Nghiên cứu điều kiện nảy mầm trên hạt đậu xanh (vigna radiata) để làm giàu hàm lượng GABA

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

TRƯƠNG NHẬT TRUNG

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NẢY MẦM TRÊN HẠT ĐẬU
XANH ĐỂ LÀM GIÀU HÀM LƯỢNG GABA
(Vigna radiata)

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số ngành: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 01 năm 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM

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: Trương Nhật Trung

MSHV: 7140473

Ngày, tháng, năm sinh: 25/10/1989

Nơi sinh: Đồng Nai

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

Mã số: 60 54 01 01

TÊN ĐÈ TÀI: Nghiên cứu điều kiện nảy mầm trên hạt đậu xanh (Vigna radiata) để làm giàu
hàm lượng GABA.
I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DỤNG:
1. Nghiên cứu điều kiện và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy hàm lượng GABA trong
quá trình nảy mầm.
2. Nghiên cứu bột đậu xanh nảy mầm giàu GABA.
II.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/01/2015

III.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/11/2015

IV.

CÁN Bộ HƯỚNG DẪN: GS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Tp. HCM, ngày 21 tháng 12 năm 2015
CÁN BỘ

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

HƯỚNG DẪN

ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ký)


i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành công trình nghiên cứu này, tôi xin gửi lời cảm on chân thành đến Bộ môn
Công nghệ thực phẩm, thuộc Khoa kỹ thuật hóa học, Truông Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã
trang bị những cơ sở vật chất đầy đủ tạo điều kiện giúp tôi có thể hoàn thành đề tài đúng tiến
độ.
Bên cạnh đó, tôi cũng xin gủi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Bô môn đã nhiệt tình giúp
đờ và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu giúp tôi tránh đuợc nhiều sai sót trong quá trình
thục hiện đề tài. Đặc biệt cảm ơn Cô GS.TS Đống Thị Anh Đào luôn luôn tận tình huớng dẫn
và chỉ bảo tôi để tôi có thể giải quyết các khó khăn một cách tốt nhất.
Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình đã luôn luôn ủng hộ, và tạo điều kiện cho tôi đuợc tham gia
làm đề tài và hoàn thành nghiên cứu của mình.
Trân trọng.
Tp.HCM, ngày 21 tháng 12 năm 2015

Trương Nhật Trung

2
TÓM TẮT
y-aminobutyric acid (GABA) là một amino acid có chức năng quan trọng trong hệ thống
thần kinh. Nó được xem như là một hợp chất có hoạt tính sinh học và có tác dụng tốt cho sức
khỏe con người. Đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra các phương pháp khác nhau để tăng hàm
lượng GABA trên các nguyên liệu như gạo lức, đậu nành, lúa mì, đại mạch... Và trong nghiên
cứu này, chúng tôi nghiên cứu nảy mầm trên hạt đậu xanh để làm giàu hoạt chất này. Các yếu
tố ảnh hưởng lên hàm lượng GABA trong hạt đậu xanh nảy mầm được khảo sát bao gồm: pH
nước ngâm, thời gian và nhiệt độ (ngâm và nảy mầm), và hai điều kiện nảy mầm (hiếu khí và
hypoxia-anaerobic). Thực hiện khảo sát quá trình ngâm, chúng tôi chọn được nhiệt độ ngâm
là 35°c, thời gian ngâm là 8 giờ và tỉ lệ đậu xanh:nước là 1:5 (w/v) làm các thông số cố định
cho các thí nghiệm sau. Đồng thòi, khi thực hiện so sánh hai điều kiện nảy mầm, chúng tôi
thu được hàm lượng GABA ở điều kiện nảy mầm hypoxia-anaerobic cao gấp 1.41 lần so với
điều kiện nảy mầm hiếu khí. Chúng tôi tiếp tục thực hiện quá trình tối ưu hóa được thực hiện
với 3 yếu tố khảo sát: nhiệt độ nảy mầm, thời gian nảy mầm và pH nước ngâm để chọn ra
nghiệm thức có hàm lượng GABA thu hồi cao nhất. Kết quả chỉ ra thời gian nảy mầm tối ưu
là 14.5 giờ, nhiệt độ nảy mầm tối ưu là 36.6°c và pH nước ngâm tối ưu là 5.83 và giá trị
GABA cao nhất thu được là 1638.67±21.2ppm. Mục tiêu khác của nghiên cứu, chúng tôi
muốn thu hồi bột đậu xanh nảy mầm với các đặc tính là giàu GABA và các ưu thế vượt trội
của hạt nảy mầm như giàu chất dinh dưỡng, dễ tiêu hóa, dễ hòa tan và cảm quan tốt hơn so
với bột từ nguyên liệu là hạt đậu không nảy mầm. Do đó, chúng tôi thực hiện quá trình luộc
và sấy đậu để có sản phẩm hoàn thiện trong điều kiện nảy mầm tối ưu. Kết thúc các thí
nghiệm, chúng tôi hoàn thành các thông số kỹ thuật còn lại bao gồm: nhiệt độ luộc là 80°C
trong 15 phút, sau đó sấy ở 50°C trong 3 giờ để thu được bột đậu xanh với hàm lượng GABA
giữ lại cao nhất là 273.76±12.34ppm. Các chỉ số liên quan đặc tính hóa lý của sản phẩm như:
chỉ số WAC, WAI, WSI và chỉ số màu (L*, a*, b*) cũng được đánh giá và so sánh với bột
đậu xanh chưa nảy mầm. Kết quả cho thấy bột đậu xanh giàu GABA có khả năng ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp.

