Nghiên cứu quy trình tạo chế phẩm bột tỏi đen

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG THỊ PHƯƠNG OANH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TẠO CHẾ PHẨM BỘT TỎI ĐEN

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số

: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 1 năm 2019.


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Trần Thị Ngọc Yên

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Lê Ngọc Liễu

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Vũ Trần Khánh Linh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM ngày 10
tháng 01 năm 2019.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. Chủ tịch: GS. TS. Đống Thị Anh Đào.
2. Phản biện 1: TS. Lê Ngọc Liễu.
3. Phản biện 2: TS. Vũ Trần Khánh Linh.

4. ủy viên: PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy.
5. ủy viên, thư kí: TS. Hoàng Nam Hải.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ
THUẬT HÓA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Dương Thị Phương Oanh

MSHV: 1670369

Ngày, tháng, năm sinh: 09/12/1992

Nơi sinh: TP. Huế

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 60540101

I.

TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu quy trình tạo chế phẩm bột tỏi đen”.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Khảo sát ảnh hưởng của quá trình phơi nắng đến quy trình thu nhận bột tỏi đen.
- Khảo sát ảnh hưởng của quá trình sấy đối lưu đến quy trình thu nhận bột tỏi đen.
- Khảo sát ảnh hưởng của quá trình sấy ở nhiệt độ thấp (8°C) đến quy trình thu nhận bột tỏi
đen.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/01/2018

II.
III.

NGÀY HOÀN THANH NHIỆM VỤ: 02/12/2018

IV.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Trần Thị Ngọc Yền.

TP. HCM, ngày 02 tháng 01 năm 2019
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Họ tền và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

(Họ tên và chữ ký)
TS. Trần Thị Ngọc Yên

GS. TS. Lê Văn Việt Mần


4

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này, trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn đến
quý thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí
Minh đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt những
năm tháng học tập tại trường. Đồng thời, em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Công nghệ
thực phẩm đã hỗ trợ máy móc, thiết bị và tạo điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành
tốt luận văn trong suốt quá trình làm thí nghiệm.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Trần Thị Ngọc Yên đã dành nhiều thời
gian tận tình hướng dẫn, chỉ bảo những kiến thức, kinh nghiệm về thực hành thí nghiệm
cũng như cung cấp những tài liệu quan trọng và cần thiết cho việc nghiên cứu của em.
Cảm ơn gia đình và các bạn trong phòng thí nghiệm Vi sinh đã luôn ở bên cạnh giúp
đỡ, động viên em trong thời gian làm thí nghiệm tại trường.
Vì thời gian làm luận văn có hạn nên em còn gặp nhiều khó khăn và không tránh
khỏi những thiếu sót trong luận văn. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý
thầy cô và các bạn để luận văn của em được hoàn thiện hơn.
Em xỉn chân thành cảm ơn!

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2019
Học viên

Dương Thị Phương Oanh

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nghiên
cứu
này
nhằm
xác
định
phương
pháp
tiền
xử
lý
nguyên
liệu,
đen
từ
cũng
tỏi
như
đen
phương
Phan
Rang.
pháp
Quá
sấy

trình
để
tạo
sấy
ra
khô
chế
tỏi
phẩm
đen
bột
được
tỏi
tiến
sấy
đối
hành
lưu
nghiên
và
sấy
cứu
ở
dựa
nhiệt
trên
độ
ba
thấp
phương

(8°C).
pháp
Khảo
là
sát
phơi
sự
nắng,
tác
động
nguyên
vỏ,
quá
tỏi
trình
đen
sấy
đã
bóc
đến
vỏ
ba
và
loại
tỏi
nguyên
đen
đã
liệu:
nghiền

tỏi
mịn.
đen
Kết
còn
quả
phẩm
nghiên
bột
tỏi
cứu
đen
cho
tạo
thấy
ra
trong
từ
phương
các
điều
pháp
kiện
sấy
đối
sấy
lưu
thì
ở
sản

70°C
với
(83,495%),
nguyên
liệu
có
hoạt
đã
bóc
tính
vỏ,
kháng
cho
oxy
hiệu
hóa
suất
và
thu
hàm
hồi
lượng
bột
cao
polyphenol
gốc
tự
do
DPPH
tổng

và
số
5175,700
cao
nhất
mg
tương
GAE/g
ứng
chất
là
khô.
60,417
Đồng
%đen
ức
thời
chế
hàm
lượng
giảm
của
SAC
SAC
giảm
là
ít
0,413
nhất
lần

so
với
so
với
nguyên
nguyên
liệu
liệu
ban
tỏi
đầu
(tỷ
ban
lệ
đầu).


