KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP KHẢO sát ẢNH HƯỞNG của GIAI đoạn TIỀN xử lý đến hàm LƯỢNG gamma aminobutyric acid (GABA) TRONG đậu XANH nảy mầm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH
VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC
PHẨM
…oOo…

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA GIAI ĐOẠN
TIỀN XỬ LÝ ĐẾN HÀM LƯỢNG Gamma
Aminobutyric Acid (GABA) TRONG ĐẬU
XANH NẢY MẦM
GVHD:
SVTH:

MSSV

NIÊN KHÓA: 2015 – 2019
NGÀNH: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2019

1


Trường ĐH Cơng Nghiệp TP.HCMCộng Hịa Xã Hội Chủ Nghĩa
Việt Nam
Viện CN Sinh Học và Thực Phẩm

Độc Lập – Tự Do – Hạnh

Phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
LỚP:DHTP11B
TÊN ĐỀ TÀI:
“Khảo sát ảnh hưởng của giai đoạn tiền xử lý đến hàm lượng
Gamma Aminobutyric Acid (GABA) trong đậu xanh nảy mầm”
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI:
1. Tổng quan về đậu xanh (thành phần hóa học, đặc điểm thực
vật), quá trình nảy mầm (các yếu tố ảnh hưởng, các biến đổi,
các nghiên cứu liên quan), GABA (vai trò, các nghiên cứu liên
quan).
2. Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch ngâm đến hàm lượng GABA
của hạt đậu xanh nảy mầm.
- Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch ngâm có pH khác nhau đến
-

hàm lượng GABA của hạt đậu xanh nảy mầm.
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm đến hàm lượng GABA

-

của hạt đậu xanh nảy mầm.
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm lượng GABA

-

của hạt đậu xanh nảy mầm.
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đậu: dịch ngâm (w/v) đến hàm

lượng GABA của hạt đậu xanh nảy mầm.
3. Kiểm tra thành phần hóa học của đậu xanh nảy mầm.
 Thời gian giao nhiệm vụ đồ án: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.

.



Thời

.

.

gian

.
hoàn

1

.
thành

.
nhiệm

vụ: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:
TP.HCM, thứ…ngày…tháng…
năm 2018
CHỦ NHIỆM BỘ MƠN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ

tên)

2


LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của quý thầy cô Viện công nghệ sinh học –
thực phẩm, Trường Đại Học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, sau
gần hơn một học kỳ nghiên cứu chúng tơi đã hồn thành Khóa luận
tốt nghiệp “Khảo sát ảnh hưởng của giai đoạn tiền xử lý đến hàm
lượng Gamma Aminobutyric Acid (GABA) trong đậu xanh nảy mầm”.
Để hồn thành q trình nghiên cứu và hồn thiện đồ án này,
lời đầu tiên chúng tơi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Cô -, thuộc
Viện Công nghệ Sinh học-Thực phẩm tại Trường Đại học Công Nghiệp
TP.HCM. Cô đã trực tiếp chỉ bảo và hướng dẫn chúng tơi trong suốt
q trình nghiên cứu để chúng tơi hồn thiện đồ án này. Ngồi ra
chúng tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Viện Công nghệ

Sinh học- Thực phẩm đã đóng góp những ý kiến quý báu cho đồ án
này.
Sau cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các bạn
sinh viên lớp DHTP11B đã luôn động viên, giúp đỡ chúng tôi trong
suốt quá trình làm đồ án. Đồng thời xin gửi lời cám ơn đến các
anh/chị khóa trên đã nhiệt tình chỉ bảo và giải đáp những thắc mắc
giúp chúng tơi hồn thiện khóa luận tốt nghiệp này.
Tuy nhiên, vì kiến thức chun mơn cịn hạn chế và bản thân
cịn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của bài báo cáo
khơng tránh khỏi những thiếu xót, chúng tơi rất mong nhận sự được
những góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô.
Một lần nữa xin gửi đến thầy cô, bạn bè lời cảm ơn chân thành nhất !

