguyên tố khoáng thì tỏi trắng có các hợp
chất khác quyết định tác dụng sinh học của tỏi.
Tinh dầu: chiếm 0,06-0,1 % chủ yếu là các hợp chất hữu cơ chứa lưu
huỳnh và cho mùi tỏi đặc trưng. Khi các tế bào tỏi bị phá vỡi sẽ có mùi tỏi bốc
lên, mùi này là do sự có mặt của các hợp chất sulfua như: S-alkyl –L. cystein
sulphoxid (alkyl; methyl propyl, vinyl, allyl.. ) và γ- glutamin-S-akyl cystein.
Thành phần chính trong tỏi chưa bị phá hủy là alliin (S-allyl-L-cystein
sulphoxid) chất này bị phân giải bởi men alliinase cho allicin chất này bị oxy hóa
thành diallyl disulphid chất này là thành phần chính trong tinh dầu tỏi. Các sản
phẩm ngưng tụ khác của allicin như ajoen, vinyldithiin. Thành phần chính quyết
định hoạt tính của tỏi trắng là allicin nhưng hợp chất này gây mùi hôi khó chịu
và vị cay nồng, chất này cũng tương đối không ổn đinh và khi bị biến đổi tạo ra
hợp chất mới có tính độc nhẹ và có thể gây kích ứng. Theo tài liệu nghiên cứu
mới đây 2014, Sang Eun Bae và cộng sự Trường đại học Korea, Seoul đã nghiên
cứu sự thay đổi hàm lượng của S-allyl cystein (SAC) trong tỏi trắng và sau khi
sử lý nhiệt (chất này được chứng minh có rất nhiều tác dụng dược học). Nhóm
tác giả đã đưa ra kết quả nghiên cứu định lượng 19,61µg/g nguyên liệu khô, và

124,67µg/g nguyên liệu khô khi đã sử lý nhiệt. Tác giả cho biết SAC cũng thể
hiện nhiều tác dụng sinh dược và tương đối bền nhiệt, môi trường pH .., nhưng
không độc, không gây kích ứng. Hàm lượng polyphenol ttrong tỏi trắng không
đáng kể.
1.1.3. Tác dụng của tỏi tươi
Dưới đây là một số công dụng chính của tỏi đối với sức khoẻ con người:
Tác dụng đối với hệ tim mạch
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

4


Tỏi đã được khoa học chứng minh là có tác dụng hạ mỡ máu, hạ huyết áp và
giảm ngưng tập tiểu cầu ở người lớn, từ đó góp phần làm giảm tỷ lệ mắc các
bệnh tim mạch do xơ vữa như nhồi máu não, nhồi máu cơ tim... Cần thận trọng
khi dùng đồng thời tỏi với các thuốc chống đông máu và thuốc chống ngưng tập
tiểu cầu như aspirin, clopidogrel, vì có thể làm tăng nguy cơ chảy máu. Ngoài ra,
cũng nên tránh dùng các chế phẩm từ tỏi khoảng một tuần trước khi phẫu thuật
để giảm nguy cơ chảy máu kéo dài trong và sau phẫu thuật.
Tác dụng chống ung thư
Các nghiên cứu gần đây cho thấy, ăn nhiều tỏi và các loại rau củ thuộc họ
allium như hành, hẹ, tỏi tây giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh ung thư dạ dày,
ung thư đại trực tràng, ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến và ung thư vòm họng.
Tác dụng kháng khuẩn
Tỏi có khả năng kháng lại nhiều chủng vi khuẩn, virus, nấm và ký sinh
trùng. Trong y học cổ truyền của nhiều dân tộc, tỏi thường được dùng để điều trị
các bệnh nhiễm khuẩn ở đường tiêu hoá, hô hấp và ngoài da. Sử dụng 1-2 nhánh
tỏi tươi mỗi ngày ở người lớn sẽ không gây ra tác dụng phụ nào đáng kể ngoại
trừ việc tạo ra mùi khó chịu của hơi thở và mồ hôi.
Ăn một số lượng lớn tỏi tươi, nhất là vào lúc đói có thể gây cảm giác khó