ABSTRACT

This study aims to determine the method of pre-treatment of raw materials, as well
as the drying method to produce black garlic powder composition from black garlic
Phan Rang. The drying process of black garlic was conducted based on three methods:
sun drying, convection and low temperature drying (8°C). Surveying the impact of
drying process on three types of materials: black garlic in shell, black garlic peeled
and finely ground black garlic. The research results show that in the drying conditions,
the black garlic powder produced from convection drying method at 70°C with peeled
material, gives the highest powder recovery efficiency (83,495%), is active The
highest oxidation resistance and total polyphenol content were 60,417 % DPPH free
radical inhibition and 5175,700 mg GAE/g dry matter, respectively. At the same time,
the SAC content decreases at least compared to the original material (the SAC

reduction rate is 0,413 times that of the original black garlic material).


LỜI CAM ĐOAN

Luận văn này do chính tôi thực hiện nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Vi sinh, Bộ
môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Kỹ thuật hóa học, Trường Đại học Bách Khoa TP.
Hồ Chí Minh.
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu trong luận văn là do tôi thực hiện trong
suốt thời gian nhận đề tài.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chưa được
công bố trong bất kỳ công trình khác. Mọi trích dẫn tài liệu tham khảo trong luận văn
được ghi chú rõ ràng, có nguồn gốc từ các bài báo nghiên cứu khoa học và sách giáo
trình.

Học viên thực hiện

Dương Thị Phương Oanh


V

MỤC LỤC


8


9

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Giải thích

DPPH

1,1 - diphenyl - 2 - picrylhydrazyl

GAE

Gallic acid Equyvalent - Hàm lượng các hợp chất
phenolics tính theo đương lượng acid gallic

GSAC

y-glytamyl-S-allyl-cystein

SAC

S-allyl-cystein

DNS

Dinitrosalicylic

HPLC

High performance liquyd chromatography - sắc ký
lỏng hiệu năng

DANH MỤC BẢNG BIÊU, HÌNH


MỞĐẰU

Tỏi đen là sản phẩm có được sau khi ủ ở nhiệt độ cao từ tỏi tươi, hầu như không
còn mùi cay hăng, có vị ngọt. Các hợp chất chứa lưu huỳnh đặc biệt là S-allylcysteine
(SAC), vitamin, flavonoid tổng số, polyphenol tổng số đều tăng lên rất nhiều so với tỏi
tươi điều này làm tăng một số hoạt tính sinh học của tỏi đen như hoạt tính kháng oxy
hóa, khả năng miễn dịch, ức chế tế bào ung thư [1]. Ngoài ra, tỏi đen còn được chế
biến thành các sản phẩm như cao tỏi đen, viên nang tỏi đen nhằm mục đích tiện sử
dụng và dễ dàng bổ sung vào một số sản phẩm thực phẩm khác như bánh, kẹo, các loại
sốt và kem để tạo sản phẩm mới.
Ở Việt
Nam,
tỏi
được
trồng
và
sử
dụng
khá
phổ
biến,
với
rất
Rang,
nhiều

tỏi
các
Hải
giống
Dương,
tỏi
tỏi
khác
Hà
Nội,
nhau
tỏi
như
tía
tỏi
Phù
Lý
Sơn,
Yên
(Sơn
tỏi
Phan
La)...
là
một
Do
lợi
đó
thế
sản

của
xuất
thị
tỏi
trường
đen
và
Việt
các
Nam.
sản
Trong
phẩm
từ
luận
tỏi
văn
đen
này,
định
quá
quy
trình
chế
thu
biến
nhận
bột
tỏi
đen

được
còn
giữ
khảo
được
sát
hoạt
để
xác
tính
sinh
tạo
chế
học
phẩm
cao.
bột
Trên
tỏi
mục
đen”
tiêu
được
đó
thực
đề
hiện.
tài
“Nghiên
cứu

quy
trình


12

CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về tỏi đen
1.1.1. Tỏi đen (Black garlic)
Năm 1999, ở tình Mie (Nhật Bản), ông Kamỉmura đã tạo ra một loại thực phẩm có
nhiều hoạt tính sinh học từ tỏi, được gọi là ‘lỏi đen”. Tỏi đen có hương vị ngọt như trải cây,
không còn mùi cay hăng khó chịu của tỏi tươi, có thề ăn trực tiếp khỉ bóc lớp vỏ ngoài [2].
Năm 2006, giáo sư Jin-Ichi Sasaki đến từ trường đại học Hirosaki đã chứng minh sự
hiện diện đầu tiên của khả năng chống khối u mạnh trong tỏi đen bằng cách sử dụng trên
mô hình khối u ở chuột. Trong khi đó, cùng một nghiên cứu được tiến hành bằng tỏi tươi
thì không cố kết quả tương tự. Báo cáo này cố nhiều tác động đến chế độ ăn uổng lành
mạnh của con người với hy vọng rằng, họ cố thể kiểm soát tình trạng sức khỏe chỉ bằng
cách sử dụng thêm tỏi đen [2].

