Nghiên cứu sản phẩm sấy khô từ trái đậu bắp (abelmochus esculentus l moench)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
…o0o…

NGUYỄN TRUNG DŨNG

NGHIÊN CỨU SẢN PHẨM SẤY KHÔ TỪ TRÁI ĐẬU BẮP
(Abelmoschus esculentus L. Moench)

Chuyên ngành

: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống

Mã số

: 60.54.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2012


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học

: PGS.TS. Nguyễn Xích Liên

Cán bộ chấm nhận xét 1

: TS. Phan Ngọc Hòa

Cán bộ chấm nhận xét 2

: TS. Đặng Quốc Tuấn

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 30 tháng 01 năm 2013
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. Nguyễn Hoàng Dũng
2. TS. Huỳnh Ngọc Oanh
3. TS. Phan Ngọc Hịa
4. TS. Đặng Quốc Tuấn
5. PGS.TS. Nguyễn Xích Liên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

BỘ MƠN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH


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

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên

: NGUYỄN TRUNG DŨNG

MSHV : 10110173

Ngày, tháng, năm sinh : 05.02.1985

Nơi sinh : TP. HCM

Chuyên ngành

Mã số : 605402

: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống

I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN PHẨM SẤY KHÔ TỪ TRÁI ĐẬU BẮP
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
 Nghiên cứu xử lý bảo vệ màu cho đậu bắp sấy khơ, tìm ra nhiệt độ sấy thích
hợp để bảo quản.
 Nghiên cứu phối trộn bổ sung bột đậu bắp để cải thiện độ đàn hồi cho bánh mì
 Nghiên cứu chế biến đậu bắp tẩm gia vị có giá trị cảm quan được nhiều người
ưa thích, làm đa dạng hóa sản phẩm từ đậu bắp.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: 02/07/2012

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 31/12/2012
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

: PGS.TS. Nguyễn Xích Liên

Tp. HCM, ngày 26 tháng 01 năm 2012
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

Nguyễn Xích Liên

Lê Văn Việt Mẫn
TRƯỞNG KHOA
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành luận văn này bên cạnh sự nổ lực hết mình của bản thân tơi, tơi
cịn nhận được ý kiến hết sức quý báu của và sự giúp đỡ động viên nhiệt nhiệt tình
của q thầy cơ trong Bộ môn công nghệ thực phẩm trực thuộc Khoa kỹ thuật Hóa
học, các bạn cùng khóa học 2010.
Với tấm lịng biết ơn sâu sắc tơi chân thành cảm ơn đến:
 Thầy Nguyễn Xích Liên đã hướng dẫn và dẫn dắt tôi bước đi chập chững
trên con đường nghiên cứu khoa học.
 Cơ Đống Thị Anh Đào đã góp ý, đóng góp và hỗ trợ và tạo điều kiện tốt nhất
cho tôi thực hiện luận văn này.
 Quý thầy cô trong bộ môn đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn này
 Tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc lịng biết ơn đến gia đình, và bạn bè trong
khóa học đã giúp đỡ tơi tân tâm trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 01 năm 2013
Người viết

Nguyễn Trung Dũng


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đay là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và
kết quả thu được từ thí nghiệm nêu trong luạn văn là trung thực.
Học viên thực hiện luận văn

Nguyễn Trung Dũng


TĨM TẮT
Đậu bắp có giá trị dinh dưỡng cao trong khẩu phần ăn chúng ta, là thành phần
không thể thiếu trong món ăn truyền thống của dân tộc ta. Chúng tôi tiến hành nghiên
cứu kéo dài thời gian bảo quản đậu bắp sau thu hoạch bằng phương pháp sấy đối lưu,
chúng tôi tiến hành chần đậu bắp với các dung dịch Na2S2O5, NaCl, Na2CO3 và EDTA
ở nhiệt độ 80oC đến 85oC trong thời gian từ 1 phút đến 5 phút, sau đó đem sấy. Thực
hiện song song với các mẫu trên là mẫu đối chứng với dung dịch xử lý là nước cùng
điều kiện như trên, kết quả cho thấy xử lý đậu bắp với 1,0% NaCl chần ở 3 phút cho
kết quả tốt nhất, độ sáng L = 55,72 và ∆E = 8,64. Nhiệt độ sấy tối ưu là 75oC, 210
phút, độ sáng L = 55,42. Giá trị dinh dưỡng của đậu bắp sấy ít thay đổi so với mẫu
nguyên liệu tươi, tuy nhiên hàm lượng vitamin C đã mất hồn tồn. Từ kết quả thu
được chúng tơi tiến hành áp dụng bổ sung bột đậu bắp vào bánh mì, phối trộn gia vị
tạo ra sản phẩm đậu bắp tẩm gia vị. Kết quả cho thấy khi bổ sung 5% bột đậu bắp
bánh mì có độ đàn hồi tốt và mềm cũng như mức độ ưu thích mẫu đậu bắp tẩm gia
vị, mở ra xu hướng mới trong dòng sản phẩm đậu bắp.