TP. HCM, ngày 06 tháng 06 năm
2019
Sinh Viên Thực Hiện
3


4


TĨM TẮT
Trong đề tài này, chúng tơi tập Khảo sát ảnh hưởng của
giai đoạn tiền xử lý đến hàm lượng Gamma Aminobutyric Acid
(GABA) trong đậu xanh nảy mầm. Các yếu tố khảo sát bao
gồm: pH dịch ngâm, nhiệt độ ngâm, thời gian ngâm và tỉ lệ
đậu: dịch ngâm (w/v). Kết quả thu được các thơng số của q
trình ngâm để thu nhận hàm lượng GABA cao trong đậu xanh
sau nảy mầm 4 giờ là pH dịch ngâm = 5.5, nhiệt độ ngâm 400C,

thời gian ngâm 4 giờ, tỉ lệ đậu: dịch ngâm = 1:3 (w/v). Hàm
lượng GABA thu được là 0.514 (% chất khơ). Thành phần hóa
học của đậu xanh nảy mầm sau 4 giờ với điều kiện ngâm như
trên là: tinh bột là 20.3 (% chất khô), đường khử là 0.0624 (%
chất khô), xơ là 12.89 (% chất khô), protein thô là 11.53 (%
chất khô).

5


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.............................................................i
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG...............................................................................vii
DANH MỤC HÌNH...............................................................................viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................ix
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................x
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN................................................................1

1.1. Tổng quan về đậu xanh..............................................................1
1.1.1. Đặc điểm thực vật.................................................................1
1.1.2. Thành phần hóa học trong hạt đậu xanh...............................3
1.1.3. Chất lượng đậu xanh (TCVN 8797:2011)................................5
1.2. Tổng quan về quá trình nảy mầm...............................................6
1.2.1. Khái niệm...............................................................................6
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt đậu xanh....6
1.2.3. Các biến đổi xảy ra khi nảy mầm..........................................8
1.3. Tổng quan về acid amin γ-aminobutyric acid (GABA)...............12

1.3.1. Khái niệm.............................................................................12
1.3.2. Cấu tạo................................................................................12
1.3.3. Các nghiên cứu liên quan đến GABA...................................13
CHƯƠNG 2:

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............16

2.1. Nguyên liệu và hóa chất............................................................16
2.1.1. Nguyên liệu: đậu xanh.........................................................16
2.1.2. Hóa chất và thiết bị..............................................................17
2.2. Phương pháp nghiên cứu...........................................................20
2.2.1. Sơ đồ nghiên cứu..................................................................20
2.2.2. Thuyết minh sơ đồ nghiên cứu.............................................21
2.3. Phương pháp xác định hàm lượng GABA...................................23
2.4. Phương pháp xử lý số liệu.........................................................24
6


CHƯƠNG 3:

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.............................................25

3.1. Kiểm tra nguyên liệu ban đầu....................................................25
3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dịch ngâm với các pH khác
nhau đến hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian
nảy mầm...........................................................................................25
3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến sự thay đổi
hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian nảy mầm..31
3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đậu: dịch ngâm (w/v) đến
hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian nảy mầm..33

3.6. Kết quả kiểm tra sản phẩm sau khi thực hiện các khảo sát:.....36
CHƯƠNG 4:

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................38

4.1. Kết luận.....................................................................................38
4.2. Kiến nghị....................................................................................38
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................39
PHỤ LỤC............................................................................................44
A. Tính tốn số liệu trên phần mềm R..............................................44
i. Xử lý số liệu pH ngâm ở các giá trị khác nhau ảnh hưởng đến
hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian nảy mầm
44
ii. Xử lý số liệu nhiệt độ ngâm ở các giá trị khác nhau ảnh hưởng
đến hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian nảy
mầm...............................................................................................54
iii. Xử lý số liệu thời gian ngâm ở các giá trị khác nhau ảnh hưởng
đến hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian nảy
mầm...............................................................................................66
iv. Xử lý số liệu tỉ lệ đậu: dịch ngâm ở các giá trị khác nhau ảnh
hưởng đến hàm lượng GABA của đậu xanh nảy mầm theo thời gian
nảy mầm........................................................................................81
B. Phương pháp kiểm tra thành phần dinh dưỡng...........................92
i.