Hình 1.1. Tỏi tươi (trái) và tỏi đen (phải).
Tỏi đen là sản phẩm ủ nhiệt từ tỏi tươi ở nhiệt độ từ 65 - 90°C và độ ẩm tương đối 60 80% trong khoảng hơn 1 tháng mà không sử dụng thêm bất là chất phụ gia nào. Khỉ tỏi
trải qua quá tành xử lý nhiệt thì sản phẩm thu được cố màu đen, cố kết cấu mềm dẻo hơn,
vị ngọt và hơi chua [3].
Tỏỉ đen không có mùi hăng cay của tỏi tươi vì hợp chất allicin chịu trách nhiệm cho
mùi này được chuyển đổi thành hợp chất tan trong nước, cố khả năng chống oxy hóa là S-

allylcysteine và S-allylmercaptocysteine. Một số nghiên cứu cho thấy tỏi đen có chứa
chất chống oxy hóa mạnh mẽ và các đặc tính khử gốc tự do. Hơn nữa, chiết xuất của tỏi

13

đen có một số tác dụng vượt trội so với tỏi tươi như: hoạt tính chống khối u, ức chế tế
bào ung thư, tăng cường miễn dịch và chống viêm. Ngoài ra, động vật thí nghiệm có ăn
thức ăn chứa tỏi đen thì kết quả cho thấy giúp hạ đường huyết và giúp bảo vệ gan [3].
Màu của tỏi đen thay đổi thành màu nâu sẫm trong thời kỳ ủ nhiệt (Hình 1.2). Độ đỏ
của tỏi đen tăng đáng kể trong giai đoạn ủ nhiệt, trong khi độ sáng và độ vàng giảm so
với tỏi tươi. Thay đổi màu do xử lý nhiệt thường là do phản ứng Maillard, được gọi là
phản ứng hóa nâu không enzyme [4].

0 day

7 day

14 day

21 đay

28 day

35 day

Hình 1.2. Sự thay đổi màu sắc của tỏi đen trong thời kỳ ủ nhiệt [4].
Ở Việt Nam, Học viện Quân y đã ủ nhiệt thành công tỏi đen từ nguồn tỏi Lý Sơn.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sản phẩm tỏi đen Lý Sơn tạo ra có hàm lượng các hợp chất
chứa lưu huỳnh cải thiện đáng kể so với tỏi tươi, đặc biệt là S-allyl-L-cystein [6]. Sau đó
tiến hành đánh giá một số tác dụng sinh học của dịch chiết tỏi đen thu được kết quả là
dịch chiết tỏi đen Lý Sơn có tính an toàn cao trên động vật thực nghiệm [7]. Cụ thể hơn,
dịch chiết tỏi đen có tác dụng bảo vệ quần thể tế bào cơ quan miễn dịch của chuột bị
chiếu xạ (như lách, hạch, tuyến ức, tủy xương) tốt hơn so với tỏi tươi [1]. Kết quả nghiên

cứu khác cũng cho thấy sản phẩm tỏi đen có hàm lượng S-allyl-L-cystein (là hoạt chất đã
được chứng minh có tác dụng ngăn ngừa sự phát sinh khối u) tăng 5-6 lần so với tỏi tươi
và được cho là mang lại những ảnh hưởng tích cực của tỏi đen [8].
Nhờ công dụng đặc biệt, tỏi đen ngày càng được người tiêu dùng quan tâm và sử
dụng trong lĩnh vực ẩm thực và thuốc thay thế. Ỏ Hàn Quốc và Nhật Bản, tỏi đen được
sử dụng rộng rãi với vai trò là một loại thực phẩm tăng cường sức khỏe. Tỏi đen có khả
năng chống oxy hóa rất cao và nó thường được tin là có thể kéo dài tuổi thọ [8].
1.1.2.

Thành phần hóa học của tỏi đen

Thành phần hóa học của tỏi đen chứa chủ yếu các polyphenol, flavonoid, acid amin,
chất béo, đường khử, polysaccharide, polypeptide, protein, enzyme, vitamin. Đặc biệt,
tỏi đen có những hợp chất chứa lưu huỳnh tan trong nước như SAC. Đây là thành phần


14

dược chất quan trọng mang lại hoạt tính sinh học chính của tỏi đen với tác dụng chống
oxy hóa, tăng cường miễn dịch và chống ung thư [5].
Ở Nhật Bản, nhóm nghiên cứu của Jin-Ichi Sasaki và cộng sự (2007) đã chỉ ra rằng,
hàm lượng SAC trong tỏi đen tăng khoảng 8 lần (từ 23,7pg/g lên 194,3pg/g). Nhóm
nghiên cứu cũng đưa ra kết quả thành phần hóa học của tỏi đen và tỏi tươi trong bảng 1.1
[9].
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tỏi đen và tỏi tươi [9].
Thành phần

Đon vị tính

Tỏi đen

Tỏi tưoi

kcal/100g

227,1

138

Hàm lượng nước

%

45,1

60,3

Protein

%

9,1

8,4

Lipid

%

0,3

Carbohydrate

%

47

Tro

%

Na

mg

4

ND

Ca

mg

24

ND

Năng lượng

2,1

0,1
28,7
ND

ND: không xác định được
1.1.2.1.