MỤC LỤC

MỤC LỤC

i

DANH MỤC BẢNG

iii

DANH MỤC HÌNH

iv

MỞ ĐẦU

vii

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1

1.1. Đậu bắp

1

1.1.1. Đặc điểm

1

1.1.2.Phân loại

3

1.2. Chất nhớt (nhày) của đậu bắp

5

1.2.1.Thành tế bào thực vật

7

1.2.2. Cấu trúc mạch polysaccharide của đậu bắp

10

1.2.3. Tính chất chức năng của pectins

11

1.2.4. Tính chất chức năng của polysaccharide đậu bắp

12

1.3. Quá trình sấy đối lưu

13

1.3.1. Động lực quá trình sấy

13

1.3.2.Bản chất đặc trưng của quá trình sấy

13

1.3.3. Những biến đổi trong quá trình sấy

16

1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình sấy

17

1.3.5. Các phương pháp sấy

17

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

19

2.1. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị - dụng cụ

19

2.1.1. Trái đậu bắp

19

2.1.2. Hóa chất

19

2.1.3. Thiết bị - dụng cụ

19

2.1.4. Thiết bị đo màu Minolta

19

2.2. Phương pháp nghiên cứu

20

2.3. Bố trí thí nghiệm

21

i


2.3.1. Thí nghiệm 1: xử lý bảo vệ màu xanh của đậu bắp

21

2.3.2. Thí nghiệm 2: khảo sát q trình sấy

25

2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng bằng phương pháp

đánh giá cảm quan bằng 2 công thức phối trộn snack đậu bắp

26

2.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát độ cứng của bánh mì khi bổ sung bột đậu bắp
đã qua xử lý

27

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

29

3.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu

29

3.2. Ảnh hưởng của các tác nhân xử lý đến màu sắc của đậu bắp sau khi sấy

29

3.2.1. Ảnh hưởng bởi dung dịch natrimetabisulphit (Na2S2O5) bão hòa

29

3.2.2. Ảnh hưởng bởi dung dịch NaCl bão hòa

36

3.2.3. Ảnh hưởng bởi dung dịch Na2CO3 bão hòa

41

3.2.4. Ảnh hưởng bởi dung dịch EDTA bão hòa

47

3.3. Kết quả khảo sát quá trình sấy đậu bắp

54

3.4. Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng và chỉ tiêu vi sinh mẫu đậu bắp
sấy khô

56

3.5. Khảo sát độ cứng của bánh mì khi bổ sung đậu bắp (dạng bột)

57

3.6. Kết quả đánh giá cảm quan mẫu đậu bắp tẩm gia vị.

59

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

62

4.1. Kết luận.

62

4.2. Kiến nghị

62

TÀI LIỆU THAM KHẢO

63

PHỤ LỤC

69

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 : Sản lượng và năng suất trồng đậu bắp của các quốc gia trên thế giới
năm 2008-2009

2

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của 100g đậu bắp

3

Bảng 1.3: Phân loại đậu bắp theo Van Borssum Waalkes

4

Bảng 1.4: Phân loại của IBPGR, 1991

4

Bảng 2.1: Bảng ma trận thí nghiệm với dung dịch muối NaCl bão hòa

22

Bảng 2.2: Bảng ma trận thí nghiệm với dung dịch Na2S2O5 bão hịa

22

Bảng 2.3: Bảng ma trận thí nghiệm với dung dịch Na2CO3 bão hịa

23

Bảng 2.4: Bảng ma trận thí nghiệm với dung dịch EDTA bão hòa

24

Bảng 2.5: Thời gian chần với nước

25

Bảng 2.6. Bảng các công thức phối trộn đậu bắp tẩm gia vị

27

Bảng 3.1. Kết quả phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng nguyên liệu trái đậu bắp

tươi

29

Bảng 3.2. Bảng so sánh các mẫu đậu bắp xử lý với các chất khác nhau

52

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy của đậu bắp sau khi
xử lý bằng muối NaCl 1,0%, chần 3 phút

54

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ sáng của đậu bắp sau khi xử lý
bằng muối NaCl 1,0%, chần 3 phút

55

Bảng 3.5. Kết quả phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng mẫu đậu bắp sấy khơ

56

Bảng 3.6. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh mẫu đậu bắp sấy khô

56

Bảng 3.7. Kết quả phân tích độ cứng mẫu bánh mì bổ sung bột đậu bắp

57

iii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 : Cây đậu bắp

1

Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc mạch của pectin

6

Hình 1.3: Mơ hình thành tế bào thực vật

8

Hình 1.4. Đồ thị biểu diễn bản chất đặc trưng của q trình sấy khơ sản
phẩm

15

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu

20

Hình 2.2: Sơ đồ thí nghiệm 1

21

Hình 2.3: Quy trình đậu bắp tẩm gia vị

26

Hình 2.4: Quy trình sản xuất bánh bì bổ sung bột đậu bắp

28

Hình 3.1. Ảnh hưởng của Na2S2O5 nồngđộ 0,5% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

29

Hình 3.2. Ảnh hưởng của Na2S2O5 nồng độ 1,0% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

31

Hình 3.3. Ảnh hưởng của Na2S2O5 nồng độ 1,5% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

32

Hình 3.4. Ảnh hưởng của Na2S2O5 nồng độ 2,0% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

33

Hình 3.5. Ảnh hưởng của Na2S2O5 nồng độ 2,5% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

34

Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ tối ưu Na2S2O5 và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

35

Hình 3.7. Ảnh hưởng của NaCl nồng độ 0,5% và thời gian chần đến màu sắc
đậu bắp sấy

36

Hình 3.8. Ảnh hưởng của NaCl nồng độ 1,0 % và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

37

iv


Hình 3.9. Ảnh hưởng của NaCl nồng độ 1,5 % và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

38

Hình 3.10. Ảnh hưởng của NaCl nồng độ 2,0% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

39

Hình 3.11. Ảnh hưởng của NaCl nồng độ 2,5 % và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

40

Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl và thời gian chần đến màu sắc đậu
bắp sấy