3

ABSTRACT
y-aminobutyric acid (GABA) is a an amino acid with important fuction for the neuron. It
is considered a potent bioactive compound and has positive effects on the health, so there are
many studies that indicated the methods to accumulate GABA content in brown rice, soybean,
wheat, barley... In this research, we germinated mung bean and booted GABA content. These
factors that effected to GABA content include: pH of soaking water, temperature and time
(soaking and germination), and two germination condition (aerobic and hypoxia-anaerobic).
After finishing the soaking, we obtained the optimium soaking: soaking temperarure 35°c,
time soaking 8 hours, and the ratio of mungbean:water was 1:5 (w/v). Attachment, we carried
out testing the different germination conditions, the results showed GABA content was higher
1.41 times under hypoxia-anaerobic condition compare to aerobic condition. After that, we
continuously tested the optimizing test in 3 factors: germination temperature and time, and
pH of soaking water. So, we also recovered the optimizing pH of soaking water was 5.83,
germination time was 14.5 hours and germination temperature was 36.6°c, the highest GABA
content was 1638.67±21.2ppm. However, the other goal in this study was the mung bean
powder that includes the enrich GABA powder, and easily consume such as: easily dissolve,
easy digestion and improve many characterictics in ungerminated mung bean powder. So we
examined the effect of the drying and the boiling mung bean seed (before drying). The results
indicated the final highest GABA was obtanined 273.76+12.34ppm at boiling temperature
80°C in 15 minutes, then drying at 50°C in 3 hours. Other physic-chemical parameter was
conducted such as: WAC, WAI, WSI and color parameter (L*, a*, b*) and compared to
ungerminated mung bean powder. That is many convenient powder was produced.


4
DANH MUC CÁC TỪ VIẾT TẮT
•

VIẾT TẮT

TÊN ĐẦY ĐỦ

ANOVA

Analysis of variance - Phân tích phương sai

DAO

Diamin Oxidase

GABA

Gamma amino butyric acid

GHB

y-hydroxybutyric acid

IDF

Insoluble Dietary Fiber - Chất xơ không hòa tan

pp

Polypropylen

WAC

Water Absorption Capacity - Khả năng giữ nước

WAI

Water Absorption Index - Chỉ số hấp thụ nước

WSI

Water Solubility Index - Chỉ sã hòa tan trong nước

w/v

WeighUvolume - khối lượng/thể tích


V

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên
cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn
nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích
dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu.

Tác giả luận án

Trương Nhật Trung


vi
Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

7

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................................i
TÓM TẮT ............................................................................................................................. ii
ABSTRACT ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................................iv
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. V
Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .........................................................................vi
MỤC LỤC ........................................................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. X
DANH MỤC HÌNH ..............................................................................................................xi
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................................1
1.1. Phân loại khoa học và đặc điểm phân bố............................................................... 1
1.2. Đặc điểm thực vật học ........................................................................................... 3
1.2.1. Vỏ.................................................................................................................... 3
1.2.2. Tử diệp ............................................................................................................4
1.2.3. Phôi ................................................................................................................. 4
1.3. Thành phần dinh dưỡng ......................................................................................... 4
1.4. Đậu xanh nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng ..................................................... 8
1.5. GABA và quá trình nảy mầm sinh ra hàm lượng GABA ................................... 11
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................15
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 15
2.2. Nội dung thực hiện .............................................................................................. 15
2.2.1. Quy trình sản xuất bột đậu xanh giàu GABA đề xuất ..................................15
2.2.2. Thuyết minh quy trình .................................................................................. 15
2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 19

2.3.2. Nội dung 1: Xác định thành phần nguyên liệu .............................................19
2.3.3. Nội dung 2: Khảo sát quá trình ngâm ........................................................... 20
2.3.4. Nội dung 3: Khảo sát quá trình ủ ..................................................................20
2.3.5. Nội dung 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của pH nước ngâm .............................. 21
2.3.6. Nội dung 5: Tối ưu hóa quá trình nảy mầm đậu xanh ..................................21
2.3.7. Nội dung 6: Khảo sát ảnh hưởng quá trình sấy ............................................21
2.3.8. Nội dung 7: Khảo sát ảnh hưởng quá trình luộc ...........................................22
2.4. Nguyen liệu và hóa chất ..................................................................................... 23