Thành phần carbohydrate

Carbohydrate bao gồm đường, tinh bột, cellulose và các hợp chất của cacbon và
hydro. Trong quá trình ủ nhiệt tạo tỏi đen thì đường, tinh bột, cellulose sẽ chuyển hóa
thành monosaccharide làm cho tỏi đen có vị ngọt. Hàm lượng carbohydrate trong tỏi đen
tăng lên, nhưng hàm lượng các hợp chất khác như protein và lipid không thay đổi nhiều
so với tỏi tươi [9].
Hàm lượng carbohydrate sau 10 ngày ủ tỏi ở nhiệt độ 70-80°C được thể hiện trong
bảng 1.2 [2].
Bảng 1.2. Hàm lượng carbohydrate (%) trong tỏi tươi và tỏi đen [2].
Tỏi tươi

Tỏi đen


15

Polysaccharide

63,52

Disaccharide

8,61

Monosaccharide

1,21

0,22
4,86
70,21

Hàm lượng monosaccharide trong tỏi đen tăng gấp 58 lần so với tỏi tươi. Còn hàm
lượng polysaccharides giảm đi nhiều và chuyển hóa thành các disaccharide,
oligosaccharide trong quá trình ủ nhiệt. Sau đó oligosaccharide, disaccharide tiếp tục
chuyển hóa thành monosaccharide [2].
Lượng đường khử bao gồm các monosaccharide (glucose, fructose) và một số
disaccharide (mantose, lactose) tham gia phản ứng với các amino acid trong phản ứng
Maillard để tạo màu nâu đen cho tỏi đen [5].
Trong tế bào thực vật, sự phá vỡ polysaccharide của thành tế bào làm cho mô bị
mềm đi, do đó kết cấu tỏi đen mềm dẻo hơn so với tỏi tươi. Việc giảm pH và xử lý nhiệt
có thể thúc đẩy sự thủy phân của sucrose thành glucose và fructose, nên làm tăng hàm
lượng glucose và fructose, còn sucrose giảm trong tỏi đen. Đây là nguyên nhân làm cho
tỏi đen sau khi ủ nhiệt có vị ngọt dễ chịu [10].
Hàm lượng đường tự do của tỏi trong quá trình ủ nhiệt cho thấy fructose có hàm
lượng lớn nhất, tiếp theo là glucose, arabinose, sucrose và maltose. Trong khi, tỏi tươi có
hàm lượng sucrose cao hơn các loại đường khác (Bảng 1.3) [10].
Bảng 1.3. Hàm lượng các loại đường trong tỏi tươi và tỏi đen [10].
Hàm lượng đường
Tỏi tươi

Tỏi đen *

Arabinose

51.11±5.95d

148.36±5.66a

Fructose

31.40±0.96f

3,873.98±22.14a

Glucose

16.65±0.74e

492.06±42.61a

Sucrose

181.72+1.58®

120.63±4.17f

Maltose

11.66±0.82e

(mg/100g)

91.01±4.13a


16

* Tỏi đen được xử lý nhiệt ở 70°C và độ ẩm 60% trong 60 giờ.
af

' các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa trong cùng một hàng (P<0,05).
1.1.2.2.

Thành phần polyphenol

Polyphenol là chất chống oxy hóa tiêu biểu, là thành phần phổ biến của thực phẩm
có nguồn gốc từ thực vật. Nó có nhiều trong trái cây, rau quả, ngũ cốc, ô liu, các loại đậu,
socola và đồ uống như trà, cà phê, cacao và rượu vang. Polyphenol bao gồm nhiều loại
phân tử có cấu trúc polyphenol (nghĩa là một số nhóm hydroxyl trên một hoặc nhiều
vòng thơm), nhưng cũng có các phân tử có một vòng phenol như axit phenolic và rượu
phenolic [11].
Polyphenol tự nhiên có thể bao gồm các phân tử đơn giản (acid phenolic,
phenylpropanoid, ílavanoid) đến các hợp chất trùng hợp (lignin, melanin, tannin), với
flavonoid đại diện cho nhóm phổ biến nhất. Polyphenol có nhiều tác động sinh học bao
gồm kháng khuẩn, chống viêm, chống dị ứng, chống virus, chống ung thư và các hoạt
động giãn mạch máu, nhiều chức năng sinh học được cho là do gốc tự do của chúng và
hoạt động chống oxy hóa [3].
Axit phenolic có trong thực vật là dẫn xuất hydroxyl hóa của axit benzoic và axit
cinnamic. Nhiều hợp chất phenolic (như ester caffeic, catechins) đều là cơ chất màu nâu
và là chất chống oxy hóa tốt. Chúng dễ bị oxy hóa và có thể tham gia vào các phản ứng