chịu, đầy chướng bụng, buồn nôn, ỉa chảy và rối loạn hệ vi khuẩn đường ruột.
Đắp tỏi tươi có thể gây cảm giác rát bỏng, viêm da và nổi bọng nước tại chỗ.
Ngoài ra, việc dùng viên tỏi khô kéo dài có thể gây giảm đường huyết trong một
số trường hợp.
Các tác dụng khác:
Chữa các bệnh răng miệng: Tỏi có tác dụng tốt chữa viêm khoang miệng,
các bệnh viêm chân răng, biến chứng sau khi nhổ răng.
Chữa bệnh mắt: Nhũ tương tỏi có tác dụng giúp phát triển tế bào biểu mô
giác mạc bị tổn thương. Chống xơ cứng động mạch mắt làm giảm nhãn áp.
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

5


Chữa bỏng và lở loét ngoài da: Thuốc mỡ tỏi đông khô có tác dụng chữa
bỏng và lở loét trên da rất tốt. Có tác dụng diệt vi khuẩn mạnh. Kích thích phát
triển tế bào hạt, tăng trưởng biểu mô, làm vết thương mau lành.
Chữa màng nhĩ thủng: Vỏ giấy củ tỏi (mỏng như giấy cuốn thuốc lá) dùng
để vá màng nhĩ bị thủng rất hiệu quả.
Chữa phong thấp và đau thần kinh: Tỏi có hoạt tính kháng viêm khá mạnh
so với các thuốc kháng viêm có nguồn gốc thực vật khác. Nó được dùng chữa
đau thần kinh, phong thấp, đau khớp háng và hệ cơ, phần lưng dưới.
Làm cho trẻ bú sữa nhiều hơn: Cho mẹ dùng 1,5g chất chiết tỏi sẽ làm cho
trẻ bú sữa nhiều hơn 140% so với trẻ khác.
1.2. Tỏi đen
1.2.1. Giới thiệu chung về tỏi đen
Tỏi đen (BG) là một thực phẩm chế biến mới được chế biến bằng cách tẩy
toàn bộ tỏi thô để chế biến nhiệt tại 70 ~ 80°C trong điều kiện độ ẩm được kiểm
soát cho 1 ~ 3 tháng không có chất phụ gia[3]. Thực phẩm chế biến này có một
vị trái cây và có thể ăn được ở dạng chưa chín. Xử lý nhiệt gây ra nhiều phản

ứng hóa học trong tỏi, như màu nâu enzyme và phản ứng Maillard, gây ra màu
sắc của nó để thay đổi từ trắng và vàng đến tối nâu. Trong quá trình gia nhiệt,
không ổn định và khó chịu các hợp chất trong tỏi sống được chuyển thành ổn
định và các hợp chất không có hương vị. Kết quả là, BG nói chung có vị chua
ngọt thay vì mùi cay và hương vị[4]. Hơn nữa, BG không gây đau bụng hoặc các
rối loạn dạ dày ruột[5], đã được báo cáo có hoạt tính chống oxy hóa mạnh hơn
FG[6], và cho thấy hiệu quả tốt hơn để phòng ngừa bệnh chuyển hóa và chứng
gan nhiễm độc rượu. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã được tiến
hành để điều tra các hợp chất hoạt tính sinh học trong BG (tổng số phenol;5hydroxymethylfurfural) và các hoạt động chức năng của chúng. Tuy nhiên, có
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

6


thông tin hạn chế về thay đổi chất lượng của BG trong quá trình xử lý nhiệt[7].
Nghiên cứu này nhằm mục đích nghiên cứu các đặc tính hóa lý của BG sau các
bước xử lý nhiệt khác nhau bằng cách phân tích các khoáng chất, đường miễn
phí, axit amin, thiosulfinate, và hàm lượng axit pyruvic, cũng như sự thay đổi
trong độ ẩm, tro, cường độ nâu và độ pH đểđánh giá ảnh hưởng của quá trình
nhiệt lên tỏi. Những kết quả này có thể góp phần vào sự hiểu biết của chúng ta
về vai trò của nhiệt xử lý chất lượng của BG.