42

Hình 3.13. Ảnh hưởng của Na2CO3 nồng độ 1,0% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

43

Hình 3.14. Ảnh hưởng của Na2CO3 nồng độ 1,5% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

44

Hình 3.15. Ảnh hưởng của Na2CO3 nồng độ 2,0% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

45

Hình 3.16. Ảnh hưởng của Na2CO3 nồng độ 2,5% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

46

Hình 3.17. Ảnh hưởng của nồng độ Na2CO3 và thời gian chần đến màu sắc
đậu bắp sấy

47

Hình 3.18. Ảnh hưởng của EDTA nồng độ 0,4% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

48

Hình 3.19. Ảnh hưởng của EDTA nồng độ 0,6% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

49

Hình 3.20. Ảnh hưởng của EDTA nồng độ 0,8% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

50

Hình 3.21. Ảnh hưởng của EDTA nồng độ 1,0% và thời gian chần đến màu
sắc đậu bắp sấy

51

Hình 3.22. Ảnh hưởng của EDTA và thời gian chần đến màu sắc đậu bắp sấy 52
Hình 3.23. Ảnh hưởng nồng độ các chất xử lý đến màu sắc đậu bắp sấy khơ

53

Hình 3.24. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy của đậu bắp

54

v


Hình 3.25. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ sáng của đậu bắp

55

Hình 3.26. Tác động của lực đàn hồi lên mẫu bánh mì

57

Hình 3.27. Đoạn đường đi của lực tác động lên mẫu bánh mì

58

Hình 3.28: Đồ thị boxplot mức độ ưu thích mẫu DB1 (cơng thức phối trộn 1) 59
Hình 3.29: Đồ thị boxplot mức độ ưu thích mẫu DB2 (cơng thức phối trộn 2) 60

vi


MỞ ĐẦU
Đậu bắp là một trong những loại cây trồng phổ biến ở Việt Nam và trên thế
giới, vừa có giá trị kinh tế vừa là thành phần trong các món ăn truyền thống của dân
tộc ta, một số có mặt trong các bài thuốc đơng y, đậu bắp cịn là một vị thuốc rất tốt
cho sức khỏe. Đậu bắp trồng nhiều ở Tây Nam Bộ và hiện được phát triển rộng rãi

do những lợi ích kinh tế cũng như giá trị dinh dưỡng mà nó mang lại. Diện tích và
sản lượng hàng năm ln tăng, góp phần tăng thu nhập cũng như tạo việc làm cho
người nông dân. Sản lượng và diện tích trồng đậu bắp hàng năm đều tăng nhanh
nhưng vấn đề bảo quản và tiêu thụ ngày càng ít đi nên thường dẫn đến tiêu thụ khơng
kịp vào những đợt thu hoạch cao điểm dẫn đến giá thành giảm, hơn nữa đậu bắp
nhanh chóng bị giảm chất lượng và hư hỏng và dập nát khi vận chuyển. Cho nên vấn
đề bảo quản là cần thiết như giữ ở nhiệt độ thích hợp, bao gói, sấy…trong đó sấy giúp
giữ được sản phẩm trong thời gian dài, thích hợp đối với việc bảo quản khối lượng
lớn. Ngoài ra việc đa dạng hóa các sản phẩm từ đậu bắp sẽ giúp mang lại giá trị kinh
tế cao đồng thời giúp gia tăng tính ứng dụng vào các sản phẩm thực phẩm, dược
phẩm…cung cấp chất dinh dưỡng và phòng chống bệnh tật cho cơ thể.

vii


Chương 1. Tổng quan

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Đậu bắp.
1.1.1. Đặc điểm.
Đậu bắp có tên khoa học là Abelmoschus esculentus L. (Moench), một cây
trồng quan trọng trồng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới.

Hình 1.1 : Cây đậu bắp
Đậu bắp là cây thân thảo, sống hằng năm, thân có lơng dài và cứng. Lá hình
tim, răng cưa thô nhưng không vượt qua nửa giữa của phiến lá. Lơng trên lá dài và
nằm rạp, 5 gân chính nổi rõ, cuống lá dài 15-18 cm. Hoa màu vàng, ở giữa có màu
đỏ tía, mọc ở kẽ lá, cuống hoa to. Tiểu đài 8-10, tràng 5. Nhị nhiều đính nhau thành
ống. Quả hình thoi, dài 10 cm hay dài hơn, phía cuống cụt, hình 5 cạnh, với rãnh dọc

trên mặt quả. Hạt hình cầu màu xám nhạt, mặt nhẵn. [61] Đậu bắp thích hợp trồng
như một loại cây trong vườn cũng như trên các trang trại lớn, trồng thương mại ở Ấn
Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, Iran, Tây Phi, Nam Tư, Bangladesh, Afghanistan, Pakistan,
Myanmar, Nhật Bản, Malayasia, Brazil, Ghana, Ethiopia, Cyrpus và miền Nam Hoa
Kỳ. Ấn Độ trồng đậu bắp đứng đầu trên thế giới với sản lượng chiếm 3,5 triệu tấn
đậu bắp (chiếm 70% của tổng sản lượng thế giới) trên 0,35 triệu ha đất canh tác [62 ].
Tổng sản lượng đậu bắp trên toàn thế giới là 4,8 triệu tấn, trong đó Ấn Độ chiếm
70%, Nigeria 15%, Pakistan 2%, Ghana 2%, Ai Cập 1,7% và Iraq 1,7%. Tại Pakistan,