ngay từ đầu như là một chất chống oxy hóa. Tổng hàm lượng axit phenolic đã tăng
khoảng 4,6-7,8 lần trong tỏi đen so với tỏi tươi. Hơn nữa, các dẫn xuất axit
hydroxycinnamic được tìm thấy là các axit phenolic chính trong tỏi ở các bước xử lý
nhiệt khác nhau. Theo Bunea et al. (2008), nồng độ axit phenolic tăng sau khi xử lý nhiệt
có thể do chúng được giải phóng tốt hơn khỏi tế bào hoặc do sự phá vỡ cấu trúc phân tử
có chứa các nhóm phenolic [11].
Flavonoid thuộc nhóm cấu trúc phenolic biến đổi, chúng được tìm thấy trong trái
cây, rau, ngũ cốc, rễ, hoa, trà,... Xử lý nhiệt có ảnh hưởng lớn đến tính hiệu lực của
flavonoid. Nó phụ thuộc vào độ lớn và thời gian xử lý, độ nhạy cảm với nhiệt và môi
trường thực phẩm hóa lý. Trong quá trình xử lý nhiệt, tổng hàm lượng flavonoid tăng và
giảm trong các sản phẩm thực phẩm tùy thuộc vào điều kiện xử lý [4].


17

Flavanoid được chia thành nhiều loại bao gồm flavonol, flavone, catechin,
proanthocyanidin, anthocyanidin và isoflavanoid. Nhiều flavanoid và các hợp chất liên
quan có đặc tính chống oxy hóa mạnh được nghiên cứu rộng rãi như một thành phần có
hoạt tính sinh học có thể kết hợp với thực phẩm trong việc phát triển thực phẩm chức
năng. Trong số bốn phân nhóm flavonoid chính trong tỏi, flavanol được tìm thấy ở nồng
độ cao nhất theo sau là flavanone và flavones [11].
Hàm lượng tổng acid phenolic của tỏi đen tăng đáng kể gấp 5 lần so với tỏi tươi.
Trong khi đó hàm lượng flavanoid trong tỏi đen cũng tăng từ 29,95 đến 39,95 mg/kg
trong quá trình ủ nhiệt (Bảng 1.4) [4],
Bảng 1.4. Hàm lượng các hợp chất polyphenol (mg/kg chất khô) trong tỏi đen và tỏi tươi
[4].
Tỏi đen

Tỏi tưoi

Dẩn xuất acid hydroxybenzoic

39,64 ± 0,52

2,06 ± 0,09

Dan xuất acid hydroxycinnamic

58,98 ±0,18

15,8 ± 0,08

Tổng acid phenolic

98,62 ± 0,26

17,868 ± 0,07

Tổng flavanols

30,16 ±0,18

12,43 ±0,16

Tổng flavones

3,11 ±0,17

14,52 ± 0,23

Tổng flavanones

ND

ND

Tổng flavonoids

39,95 ± 0,14

29,95 ± 0,12

ND: không xác định (giới hạn xác định: 0,5 mg/kg)
1.1.2.3.

Thành phần S-allyl-L-cysteine (SAC)

Gần đây, các nhà nghiên cứu về tỏi đã tập trung vào những lợi ích của nhiều hợp
chất chứa lưu huỳnh thay vì allicin - chất đóng vai trò trung tâm trong nhiều hoạt động
của tỏi. Các hợp chất chứa lưu huỳnh được phân loại thành các hợp chất hòa tan trong
nước và tan trong dầu. Các hợp chất hòa tan trong dầu gồm diallyl-sulfide (DAS),
diallyl-disulfide (DADS), diallyl-trisulfide và allyl-methyl-trisulfide, dithiins và ajoene.
Các hợp chat hòa tan trong nước gồm các dẫn xuất cysteine như SAC, S-allyl-


18

mercaptocysteine (SAMC), S-methyl-cysteine và các dẫn xuất ỵ-glutamyl-cysteine. Các
hợp chất tan trong nước ổn định hơn và có ít tác dụng không mong muốn hơn so với các
hợp chất tan trong dầu. Trong quá trình ủ nhiệt tỏi, các hợp chất sinh học quan họng như

SAC được tổng hợp và lưu trữ ngày càng nhiều [9].