Hàm lượng xơ............................................................................92

ii. Hàm lượng đường khử...............................................................94
iii. Hàm lượng tro...........................................................................96
iv. Hàm lượng ẩm...........................................................................96

v. Hàm lượng protein thô..............................................................97

7


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng trong 100g hạt đậu xanh khô ..............3
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu xanh tươi .....4
Bảng 1.3. Đánh giá chất lượng đậu xanh theo khối lượng của 1000
hạt .....................................................................................................5
Bảng 1.4. Đánh giá chất lượng đậu xanh theo yêu cầu cảm quan ...5
Bảng 1.5. Đánh giá chất lượng đậu xanh theo yêu cầu hóa lý...........6
Bảng 1.6. Nhiệt độ sinh trưởng của một số lồi thực vật...................7
Bảng 2.1.. Hóa chất nghiên cứu .......................................................17
Bảng 2.2. Thiết bị .............................................................................18
Bảng 3.1. Kết quả kiểm tra nguyên liệu ban đầu ............................25
Bảng 3.2. Ảnh hưởng dịch ngâm với các pH khác nhau đến hàm
lượng GABA (% chất khô) trong đậu xanh nảy mầm theo thời gian
nảy mầm ..........................................................................................26
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm đến sự thay đổi hàm lượng
GABA (% chất khô) của đậu xanh nảy mầm theo thời gian nảy mầm
..........................................................................................................29
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến sự
thay đổi hàm lượng GABA (% chất khô) của đậu xanh nảy mầm theo
thời gian nảy mầm ...........................................................................31
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đậu: dịch ngâm
(w/v) đến sự thay đổi hàm lượng GABA (% chất khô) của đậu xanh
nảy mầm theo thời gian nảy mầm....................................................34
Bảng 3.6. Kết quả kiểm tra sản phẩm đậu xanh nảy mầm .............36
Bảng 3.7. Hàm lượng GABA thu được ban đầu và sau nảy mầm 4 giờ

..........................................................................................................37

8


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cây đậu xanh và trái............................................................1
Hình 1.2. Cây đậu xanh đang trổ quả, quả già màu đen ...................2
Hình 1.3. Cơng thức cấu tạo của γ-aminobutyric acid (GABA) .........12
Hình 2.1. Bao bì đậu DX208 .............................................................16
Hình 2.2. Hạt đậu xanh DX208 ........................................................16
Hình 3.1. Đậu xanh nảy mầm khi khảo sát dịch ngâm với pH= 5.5.
Với a, b, c, d, e lần lượt là đậu nảy mầm ở 0 giờ, 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ, 8
giờ ....................................................................................................25
Hình 3.2. Sự thay đổi của hàm lượng GABA (% chất khô) theo thời
gian nảy mầm khi ngâm ở các pH khác nhau ..................................26
Hình 3.3. Đậu xanh nảy mầm khi khảo sát với nhiệt độ 40 0C. Với a, b,
c, d, e lần lượt là đậu nảy mầm ở 0 giờ, 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ ....28
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng GABA (% chất
khô) theo thời gian nảy mầm ở các nhiệt độ ngâm khác nhau. .......29
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng GABA (% chất
khô) theo thời gian nảy mầm ở các thời gian ngâm khác nhau .......31
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng GABA (% chất
khô) theo thời gian nảy mầm khi ngâm đậu : dịch ngâm (w/v) với các
tỷ lệ khác nhau ................................................................................34

9


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

1. GABA

Gamma Aminobutyric Acid

2. USDA

United States Department of Agriculture

3. Vit

Vitamine

4. HPLC

High PerformanceLiquid Chromatography

5. L-Glu

L-Glutamic

6. GA3

Gibberellin

7. DNS

Acid Dinitrosalicylic

8. LDS

Least Significant Difference

9. GABA-T

Gamma-aminobutyric acid transaminase

10.

SSADHDehydrogenase succinic

semialdehyde
11.

GAD

Glutamic acid decarboxylase.

10


LỜI MỞ ĐẦU
GABA có tên khoa học là Gamma Aminobutyric Acid. GABA là
chất dẫn truyền thần kinh, có tác dụng ức chế hệ thần kinh, đảm
bảo duy trì sự hoạt động bình thường của não bộ, đặc biệt là các
neuron thần kinh.
Trong cơng nghiệp nói chung và trong cơng nghiệp thực phẩm
nói riêng, GABA đóng vai trị quan trọng trong việc cung cấp chất
dinh dưỡng cho cơ thể và là nguồn nguyên liệu mới cho thực phẩm
chức năng, không chỉ ở Việt Nam mà còn ở các nước khác.
GABA làm giảm áp suất máu và ức chế các xung dẫn truyền