Trang 1


Chương 1. Tổng quan

tổng diện tích trồng đậu bắp trung bình khoảng 14,78 nghìn ha và tổng sản lượng
khoảng 0,112 triệu tấn với năng suất trung bình là 7,55 tấn/ha.
Bảng 1.1 : Sản lượng và năng suất trồng đậu bắp của các quốc gia trên thế giới năm
2008-2009.[50]
Diên tích gieo

Sản lượng

Năng suất

trồng

(triệu tấn)

(triệu tấn/ha)

Ấn độ

432

4528

10,5

Nigeria

387

1039

2,7

Sudan

21,926

223,650

10,2

Iraq

22,25

141

6,3

46

115,867

2,5

15,081

114,657

7,6

Ghana

19,5

108

5,5

Egypt

6,8

107

15,7

Benin

13,658

48,06

3,5

Saudi Arabia

4

46

11,5

Quốc gia khác

58,365

276,206

4,5

Tổng cộng

1024,58

6749,44

6,6

Quốc gia

Ivory Coast
Pakistan

Đậu bắp gọi bằng nhiều tên khác nhau ở các nước khác nhau trên thế giới. Nó
được gọi là “lady’s finger” ở Anh, “gumbo” ở Hoa Kỳ, “guino-gombo” ở Tây Ban
Nha, “guibeiro” ở Bồ Đào Nha và “bhindi” ở Ấn Độ. Đậu bắp trồng phổ biến ở Ấn
Độ do năng suất canh tác cao, khả năng thích ứng dễ dàng khi điều kiện độ ẩm thay
đổi. Ngay cả ở Ấn Độ, tên gọi cũng đã khác nhau ở các vùng khác nhau. [15]
Rễ và thân cây đậu bắp sử dụng làm sạch nước ép mía từ mật rỉ đường [15].
Hạt đậu bắp rang chín sử dụng như là một thế liệu cho cà phê ở một số nước. Trái
đậu bắp trưởng thành và thân cây có chứa chất xơ thơ sử dụng trong ngành cơng
nghiệp giấy. Trích ly dầu từ hạt của đậu bắp được xem như là nguồn thay thế cho dầu
ăn. Dầu đậu bắp màu vàng xanh có một hương vị và mùi dễ chịu, chứa hàm lượng

Trang 2


Chương 1. Tổng quan

cao chất béo khơng bão hịa như acid oleic và axit linoleic. Hàm lượng dầu trong hạt
là khá cao khoảng 40%. Chất nhầy (nhớt) chứa hỗn hợp của pectin và carbohydrate
sử dụng như chất làm đặc trong công nghiệp thực phẩm. Bột đậu bắp là một phụ gia
thực phẩm dùng để phối trộn với bột mì để làm bánh mì nướng một bước đột phá về
cơng nghệ cho chất lượng cảm quan tốt [44]. Đậu bắp cung cấp một nguồn vitamin
khá quan trọng gồm kali, canxi và các khoáng đa lượng khác thường thiếu trong chế
độ ăn uống của các nước đang phát triển (IBPGR, 1990). Các thành phần của phần

ăn được của đậu bắp được đưa ra trong bảng 1.2.
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của 100g đậu bắp. [23]
Độ ẩm

89,6 g

Khoáng

0,7 g

Protein

1,9 g

Carbohydrates

6,4 g

Chất béo

0,2 g

Canxi

66 mg

Chất xơ

1,2 g

Sắt

0,35 mg

Năng lượng

35 cal

Kali

103 mg

Phốt pho

56 mg

Thiamin

0,07 mg

Natri

6,9 mg

Axit nictonic

0,6 mg

Lưu huỳnh

30 mg

Vitamin C

13 mg

Riboflavin

0,1 mg

Magie

53 mg

Axit oxalic

8 mg

Đồng

0,19 mg

Đậu bắp được cho là rất hữu ích đối với tinh sao thuộc sinh dục-tiết niệu, rối
loạn và bệnh lỵ mãn tính [39] Đậu bắp là dược liệu có giá trị chữa loét và hỗ trợ chữa
bệnh trĩ.
1.1.2. Phân loại.
Trước đây đậu bắp bao gồm giống Hibiscus, phân chi Abelmoschus trong họ
Malvaceae. Phân chi Abelmoschus sau đó đã được đề xuất được nâng lên thành chi
riêng biệt. Sau đó sử dụng rộng rãi tên Abelmoschus được chấp nhận trong phân loại
và trong văn học đương đại [30], [26]. Chi này được phân biệt với chi Hibiscus bởi

các đặc tính của đài hoa, dạng thìa với 5 răng ngắn, tràng hoa và sơm rụng sau khi ra
hoa. [52]
Trang 3


Chương 1. Tổng quan

Các nhà phân loại học đã mô tả có khoảng 50 lồi. Việc sửa đổi cách phân loại
của các nghiên cứu gần đây là đầy đủ nhất của các chi Abelmoschus.[54] ,[12] Phân
loại của Van Borssum Waalkes (1966) như điểm khởi đầu, một cách phân loại mới
đã được thông qua tại Hội thảo quốc tế về đậu bắp được tổ chức tại phòng Tài nguyên
thực vật di truyền Quốc Gia (NBPGR) trong năm 1990 (IBPGR 1991) trình bày ở
bảng 1.3.
Bảng 1.3: Phân loại đậu bắp theo Van Borssum Waalkes (1966).
Giới

Platae

Phân lớp

Magnoliophyta

Lớp

Magnoliopsida

Bộ

Malvales

Họ

Malvaceae

Giống

Abelmoschus

Loài

esculentus

Bảng 1.4: Phân loại của IBPGR, 1991
STT

Loài

1

A.moschatus Medikus-subsp. Moschatus var moschatus-subsp. Moschatus
var betulifolius (Mast) Hochr-subsp biakensis (Hochr) Borss-subsp
tuberosus (Span) Borss