19

SAC là một hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh tan trong nước, là thành phần tự nhiên
của tỏi tươi. SAC là một chất chống oxy hóa có khả năng ngăn chặn sự phát triển của các
tế bào ung thư, giảm cholesterol, điều chỉnh lượng lipid trong máu [9].
NH;

HOOC

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của S-allyl-L-cystein (SAC) CH;
[8].
SAC được hình thành do quá trình chuyển hóa của y-glutamyl-S-allyl-L-cysteines
(GSAC, C11H18N2O5S) nhờ enzyme chuyển hóa y-glutamyltranspeptidase (y-GTP).
Tác dụng của y-GTP lên sự hình thành SAC bị ảnh hưởng bời nhiệt độ, nên nhiệt độ
trong quá trình ủ tỏi đen là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất
lượng tỏi đen [9].
Vì thế trong quá trình ủ nhiệt tỏi tươi thành tỏi đen thì hàm lượng SAC tăng lên,
đồng thời hàm lượng y-glutamyl-S-allyl-L-cysteines giảm xuống. Nghiên cứu của Sasaki
và cộng sự chỉ ra rằng, hàm lượng SAC trong tỏi đen tăng khoảng 8 lần (từ 23,7 pg/g lên
194,3 pg/g) đồng thời hàm lượng GSAC giảm khoảng 3 lần (từ 748,7 pg/g xuống 247,8
pg/g) sau 40 ngày ủ nhiệt [9].
Sự gia tăng hàm lượng SAC cũng là một thay đổi quan trọng xảy ra trong quá trình
sản xuất tỏi đen. Thông thường, tỏi tươi chứa 20-30 pg/g SAC (Kodera et al., 2002) và
lượng SAC ưong tỏi đen cao gấp 5 đến 6 lần so với tỏi tươi (Bae, Cho, Won, Lee, & Park
, 2012; Wang và cộng sự, 2010). SAC là một ưong những hợp chất axit amin có chứa lưu
huỳnh được cho là nguyên nhân chính tạo nên tác dụng có lợi của tỏi, như chống oxy
hóa, chống ung thư, chống dị ứng và các hoạt động thần kinh [12],

SAC ổn định ưong các điều kiện pH và nhiệt độ (Peng và cộng sự, 1996), và quan
họng là hàm lượng SAC ưong tỏi đen cao hơn đáng kể so với tỏi tươi. Do đó, SAC và
hoạt động chống oxy hóa liên quan có thể được sử dụng làm yếu tố chất lượng cho các
sản phẩm tỏi đen [12],


20

Theo nghiên cứu của n Sook Choi và cộng sự (2014) cho thấy trong quá trình ủ nhiệt
hàm lượng SAC tăng lên do hợp chất allicin chuyển hóa thành các hợp chất như S-allylcystein, tetrahydro-0-carbolĩne, các alkaloids hoạt tính sinh học và các hợp chất giống
flavonoid. Các dẫn xuất Tetrahydro-0-carboline có trong chiết xuất tỏi đen, cũng cho
thấy tác dụng chống oxy hóa. Các dẫn xuất Tetrahydro -0-carboline được hình thành do
sự ngưng tụ giữa tryptophan và aldehyde. Hơn nữa, một số nghiên cứu nói rằng chiết
xuất tỏi đen có tác dụng chống oxy hóa, chống dị ứng, chống tiểu đường, chống viêm, hạ
đường huyết và chống ung thư [4].
1.1.2.4.

Thành phần vitamin

Vitamin là những hợp chất hữu cơ hoạt tính sinh học, là những vi chất dinh dưỡng
thiết yếu có liên quan đến chức năng trao đổi chất và sinh lý trong cơ thể con người. Có
13 vitamin xác định được phân loại theo khả năng hoà tan của chúng gồm: các vitamin
tan trong dầu (A, E, D và K) và các vitamin tan trong nước (vitamin nhóm B và vitamin
C). Những hợp chất này rất khác nhau về thành phần hóa học, hoạt động sinh lý và giá trị
dinh dưỡng trong chế độ ăn của con người. Tuy nhiên, vitamin tương đối không bền, dễ
bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt, ánh sáng, không khí, các thành phần thực phẩm
khác và điều kiện chế biến thực phẩm. Hơn nữa, mức độ suy thoái sẽ thay đổi tùy theo
loại vitamin và cũng có thể bị ảnh hưởng bởi thời gian chế biến và bảo quản. Người ta
cho rằng, các vitamin tan trong nước dễ bị mất đi khi rửa, còn vitamin c dễ bị oxy hóa
hóa học trong giai đoạn chế biến và bảo quản. Vitamin A và E có thể bị phá hủy dưới sự