8

2.4.1. Nguyên liệu .................................................................................................. 23
2.4.2. Hóa chất ....................................................................................................... 23
2.4.3. Thiết bị, dụng cụ .......................................................................................... 23
2.5. Phương pháp phân tích ....................................................................................... 23
2.5.1. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................... 23
2.5.2. Phân tích độ ẩm............................................................................................ 23
2.5.3. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử ............................................ 24
2.5.4. Phương pháp xác định tổng hàm lượng amino acid tự do........................... 24
2.5.5. Phương pháp xác định hàm lượng GABA .................................................. 26
2.5.6. Phương pháp xác định WAC....................................................................... 26
2.5.7. Phương pháp xác định WAI, WSI............................................................... 27
2.5.8. Phương pháp xác định chỉ số màu L*, a* và b*.......................................... 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ..................................................................................................... 28
3.1. Khảo sát thời gian ngâm ..................................................................................... 28
3.1.1. Độ ẩm ........................................................................................................... 28
3.1.2. Hàm lượng đường khử ................................................................................. 29
3.1.3. Hàm lượng amino acid tự do ....................................................................... 30
3.2. Khảo sát quá trình ủ hiếu khí .............................................................................. 31

3.2.1. Độ ẩm .......................................................................................................... 32
3.2.2. Hàm lượng đường khử ................................................................................ 33
3.2.3. Hàm lượng amino acid tự do ....................................................................... 34
3.2.4. Hàm lượng GABA ....................................................................................... 36
3.3. Khảo sát quá trình ủ hypoxia-anaerobic ............................................................. 37
3.3.1. Độ ẩm ........................................................................................................... 37
3.3.2. Hàm lượng đường khử ................................................................................. 38
3.3.3. Hàm lượng Amino acid tự do ...................................................................... 40
3.3.4. Hàm lượng GABA ....................................................................................... 41
3.4. Khảo sát pH nước ngâm ..................................................................................... 42
3.4.1. Hàm lượng đường khử ................................................................................. 42
3.4.2. Hàm lượng amino acid ................................................................................. 43
3.4.3. Hàm lượng GABA ....................................................................................... 44
3.5. Tối ưu hóa quá trình nảy mầm đậu xanh ............................................................ 45
3.6. Khảo sát quá trình sấy ....................................................................................... 48
3.6.1. Độ ẩm .......................................................................................................... 50
3.6.2. Hàm lượng GABA và amino acid tự do....................................................... 51


9

3.7. Khảo sát quá trình luộc ....................................................................................... 52
3.7.1. Độ ẩm ........................................................................................................... 52
3.7.2. Hàm lượng amino acid, GABA và các chỉ tiêu khác ................................... 53
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ ..........................................................................56
4.1. Kết quả ................................................................................................................ 56
4.2. Kiến nghị ............................................................................................................. 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................57

X

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân loại khoa học của đậu xanh ....................................................................... 1
Bảng 1.2: Diện tích sản xuất đậu xanh một số nước trên thế giới ....................................... 2
Bảng 1.3: Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh .......................................................... ố
Bảng 1.4: Thành phần carbohydrate trong đậu xanh.............................................................. ố
Bảng 1.5: Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh ................................................................ 7
Bảng 1.6: Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh ................................................................. 7
Bảng 1.7: Sự thay đổi hàm lượng acid amin của đậu xanh ở các giai đoạn ......................... 9
Bảng 1.8: Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate khi nảy mầm đậu xanh ............................. 10
Bảng 1.9: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo trong hạt đậu xanh trước và
sau khi nảy mầm ................................................................................................................... 11
Bảng 3.1: Giá trị ở tâm và bước nhảy trong thí nghiệm tối ưu hóa..................................... 45
Bảng 3.2: Bảng quy hoạch thực nghiệm và kết quả GABA thu được ................................ 46
Bảng 3.3: Hệ số phương trình hồi quy ................................................................................. 48
Bảng 3.4: Kết quả thực nghiệm ............................................................................................ 48
Bảng 3.5: Sự thay đổi hàm lượng Amino acid tự do và GABA trong quá trình sấy........... 51
Bảng 3.6: Khảo sát quá trình luộc ....................................................................................... 53


xi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Con đường biến đổi của 7-aminobutyric acid ở thực vật .................................... 12
Hình 1.2: Con đường hình thành GABA ..............................................................................13
Hình 2.1: Quy trình sản xuất bột đậu xanh nảy mầm giàu GAB A......................................15
Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu bột đậu xanh nảy mầm giàu GABA ........................................19
Hình 2.3: Phương trình phản ứng tạo màu giữa đường khử và DNS ...................................24
Hình 2.4: Phản ứng của Ninhydrin với amino acid ..............................................................25