thần kinh trong hệ thần kinh, ngăn chặn hiệu quả các cơn đau và
giảm thiểu các trạng thái stress, lo âu.
Nảy mầm là phương pháp hiệu quả để giảm các tác nhân
kháng dinh dưỡng trong các cây họ đậu (như giảm hàm lượng acid
phytic, hemagglutin,...). Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nảy mầm
là một trong những phương pháp hiệu quả làm giàu hàm lượng GABA
trên các loại hạt như đậu xanh (Kasarin Tiansawang, et al., 2014),
gạo lức (Moongngarm, et al., 2010),…
Ở nước ta, đậu xanh là nguồn nguyên liệu phổ biến, có sản
lượng cao, giá thành rẻ, được trồng quanh năm và là nguồn thực
phẩm quen thuộc với người tiêu dùng. Chính vì những lý do trên,
chúng tơi chọn đậu xanh để làm nguyên liệu cho báo cáo này.
Mục tiêu của đề tài: xác định các điều kiện gồm pH dịch ngâm,
nhiệt độ, thời gian ngâm, tỷ lệ đậu: dịch ngâm (w/v) và thời gian nảy
mầm trong thiết bị nảy mầm Kangaroo thích hợp để thu được hàm
lượng GABA cao nhất trong đậu xanh nảy mầm.
11


CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về đậu xanh
1.1.1. Đặc điểm thực vật
Đậu xanh thuộc:
Bộ: Fabales.
Họ: Fabaceae.
Phân họ: Faboideae.
Tông: Phaseoleae.

Phân Tông: Phaseolinae.
Chi: Vigna.
Lồi: Vigna radiata.

(Nguồn: )
Hình 1.1 Cây đậu xanh và trái

1


(Nguồn: )
Hình 1.2. Cây đậu xanh đang trổ quả, quả già màu đen
Cấu tạo cây đậu xanh
Đậu xanh là cây thân thảo nhỏ, mọc đứng, sống hằng niên.
Thân: Cao 40 - 80 cm tùy thuộc vào giống và cách trồng.
Rễ: Gồm 1 rễ cái và nhiều rễ phụ. Đất xốp thống rễ có thể
mọc nhưng chịu úng.
Cành: Cây đậu xanh phát triển nhiều cành cấp 1 từ thân chính,
một số cành cấp 1 phát triển thêm cành cấp 2.
Lá: Khi mới mọc, cây có 2 lá đơn nhỏ, sau đó là các lá kép. Mỗi
lá kép có 3 lá đơn, có lơng ở cả hai mặt.
Hoa: Từ 18 - 21 ngày sau khi gieo, đậu xanh đã bắt đầu có nụ
hoa nhưng nụ còn rất nhỏ, nằm khuất trong vảy nhỏ (gọi là mỏ chim)
ở các nách lá.
Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, hình trụ thẳng, mảnh nhưng
số lượng nhiều, có lơng. Từ lúc nở, quả bắt đầu phát triển và chín sau
18-20 ngày.
Hạt hình trịn hơi thn, kích thước nhỏ, đường kính khoảng 22,5 mm, màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa.
Cây đậu xanh phát triển ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, từ
vùng đồng bằng đến độ cao 1.850 mét. Đậu xanh là cây đậu đỗ quan

2


trọng đứng hàng thứ ba sau đậu nành và đậu phộng (2 loại cây cơng
nghiệp ngắn ngày).

1.1.2. Thành phần hóa học trong hạt đậu xanh
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng trong 100g hạt đậu xanh khô
Chỉ tiêu
Hàm lượng
Năng lượng
1452 kJ (347 kcal)
Carbohydrate
62,62 g
Đường
6,6 g
Chất xơ
16,3 g
Chất béo
1,15 g
Protein
23,86 g
Thiamine (vit. B1)
0.621 mg
Riboflavin (vit. B2)
0,233 mg
Niacin (vit. B3)
2,251 mg
Axit pantothenic (B5)