Hình 1.2: Hình ảnh tỏi đen một nhánh
1.2.2. Thành phần hóa học của tỏi đen
- Trong quá trình lên men, hàm lượng các và thành phần các axit amin dễ
hấp thụ đã tăng lên đáng kể so với tỏi trắng.
- Các hợp chất carbonhydrat cũng được chuyển hóa thành đường kiến tỏi
có vị ngọt.
- Các tinh dầu một phần được bay ra không khí một phần được chuyển hóa
thành các chất không mang mùi vị như tỏi trắng.

- Trong quá trình lên men, các tế bào tỏi cũng được phá hủy nhưng trong
điều kiện không có oxy nên chất Alliin trong tỏi chuyển hóa thành các hợp chất
SAC, Ajoeme, Allylmercaptocysteine.. và hầu như không có allicin. Các chất
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

7


này cũng đã được khẳng
ng định có nhiều ưu điểm hơn
n allicin như tác dụng dược
học, tính ổn định,
nh, và tính tan ccủa chúng.
- Một nhóm chấtt vô cùng quan tr
trọng
ng là polyphenol có tác dụng
d
quan trọng
trong các cây thuốcc thì trong ttỏi sau lên men thành tỏi đen đã tạo
o ra hàm lượng
l
các chất này khá lớnn chi
chiếm từ 0,5 - 2% trọng lượng
ng khô, trong khi đó ở tỏi trắng
chỉ chiếm 0,08-0,1%.
1.2.3. Tác dụng
ng sinh h
học của tỏi đen

Hình 1.3: Tỏi đen ( Black garlic)

Tỏi đen
en (Black Garlic) là m
một sản phẩm được chế biến từ tỏi bằằng cách lên men
toàn bộ củ tỏii (Allium sativum L.) dưới sự kiểm soát chặt chẽ nhiệt
nhi độ và độ ẩm
trong khoảng 33-55
55 ngày, kkết quả là thu được tỏi có màu đen và vị
v ngọt không
còn mùi cay hăng củaa ttỏi thường và có tác dụng gấp hàng chụ
ục lần tỏi thường.
Trong quá trình biếnn đđổi so với tỏi tươi, đó là hàm lượng
ng polyphenol tăng
t
gấp
bảy trong tỏi đen
en [42], hàm llượng axit amin tăng 2,5 lần
n [36]. Tỏi
T cũng đã được
sử dụng như một loạii thu
thuốc truyền thống cho một loạtt các hiệu
hi ứng sinh học,
chẳng hạn như tăng khảả năng chịu đựng, giúp tiêu hóa để ngăn
ăn ngừa
ng tiêu chảy và
nhiễm giun, và điều trị bệnh tim, viêm khớp và mệt mỏi.
Gần đây, nhiềuu nghiên ccứu đã chỉ ra tỏi có một loạtt các tác dụng
d
sinh học,
bao gồm chất chống
ng oxy hóa [42], kháng khu

khuẩn,
n, kháng viêm [40], chống
ch
dị
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

8


ứng[26], chống ung thư [54], hạ đường huyết[54], hepatoprotective, và trừ sâu
[41]. Bởi vì tính các hoạt tính sinh học của tỏi có liên quan đến polyphenolic,
chất chống oxy hóa và các hợp chất lưu huỳnh trong tỏi[7] nên khi tỏi được
nghiền nát hoặc bị hư hỏng, một số các thành phần chứa hoạt tính sinh học của
lưu huỳnh tạo ra mùi hăng mạnh gây ra mùi khó chịu trong hơi thở của người sử
dụng.
Để làm rõ BG đã thay đổi thế nào trong quá trình 35 ngày lên men, các đặc
tính hóa lý, lượng chất chống oxy hóa, và các hoạt động chống oxy hóa được
đánh giá trong điều kiện kiểm soát 70°C và 90% độ ẩm tương đối. Kết quả
nghiên cứu cho thấy lượng đường giảm và tổng số axit của BG tăng trong giai
đoạn lên men, trong khi pH giảm từ 6,33-3,74. Màu sáng và độ vàng giá trị của
BG triệt giảm trong giai đoạn lên men, trong khi giá trị bị đỏ tăng lên đáng kể.
Các thành phần chống oxy hóa, bao gồm: polyphenol và flavonoid tổng có trong
BG tăng đáng kể cho đến ngày thứ 21 lên men (p <0,05) và tương ứng với các
các hoạt động chống oxy hóa của BG, đo bằng DPPH, ABTS, FRAP, và các thử
nghiệm giảm năng lượng, lên cao nhất vào ngày thứ 21 của quá trình lên men.
Những kết quả này chỉ ra rằng BG không chỉ có tính chống oxy hóa trong giai
đoạn lên men mà còn có thể đạt tính chống oxy hóa tối ưu của nó vào ngày thứ
21 của giai đoạn lên men. Trong quá trình lên men, xảy ra phản ứng chuyển hoá
các hợp chất chứa lưu huỳnh như methionin, cystein, methanethiol… thành
những hợp chất mới chứa lưu huỳnh có khả năng tan trong nước như S-allyl-Lcysteine, Alliin, Isoalliin, Methionin, Cycloalliin, các dẫn chất của Cysteine, các