2

A.manihot (L) Medikus-subsp tetraphylus (Roxb ex Hornem) Borss var
tetraphylus-var pungens

3

A.esculentus (L) Moench

4

A.tuberculatus Pal & Singh

5

A.ficulneus (L) W& a.ex.Wight

6

A.crinitus Wall

7

A.angulosus Wall ex.W,&A

8

A.caillei (A.Chev) Stevels

Trang 4


Chương 1. Tổng quan

Việc áp dụng bảng phân loại mới này đòi hỏi sửa đổi cách xác định các giống
Abelmoschus như: sự khác biệt giữa A. esculentus và A. tuberculatus cũng như sự
phân biệt giữa A. Manihot, A. tetraphyllus và A. callei. Các mơ tả thực vật hiện có (A.

tuberculatus, A.manihot và A.tetraphyllus) cần phải được so sánh với các biến thể
trong cơ sở dữ liệu toàn cầu và các bộ sưu tập hiện có khác. Tuy nhiên, việc phân loại
một loài A. moschatus, A. tetraphyllus, A. esculentus và A. angulosus nên quan tâm
hơn nữa (IBPGR, 1991).
Tại Việt Nam chi đậu bắp (Abelmoschus Medic.) đã được ghi nhận có 3 lồi,
2 phân lồi và 1 thứ chúng thường có giá trị như:
 Làm rau ăn

: Đậu bắp.

 Làm thuốc

: Sâm bố chính.

 Cho tinh dầu : Vơng vang.
Cây đậu bắp thường gọi là cây mướp tây, bụp bắp, bông vang có tên khoa học là:
Abelmoschus esculentus L. Moench hoặc Hibiscus esculentus L. trồng rông rãi ở Việt
Nam và các nước nhiệt đới khác như: Ấn Độ, Bắc Phi, Thái Lan, Malaysia….[1]
1.2. Chất nhớt (nhày) của đậu bắp.
Pectin trích ly từ thành tế bào, cụ thể là một phân tử thuộc nhóm
polysaccharides với các tính chất đặc trưng. Nhóm chất quen thuộc nhất và nổi trội
là homogalacturonan (HG), được cho là có cấu trúc "trơn” của phân tử pectin, bao
gồm chủ yếu là chuỗi homopolymer một phần bị methylester hóa tại liên kết (1-4)
axit α-D-galacturonic (GalA). Một thành phần thứ hai được đặc trưng cấu thành của
vùng “ mọc nhánh” của pectin hay gọi là vùng rhamnogalacturonan I (RG I).
Thành phần của mạch pectin là chuỗi disaccharide lặp [-4)-α-D-GalA-(1,2)α-L-Rha-(1]n cấu thành từ GalA và một ít rhamnose (Rha). RG I có cấu trúc nhánh
dài với đường trung tính (chủ yếu là α-L-arabinose và -D-galactose) chuỗi bên
(arabinans, galactans và arabinogalactans) gắn với một ít rhamnose. Pectin cũng có
chứa xylogalacturonan (XG) và rhamnogalacturonan II (RG II), một nhánh dài cấu
trúc phức tạp ít thấy xuất hiện so với RG I.

Thông thường cấu trúc của pectin được miêu tả như là một phức hợp bao gồm
RG I, RG II và XG gắn với mạch chính HG (Hình 1.2A). Nhiều quan sát gần đây cho
Trang 5


Chương 1. Tổng quan

thấy cấu trúc phân tử của pectin có một phần phân nhánh thuộc vùng HG và xuất hiện
các tập hợp các cấu trúc phức tạp. Các nghiên cứu này đã góp phần vào một cấu trúc
thay thế mới, trong đó HG có thể xuất hiện như chuỗi bên của RG I (Hình 1.2B).

Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc mạch của pectin.
A: Mạch RG I (mọc nhánh) được cho là gắn liền mạch HG (trơn) mà một phần
bị methyleste hóa và cũng có chứa RG II và XG. Đặc trưng của chuỗi bên RG I trung
tính là tuyến tính với galactans và arabinans, nhánh galactans và arabinans,
arabinogalactans.
B: Một cấu trúc thay thế, theo đó HG là những chuỗi bên của RG I.
Trang 6


Chương 1. Tổng quan

C: Thay đổi pectin RG I. Xử lý kiềm hóa điều trị phá vỡ mạch chính HG và
xử lý axit cắt đường trung tính, ưu tiên để lại đường galactans và arabinogalactans.
Theo Hiệp hội tổ chức Lương – Nông thế giới (Food and Agriculture
Organisation) pectin công nghiệp có những đặc tính kỹ thuật riêng biệt chứa khơng ít
hơn 65% acid polygalacturonic cũng như các quy định khác nhau cho thấy pectin như
là một phụ gia thực phẩm - E440. Tuy nhiên, bên cạnh các đặc trưng đó, pectin thương
mại có cấu trúc rất đa dạng tùy thuộc vào nguồn gốc và phương pháp trích ly. Sự
phân bố các chuỗi polyme có các kích thước khác nhau, mơ hình acyl hóa, mức độ