1.91 mg
Vitamin B6
0.382 mg
Folate (vit. B9)
625 mg
Vitamin C
4,8 mg
Vitamin E
0,51 mg
Vitamin K
9 mg
Canxi
132 mg
Magiê
189 mg
Mangan
1.035 mg
Phốt pho
367 mg
Kali
1246 mg
Kẽm
2,68 mg (28%)
Ghi chú: Tỷ lệ % đáp ứng cho nhu cầu mỗi ngày của người lớn.
Nguồn: Cơ sở dữ liệu của USDA (Bộ nông
nghiệp Hoa Kỳ)
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu xanh tươi
Chỉ tiêu
Năng lượng
Carbohydrate

Hàm lượng
126 kJ (30 kcal)
5.94 g
3


Đường
4.13 g
Chất xơ thực phẩm
1.8 g
Chất béo
0.18 g
Protein
3.04 g
Thiamine (vit. B1)
0.084 mg
Riboflavin (vit. B2)
0.124 mg
Niacin (vit. B3)
0.749 mg
Axit pantothenic (B5)
0.38 mg
Vitamin B6
0.088 mg
Folate (vit. B9)
61 mg
Vitamin C
13.2 mg
Vitamin E

0.1 mg
Vitamin K
33 mg
Canxi
13 mg
Sắt
0.91 mg
Magiê
21 mg
Mangan
0.188 mg
Phốt pho
54 mg
Kali
149 mg
Kẽm
0.41 mg
Ghi chú Tỷ lệ % đáp ứng cho nhu cầu mỗi ngày của người lớn.
Nguồn: Cơ sở dữ liệu của USDA (Bộ nông
nghiệp Hoa kỳ)
1.1.3. Chất lượng đậu xanh (TCVN 8797:2011)
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng đậu xanh
Bảng 1.3. Đánh giá chất lượng đậu xanh theo khối lượng của 1000 hạt
Loại hạt
Khối lượng
(g)

To

Trung bình

Lớn hơn 60

Từ 50 đến 60

Nhỏ
Nhỏ hơn
50

Bảng 1.4. Đánh giá chất lượng đậu xanh theo yêu cầu cảm quan
Tên chỉ tiêu
1. Màu sắc

Yêu cầu
Đặc trưng cho từng giống đậu xanh,
không bị biến màu.
4


Có mùi tự nhiên của hạt đậu xanh,
2. Mùi vị

khơng có mùi vị lạ hay bất cứ mùi
nào chứng tỏ bị hư hỏng (mùi mốc,
thối, cháy,..)

3. Cơn trùng sống nhìn
thấy bằng mắt

Khơng được có.

thường

5


Bảng 1.5. Đánh giá chất lượng đậu xanh theo yêu cầu hóa lý
Chỉ tiêu

Yêu cầu

1. Độ ẩm (% khối lượng) không lớn hơn
2. Tạp chất (% khối lượng) không lớn hơn
3. Hạt hư hỏng tổng số (% khối lượng) không lớn
hơn.
4. Hạt bị mọt (% khối lượng) không lớn hơn.
5. Hạt vỡ và hạt non (% khối lượng) không lớn
hơn.
6. Hạt đậu khác (% khối lượng) không lớn hơn

13.5
2.0
6.0
2.0
4.0
2.0

Tiêu chuẩn đánh giá theo yêu cầu vệ sinh:
Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật cho phép có trong hạt đậu
xanh phải tuân theo qui định hiện hành.

Giới hạn kim loại nặng cho phép có trong đậu xanh phải tuân
theo qui định của bộ y tế.
Sâu đục quả, đục thân: làm rỗng thân, đứt núm rụng quả làm
thối quả chồi héo, cây chết.
Rệp mềm (rệp đen): bám ở mọi vị trí trên cây đậu xanh, đặc
biệt ở quả hút dịch làm cho quả khơng phát triển bình thường, dẫn
đến hạt đậu xanh kém chất lượng.
1.2. Tổng quan về quá trình nảy mầm
1.2.1.
Khái niệm
Theo Bewley, et al. 1997, sự nảy nầm là hoạt động tiếp tục sinh
trưởng của phơi khi vỏ hạt thối hóa và cây con nhú lên. Đây là sự
tiếp tục sinh trưởng của hạt đã ngủ nghỉ sau khi hình thành và phát
triển.