dẫn chất của Tetrahydro-β-carboline có tác dụng chống oxy hóa [14;42] , SAllylcysteine được hình thành bởi sự dị hóa của γ-glutamylcysteine và nó ức chế
quá trình ôxy hoá có liên quan với sự lão hóa và các bệnh khác nhau [8]. Các dẫn
xuất tetrahydro-β-Carboline được hình thành bằng cách ngưng tụ giữa
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

9


tryptophan và aldehyde, tương tự như việc sản xuất axit pyruvic bằng con đường
Allin-allicin hoặc các quá trình phản ứng Maillard [15]. Hơn nữa, một số nghiên
cứu đã báo cáo rằng dịch chiết của tỏi đen có khả năng chống oxy hóa, chống dị
ứng, chống bệnh tiểu đường, chống viêm, hypocholesterol, hypolipidemic, và có
tác dụng chống ung thư [15;25]. Tuy nhiên, những nghiên cứu đã sử dụng các
giai đoạn lên men khác nhau, dao động từ 4-40 ngày. Từ đó, chúng tôi đưa ra
giải thuyết nên tối ưu các điều kiện trong giai đoạn lên men để các thuộc tính
chống oxy hóa có trong BG đạt mức tối đa. Mục tiêu của nghiên cứu này là để
xác định các tính chất hóa lý của BG trong 35 ngày của giai đoạn lên men và xác
định thời gian lên men tối ưu để đặc tính chống oxy hóa của BG đạt mức tối đa.
Để đạt được điều này, chúng ta định lượng nồng độ các hợp chất hoạt tính sinh
học, bao gồm polyphenol tổng số và dung lượng flavonoids, và các hoạt động
chống oxy hóa của BG, sử dụng 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2azino-bis- (3 ethylbenzothiazoline -6-sulfonic acid) (ABTS) sắt làm giảm khả
năng chống oxy hóa (FRAP), và giảm khả năng phân tích. Đây là những hợp
chất rất quan trọng làm tăng tác dụng của sản phẩm tỏi đen thu được. Ngoài ra,
sau khi lên men tự nhiên, hàm lượng Carbohydrate đã tăng từ 28,7% (trong tỏi
tươi) lên tới 47,9% (trong tỏi đen), điều này giải thích tại sao tỏi đen có vị ngọt
của trái cây. Ngoài ra, chúng ta còn tìm hiểu được một số đặc tính lý hóa quan
trọng của tỏi đen trong giai đoạn lên men. Được thể hiện ở Bảng 1.1[18]

Bảng 1.1: Các đặc tính hóa lý của tỏi đen
Thành

Thời gian lên men ( ngày )

phần

0

7

14

21

28

35

Độ ẩm

64.21±1.48

32.72 ±

31.77 ±

31.12 ±

29.55 ±

29.88 ±

(%)