este hóa (DE), tính chất và vị trí của đường trung tính, cũng như các phương pháp
trích ly có thể ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất của pectin từ các nguồn khác
nhau. Các phương pháp để trích ly pectin thương mại thơng thường được tối ưu hóa
để nâng cao hàm lượng HG do HG có chức năng chủ yếu tạo gel của pectin.
Các nghiên cứu gần đây về hoạt tính sinh học của của pectin đang bắt đầu nhấn
mạnh tầm quan trọng về tiềm năng của galactan trong nhánh RG I. Phần lớn các
nghiên cứu hoạt tính sinh học của pectin đã sử dụng loại pectin thương mại đã biến
đổi có trong nhóm quả citrus hoặc có thể là nguồn thực vật khác như: khoai tây và
pectin của củ cải đường, kết hợp với việc lụa chọn nhiều phương pháp trích ly khác
nhau có thể tạo ra nhiều nguồn pectin giàu galactan và có hoạt tính sinh học.[20]
1.2.1.Thành tế bào thực vật
Tế bào thực vật được bao bọc bởi một màng tế bào bao gồm các đại phân tử
khác nhau tạo thành một mạng lưới phức tạp. Một trong những mơ hình của thành tế
bào mà hiện nay đang phổ biến nhất là mô hình "mạng móc xích" [17] mà chủ yếu là
dựa trên mơ hình của McCann và Roberts (1991) (Hình 1.3). Nói chung, các thành
phần chính của màng tế bào ở thực vật bậc cao chủ yếu bao gồm polysaccharides
(cellulose, hemicelluloses và pectin) với tỷ lệ tương đối nhỏ các protein cấu trúc, các
hợp chất phenolic, khoáng và enzyme [14].
Hemicellulose liên kết với hai hoặc nhiều vi sợi cellulose thông qua liên kết
hydro [35]. Pectin và protein cấu trúc được xem là hoạt động đồng kéo dãn mạng lưới
tạo một rào cản một cách tự nhiên cùng với mạng cellulose-hemicellulose [25]. Các
polysaccharides khác nhau xuất hiện trong màng tế bào thực vật có thể trích ly bằng
Trang 7


Chương 1. Tổng quan

phương pháp phân đoạn với nhiều dịch trích khác nhau [57]. Cấu trúc cơ bản của các
polysaccharides khác nhau từ màng tế bào thực vật trong hình 1.3.
Cellulose là một homopolysaccharide có mạch chính là liên kết 1,4-β-Dglucosyl có trọng lượng phân tử cao, phân bố rộng [9]. Phân tử cellulose trong màng

tế bào thực vật bậc cao chứa 2000 - 6000 đơn vị glucose [19]. Các chuỗi glucan đơn
được tập hợp lại và thường tạo tinh thể thông qua liên kết hydro [29]. Trong tinh thể
cellulose tự nhiên, có hai dạng khác nhau của cellulose vơ định hình được tìm thấy:
cellulose Iα (triclinic) và cellulose Iβ (monoclinic) với tỷ lệ Iα : Iβ phụ thuộc vào nguồn
gốc của cellulose (VanderHart và Atalla, 1984). Cellulose là thành phần chính để xác
định độ bền của các sợi bột gỗ, cellulose Iβ là dạng bền nhiệt [8]. Nhiều công nghệ đã
được báo cáo để xác định thành phần của cả hai cellulose vơ định hình dạng I như:
quang phổ FT-IR NMR.

Hình 1.3: Mơ hình thành tế bào thực vật
Hemicelluloses được định nghĩa là polysaccharides trong màng tế bào thực
vật tan trong dung dịch kiềm. Cụ thể là xyloglucans, xylans, mannans và
arabinogalactans chiếm tỷ lệ nhiều nhất [40]. Xyloglucans là hemicellulose tiêu biểu
cho cây hai lá mầm. Cấu trúc hóa học của hemicellulose phụ thuộc nhiều vào nguồn
gốc của chúng. Xyloglucan cấu tạo bởi liên kết của (1,4)-β-D-glucosyl với hai hoặc
ba hoặc bốn D-glucosyl thay thế ở vị trí O-6 với α-D-xylosyl [55]. Hơn nữa, một vài
đoạn D-xylosyl có thể được thay thế bằng monosaccharides (D-galactose hoặc L-

Trang 8


Chương 1. Tổng quan

arabinose) hoặc disaccharides (ví dụ như D-galactose-L-fucose) . Xyloglucans được
phân thành 2 loại: loại poly-XXXG và loại poly-XXGG tùy thuộc vào mức độ thay
thế mạch glucan với D-xylosyl [21]. Gần đây, Hilz et al. (2007) tìm thấy chuỗi bên
α-D-xylosyl-(1,4)- β-D-xylosyl của xyloglucan trong quả việt quất. Xylans đại diện
cho một loại khác của hemicellulose trong màng tế bào và có mạch bao gồm liên kết
(1,4)-β-D-xylosyl. Đoạn xylosyl trong mạch xuất hiện trong monocotyles (ngũ cốc
và các loại cỏ) có thể được thay thế bởi L-arabinosyl, D-glucuronosyl (hoặc dẫn xuất