6


1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt đậu
xanh
1.2.2.1 Nước (Fyfield, et al. 1989)
Nhờ có nước mà quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường.
Nước cịn là dung mơi hịa tan được nhiều chất trong tế bào và hầu
hết các phản ứng hóa học trong tế bào thực vật đều xảy ra trong môi
trường nước.
Ngâm hạt trong nước giúp tăng tốc độ nảy mầm và sự nảy
mầm diễn ra nhanh hơn. Khi ngâm nước quá trình thủy phân bắt đầu
phân giải các chất thành đường đơn, được sử dụng để tổng hợp chất
mới và tiếp theo đó là q trình nảy mầm.
1.2.2.2. Nhiệt độ (Fyfield, et al. 1989)

Tầm quan trọng của nhiệt độ tác động lên việc nảy mầm rất
lớn. Khi nhiệt độ tăng cao khơng phù hợp và gây ra các biến đổi sinh
hóa trong quá trình nảy mầm theo xu hướng tạo ra các chất kháng
dinh dưỡng trong hạt.
Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu diễn bằng một giới hạn từ
điểm tối thiểu, tối ưu và tối đa mà sự nảy mầm có thể xảy ra. Nhiệt
độ tối ưu là nhiệt độ mà hạt có tỉ lệ % nảy mầm cao nhất trong thời
gian ngắn nhất. Nhiệt độ tối ưu cho sự nảy mầm của thực vật nhiệt
đới là 37 – 40oC.
Bảng 1.6. Nhiệt độ sinh trưởng của một số loài thực vật
Loài thực vật

Nhiệt độ (0C)
Tối thiểu

Tối thích

Tối đa

Ngơ

8 – 10

35

45

Lúa

10 – 12

35 – 37

44 – 50

Đậu Hà Lan

1–2

30

35

Đậu xanh

17 – 20

35 – 40

45

7


Dưa hấu

12 – 14

35

40
(Nguồn: Poehlman,

1973)
1.2.2.3. Oxy (Siegel, et al., 1962; Raven, et al., 2005)
Oxy rất cần thiết cho quá trình nảy mầm do oxy tham gia vào
các phản ứng chuyển hóa. Oxy được sử dụng trong hơ hấp hiếu khí,
là nguồn năng lượng chính của cây con cho đến khi nó mọc lá. Oxy là
một loại khí trong bầu khí quyển, được tìm thấy trong các khoảng hở
của đất trồng; nếu hạt bị chôn quá sâu dưới đất hay đất bị úng nước,
hạt giống có thể bị thiếu oxy. Một số hạt giống có các lớp áo hạt
khơng thẩm thấu được, nên oxy không thể xâm nhập, gây nên sự
tiềm sinh vật lý. Hiện tượng này sẽ mất đi khi lớp áo hạt bị mịn đủ
để hạt trao đổi khí và hấp thu nước từ môi trường.
1.2.2.4. Ánh sáng (Raven, et al., 2005)
Ánh sáng hay bóng tối có thể là một sự kích hoạt của mơi
trường cho sự nảy mầm và nó là một dạng tiềm sinh sinh lý. Hầu hết
hạt giống không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng hay bóng tối, nhưng
nhiều loại hạt, bao gồm của những lồi mà được tìm thấy ở trong mơi
trường rừng, sẽ khơng nảy mầm cho đến khi một khoảng hở ở tầng
tán chính xuất hiện cho phép một lượng ánh sáng vừa đủ để hạt phát
triển thành cây.
1.2.2.5. Một số yếu tố ảnh hưởng khác
Áp suất thẩm thấu, bức xạ, tác động cơ giới,… cũng là các yếu
tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm.
1.2.3.

Các biến đổi xảy ra khi nảy mầm

Khi quá trình nảy mầm xảy ra, hàm lượng các chất dinh dưỡng

trong hạt như acid amin, protein, lipid, tinh bột, xơ, vitamin,

8


khoáng,.. đều tăng lên, giúp cho hạt giống nâng cao được giá trị dinh
dưỡng.
1.2.3.1.

Sự thay đổi của acid amin

Mostafa, et al., (1987) báo cáo rằng sự nảy mầm là quá trình
dẫn đến sự gia tăng đáng kể về cả acid amin thiết yếu và không
thiết yếu. Tỷ lệ tăng tương đối của các acid amin thiết yếu là 8,69%
sau 3 ngày nảy mầm, 22,44% sau khi 6 ngày nảy mầm. Tỉ lệ tăng
của các acid amin không thiết yếu là 17,6% và 17,5% sau 3 ngày và
6 ngày nảy mầm.
Yu-Haey Kuo, et al., (2003) báo cáo rằng trong quá trình nảy
mầm của hạt đậu, một số acid amin tăng như alanine và lysine,…
trong khi một số acid amin giảm như glutamite, glycin, arginine,… và
một số loại acid amin mới xuất hiện như glutamine, methionine,
threonine,…
1.2.3.2.

