Thiết kế và thi công mạch điều khiển và giám sát thiết bị 220 VAC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TẠO MẦM HẠT ĐẬU ĐEN
VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT BỘT ĐẬU ĐEN NẢY MẦM

Ngành:

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRẦN THỊ NGỌC MAI
Sinh viên thực hiện:

TRẦN LÊ THẢO LINH

MSSV: 1311110502

Lớp: 13DTP07

TP. Hồ Chí Minh, 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực.
Các kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào
khác. Những số liệu được sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng và đã công bố
theo đúng quy định.

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Th.S Trần Thị Ngọc Mai, người đã
dẫn dắt, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp này.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị đang làm việc tại Phịng thí nghiệm
khoa CNSH-TP-MT trường Đại Học Cơng Nghệ TPHCM đã giúp đỡ tơi trong q trình
hồn thành đồ án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo trong Bộ mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm
nói riêng và Khoa CNSH-TP-MT nói chung đã dạy dỗ tơi trong q trình học tập.
Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã ln động viên, giúp đỡ,
hỗ trợ để tơi có thể hồn thành đồ án này.
Vì thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi những thiếu sót, mong các thầy cơ
và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án của tơi được hồn thiện hơn.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Trần Lê Thảo Linh.


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ......................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................... 4
1.1 Tổng quan về đậu nguyên liệu ................................................................................ 4
1.1.1 Phân loại khoa học và phân bố .......................................................................... 4
1.1.2 Đặc điểm thực vật .............................................................................................5
1.1.3 Thành phần hóa học của đậu đen ......................................................................7
1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu đen trên thế giới và Việt Nam ...................15
1.2 Tổng quan về đậu nảy mầm .................................................................................. 18

1.2.1 Quá trình nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nảy mầm ................... 18
1.2.2 Các biến đổi hạt trong quá trình nảy mầm ...................................................... 20
1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm .......................................... 31
1.2.4 Tổng quan về tình hình nghiên cứu ngồi nước về đậu nảy mầm .................. 32
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 35
2.1 Vật liệu nghiên cứu................................................................................................. 35
2.1.1 Nguyên liệu ..................................................................................................... 35
2.1.2 Địa điểm nghiên cứu ...................................................................................... 35
2.1.3 Thiết bị ........................................................................................................... 35
2.2 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 35
2.2.1 Phương pháp phân tích hóa lý .......................................................................... 35
2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan ..................................................................... 36
2.3. Bố trí thí nghiệm .................................................................................................... 37
2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................................... 38
2.3.2 Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 39
2.4 Quy trình nghiên cứu .............................................................................................44
2.4.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ
2.4.2 Thuyết minh quy trình ..................................................................................... 44
i


CHƯƠNG 3. KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 48
3.1 Kết quả đánh giá khối lượng 1000 hạt................................................................... 48
3.2 Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lí ............................................................................ 48
3.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm của hạt
đậu đen .................................................................................................................... 49
3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nảy mầm của hạt đậu
đen ............................................................................................................................ 51
3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nảy mầm của
hạt đậu đen ........................................................................................................................ 53

3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nảy mầm của hạt đậu
đen .................................................................................................................................. 53
3.7 Kết quả khảo sát chế độ sấy ảnh hưởng đến hạt đậu đen nảy mầm ..................... 64
3.8 Kết quả đánh giá bột đậu đen nảy mầm ................................................................ 66
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 70
4.1 Kết luận ................................................................................................................... 70
4.1.1 Các thông số tối ưu .......................................................................................... 70
4.1.2 Quy trình để nghị ............................................................................................. 71
4.2 Kiến nghị ................................................................................................................. 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 73

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân loại khoa học đậu đen ........................................................................................ 4
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu đen ...................................................... 8
Bảng 1.3: So sánh thành phần dinh dưỡng giữa các loại đậu ............................................. 8
Bảng 1.4: Thành phần các acid amin trong 100g đậu đen .................................................. 9
Bảng 1.5: Các vitamin và khoáng chất trong đậu đen ....................................................... 10
Bảng 1.6: Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nảy mầm ................................... 21
Bảng 1.7: Sự thay đổi hàm lượng acid amin đậu xanh ở các giai đoạn ............................. 21
Bảng 1.8:Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nảy mầm..22
Bảng 1.9: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu xanh
trước và sau khi nảy mầm .................................................................................................. 23
Bảng 1.10: Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nảy mầm ở hạt đậu xanh 26
Bảng 1.11: Hàm lượng Vitamin C của đậu xanh trong quá trình nảy mầm ...................... 27
Bảng 1.12: Ảnh hưởng của sự nảy mầm đến các yếu tố kháng dinh dưỡng ......................... 30
Bảng 2.1: Danh mục các thiết bị nghiên cứu ....................................................................... 35
Bảng 3.1: Thành phần nguyên liệu đậu đen ....................................................................... 48