Hình 3.1: Sự thay đổi độ ẩm trong quá trình ngâm hạt ........................................................28
Hình 3.2: Sự thay đổi hàm lượng đường khử trong quá trình ngâm ................................... 29
Hình 3.3: Sự thay đổi của hàm lượng amino acid tự do trong quá trình ngâm ................... 31
Hình 3.4: Sự thay đổi độ ẩm trong quá trình ủ hiếu khí .......................................................32
Hình 3.5: Sự thay đổi hàm lượng đường khử trong quá trình ủ hiếu khí .............................33
Hình 3.6: Sự thay đổi hàm lượng amino acid tự do trong quá trình ủ hiếu khí ...................35
Hình 3.7: Sự thay đổi hàm lượng GABA trong quá trình ủ hiếu khí ...................................36
Hình 3.8: Sự thay đổi độ ẩm trong quá trình ủ hypoxia-anaerobic ......................................37
Hình 3.9: Sự thay đổi hàm lượng đường khử trong quá trình ủ hypoxia-anaerobic ........... 38
Hình 3.10: Sự thay đổi hàm lượng amino acid tự do trong quá trình ủ hypoxia-anaerobic40
Hình 3.11: Sự thay đổi hàm lượng GABA ửong quá trình ủ hypoxia-anaerobic.................41
Hình 3.12: Ảnh hưởng pH nước ngâm đến hàm lượng đường khử .....................................42
Hình 3.13: Ảnh hưởng pH nước ngâm đến hàm lượng amino acid tự do ............................43
Hình 3.14: Ảnh hưởng pH nước ngâm đến hàm lượng GABA............................................44
Hình 3.15: Không gian ba chiều của mô hình tối ưu hóa .....................................................49
Hình 3.16: Sự thay đổi độ ẩm ttong quá trình sấy ................................................................50
Hình 3.17: Sự thay đổi độ ẩm của hạt sau quá trình sấy (sau khi luộc 15 phút) ..................52
Hình 4.1: Quy trình sản xuất bột đậu xanh nảy mầm giàu GAB A......................................56


12
LỜI MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Đậu xanh là một trong những cây họ đậu có giá trị dinh dưỡng cao và có nhiều giá trị sử
dụng trong đời sống. Nó được xem là cây họ đậu quan trọng hàng đầu của Thái Lan,
Philippinvà nó đóng vai trò quan trọng đối với các nước như Srilanka, Ấn Độ, Mianma,
Indonexia, Bangladet. Tại Việt Nam, cây đậu xanh đã được trồng từ lâu đời ở các vùng đồng
bằng, trung du và miền núi xuyên suốt từ Bắc đến Nam. Ngoài ra, đậu xanh còn là nguồn
cung cấp protein thực vật, và được sử dụng phổ biến trong các món chay. Các acid amin trong
protein của đậu xanh khi sử dụng kết họp cùng các loại ngũ cốc sẽ giúp cung cấp protein có

giá trị sinh học cao, là rất tốt đối với trẻ em. Ngoài ra, đậu xanh còn được sử dụng làm nguyên
liệu để sản xuất nhiều loại bánh kẹo, bột dinh dưỡng, miến đậu xanh...
Với mong muốn tạo ra một sản phẩm giàu hoạt chất sinh học góp phần đa dạng mục đích
sử dụng của bột đậu xanh, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu điều kiện nảy mầm trên hạt
đậu xanh (Vigna radiatà) để làm giàu hàm lượng GABA”. Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các
yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy GABA trong quá trình nảy mầm và từ đó đề xuất quy trình
sản xuất bột đậu xanh nảy mầm giàu GABA - đưa ra một hướng ứng dụng cho sản phẩm công
nghiệp. Đây là hướng nghiên cứu mới góp phần làm phong phú thêm thị trường của loại hạt
này, qua đó giúp nhà sản xuất thực phẩm có nhiều nguồn nguyên liệu cơ bản cho các sản
phẩm khác, cũng như việc người tiêu dùng có nhiều lựa chọn hơn. Bên cạnh đó, đề tài còn
tạo ra cơ sở dữ liệu cho các hướng nghiên cứu trên nguyên liệu cùng họ đậu khác.
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy GABA, các phương pháp hiệu quả để
nâng cao hàm lượng GABA trong suốt quá trình nảy mầm.
ứng dụng sản xuất bột đậu xanh nảy mầm giàu GABA ở quy mô phòng thí nghiệm.
Nội dung nghiên cứu


13
Tổng quan về nguyên liệu chính - hạt đậu xanh và sụ tích lũy hàm luợng GABA trong
quá trình nảy mầm.
Phân tích một số thành phần cơ bản trong hạt đậu xanh.
Nghiên cứu điều kiện nảy mầm để tăng hàm luợng GABA cho hạt đậu xanh. Các yếu tố
ảnh huởng đến quá trình tích lũy bao gồm: pH nuớc ngâm, nhiệt độ (ngâm và nảy mầm),
thời gian (ngâm và nảy mầm).
Tối uu hóa 3 yếu tố ảnh huởng: pH nuớc ngâm, nhiệt độ, và thời gian nảy mầm.
Khảo sát nhiệt độ luộc, nhiệt độ và thời gian sấy để thu đuợc sản phẩm bột đậu xanh còn
giữ đuợc hàm luợng GABA cao nhất theo yêu cầu độ ẩm duới 7%.
Ngoài ra còn phân tích thêm các chỉ tiêu khác nhu WAC, WAI, WSI, chỉ số màu L*, a*,
b* để đánh giá thêm các đặc tính hóa lý khác của sản phẩm bột đậu xanh nảy mầm giàu

GABA.


CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN
1.1. Phân loại khoa học và đặc điểm phân bố
Đậu xanh (Vigna radiata) là một ttong những loại cây thực phẩm có thời gian sinh trưởng
ngắn ngày, do có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là nguồn protein dễ tiêu cố trong hạt nên rất
dễ tiêu thụ, trao đổi trên thị trường. Nó có nguồn gốc từ vùng Đông Bắc Ấn Độ-Bruma và
Trung Á. Sau đố nó được trồng nhiều ở các nước châu Ắ như Thái Lan, Myanmar, Indonesia,
Philippine...[1]. Gần đây, nố cũng được trồng ờ một số vùng khác như Trung Phi, phía Đông
Bắc châu úc, Nam Mỹ và Hoa Kỳ [5].
Bảng 1.1: Phân loại khoa học của đậu xanh [6]
Giới

Plantae

Ngành

Magnoỉiophyta

Lóp
Bộ

Magnoỉỉopsỉda
Fabales

Họ

Fabaceae

Chi
Loài

Vigna
Vỉnga radỉata (LJR. Wilczek

Ờ Việt Nam cây đậu xanh được trồng ở nhiều địa phương trong cả nước, căn cứ vào
đặc điềm địa hình và điều kiện khí hậu cố thề chia thành 4 vùng chính trồng đậu xanh [1].
Vùng núi phía Bắc : cây đậu xanh được gieo trồng từ tháng 4-5, thu hoạch tháng 7-8 là
thời điểm cố khí hậu nóng ẩm thuận lợi cho sinh trưởng của cây, tập quán ở đây đơn giản ít
thâm canh, năng suất thấp.
Vùng đồng bằng Trung Du Bắc Bộ: cây đậu xanh ở vùng này được trồng từ tháng 2 đến
tháng 9 hàng năm, tập trung vào 3 thời vụ: vụ đông xuân, vụ hè, vụ thu đông. Do xu hướng
thâm canh và cố hệ thống tưới tiêu khá hoàn chỉnh nên năng suất đậu xanh vùng này cao, và
việc tiếp nhận mô hình đậu xanh cao sản mang lại tính khả thi càng cao hơn.
Vùng Duyên Hải Trung Bộ và Tây Nguyên: đây là vùng có diện tích và sản lượng gieo
trồng đậu xanh lớn do không chịu ảnh hưởng của lạnh của khí hậu mùa đông, mùa mưa và
mùa khô phân bổ rõ rệt nên thuận lợi để trồng quanh năm. Hạn chế lớn


2
nhất ở đây là thời điểm thu hoạch vụ hè thu thường gặp mưa bão nhiều nên thất thoát về năng
suất và sản lượng.
Vùng Đông Nam Bộ: đây là vùng có diện tích gieo trồng lớn chiếm 26% diện tích gieo
trồng cả nước, tuy nhiên do không thâm canh và sử dụng các giống có năng suất thấp nên
năng suất trung bình của vùng này thấp.
Đậu xanh hiện trồng ở Việt Nam thuộc nhiều giống như: ĐX 044, HL89-E3, VN 93-1,
VN92-1, ĐX 208... [1],
Cho đến nay, trên thế giới, cây đậu xanh được trồng với diện tích khoảng 928 ngàn ha,
sản lượng đạt hơn 6445 triệu tấn (2002-2006). Các nước sản xuất đậu xanh lớn nhất phải kể

đến như Ấn Độ, Trung Quốc, Myanmar, Thái Lan, Pakistan... với năng suất trung bình 20-28
tạ/ha, năng suất này cao là do việc đầu tư kỹ thuật hiện đại vào sản xuất. Và các nước nhập
đậu xanh nhiều nhất là Nhật 80 tấn/năm, Hoa Kỳ 50 tấn/năm [5],
Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới ngày một tăng. Đặc biệt, trong những năm gần
đây do nhu cầu của con người về dinh dưỡng protein thực vật tăng nhanh đã làm thúc đẩy
việc sản xuất đậu xanh trên thế giới phát triển mạnh.
Diện tích, năng suất, sản lượng của đậu xanh trên toàn thế giới trong những năm gần đây
được thể hiện trong bảng 1.2.
Bảng 1.2: Diện tích sản xuất đậu xanh một số nước trên thế giới [5]

Bangladesh

70000

2006

Myanmar

100000

1998

Pakistan

200000

2000

Srilanka

33200

1995

Thái Lan

928000

1995

Ỏ Việt Nam, cây đậu xanh được ưồng từ lâu đời ở các vùng đồng bằng, trung du và
miền núi ưên khắp cả nước. Tuy nhiên, nó vẫn chỉ được xem như một loại cây trồng phụ
nhằm tận dụng đất đai, lao động dư thừa...[3]. Vì thế, năng suất sản xuất đậu xanh còn chưa
cao. Từ năm 1991-1995 năng suất sản xuất đậu xanh bình quân đạt khoảng 5.5-12 tạ/ha. Từ
1996-2000 năng suất dao động trong khoảng 15-20 tạ/ha [4],