Sự thay đổi của protein

Savelkoul, et al., (1992) báo cáo rằng tổng số hàm lượng
protein thô trong đậu tương vẫn gần như không đổi sau 7 ngày nảy
mầm dưới điều kiện nảy mầm tiêu chuẩn (12 giờ ánh sáng / ngày và
200C).

Chandrasiri, et al., (1987) phát hiện ra rằng tổng hàm lượng
protein và nitơ phi protein tăng đáng kể sau 5 ngày nảy mầm, quan
sát thấy sự gia tăng tổng số protein thô lên 21% trong quá trình nảy
mầm đậu nành so với hạt ban đầu, sự gia tăng này có thể do sự tổng
hợp protein dưới xúc tác enzyme hoặc sự thay đổi về thành phần
theo sau sự phân hủy của các thành phần khác.
1.2.3.3.

Sự thay đổi của lipid

Hàm lượng lipid của hạt giảm dần đi khi nảy mầm tiến triển.
Vào cuối ngày thứ 5, sự giảm chất béo đạt 19,68% so với hạt chưa
9


nảy mầm (Chandrasiri, et al., 1990). Mostafa, et al., (1987) cũng đã
tìm thấy sự nảy mầm sau 6 ngày gây ra sự giảm hàm lượng lipid, chỉ
số acid, chỉ số iod và tổng acid béo khơng bão hịa của lipid đậu
tương, trong khi chỉ số peroxide và tổng số acid béo bão hòa tăng lên
rõ rệt.
Kornberg and Beevers (1957) báo cáo rằng có sự suy thối các
chất dinh dưỡng dự trữ (lipid và carbohydrate) trong thời gian nảy
mầm, do đây là q trình có mục đích thiết yếu là cung cấp năng
lượng cần thiết để tổng hợp protein cho sự phát triển của cây trồng.
Điều này có thể giải thích tại sao trong một thời gian ngắn (sau 5
ngày nảy mầm) mức lipid giảm nhanh chóng, trong khi mức protein
tăng nhẹ với tăng trưởng liên tục của cây đậu tương (Chandrasiri, et
al., 1987).
1.2.3.4.

Sự thay đổi của tinh bột

Hạt đậu nành trưởng thành có chứa nhiều tinh bột. Suda, et al.,
(1986) báo cáo rằng có sự tăng hoạt tính β-amylase và sự gia tăng
hàm lượng tinh bột trong mầm đậu nành. Cùng với sự tích lũy tinh
bột trong mầm là sự tăng hoạt tính enzyme phosphorylase cực đại,
Suda, et al., (1986) cho rằng phosphorylase đậu nành cũng có thể là
enzyme tham gia sinh tổng hợp tinh bột.
1.2.3.5.

Sự thay đổi của chất xơ

Chandrasiri, et al., (1987) cho rằng đậu nành là nguồn dinh
dưỡng giàu xơ, rất giàu hemicellulose, cellulose nhưng hàm lượng
lignin thấp. Hàm lượng hemicellulose của đậu nành ít thay đổi trong
thời gian nảy mầm, trong khi hàm lượng cellulose giảm đáng kể.
Lignin gần như biến mất vào ngày thứ 3. Sự giảm thiểu các xơ khó
tiêu hóa trong nảy mầm rất quan trọng, như là chế độ ăn có hàm
lượng cao xơ khó tiêu hóa ảnh hưởng đến sự tiêu hóa và hấp thụ các
10


chất dinh dưỡng đường ruột (Kayisu, et al., 1981); (Reinhold, et al.,
1976); (Bau, et al., 1983).
Enzyme α-L-arabinofuranosidase (EC 3.2.1.5.5) đã được chiết
xuất từ mầm của cây đậu tương 4 ngày tuổi bởi Hatanaka, et al.,
(1991). Enzyme này có thể làm suy giảm cả polysaccharide hòa tan
và nitrophenyl-α-L-arabinofuranoside trong hạt đậu nành.
Trong hạt đậu nành trưởng thành, arabinose là một trong các
thành phần chính của polysaccharide trong nội nhũ. Trong quá trình

nảy mầm, hàm lượng polysaccharide hịa tan trong nước trong lá
mầm giảm đáng kể khi cây con phát triển, gợi ý cho việc sử dụng
polysaccharide làm nguồn năng lượng hoặc carbon cho sinh tổng
hợp các đại phân tử (Kasai, et al., 1980). Những quan sát này có thể
giải thích do sự suy thoái một phần của xơ đậu nành trong q trình
nảy mầm.
1.2.3.6.