Bảng 3.2: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ngâm ................ 49
Bảng 3.3: Bảng phân tích ANOVA so sánh tỷ lệ nảy mầm theo thời gian ngâm hạt……50
Bảng 3.4:: Đánh giá cảm quan hạt đậu đen sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian ......... 50
Bảng 3.5 Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm ……51

v


Bảng 3.6: Đánh giá cảm quan hạt đậu đen sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian ........... 52
Bảng 3.7: Đánh giá cảm quan hạt đậu đen ảnh hưởng bởi phương pháp ngâm ……

54

Bảng 3.8: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ươm .................. 55
Bảng 3.9: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian
ươm mầm............................................................................................................................ 56
Bảng 3.10: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian
ươm mầm............................................................................................................................ 57
Bảng 3.11: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ươm
mầm .................................................................................................................................... 58
Bảng 3.12: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian
ươm mầm............................................................................................................................ 59
Bảng 3.13: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian
ươm mầm............................................................................................................................ 60
Bảng 3.14: Hàm lượng GABA của đậu đen sau khi ươm ở 36 giờ ...................................63
Bảng 3.15: Bảng thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy hạt đậu đennảy mầm ...................... 64
Bảng 3.16: Hàm lượng GABA của đậu đensau khi sấy ...................................................... 65
Bảng 3.17:Đánh giá cảm quan hạt đậu đen sau khi sấy ảnh hưởng bởi chế độ sấy……..65
Bảng 3.18: Kết quả đánh giá cảm quan bột đậu đen nảy mầm............................................. 66
Bảng 3.19: Kết quả kiểm tra vi sinh đối với bột đậu đennảy mầm....................................... 66

Bảng 3.20: Chi phí sản phẩm “bột đậu đen nảy mầm” ......................................................... 67

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Câyđậu đen ....................................................................................................................... 5
Hình 1.2: Cấu tạo hạt đậu đen .............................................................................................................. 7
Hình 1.3: Cơng thức cấu tạo của các hợp chất phenolic trong đậu đen ............................ 12
Hình 1.4: Con đường tổng hợp vitamin C ......................................................................... 14
Hình 1.5: Quá trình sinh tổng hợp phenolic ...................................................................... 24
Hình 1.6: Con đường hình thành GABA............................................................................ 29
Hình 1.7: Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nảy mầm ............................. 30
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 37
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ .................................................................................. 44
Hình 3.1: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo thời gian ngâm hạt ................................................... 49
Hình 3.2: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo thời gian ngâm hạt ...................................... 50
Hình 3.3: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo nhiệt độ nước ngâm .............................................. 52
Hình 3.4: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo nhiệt độ nước ngâm..................................... 52
Hình 3.5: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo phương pháp ngâm .................................... 54
Hình 3.6: Biểu đồ so sánh chiều dài rễ mầm theo thời gian ươm......................................... 55
Hình 3.7: Biểu đồ so sánh độ ẩm hạt theo thời gian ươm .................................................... 56
Hình 3.8: Biểu đồ hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian......................................... 57
Hình 3.9: Biểu đồ hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ..................................... 58
Hình 3.10: Biểu đồ hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ........................................ 59
Hình 3.11: Biểu đồ hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ................................... 60
Hình 3.12: Biểu đồ hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ........................................ 61
vii
Ii

Hình 3.13: Biểu đồ thời gian sấy ảnh hưởng bởi chế độ sấy ............................................. 64
Hình 4.1: Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu đen và ứng dụng sản xuất bột đậu đen
nảy mầm ............................................................................................................................. 71

vii
Ii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

SFA (Saturated fatty acids): acid béo bão hịa
MUFA (Monounsaturated fatty acids): các acid béo khơng bão hịa có một nối đơi
PUFA (polyunsaturated fatty acids): các acid béo khơng bão hồ có nhiều nối đơi
GAD: glutamate decarboxylase.
GABA: gamma aminobutyric acid
GABA-T: GABA-transaminase
SSA: succinic semialdehyde
SSADH: succinic semialdehyde dehydrogenase
HSQT: hệ số quan trọng.