3
1.2. Đặc điểm thực vật học [2]
Đậu xanh thuộc loại cây thân thảo, mọc đứng, trên thân chia 7-8 đốt. Độ dài của các lóng
thay đổi tùy theo vị trí trên cây. Lá kép lông chim, cả hai mặt lá đều có lông, gân lá nổi rõ lên
ở phía dưới mặt lá. Hoa lưỡng tính, màu vàng lục, mọc thành chùm to, xếp xen kẽ nhau trên
cuống. Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, hình trụ thẳng, mảnh nhưng số lượng nhiều, có
lông. Khi còn non, quả có màu xanh, đến khi chín, quả có màu nâu vàng hoặc màu xám đen,
đen. vỏ quả khi chín nếu gặp nhiệt độ cao có thể tách rời ra. Mỗi quả có từ 8-15 hạt. Hạt đậu
xanh có hình trụ, hơi thuôn, ửòn đều, đường kính hạt khoảng từ 2-2.5mm, vỏ hạt màu xanh,
ruột màu vàng, có mầm ở giữa.
Hạt đậu xanh có cấu tạo giống các họ đậu là không có nội nhũ, nội nhũ bị mất trong quá
trình hình thành hạt. Do đó, cấu tạo chủ yếu của hạt đậu xanh gồm 3 phần: vỏ, tử diệp (lá
mầm) và phôi.

1.2.1. Vỏ
Đậu xanh là loại hạt trần nên vỏ được cấu tạo từ vỏ quả và vỏ hạt. vỏ quả được cấu tạo
từ nhiều lớp tế bào, lớp ngoài cùng gồm những tế bào có kích thước lớn, xếp theo chiều dọc
hạt, gọi là lớp tế bào dọc, ở giữa gồm những tế bào xếp theo chiều ngang, gọi là lớp tế bào
ngang. Khi hạt chín, lớp tế bào này trống rỗng, nhung khi còn non hạt có màu xanh (do chứa
nhiều diệp lục tố). Lớp ttong cùng của vỏ quả gồm những tế bào hình ống xếp theo chiều dọc
hạt.
Sau vỏ quả là vỏ hạt, vỏ hạt được cấu tạo bởi hai lớp tế bào, lớp ngoài gồm nhiều tế bào
xếp khít nhau và chứa nhiều chất màu, còn lớp ttong là những tế bào ttong suốt.
Vỏ hạt là bộ phận có chức năng bảo vệ phôi và tử diệp khỏi bị tác động cơ học, hóa học
của môi trường, vỏ chiếm khoảng 7% so với khối lượng toàn hạt. Trong vỏ không chứa các
chất dinh dưỡng, thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose và hecmicellulose, do đó trong quá
trình chế biến càng tách vỏ triệt để càng tốt.
1.2.2. Tử diệp
Tử diệp (lá mầm) chiếm khoảng 90% khối lượng hạt đậu, hạt đậu có 2 tử diệp. Tử diệp
được cấu tạo từ những tế bào lớn thành mỏng, giữa các tế bào là các khoảng hống.
1.2.3. Phôi
Phôi chiếm khoảng 3% khối lượng toàn hạt, gồm 2 phần chính là chồi mầm và rễ mầm,
phôi là phần phát triển thành cây non khi hạt nảy mầm. Do đó phôi chứa nhiều chất dinh
dưỡng, chủ yếu là protein, glucid hòa tan và lipid.


4
1.3.

Thành phần dinh dưỡng
về dinh dưỡng, hạt đậu xanh là nguồn thực phẩm giàu protein (khoảng 24-28% khối

lượng chất khô của hạt), ngoài ra, còn có lipid khoảng 1.3%, glucid 60.2% và các chất
khoáng như Ca, Fe, Na, K, p... cùng nhiều loại vitamin hoà tan trong nước như vitamin Bl,

B2, c...[2]
1.3.1.1. Protein
Protein của các loại đậu được xem là nguồn protein chất lượng tốt, các nghiên cứu khoa
học chỉ ra rằng hạt đậu xanh là nguồn cung cấp protein có giá ưị dinh dưỡng cao [17], Ở Ai
Cập, đậu xanh được xem là nguồn cung cấp protein và các acid amin quan họng [48]. Đậu
xanh chứa đầy đủ các amino acid không thay thế như leucine, isoleucine, lysine, methionine,
valine... [2]. Thành phần acid amin được chỉ ra trong bảng 1.3.