hiện diện của oxy, ánh sáng, nhiệt, các ion kim loại vi lượng và thời gian bảo quản. Do
đó, theo dõi hàm lượng vitamin trong quá trình chế biến là rất quan trọng đối với các nhà
công nghệ thực phẩm và người tiêu dùng để đảm bảo giá trị dinh dưỡng của thực phẩm
[13].
Nghiên
khảo
sát
cứu
sự
của
thay
Ji-Sang
đổi
hàm
Kim
lượng
và
cộng
vitamin
sựở
(2013)
tan
đã và
tiến
nước
hành
và
dầu
quả
có

hàm
trong
lượng
tỏi
vitamin
đen
ở
tan
các
trong
bước
xử
nước
lý
và
nhiệt
hàmtrong
khác
lượng
nhau.
vitamin
Kết
tan
[13].
trong
dầu
được
thể
hiện
lần

lượt
bảng
1.5
bảng
1.6
Vitamin

Thiamine (Bl)
Riboflavin (B2)
Niacin (B3)
Pantothenic acid (B5)

Tỏi đen*

Tỏi tưoi

358,75 ±25,31

551,74 ±32,33

17,27 ±0,19

2,31 ±0,30

262,70 ± 11,40

26,21 ± 2,08

5601,28 ± 130,77

1556,35 ± 26,41


21

Pyridoxine (Bó)

ND

ND

122,54 ± 8,77

250,58 ± 16,41

ND

ND

Cobalamin (B12)

95,44 ± 0,83

898,31 ± 15,22

Ascorbic acid (C)

2890,37 ± 108,48

3347,41 ± 37,59

9348,35 ± 40,82

6632,91 ± 18,62

Biotin (B7)
Folic acid (B9)

Tổng hàm lượng vitamin tan trong
nước

Hàm lượng vitamin tan trong nước tăng khoảng 1,15-1,92 lần trong tỏi đen so với
tỏi tươi. Hàm lượng vitamin tan trong nước của mẫu tỏi đen ở bước 4 (xử lý nhiệt ở 70°C
và độ ẩm 60% trong 60 giờ) cao hơn đáng kể so với bất kỳ mẫu nào khác. Hàm lượng
axit ascorbic tối đa được tìm thấy trong mẫu tỏi tươi [13].


22

Vitamin

Tỏi đen*

Tỏi tưoi

Linolenic acid (F)

237,58±2,48

276,49+1,71

Tocopherol (E)

16,71+1,04

6,80±0,10

Phyllpquynone (Ki)

ND

ND

Menaquynone (K2)

2,27±0,06

ND

Menadione (K3)

5,54±0,06

7,15±0,27

ND

ND

Retinol (A)

0,53±0,02

ND

Retinic acid

12,80±0,04

ND

275,43+0,62

290,44+0,69

Cholecalciferol (D3)

Tổng hàm lượng vitamin tan trong
dầu

* Tỏi đen ở bước 2 ( xử lý nhiệt ở 60°C và độ âm 60% trong 6 giờ)
Các vitamin tan trong dầu được phân thành 4 nhóm hợp chất có liên quan đến các
chức năng sinh học quan trọng là thị lực (vitamin A), hấp phụ canxi (vitamin D), bảo vệ
chống oxy hóa màng tế bào (vitamin E) và đông máu (vitamin K). Nhìn chung tổng hàm
lượng vitamin tan trong dầu giảm theo từng bước xử lý nhiệt liên tiếp. Tổng hàm lượng
vitamin tan trong dầu của mẫu tỏi tươi cao hơn đáng kể so với bất kỳ mẫu nào khác. Ket
quả trên đã chỉ ra rằng, nhiệt độ và thời gian xử lý đóng vai trò quan trọng đến sự thay
đổi hàm lượng vitamin trong quá trình tạo tỏi đen [13],
1.1.2.5.

Thành phần acid amin

amin,
đặc
biệt
làthể
phenylalanine,
tyrosine,
leucin,
aspartic
valine,
acid
alanine,
tỏi
đen
glycine,
tăng
mạnh
serine,
sodo
với
glutamic
tươi
acid
[5].
và
protein
Hàm
lượng
hoặc