viii


LỜI MỞ ĐẦU
Đậu đen (Vigna cylindrical (L.) Skeels) là một trong những cây đậu chính
trong nhóm cây đậu ăn hạt, đứng sau đậu tương, đậu phộng và đậu xanh. Đậu đen
cũng chính là cây trồng có vị trí quan trọng trong nền nơng nghiệp của nhiều nước
trong đó có Việt Nam.
Trong đậu đen có chứa nhiều vitamin, protein, glucid, lipid, muối khoáng…

Hàm lượng acid amin cần thiết trong đậu đen rất cao gồm: lysin, metionin,
tryptophan, phenylalanin, alanin, valin, leucin... do đó đậu đen được xem như một
loại thuốc bổ. Theo nghiên cứu của Luque-Rodrıguez, J. M., Luque de Castro
(2007) thì đậu đen cịn một nhóm chất rất quan trọng tạo màu sắc đỏ tím cho lớp vỏ
ngồi của đậu đen được gọi là anthocyanin, đây là nhóm chất có tác dụng kháng oxy
hóa rất cao, giúp tăng cường sức đề kháng cho cơ thể, chống ung thư, kéo dài tuổi
thọ, chống lão hóa. Trong nhiều thập kỷ qua, thực vật chứa nhiều hàm lượng
phenolic là hợp chất chống oxy hóa, thường được đưa ra để bàn luận về sự ảnh
hưởng của chúng lên việc ngăn chặn sự phát triển của nhiều loại ung thư Dai,
Mumper, R. J (2010); P. Fresco, F. Borges, C. Diniz, M.P.M. Marques (2006). Chất
chống oxy hóa giữ một vai trị quan trọng trong thực phẩm vì nó có ảnh hưởng tốt
đến sức khỏe con người. Trong những cây họ đậu, có chứa các hợp chất quan trọng
như vitamin C, vitamin E, hợp chất phenolic và glutathione. Vấn đề được đặt ra ở
đây là hạt đậu đen có thể được sử dụng tốt hơn nhờ q trình nảy mầm, sự nảy mầm
là một công nghệ đơn giản, rẻ tiền. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hạt nảy mầm
chứa nhiều hợp chất dinh dưỡng có lợi như: acid amin, hợp chất chống oxy hóa,
khống, các hợp chất được tổng hợp trong quá trình nảy mầm khác như Gamma
Amino Butyric Acid (GABA), giảm hàm lượng các chất kháng dinh dưỡng như:
enzyme ức chế antitrypsin, galactoside, tannin..cao hơn khi so sánh với những hạt
khơng nảy mầm.
Thêm vào đó ngày nay các tiêu chuẩn của cuộc sống con người ngày càng
được nâng cao, vấn đề dinh dưỡng bổ sung cho cơ thể càng được quan tâm nhiều
1


hơn. Nhưng bên cạnh những yếu tố về ăn uống thì mơi trường xung quanh cũng ảnh
hưởng đến sức khỏe. Hằng ngày cơ thể chúng ta phải chịu ảnh hưởng của tia phóng
xạ, tia cực tím, chất thải cơng nghiệp, khí thải ơ tơ, xe máy, nguồn nước ơ nhiễm…
những tác động có hại này là ngun nhân chính của các bệnh tim mạch, ung thư, và
các bệnh nguy hiểm khác.

Nhằm tạo điều kiện phát triển các sản phẩm có lợi từ nguồn nguyên liệu này
mong muốn tăng thu nhập cho người nơng dân. Đồng thời tìm ra biện pháp làm tăng
giá trị sinh học trong đậu có lợi cho sức khỏe con người, do đó tơi thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu đen và ứng dụng sản xuất bột đậu đen
nảy mầm”.
Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
nảy mầm của hạt đậu đen như: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, thời gian ủ...
Nhằm tạo điều kiện tối thích cho q trình nảy mầm, để đạt được hàm lượng hợp
chất GABA, chất chống oxy hóa tối ưu nhất.
Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mơ phịng thí nghiệm.