5
Bảng 1.3 Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh [49]
Amino acid

Hàm lượng (g/16gN)

Tryptophan

3.27

Phenylalanine

5.66

Threonine

3.15

Cystein

0.75

Methionine

1.92

Leucine

8.36

Lysine

4.19

Valine

5.20

Isoleucine

4.74

Glutamic acid

21.7

Proline

4.23

Serine

4.95

Alanine

4.35

Arginine

6.33

Trong protein đậu xanh có chứa các chất kìm hãm protease làm giảm giá trị dinh dưỡng
của nố. Các chất kìm hãm thường là Kunitz và Bowman-Brik. Kunitz là chất kìm hãm
trypsine, còn Bowman-Brik cố hai trung tâm hoạt động có thể kìm hãm cả trypsine và
chymotrypsine. Chất ức chế sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt, gia nhiệt bằng hơi ẩm sẽ hiệu quả hơn là
sấy. Đun trong nước sôi khoảng 20 phút sẽ vô hoạt hầu hết các chất ức chế trypsin.
Bên cạnh đó, trong protein đậu còn chứa hemagglutinin hay còn gọi là ỉectỉn, có khả
năng tạo phức khá bền vững với glucid. Tương tác giữa các lectin với các glucoproteỉn có
mặt ttên bề mặt các hồng cầu sẽ làm ngưng kết các tế bào này gây hiện tượng đông tụ máu.
Tuy nhiên chúng cũng dễ dàng bị phân hủy bởi nhiệt nên không ảnh hường đến giá trị dinh
dưỡng của đậu.
1.3.12. Chất béo
Hàm lượng lipid trong đậu xanh rất thấp nhưng có ảnh hưởng đến chất lượng của hạt,
bột và sản phẩm chế biến.
Chất béo của hạt có giá trị sinh học tương đối cao vì trong thành phần của nó có 20 acid
béo trong đó chứa nhiều acid béo chưa no không thay thế như acid linoleic và acid linolenic.


6
Tuy nhiên do đặc điểm chứa nhiều acid béo chưa no nên chất béo của hạt dễ bị oxy hóa tạo

ra mùi ôi khó chịu, vì vậy trong quá trình chế biến cần quan tâm đến vấn đề này.
Thành phần chất béo trong đậu xanh được thể hiện trong bảng 1.3:
Bảng 1.3: Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh [49]

1.3.1.3. Glucid
Glucid trong đậu gồm chủ yếu là tinh bột (32-43%), với hàm lượng amylose chiếm
khoảng 19.5-47%. Nguồn tinh bột dồi dào trong đậu xanh đã được ứng dụng rộng rãi vào
thực tiễn sản xuất. Ngoài ra, trong đậu xanh còn chứa nhiều loại đường chủ yếu là
saccharose, trong đó glucose chiếm ưu thế hơn so với fructose, và một số đường khác như
raffinose, arabinose, xylose, galactose [14],
Bảng 1.4: Thành phần carbohydrate trong đậu xanh (g/100g CK) [49]


7

1.3.1.4. Thành phần vitamin
Hạt đậu xanh là nguồn chứa nhiều vitamin B, E và K, acid folic rất có lợi đối với sức
khỏe con người.
Bảng 1.5: Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh [56]

Folate hay acid folic, giúp hình thành các tế bào máu. Nó cũng giúp giảm nguy cơ bệnh
tim mạch, đảm bảo tăng trưởng bình thường của các tế bào và hỗ trợ trong chuyển hóa protein.
Thiamine, một loại vitamin B, đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống thần kinh.
1.3.1.5. Thành phần khoáng chất
Đậu xanh có chứa hầu hết các khoáng có lợi như: sắt, photpho, đồng, canxi, kali... Với
các thành phần cụ thể như bảng 1.6.
Bảng 1.6: Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh [56]

Kali
Magie

537 mg
97 mg


8
Kẽm
Selen

1.70 mg
5.0 pg

1.4. Đậu xanh nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng
Nảy mầm là một quá trình tự nhiên xảy ra ửong thời kỳ tăng trưởng của hạt, ửong đó
chúng được đáp ứng các điều kiện tối thiểu cho sự tăng trưởng và phát triển. Trong quá trình
nảy mầm có sự gia tăng độ hấp thu nước của hạt và sự ngậm nước của các tế bào [52],
Hạt nảy mầm gồm 3 giai đoạn: giai đoạn hút nước, giai đoạn nảy mầm và giai đoạn phát
triển.
Sự nảy mầm chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố cả bên trong và bên ngoài. Nhưng trong
đó các yếu tố bên ngoài là quan trọng nhất bao gồm: nhiệt độ, nước, oxy và đôi khi là cả về
ánh sáng và bóng tối.
Nước: là yếu tố cần thiết cho quá trình nảy mầm vì hạt muốn nảy mầm thì phải hút nước,
quá trình này phụ thuộc vào các thành phần có trong hạt đậu xanh [34],
Thành phần cơ bản tạo ra sự hút nước là protein, chúng có tính hút nước cao với các cực
của phân tử nước, do đó được trương nở trong quá trình ngâm. Hàm lượng nước đạt được sau
khi ngâm và ủ trong 12 giờ khảng 55 - 65% [12],
Oxy: cần thiết cho sự chuyển hóa trong quá trình nảy mầm [40]. Oxy được sử dụng trong
hô hấp hiếu khí, để thu lấy năng lượng cho sự phát triển của cây trồng. Nhiều nghiên cứu cho
rằng nếu hàm lượng CO2 tăng lên 0.03% thì sẽ làm chậm quá trình nảy mầm, và khi hàm
lượng CO2 tăng lên 37% thì hạt sẽ bị chết [34], Vì vậy ttong quá trình nảy mầm, cần phải đảo