a

0.97b

2.60b

0.17 b,c

0.39 c

0.49 c

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

10


Axit tổng

0.40 ±

1.30 ±

1.50 ±

1.70 ±

2.3 ±

2.60 ±

số

0.01e

0.01d,e

0.02c,d

0.03c

0.06b

0.03a

6.33 ±

5.49 ±

4.41 ±

4.22 ±

4.07 ±

3.74 ±

0.07e

0.09d,e

0.17c,d

0.08c

0.02b

0.062a

Đường

1.52 ±

2.73 ±

12.42 ±

15.96 ±

15.98 ±

16.07 ±

giảm

0.01d

0.32c

0.85b

0.29a

0.23a

0.38a

68.44 ±

15.67 ±

9.28 ±

5.61 ±

5.19 ±

4.33 ±

1.66a

2.41b

1.74c

0.68d

1.11d

2.02d

-3.84 ±

6.13 ±

5.45 ±

5.23 ±

3.18 ±

2.73 ±

0.46c

0.95a

0.94a

1.06a

1.46b

1.01b

26.59 ±

10.65 ±

2.37 ±

-3.07 ±

-3.76 ±

-3.86 ±

1.76a

4.16b

7.47c

4.60d

3.59d

1.49d

(mg/kg)
Ph

(g/kg)
L*
a*
b*

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

11


Hàm lượng acid trong tỏi đen tăng đáng kể so với tỏi sống, trong khi độ pH
của tỏi đen lại giảm 5,49-3,74, khi so sánh với 6.33 trong tỏi sống, trong giai
đoạn lên men (p <0,05). Hàm lượng đường khử của BG tăng khoảng 6 lần, từ
2,73 g / kg vào ngày thứ 7 đến 16.07 g / kg vào ngày thứ 35, và các giá trị này
cao hơn so với tỏi sống (1,52 g / kg). Kết quả này cũng phù hợp với các dữ liệu
của Choi et al. Các hàm lượng đường khử của BG tăng khoảng 6 lần, từ 2,73 g /
kg vào ngày thứ 7 đến 16.07 g / kg vào ngày thứ 35, và các trị số này cao hơn so
với tỏi sống (1,52 g / kg) đáng kể. Kết quả này cũng phù hợp với các dữ liệu của
Choi et al. [23]. Trong đó cho thấy hàm lượng đường trong BG (ví dụ như
glucose, fructose, sucrose, và maltose) tăng so với tỏi tươi và hấp. Hơn nữa, tăng
hàm lượng đường này của BG có thể liên quan đến hương vị ngọt của nó. Màu
sắc là một trong những đặc điểm quan trọng nhất đánh vào tâm lý của người tiêu
dùng khi lựa chọn sản phẩm. Các màu sắc của BG đổi thành màu nâu sẫm trong
giai đoạn lên men ( hình 2 )Màu đỏ (a * giá trị) của BG tăng đáng kể trong giai
đoạn lão hóa, trong khi độ sáng (L * giá trị) và vàng (b * giá trị) giảm tương đối
so với tỏi sống.
1.4.2. Thành phần hóa học của tỏi đen
Thành phần hóa học của tỏi đen chứa chủ yếu các axit amin, peptide, protein,
enzyme, glicozit, vitamin, … Các thành phần quý trong tỏi thường không chỉ
được giữ nguyên mà còn tăng lên rất nhiều lần trong tỏi đen (Cục an toàn thực
phẩm số: 122209/2013/ATTP-XNCB). Ngoài ra, những con số biết nói sau đây
về so sánh hàm lượng axit amin trong tỏi đen cho thấy giá trị dinh dưỡng trung
bình của tỏi đen gấp từ 3-5 lần tỏi thường, có những chỉ tiêu mà tỏi đen vượt tỏi
thường 800-900% ( bảng 3):

Bảng 1.2: . So sánh hàm lượng axit amin trong tỏi đen với tỏi thường
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

12


Acid amin

Hàm lượng trong Hàm lượng trong

Tỷ lệ khác biệt giữa 2

tỏi thường

tỏi đen

loại

Tryptophan

66

580

879%

Threonine

157

376

239%

Isoleucine

217

404

186%

Leucine

308

737

239%

Lysine

273

549

210%

Methionine

76

116

153%

Cystine

65

318

489%

Phenyalanine

183

534

292%

Tyrosine

81

592

731%

Valine

291

1040

357%

Arginine

634

1964

310%

Histidine

113

318

281%

Alanine

132

722

547%

Aspartic acid

489

1560

319%

Glutamic acid

805

2456

305%

Glycine

200

563

282%

Proline

100

318

318%

Serine

190

477

251%

Tổng

4380

13624

311%

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

13


Qua nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới và trong nước tỏi đen không
những là một thực phẩm quý bởi thành phần cũng như hàm lượng các chất dinh
dưỡng tăng cao mà nó còn chứa nhiều hoạt chất hoạt động có công dụng phòng,
chữa bệnh có hiệu quả.
1.4.3. Công dụng của tỏi đen