2


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Mục đích của đồ án “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu đen và ứng dụng
sản xuất bột đậu đen nảy mầm” nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến q trình nảy
mầm. Qua đó rút ra được sự tối ưu cho từng yếu tố, để tạo ra sản phẩm có giá trị dinh
dưỡng cao.
Nội dung chính thực hiện trong đồ án bao gồm:
Tổng quan tài liệu về nguyên liệu đậu đen, các thành phần và sự biến đổi của các thành
phần hóa học trong q trình nảy mầm, đánh giá thành phần hóa học của nguyên liệu hạt
đậu đen. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến q trình nảy mầm như các thơng số: nhiệt
độ nước ngâm, thời gian ngâm, phương pháp ngâm, thời gian ươm mầm ảnh hưởng đến
tỷ lệ nảy mầm, độ ẩm, hàm lượng protein, hàm lượng vitamin C, hàm lượng phenolic,
hàm lượng cacbohydrate, hàm lượng GABA. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến bột đậu
đen nảy mầm: nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hàm lượng GABA. Đánh giá sản phẩm bột
đậu đen nảy mầm.
Sau quá trình nghiên cứu thu được các kết quả sau:
Thành phần hóa học của hạt đậu đen nguyên liệu: protein thô (23,41%), độ ẩm

(15,01%). Các thơng số ảnh hưởng đến q trình nảy mầm: thời gian ngâm: 4 giờ,
nhiệt độ nước ngâm: 300C, phương pháp ngâm: ngâm ngập, thời gian ươm: 36 giờ.
Các hàm lượng khảo sát ảnh hưởng bởi các yếu tố: tỉ lệ nảy mầm 98%, hàm lượng
phenolic 0,0263 mg/g, hàm lượng vitamin C 44,03833 mg%, hàm lượng protein
28,32%, hàm lượng đường khử 2,4700%, hàm lượng tinh bột 41,57%, hàm lượng
GABA sau khi ươm 2563 mg/kg. Nhiệt độ sấy là 700C và hàm lượng GABA sau khi
sấy là 2057 mg/kg. Sản phẩm bột đậu đen nảy mầm đạt loại khá.

3


CHƯƠNG 1. NGUYÊN LIỆU
1.1 Tổng quan về đậu nguyên liệu
1.1.1 Phân loại khoa học và phân bố
Tên thường gọi: đậu đen (Miền Nam), đỗ đen (Miền Bắc) và có tên thuốc theo
đông y là ô đậu, hắc đại đậu hay hương xị.
Đậu đen có tên khoa học là Vigna cylindrica (L.) Skeels [32].
Bảng 1.1 Phân loại khoa học của đậu đen [32]

Ngành

Magnoliophyta

Lớp

Magnoliopsida

Bộ

Fabales

Họ

Fabaceae

Chi

Vigna

Lồi

Vigna cylindrica

Lồi đậu đen (Vigna cylindrica) có nguồn gốc ở Châu Phi, từ đó lan sang Trung
Á, Ấn Độ và nhiều khu vực khác của châu Á. Hiện nay cây đậu đen cũng được trồng ở
khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Châu Á, Châu Phi, Nam Mỹ và kể cả Hoa Kỳ
(ở Hoa kỳ cây đậu đen được trồng làm nguồn thức ăn gia súc) [4].
Ở nước ta, đậu đen trồng nhiều ở miền Bắc, được trồng vào nhiều thời vụ quanh
4


năm vào tháng 2 - 6 và tháng 11 - 12. Đậu thu được vào những tháng này sẽ cho năng
suất cao, hạt đậu lớn không bị sâu bệnh. Đậu đen là cây trồng có thời gian sinh trưởng
ngắn chỉ khoảng 2 - 3 tháng sẽ cho thu hoạch. Khi thu đậu cẩn thận tránh làm đứt cuống
trái non, rụng nụ hoa sẽ cho trái đợt kế tiếp, cách nhau 5 - 7 ngày. Cây đậu đen là cây
trồng ngắn ngày mang lại thu nhập rất khá [2].
1.1.2 Đặc điểm thực vật