4-O-methyl) và các nhóm acetyl [38]. Ở cây hai lá mầm (Thân gỗ và thân thảo) mức
độ acetyl hóa cao, có tính axit (O-methyl) glucuronoxylans gần như khơng thấy có
bất kỳ arabinose thay thế nào.
Pectin là thành phần quan trọng của màng tế bào thực vật và cấu trúc phân tử
phức tạp nhất trong tự nhiên [56]. Pectin gồm 17 monosacarit khác nhau được sắp
xếp từ các cấu trúc cơ bản dạng khối trong mạng pectin trong hình 1.3 [37]. Mạch
pectin có thể được phân loại thành ba nhóm dựa trên các yếu tố trên:
homogalacturonan, đoạn thay thế galacturonan và rhamnogalacturonan.
- Homogalacturonan (HG) được tạo thành bởi liên kết (1,4)-α-Dgalacturonosyl trong đó axit galacturonic bị methyl este hóa [51]. Mức độ metyl este
hóa (DM) trong HG có thể phân loại pectin thành 2 loại chính: pectin có DM cao
(hơn 50%) và pectin có DM thấp và có ảnh hưởng mạnh đến chức năng của pectin
[57]. Mỗi đoạn HG có liên kết ngang và tham gia vào việc hình thành mạng khơng
gian ba chiều, gel pectin, có vai trị quan trọng trong kiểm sốt độ xốp và các đặc tính
cơ học của màng tế bào và góp phần duy trì độ bám dính gian bào [14]. Đặc tính tạo
gel của pectin bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau chẳng hạn như: loại pectin,
nguồn gốc của pectin, mức độ tham gia của nhóm methyl ester và các nhóm acetyl.
Este methyl có thể tham gia hoặc là ngẫu nhiên hoặc là khóa các đoạn HG có tác động
mạn lên liên kết canxi của pectin. Ngoài ra, một phần HG bị O-acetyl hóa ở vị trí O2 hoặc O-3 của nhóm D-galacturonosyl như pectin của củ cải đường xuất hiện của
các nhóm acetyl có ảnh hưởng xấu đến q trình tạo gel [18]. HG tạo phân nhánh
với duy nhất với β-D-xylose hoặc chuỗi liên kết 1,2-β-D-xylose dài hơn hoặc chuỗi
liên kết 1,4 -β-D-xylose tại vị trí O-2 và O-3 của D-galacturonosyl gọi là
Trang 9


Chương 1. Tổng quan

xylogalacturonan (XGA) [48]. Giống như HG, một phần của D-galacturonosyl trong
XGA bị este methyl hóa.
- Rhamnogalacturonan I (RG I) là mạch có sự thay thế nhóm chức lần lượt
tại liên kết (1, 2)-α-L-rhamnosyl và liên kết (1,4)-α -D-galacturonosyl với tỷ lệ

rhamnose và axit galacturonic là 1:1[31]. Nhiều RG I một phần O-acetyl hóa tại vị trí
O-2 hoặc O-3 của nhóm D-galacturonosyl nhưng cho đến nay khơng có bằng chứng
nào về sự xuất hiện của metyl este hóa nhóm D-galacturonosyl trong mạch RG I [28].
Khoảng 20-80% của tất cả các nhóm L-rhamnosyl tạo nhánh tại vị trí O-4 với liên kết
(1, 4)-β-galactan [24], liên kết (1,5)-α- arabinan hoặc tạo nhánh arabinans [45] tùy
thuộc vào nguồn gốc và mô thực vật. Bên cạnh đó, arabinogalactan loại I (AGI) và
arabinogalactan loại II (AG II) xuất hiện như là chuỗi bên của RG I. AG I tạo thành
từ liên kết (1, 4)-β-galactan với liên kết α-L-arabinofuranosyl tại vị trí O-3 của Dgalactosyl. AG II là một polymer phân nhánh tạo thành từ liên kết (1,3)-β-Dgalactosyl chứa chuỗi bên α-L-Araf-(1 → 6) - [β-D-Galp-(1 → 6)]n (n = 1,2 hoặc 3).
- Rhamnogalacturonan II là một thành phần có cấu trúc đặc biệt của pectin,
trong đó có một cấu trúc bảo tồn cao và được tìm thấy trong nhiều lồi thực vật khác
nhau [40]. Rhamnogalacturonan II có liên kết cộng hóa trị với HG [40] và bao gồm
12 loại đường khác nhau với một vài loại đường đặc biệt tạo thành mộ chuỗi như:
apiose, axit aceric, axit 3-deoxy-D-lyxo-2-heptulosaric (DHA) và axit 2-keto-3deoxy-D-Manno-octulosonic (DKO). RG II tạo từ liên kết (1,4)-α-D-galacturonosyl
được bảo tồn tốt nhưng khơng có liên kết ở chuỗi bên khác nhau.
1.2.2. Cấu trúc mạch polysaccharide của đậu bắp
Các nghiên cứu trước đó về các thành phần và tính chất của polysaccharides
đậu bắp đã được nêu ra [13]. Các cơng trình khác nhau đã trình bày thành phần khác
nhau của các polysaccharides, có lẽ hầu hết do sự khác biệt trong quá trình và sử dụng
giống đậu bắp khác nhau.
Whistler và Conrad (1954) cho thấy đậu bắp từ miền nam Hoa Kỳ chứa
polysaccharide có tính axit bao gồm các loại đường chính: galactose, rhamnose và
acid galacturonic. Gần đây, Lengsfeld et al. (2004) và Deters et al. (2005) cho rằng
polysaccharide đậu bắp từ một nhà cung cấp thương mại ở Đức cũng chứa glucose
Trang 10


Chương 1. Tổng quan

và nhóm glucuronosyl. Ngồi ra, Agarwal et al. (2001) tìm thấy axit galacturonic
trong polysaccharides đậu bắp từ Ấn Độ có cấu tạo dạng L.