khối hạt để cung cấp nhiều O2 và ttánh tích tụ CO2 gây nên hô hấp yếm khí, giải phóng rượu
gây độc cho hạt.
Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng thực vật nói chung và
quá trình nảy mầm nói riềng. Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu thị bằng một giới hạn từ
điểm tối thiểu tới điểm tối ưu để sự nảy mầm có thể xảy ra. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà tại
đó tỉ lệ hạt nảy mầm cao nhất ttong thời gian ngắn nhất. Thông thường nhiệt độ tối ưu cho
quá trình nảy mầm từ 35-37°C. Nếu như nhiệt độ dưới mức tối ưu sẽ dẫn đến tỷ lệ nảy mầm
thấp và thời gian nảy mầm kéo dài hơn [12].
♦♦♦ Sự biến đổi các chất dinh dưỡng
Quá trình nảy mầm của đậu xanh bắt đầu từ giai đoạn ngâm đậu kéo dài đến các giai đoạn
về sau. Quá trình này nhằm cải thiện chất lượng dinh dưỡng vốn đã có sẵn trong hạt. Sản
phẩm đậu xanh nảy mầm cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho con người như protein và


9
carbohydrate dễ tiêu hóa, năng lượng, khoáng và vitamin, các hợp chất chống oxi hóa [14],
Từ đậu xanh nảy mầm ta có thể tạo được nhiều loại sản phẩm mới và có giá trị dinh dưỡng
cao, thực phẩm chức năng, làm giảm hàm lượng các chất ức chế hấp thu protein [60],
J- Sự thay đổi trong thành phần protein
Quá trình trao đổi chất phức tạp xảy ra trong nảy mầm là sự thủy phân các protein thành
năng lượng lưu trữ và các acid amin cần thiết cho sự phát hiển của thực vật [23]. Sự biến đổi
về các thành phần hóa học của hạt đậu xanh trước và sau khi nảy mầm được thể hiện ở bảng
1.7.
Bảng 1.7: Sự thay đổi hàm lượng acid amin của đậu xanh ở các giai đoạn (g/16gN) [51]
Amino acid

Đậu thô

Ngâm

Nảy mầm

Tyrosine

3.27

3.11

3.28

Phenylalanine

5.66

5.60

5.70

Threonine

3.15

3.10

3.20

Cystine
Methionine

0.75

1.92

0.64
1.70

0.77
1.95

Leucine

8.36

8.25

8.53

Isoleucine
Lysine
Valine

4.74
4.19
5.20

4.64
4.15
5.23

4.70
4.26

5.20

Tryptophan
Aspartic acid

0.97
13.5

0.95
13.8

1.00
13.5

Glutamic acid

21.7

21.6

21.5

Proline
Serine
Glycine

4.23
4.95
4.26

4.35
4.96
4.35

4.20
4.80
4.20

Alanine

4.35

4.53

4.41

Arginine

6.33

6.50

Histidine

2.49

2.58

Leucine/ Isoleucine

1.76:1

1.77:1

6.35
2.42
1.81:1

Theo nghiên cứu này thì quá trình nảy mầm làm tăng nhẹ hàm lượng amino acid thiết
yếu, do trong quá trình nảy mầm chúng được thủy phân từ protein.


10
4- Sự thay đổi trong thành phần carbohydrate
Hàm lượng carbohydrate giảm ửong quá trình nảy mầm, chúng được sử dụng như nguồn
năng lượng cho sự phát triển của mầm. Điều này có thể giải thích là do sự hoạt động của
enzym 0-amylase thủy phân tinh bột làm tăng hàm lượng carbohydrate đơn giản [23].
Bảng 1.8: Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate khi nảy mầm đậu xanh (g/100g CK) [51]
Đậu xanh

Ngâm

Nảy mầm

Glucose

7.87

6.18

5.03

Saccharose

0.67

0.87

0.0

Oligosaccharide

2.42

2

0.0

Tinh bột

89.05

88.77

81.29

Các tinh bột ttong lá mầm phân chia thành những phân tử nhỏ hơn như glucose, fructose
để cung cấp năng lượng cho quá trình phân chia tế bào khi những hạt giống trưởng thành và
phát triển.
4- Sự thay đổi các thành phần ttong chất béo

Hàm lượng chất béo cũng giảm một lượng đáng kể ttong các mẫu đậu xanh nảy mầm. Theo
Dhaliwal và Aggarwal (1999) mức độ giảm hàm lượng chất béo tăng cường với sự gia tăng
thời gian nảy mầm [18]. Hahm và cộng sự (2009) cũng đã chứng minh là chất béo đã được
oxi hóa thành carbon dioxide và nước để tạo ra năng lượng cho nảy mầm [74], Những biến
đổi ttong thành phần acid béo được mô tả ở bảng 1.9.
Bảng 1.9: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chắt béo trong hạt đậu xanh
trước và sau khi nảy mầm [51 ]