Hình 1.1 Cây đậu đen [2]
1.1.2.1 Thân và cành

Thân cây đậu đen thuộc dạng thân thảo. Là loại cây hàng năm. Thân có màu xanh
hoặc tím đen. Thân thường mọc đứng thẳng, nghiêng, hoặc bò trên mặt đất. Đường kính
thân trung bình là 5 - 8 mm. Chiều cao cây có nhiều biến động tùy thuộc vào giống mùa
vụ, khả năng thâm canh. Chiều cao có thể thay đổi từ 50 - 100 cm. Toàn bộ chiều dài
thân được chia thành 7 - 15 đốt. Ở các đốt, gần mặt đất thường hình thành cấp một. Các
đốt ở phía trên là vị trí để hình thành các chùm hoa, quả. Số cành trên thân thường là 2 3 cành, nhưng cũng có trường hợp có cây đến 9 - 10 cành [32]
1.1.2.2 Lá
Lá mầm xuất hiện khi hạt đậu hút đủ nước. Sau đó phát triển và tồn tại cho đến
5


khi toàn bộ chất dinh dưỡng trong lá được huy động để cung cấp cho phát triển của cây
con ở thời kỳ đầu. Thời kỳ này thường kéo dài 15 - 20 ngày sau khi hạt nảy mầm. Sau
khi lá mầm xuất hiện 3 - 5 ngày, hai lá đơn hình thành và mọc đối diện nhau trên mặt
đất. Sau khi lá đơn xuất hiện khoảng một tuần, bắt đầu hình thành lá kép. Lá kép có 3 lá
chét. Tốc độ hình thành lá kép phụ thuộc vào thời vụ, giống và kỹ thuật chăm sóc cây.
Trung bình 6 - 8 ngày hình thành một lá kép. Vị trí của lá kép trên thân hoặc trên cành
thường mọc so le tại các phần giữa của các đốt thân hay cành. Kích thước của phiến lá
và độ dài của cuống lá thay đổi tùy thuộc vào vị trí của tầng lá. Thơng thường các kích
thước này tăng dần từ dưới đến tầng lá giữa sau đó giảm dần ở các tầng lá phía trên.
Điều này biểu hiện sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cây đậu đen. Khi gặp
điều kiện thuận lợi thì cây đậu đen sẽ sinh trưởng phát triển tốt, lá chét giữa của lá kép
thường lớn hơn 2 lá chét ở hai bên. Vì vậy, có thể căn cứ vào độ lớn của phiến lá có thể
đánh giá được tình hình sinh trưởng và phát triển của cây đậu đen. [32]
1.1.2.3 Rễ
Bộ rễ đậu đen gồm rễ chính và rễ phụ. Rễ chính ăn sâu vào đất 20-30 cm. Ở điều
kiện đất có đủ ẩm, tơi xốp, tầng canh tác dày, rễ chính có thể ăn sâu vào đất đến 7 100cm. Rễ phụ thường có 30 - 40 cái, dài 20 - 25 cm, phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt,
không sâu quá 25 cm. Trên rễ phụ có nhiều lơng hút, làm nhiệm vụ hút các chất dinh
dưỡng từ đất. Ở các điểm tiếp giáp giữa rễ chính và rễ phụ, cũng như trên chiều dài của
rễ phụ, thường hình thành nhiều nốt sần. Nốt sần là nơi tụ tập vi sinh vật cố định đạm ở

các lông hút của rễ. Thường trung bình mỗi cây có 30 - 40 nốt sần. Nhưng ở cây đậu đen
có tỷ lệ nốt sần hữu hiệu cao, trên 90%. Kích thước của các nốt sần khơng giống nhau,
thường dao động trong phạm vi 4 - 5 mm đường kính. Số lượng và khả năng hoạt động
của các nốt sần là đảm bảo cho cây được cung cấp đạm nhiều và do đó có năng suất cao.
Vì vậy, cần áp dụng những biện pháp nhằm thúc đẩy sự phát triển của các nốt sần về số
lượng cũng như về chất lượng.[32]
1.1.2.4 Hoa
6