acidhong
amin
tăng
rất
có
là
sựtỏi
phân
hủy


23

peptide, kết quả của sự thủy phân enzyme hoặc thủy phân không enzyme như nhiệt phân.
Ngoài ra, pH của tỏi đen giảm trong quá trình xử lý nhiệt có thể dẫn đến quá trình thủy
phân protein trong điều kiện axit [10].
Còn hàm lượng arginine và tryptophane giảm trong quá trình xử lý nhiệt, do chúng
phản ứng với đường trong phản ứng Maillard. L-tryptophane trong tỏi đen giảm có thể là
do tiêu thụ L-tryptophan trong phản ứng hóa học để sản xuất carboline. Trong phản ứng
này, L-tryptophane phản ứng với một aldehyde hoặc axit a-oxo, như axit pyruvic, được
tạo ra từ phản ứng Maillard hoặc từ chuyển hóa alliin [10].
Cysteine là tiền chất quan trọng của các hợp chất chứa lưu huỳnh trong tỏi, như Smethyl-L-cysteine sulphoxide (methiin) và S-allyl-L-cysteine sulphoxide (alline)- là hợp
chất chịu trách nhiệm cho các hợp chất tạo mùi. Sau các bước xử lý như cắt, nghiền hoặc
khử nước, các hợp chất này bị phân hủy thành các hợp chất dễ bay hơi khác, bao gồm
diallyl sulfide, diallyl disulfide, diallyl trisulfide, dithime và ajocene. Ở đây, hàm lượng
cystein của tỏi đen thấp hơn so với tỏi tươi. Những kết quả này có thể liên quan với sự
giảm mùi lưu huỳnh của tỏi đen. Ngoài ra, việc giảm cysteine có thể liên quan đến phản
ứng Maillard, xảy ra giữa các amin thường là acid amin và các hợp chất cacbonyl thường
làm giảm đường [4].
Kết quả hàm lượng các acid amin trong tỏi đen và tỏi tươi được thể hiện ở bảng 1.7

[9],


24

Bảng 1.7. Thành phần của các acid amin (mg/100g) trong
tỏi đen và tỏiAcid
tươi
[9].
amin
Tỏi đen
Tỏi tươi
Cysteine
Ricin
Histidine (K)

60

100

230

290

110

130

Phenylalanine

300

190

Tyrosine

340

170

Leucine

460

Isoleucine

250

150

Methionine

90

70

Valine

410

250

Alanine

410

Glycine

360

Proline

260

220
180

210

180

Glutamic acid

1670

960

Serine

330

Threonine (K)

270

190

Aspartic acid

930

630

Tryptophane

80

210

94

Arginine

970

1300

Tổng

7250

5284

Qua nhiều nghiên cứu khoa học trong nước và trên thế giới, tỏi đen không những là
một thực phẩm quý bởi thành phần cũng như hàm lượng các chất dinh dưỡng cao mà nó
còn chứa nhiều hoạt chất sinh học có công dụng phòng và chữa bệnh hiệu quả.
1.1.3.
I.I.3.I.

Tác dụng dược lý của tỏi đen
Khả năng làm giảm kích thước khối u


25

Vào năm 2007, trường Đại học Hữosaki ở Nhật Bản đã công bố kết quả các chất có
trong chiết xuất tỏi đen có tỷ lệ chữa bệnh trên mô hình chuột đạt 50% trong điều trị 1,0
mg sau ba lần tiêm vào ngày 2, 4, 6 sau khi ghép khối u. Kích thước khối u trung bình
của những con chuột không được chữa khỏi là 47,5% so với nhóm đối chứng không
được điều trị. Ngược lại, chiết xuất tỏi tươi không thành công trong việc loại bỏ khối u.
Năm 2009, nhóm nghiên cứu trên cũng phát hiện ra rằng tỏi đen có hiệu quả hơn tỏi tươi
trong việc giảm kích thước của khối u trong con chuột [2].
Hơn nữa, đã có báo cáo rằng chiết xuất tỏi đen cho chuột ăn làm giảm đáng kể số
lượng khối u đại tràng, cho thấy sự hiện diện của tác dụng phòng ngừa hóa học đối với
quá trình gây ung thư thông qua việc ngăn chặn sự tăng sinh tế bào [9].
Năm 2007, một báo cáo về khả năng chống ung thư của tỏi đen đã được nhóm
nghiên cứu của Giáo sư Shimpo từ trường Đại học Fujita Hoken Eisei ở Nhật Bản công
bố bằng cách sử dụng mô hình tổn thương tiền chất 1,2-dimethyl hydrazine (DMH) trong
ruột chuột. Kết quả là: “Trong nhóm cho ăn tỏi đen 5% trong 6 tuần, số tổn thương tiền
chất DMH giảm so với số tổn thương ở nhóm chứng. Cho chuột ăn 5% tỏi đen cũng

không ảnh hưởng đến các thông số sinh hóa huyết học và huyết thanh ở chuột thí
nghiệm” [2],
Các mạnh
chính
tác
ảnh
giả
hưởng
hiện
tới
nay
các
cho
hoạt
rằng
động
một[2],
trong
điều
trị
những
ưng
thành
thư
và
phần
chống
ung
trình
thư

chế
là
biến
SAC
(S-allyl-L-cysteine)
tỏi
đen.
Ngoài
ra
dịch
được
chiết
tạo
tỏi
ra
trong
đen
có
quá
hiệu
lực
phòng
và
kháng
hỗ
trợ
lại
điều
các
trị

tế
ưng
bàothư
khối
u,
do
vậy
có
tác
dụng