•Hỗ trợ điều trị ung thư và giảm cholesteron
Quá trình lên men dài đã biến tỏi bình thường thành một loại "siêu tỏi"
(super-garlic). Hợp chất S-allylcysteine (một thành phần tự nhiên có trong tỏi
tươi) và một dẫn xuất của amino acid cysteine được thấy có hàm lượng lớn hơn
nhiều trong tỏi đen so với tỏi tươi [36]. Hai thành phần đó có thể làm giảm
cholesteron và giảm nguy cơ bị ung thư [14]. Ngoài các tác dụng giống như tỏi
thông thường, tỏi đen còn có thêm những tác dụng rất quý. Các nghiên cứu về
tác dụng sinh học của tỏi đen cho thấy các hợp chất sulfur hữu cơ, dẫn chất của
Tetrahydro-β-carboline được hình thành từ quá trình lên men có hoạt tính mạnh,
dọn gốc tự do và ức chế quá trình peroxy hoá lipid cao hơn tỏi thường. Kết quả
nghiên cứu quá trình lên men tỏi thành tỏi đen cho thấy dịch chiết tỏi đen có hiệu
lực mạnh kháng lại các tế bào khối u, do vậy có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị
ung thư [15;25] . Cơ chế tác dụng của tỏi đen không phải bằng cách trực tiếp gây
độc tế bào mà thông qua con đường kích thích đáp ứng miễn dịch, loại trừ khả
năng di căn của các tế bào khối u. Nghiên cứu cũng chỉ ra tỏi đen giàu S-allyl-Lcysteine[2] làm giảm sự phát sinh của khối u ruột kết và các tụ điểm ẩn khác
thường, những dấu hiệu lâm sàng sớm nhất của ung thư ruột kết. Tỏi đen có hiệu
lực hoá liệu dự phòng đối với các tác nhân gây ung thư bằng cách ức chế sự nhân
lên của tế bào khối u. Tăng cường khả năng miễn dịch góp phần tích cực trong
việc phòng chống bệnh tật, ngăn ngừa ung thư. Giúp bảo vệ cơ quan tạo máu và

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

14


cơ quan miễn dịch trước các tia xạ. Góp phần làm hạn chế các tác dụng gây hại
của tia xạ với những bệnh nhân ung thư đang xạ trị.
• Tăng cường sức đề kháng cho cơ thể
Ở trong tỏi đen, S-allylcysteine hỗ trợ sự hấp thụ allicin [2], giúp cho sự
hấp thụ và chuyển hóa allicin dễ dàng hơn, do đó thúc đẩy mạnh mẽ khả năng tự

bảo vệ của cơ thể chống lại vi khuẩn, vi rút xâm nhập, nhiễm trùng. Tăng cường
khả năng miễn dịch [53], có tác dụng nâng cao thể trạng, bồi bổ cơ thể, kích
thích tiêu hóa, giúp ăn ngủ tốt đặc biệt ở người cao tuổi.
• Khả năng chống oxy hóa nâng cao tuổi thọ.
Tỏi đen được chứng minh có đặc điểm chống ô-xy hóa cao gấp 2 lần tỏi
thông thường[42]. Khả năng chống o-xy hóa cao giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tổn
hại do các gốc tự do mang lại thông qua các quá trình trao đổi chất bình thường
trong cơ thể hoặc từ các tác nhân độc hại bên ngoài như khói bụi, rượu bia, thuốc
lá, cafein và thậm chí là rau xanh chứa các chất phenol ăn hàng ngày, do đó được
tin là có thể làm chậm lại quá trình lão hóa cơ thể. Hiện nay, trên thế giới, tỏi đen
đã được sử dụng khá phổ biến không chỉ làm thức ăn mà còn làm thuốc chống
oxy hoá, tăng cường miễn dịch.
Vì thế tỏi đen trở thành loại thực phẩm lý tưởng để hỗ trợ điều trị cho các
bệnh mãn tính (gây ra bởi các tế bào bị hư tổn do các gốc tự do) như bệnh tim,
bệnh Alzheimer, …
• Điều chỉnh nồng độ đường huyết.
Tỏi đen có thể ảnh hưởng đến sự tổng hợp glycogen gan, làm giảm lượng
đường trong máu[54] và làm tăng mức độ insulin huyết tương. Tỏi đen cũng
chứa các S-methyl cysteine sulfoxide và S-allyl cysteine sulfoxide [2], sunfua
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