Hoa đậu đen có màu tím nhạt. Hoa đậu đen được hình thành trên các chùm hoa
dài 20 – 30 cm. Trên mỗi chùm hoa có thể phát triển thành một hàng hoa mọc đối nhau.
Các hoa trên một hàng xếp liên tục với nhau. Vị trí bắt đầu của mỗi chùm hoa phía dưới
thường nằm ở giữa thân, giữa cành hoặc ở nách lá. Những chùm hoa phía trên mọc so le
từ các đốt thân. Ở phần trên của thân cây, độ dài của lóng ngắn lại, cho nên số lượng
chùm hoa nhiều hơn.
Trong quần thể tự nhiên, hoa đậu đen thường nở rải rác thành từng đợt khác nhau.
Căn cứ vào thời gian nở hoa, các giống đậu đen có thể chia thành 3 nhóm: nhóm ra hoa
tập trung (hoa nở kéo dài dưới 16 ngày), nhóm ra hoa trung gian (hoa nở kéo dài trong
thời gian 16 - 30 ngày), nhóm ra hoa khơng tập trung (hoa nở liên tiếp trên 30 ngày).
[32]
1.1.2.5 Quả và hạt
Sau khi thụ phấn 2 - 3 ngày, bầu hoa phát triển thành quả non. Thời gian từ lúc thụ phấn
đến khi chín, tùy thuộc chủ yếu vào đặc điểm giống, vào điều kiện chăm sóc và nhiệt độ.
Quả đậu đen khi chín có chiều dài trung bình khoảng 7 - 13 cm, chứa khoảng 7 - 10 hạt
màu đen. [32]

Hình 1.2 Cấu tạo hạt đậu đen
Hạt hình thận, vỏ màu đen bóng có chiều dài 6 - 9 mm có chiều ngang 5 - 7 mm,
chiều dẹt 3,5 - 6 mm. Rốn hạt màu sáng trắng nằm ở rốn, trọng lượng hạt từ 100 - 115

7


mg. Hạt dễ vỡ thành hai mảnh lá mầm. Đầu của hai mảnh có chứa hai lá chồi, một trụ
mầm [4].
1.1.3 Thành phần hóa học trong đậu đen
1.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng trong đậu đen
Về dinh dưỡng, hạt đậu đen là nguồn thực phẩm giàu protein (khoảng 22 - 28%
khối lượng chất khơ của hạt), ngồi ra cịn có lipid khoảng 1,7%, glucid 53.3% và các
chất khoáng như Ca, Fe, Na, K, P… cùng nhiều loại vitamin hoà tan trong nước như
vitamin B1, B2, C… [10]
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu đen [10]

Thành phần
Protein

Hàm lượng (%)
24,2

Lipid

1,7

Glucid

53,3

Tro

2,8

Xơ

4,0

Ẩm

14,0

Bảng 1.3 So sánh thành phần dinh dưỡng giữa các loại đậu [13]
Nguyên liệu Glucid

Xơ (g)

Lipid (g) Protein

(g)
Đậu nành

24,60

4,50

18,40
8

Năng lượng

(g)

(kcal)

34,00

400,00


Đậu xanh

53,10

4,70

2,40

23,40

328,00

Đậu đỏ

61,00

15,00

1,00

23,00

337,00

Đậu trắng

53,80

3,70

2,20

23,20

327,00

Đậu đen

53,30

4,00

1,70

24,20

325,00

Theo bảng 1.3 thì thành phần dinh dưỡng trong đậu đen khá cao. Hàm lượng
protein trong đậu đen rất cao (24,20%), chỉ kém hơn đậu nành (34,00%). Hàm lượng
glucid trong 100 g đậu của đậu đen là 53,30% cao hơn gấp hai lần so với hàm lượng
glucid trong đậu nành là 24,6% và cao hơn đậu xanh (53,10%) nhưng thấp hơn đậu đỏ
(61,00%) và đậu trắng (53,80). Về năng lượng thì hạt đậu đen có giá trị thấp nhất trong

các loại đậu.
a. Protein và các acid amin
Protein trong đậu đen chiếm hàm lượng từ 22 – 28%, protein đậu đen cao hơn các
loại đậu khác nhưng chỉ thấp hơn đậu nành. Sau khi nảy mầm protein bị phân giải thành
acid amin, gồm có đầy đủ 10 loại acid amin cần thiết cho cơ thể [10]. Phần lớn các acid
amin sẽ được hạt sử dụng để tổng hợp các cơ quan mới như rễ mầm và lá mầm. Một số
acid amin chưa được sử dụng thì các peptite và polypeptite sẽ ở lại trong mầm nên khi
hạt nảy mầm hàm lượng acid amin trong mầm đậu luôn cao hơn nguyên liệu ban đầu
[6].
Bảng 1.4 Thành phần các acid amin trong 100g đậu đen [5]
Thành phần acid amin trong hạt đậu đen
Lysin