Polysaccharides của đậu bắp trồng ở Nhật, trích ly bằng nước lạnh và tinh chế
bằng cách sử dụng tác nhân tạo phức càng cua 10% cho thấy có một chuỗi lặp của
liên kết (1,2)-α-rhamnosyl, liên kết (1,4)-α-galacturonosyl và liên kết chuỗi bên đối
xứng (1,4)-β- galactan được thay thế tại vị trí O-4 của một nửa của nhóm rhamnosyl
[32]. Điều này chứng minh rằng pectin bị acetyl hóa (5,5% theo trọng lượng) và chứa
khoảng 12% protein. Tuy nhiên, vị trí chính xác của các nhóm acetyl trong pectin
không được nhắc đến.
Một phân đoạn khác nữa của pectic polysaccharides trích ly bằng nước từ vỏ
quả đậu bắp hạt đã được thực hiện bởi Lengsfeld et al. (2004) bằng cách sử dụng sắc
ký trao đổi anion cho thấy mật độ cấu trúc galacturonan khá tinh khiết. Thông tin liên
quan đến các polysaccharides khác như hemicelluloses vẫn chưa rõ ràng. Từ các dữ
liệu về thành phần liên kết, chúng tôi chỉ đưa ra một vài kết luận từ pectin đậu bắp
1.2.3. Tính chất chức năng của pectins
Pectin được sử dụng rộng rãi như: tạo gel, chất ổn định hoặc tác nhân làm dày
trong nhiều sản phẩm thực phẩm như mứt, sữa chua uống, sữa trái cây và kem [32].
Độ nhớt của dung dịch polysaccharide phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: trọng
lượng phân tử, thể tích động lực học, độ cứng điện tích phân tử [59]. Các polyme có
trọng lượng và cấu trúc hóa học tương tự mang điện tích nói chung có độ nhớt cao
hơn polyme khơng tích điện do lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử . Mặc dù pectin có
nhóm carboxyl tự do trên mạch và tác động như một chất đa điện ly [57] nhưng pectin
không được sử dụng thường xuyên như một chất làm đặc bởi vì dung dịch pectin có
độ nhớt tương đối thấp khi so sánh với polymer sinh học khác ở nồng độ tương tự.
Độ nhớt của dung dịch pectin phụ thuộc vào tính chất hóa lý của pectin, cường độ ion
của dung dịch [42] và sự có mặt của đường [16].
Các vùng khác nhau của gel tan nước thường được hình thành thơng qua sự
tương tác vật lý như liên kết hydro, liên kết kỵ nước và cation trung gian qua liên kết
ngang [59]. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tính chất gel của gel pectin phụ
thuộc mạnh vào tính chất phân tử của polyme. Các tính chất gel của pectin bị ảnh
Trang 11

Chương 1. Tổng quan

hưởng bởi trọng lượng phân tử pectin, chiều dài của các chuỗi bên pectin, mức độ và
vị trí của metyl este hóa và mức độ của acetyl hóa. Ví dụ, Schmelter et al. (2002) cho
rằng pectin với chuỗi bên ngắn hơn cho tính chất gel tốt hơn so với pectin với chuỗi
bên dài hơn. Hơn nữa, các mơ hình của este hóa, ester ngun khối hoặc ngẫu nhiên,
có tác động lớn trên những đặc điểm gel [58] enzyme loại bỏ nhóm acetyl như hiện
nay trong pectin củ cải đường dẫn đến cải thiện tính chất gel tạo nhiều gel cứng [41].
1.2.4. Tính chất chức năng của polysaccharide đậu bắp
Dung dịch polysaccharides đậu bắp đã được tìm thấy như chất giả dẻo và khả
năng tiết nhớt [13]. Baht và Tharathan (1987) phát hiện ra rằng độ nhớt của
polysaccharides đậu bắp trích ly bằng nước cho thấy độ nhớt tối đa trong khoảng pH
từ 4-6. Độ nhớt của polysaccharides đậu bắp giảm khi thêm glucose và sucrose (540%) và muối hóa trị 2 (0,1-10% CaCl2 và MgSO4), trái lại với độ nhớt tăng nhẹ sau
khi bổ sung maltodextrin và 0,1-10 % của các muối đơn hóa trị (NaCl và KCl). Hơn
nữa, độ nhớt của dung dịch polysaccharide đậu bắp tăng mạnh với gia tăng nồng độ.
Woolfe et al (1997) báo cáo rằng gia nhiệt dung dịch polysaccharide đậu bắp đến
900C dẫn đến giảm độ nhớt trong khi làm mát dung dịch trở lại nhiệt độ phòng gây
ra tăng độ nhớt.
Pectin Đậu bắp thường tạo gel ở nồng độ tương đối thấp ( nồng độ 6g/l) [60],
trong khi gia nhiệt polysaccharides đậu bắp ở 600C trong 30 phút sau đó làm mát ở
40C trong 24 giờ tạo thành dạng gel ổn định [11]. Ngoài ra, tác động cộng hợp đã
được tìm thấy khi polysaccharide đậu bắp được trộn với Xanthan Gum không đưa ra
bất kỳ tác dụng cộng hợp [11].
Polysaccharide đậu bắp có tính chất bơi trơn khơng bình thường và có thể để
tạo thành một lớp phủ bền bỉ trên da mà rất khó khăn để loại bỏ bằng cách rửa [13].
Đặc tính bơi trơn cũng là tính chất quan trọng giống như tính bơi trơn của chất béo
[22] và polysaccharides đậu bắp có thể được sử dụng thay thế chất béo trong nhiều
sản phẩm như các thanh sô cơ la và cookie. Nhiều đặc tính chất lượng của các cookie
khơng có chất béo so sánh với những cookie đầy đủ chất béo [46]. Tương tự như vậy,

polysaccharide đậu bắp cũng được sử dụng như là một chất thay thế sữa giàu béo

Trang 12