15


này có thể ức chế G-6-P enzyme NADPH, để ngăn chặn sự tàn phá của insulin,
có tác dụng hạ đường huyết, …
• Công dụng làm đẹp da
Hàm lượng các vitamin như B1, B2, C, E trong tỏi đen tăng lên 2 lần (so
với tỏi trắng) có tác dụng kích thích quá trình chuyển đổi protein, giải độc, tăng
cường sức đàn hồi của da, ức chế sinh sắc tố và ứng đọng các sắc tố khác

thường.
• Các công dụng khác
Sự lên men tỏi tươi để hình thành nên tỏi đen làm giảm mùi hăng cay của
tỏi tươi, làm cho tép tỏi trở nên ngon miệng hơn, dễ ăn hơn, đồng thời làm biến
mất mùi hôi ở miệng sau khi ăn tỏi. Tỏi đen có hương vị như hoa quả sấy khô,
ngọt và hơi dai, thường được dùng ăn kèm và trang trí trong nhiều món ăn ở các
nhà hàng lớn.
Qua đó, cho thấy rằng sản phẩm tỏi đen có giá trị rất cao về dinh dưỡng; về
tác dụng sinh học, mang lại nhiều sự phát triển cho ngành Hóa dược, Y học
cũng như có tiềm năng mang lại nguồn thu lớn cho đất nước và góp sức tạo nên
vùng sản xuất lớn chuyên canh về cây tỏi, tạo việc làm và tăng thêm thu nhập
cho người nông dân trong những khu vực sản xuất.

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

16


1.4.4. Tại sao phải lên men tỏi đen
Tỏi là 1 vị thuốc có nhiều tác dụng: tăng cường miễn dịch, chống cúm, điều
hòa mỡ máu, chống lão hóa, phòng chống ung thư, chống các virus, vi khuẩn…
Tuy nhiên có rất nhiều tác dụng dược liệu, nhưng tỏi sống phải được tiêu thụ ở
mức vừa phải vì độc tính của nó được báo cáo ở liều cao.Tiêu thụ quá nhiều tỏi
có thể gây ra thiệt hại trong niêm mạc ruột và dạ dày, thiếu máu, dẫn đến viêm
da và giảm protein và canxi trong huyết thanh (Shashikanth et al, 1986;. Lembo
et al, 1991;. Agusti,1996; Kodera, 1997)[48;28;4;22]. Cùng với đó nhược điểm
cố hữu của tỏi là gây mùi hăng và khó bảo quản. Để khắc phục nhược điểm này
các nhà khoa học tại nhiều quốc gia đã nghiên cứu và xây dựng quy trình lên
men tự nhiên tỏi tươi ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp để tạo ra tỏi đen (black
garlic, femented garlic ). Sản phẩm này có màu đen, không hoặc hầu như không

có mùi khó chịu, có vị ngọt như trái cây, có thể bảo quản được trong thời gian
dài. Qua quá trình lên men, các thành phần có hoạt tính không ổn định trở thành
dạng ổn định như Alliin chuyển thành S-allyl cysteine ( SAC) ( Jang et al.,2008;
Kang et al., 2008)[20;23]
Theo Duk Ju Choi và cộng sự (2008)[11] về thành phần hóa học của tỏi đen
cho thấy: so với tỏi trước khi lên men hàm lượng đường tổng tăng 1,5 lần, các
loại đường đơn như glucose, fructose, maltose, saccarose đều tang lên 2 lần, đặc
biệt fructose tang khoảng 30 lần. Điều này giải thích vì sao tỏi đen có vị ngọt;
polyphenol tang khoảng 3 lần; flavonoid tang 5 lần; các trường hợp chất
thiosulfate tăng 5 lần; các acid amin và nguyên tố vi lượng có trong tỏi đen cũng
cao hơn tỏi thông thường. Điều đáng chú ý là nhóm chất có hoạt tính sinh học
cao như polyphebol, flavonoid đều có hàm lượng cao hơn so với tỏi thường.

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

17