Hàm lượng (g)
0,97

9


Metionin

0,31

Tryptophan

0,31

Phenylalanin

1,10

Alanin

1,09

Valin

0,97

Leucin

1,26

Isoleucin

1,11

Arginin

1,72

Histidin

0,75

b. Lipid
Trong các loại hạt thì đậu đen có hàm lượng lipid thấp khoảng 7 - 18 lần so với
các loại đậu khác như đậu nành, đậu phộng. Khi đậu nảy mầm lipid sẽ bị thủy phân
thành glycerin và acid béo [10].
Trong 100g đậu đen chứa khoảng 1,5 - 1,7% lipid, theo số liệu của nhiều báo cáo

thì hàm lượng lipid có trong hạt phụ thuộc nhiều vào điều kiện canh tác hơn là giống.
Lipid trong hạt đậu góp phần tạo ra kết cấu cũng như tính cảm vị đặc trưng [14].
c. Glucid
Hàm lượng glucid của đậu đen trung bình chiếm 50 - 53% bao gồm các
polysaccharide khơng hịa tan như hemicellulose (kiểu arabinogalactan), các pectin,
cellulose, và các đường hòa tan saccharose 5%, stachyose 4% và rafinose 1%. Rafinose
là một trisaccharide gồm lactose, glucose và fructose. Còn stachyose là một
tetrasaccharide gồm galactose - galactose - glucose – fructose [14]. Glucid trong đậu đen
có vai trị tạo cấu trúc, tạo hình (cellulose) và vai trò bảo vệ (mucopolysaccharide).
10


Trong đậu đen glucid có tác dụng tạo vị ngọt, tạo độ giòn, độ tro, tạo ẩm cũng
như làm giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho quá trình gia cơng cũng như bảo quản và
có khả năng giữ được các chất thơm đặc trưng của đậu.
d. Hàm lượng vitamin và khống chất
Đậu đen có nguồn vitamin khá đa dạng như vitamin B1, vitamin B2, vitamin C và
muối khoáng tập trung chủ yếu ở phần vỏ hạt gồm có Na, K, Ca, P, Fe, Cu. [33]
Bảng 1.5 Các vitamin và khoáng chất trong đậu đen [36]
Thành phần
Canxi
Photpho
Sắt
Caroten
Vitamin B1
Vitamin B2
Vitamin B3
Vitamin C

Hàm lượng (mg%)

56,00
354,00
6,10
0,06
0,51
0,21
1,.08
3,00

1.1.3.2 Thành phần có hoạt tính sinh học trong đậu đen
a. Hợp chất phenolic
Các hợp chất phenolic là các hợp chất có một hoặc nhiều vịng thơm với một
hoặc nhiều nhóm hydroxyl. Chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật và là các
sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật. Hơn 8.000 cấu trúc phenolic đã được tìm
thấy, từ các phân tử đơn giản như các acid phenolic đến các chất polyme như tannin.
Các hợp chất phenolic có cấu trúc rất đa dạng và có thể chia thành 2 nhóm chính dẫn
xuất của acid benzoic như acid galic và dẫn xuất của acid cinnamic như acid coumaric,
11


acid caffeic và acid ferulic [19].
Phenolic là hợp chất có trong các cây họ đậu, đối với đậu càng sẫm màu thì cho
ra phenolic càng cao, đối với đậu đen và đậu đỏ có chứa hàm lượng phenolic cao so với
các đậu thông thường khác [17]. Hàm lượng phenolic trong các cây họ đậu thay đổi phụ
thuộc vào các loại cây họ đậu và điều kiện nảy mầm, những thay đổi này ảnh hưởng đến
hoạt tính chống oxy hóa của chúng [20].
Thành phần phenolic có trong đậu đen bao gồm các chất sau: flavon, flavonol,
isoflavone và các glycozit tương ứng của chúng, anthocyanin, monome và oligome của
flavanol, các acid phenolic như acid hydroxybenzoic và hydroxycinnamic [17].

Flavon

Flavonol

Flavanol

Isoflavone

Acid hydroxybenzoic

12


Acid hydroxycinnamic

Anthocyanin

Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo của các hợp chất phenolic trong đậu đen
Phenolic thực vật được chú ý tới những đặc điểm (chất chống oxy hóa, chất chát,
chất đắng, phản ứng hóa nâu, màu sắc...). Hợp chất này được coi là chất chống oxy hóa
mạnh được chứng minh là chất chống oxy hóa mạnh hơn vitamin C, vitamin E, caroten
[17].
Những hợp chất phenolic trong đậu đen có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại các
bệnh về xơ vữa động mạch, có tính kháng viêm, chống lại các tác nhân gây ung thư.
Hơn nữa, những hợp chất phenolic này được biết đến như là một nguồn có hoạt tính
chống oxy hóa lipid trong thực phẩm rất tốt. Khơng chỉ được biết đến các hiệu quả ngăn
chặn quá trình oxy hóa trong thực phẩm mà chúng cịn có khả năng bảo vệ, chống oxy
hóa trong cơ thể con người. Các hợp chất phenolic thực vật còn tác dụng chống lại bức
xạ tia cực tím hay ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, ký sinh trùng và động vật ăn thịt,
làm tăng các màu sắc thực vật. Vì vậy, chúng cũng là một phần không thể thiếu trong

chế độ ăn uống của con người.
Trong các loài thực vật khác, hợp chất phenolic có thể liên kết với pectin và các
cấu trúc polysaccharide. Các hợp chất nhóm flavonoid có trong phenolic có tác dụng
chống oxy hóa mạnh, tổn thương do bức xạ, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến
mạch máu não, lão hóa, thối hóa gan, bảo vệ hệ tim mạch, đau thắt ngực. Anthocyanin
có tác dụng chống oxy hóa ức chế sự lão hóa giúp máu lưu thơng tốt, ngăn chặn tế bào
ung thư đặc biệt là ung thư phổi, tăng trao đổi chất trong não, giảm huyết áp, chống lại
13


bệnh tiểu đường,... Các acid phenolic như acid hydroxybenzoic và hydroxycinnamic có
tác dụng trong ngăn ngừa và chống ung thư [19].
b. Hàm lượng vitamin C
Vitamin C là chất chuyển hóa quan trọng hầu hết đối với các sinh vật sống. Ở
người, vitamin C cần cho các chức năng sinh lí khác nhau, nó tham gia trong nhiều q
trình sinh hóa trong cơ thể con người và động vật [34]. Vitamin C có nhiều trong các
loại rau quả tươi như nước cam, chanh, quýt, và có hàm lượng cao trong rau xanh, đặc
biệt là bông cải xanh, tiêu, khoai tây, cải brussel, rau cải, cà chua, bưởi …
Quá trình tổng hợp vitamin C
Chuỗi phản ứng sinh hoá từ phân tử đường glucose dẫn đến acid L – ascorbic
trong mô bào diễn ra như sau: bắt đầu từ chất uridin diphophat – glucose (UDP –
glucoza) - dạng có hoạt tính chuyển hố của đường.
Sau đó, acid – D – glucuronic được tách khỏi UDP và chuyển hoá tiếp như sau:

14


Hình 1.4 Con đường tổng hợp vitamin C
Quá trình sinh tổng hợp acid ascorbic diễn ra trong thực vật và các mô gan, thận,
một số tuyến ở hầu hết các loài động vật, ngoại trừ những giống: người, khỉ, chuột lang,

dơi ăn quả và ít ở lồi cá. Đây là nguyên nhân khiến người và những giống động vật vừa
nêu phải ln nhận vitamin từ nguồn bên ngồi để tránh các bệnh liên qua đến sự thiếu
hụt vitamin C.
Vai trò của vitamin C
Vitamin C là hợp chất hữu cơ hòa tan tham gia vào nhiều q trình sinh hóa,
đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển electron, phản ứng hydroxyl hóa và dị
hóa của các hợp chất thơm trong quá trình trao đổi chất của động vật. Trong các tế bào
khác, vai trò của vitamin C là làm giảm hydrogen peroxide (H2O2) qua đó duy trì cho tế
bào khỏi q trình oxy hóa [31].
Ngồi ra vitamin C cịn đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp nhiều
hormon peptid quan trọng, các dẫn truyền thần kinh. Hợp chất chống oxy hóa của
vitamin C thì được tham gia vào sự bảo vệ lipid khỏi q trình oxy hóa. Khi vitamin C
kết hợp với acid lipoic, selen, vitamin K3… tạo ra một hợp chất chống ung thư mạnh
hơn nhiều khi sử dụng một mình nó.
15