Sự thay đổi hàm lượng khống

Fordham, et al., (1975) báo cáo rằng đậu nành chứa nhiều Ca
và Fe (tương ứng là 3180 và 90 µg/g) nhiều hơn một số loại đậu.
Kylen and Mc Cready (1975) tìm thấy đậu nành chứa Zn (60 µg/g),
nhiều Ca hơn, nhưng ít Fe hơn (tương ứng 2800 và 16 µg/g) so với cỏ
linh lăng, đậu lăng và đậu xanh.
Theo Bau (1987), Cu và Zn trong hạt nảy mầm chỉ thể hiện ở
dạng vết so với hạt chưa nảy mầm. Sau 5 ngày nảy mầm, Ca và Mg
tăng, sự tăng này có thể đến từ nguồn nước được sử dụng để ngâm
và rửa hạt trong quá trình nảy mầm.
Tuy nhiên, hàm lượng phốt pho giảm liên tục khi hạt nảy mầm,
giảm đến 15,93% sau 3 ngày nảy mầm (Bau, et al., 1979). Khoảng
70% tổng lượng phốt pho trong đậu nành và các sản phẩm đậu dưới
dạng phytate (ỌDell, 1978). Sự giảm này có thể là do sự gia tăng
11


hoạt động của enzyme phytase trong quá trình nảy mầm, dẫn đến
giảm một phần phốt pho tan trong nước tự do. Các khoáng chất tan
trong nước thường bị mất trong quá trình ngâm và rửa.
1.2.3.7.

Sự thay đổi của vitamin

Nảy mầm làm tăng hàm lượng vitamin trong đậu nành (Wai, et
al., 1947; Chen, et al., 1975). Hạt đậu nành khô không chứa vitamin
C. Sau 3 ngày nảy mầm, mức vitamin C đạt 25 mg/100g hạt khô
(Bau, et al., 1979). Vitamin C có thể tăng cường hấp thu sắt (Brise
and Hallberg, 1962; Fordham, et al., 1975) cũng đã chứng minh rằng
sau 5 ngày nảy mầm, mức vitamin C của đậu nành tươi đạt 21
mg/100 g.
Sự tăng niacin và retinol cũng quan sát thấy trong đậu tương
nảy mầm (Khalil, 1995; Kylen and Mc Cready, 1975). Wai, et al.,
(1947) tìm thấy rằng sau 54 giờ nảy mầm, mầm đậu nành có chứa
tối đa tất cả các vitamin.
1.2.3.8.

Sự thay đổi của các chất kháng dinh dưỡng

a. α-Galactoside carbohydrate
Chandrasiri, et al., (1990) báo cáo rằng carbohydrate giảm dần
khi nảy mầm. Vào ngày thứ 5 sau nảy mầm, α-galactoside giảm
80,6% so với hạt chưa nảy mầm. Pazur, et al., (1962) báo cáo rằng
sau 6 ngày nảy mầm, tất cả các carbohydrate α-galactoside của đậu
nành hạt giống đã biến mất. Những nghiên cứu này đã chứng minh
rằng nảy mầm có thể loại bỏ hiệu quả các α-galactoside của đậu
nành.
b. Hoạt động ức chế Trypsin (TIA)
Savelkoul, et al., (1992) báo cáo rằng sự nảy mầm đậu nành
làm tăng khả năng phân giải protein, được gây ra bởi sự kết hợp của
12

việc giảm hàm lượng lectin và hoạt động của chất ức chế trypsin
được hình thành trong quá trình nảy mầm như được mô tả bởi Liener
(1994) và Boralkar, et al., (1985).
c. Chất ức chế lipase (LIA)
Bau, et al., (1997) thấy rằng nảy mầm hạt đậu tương dẫn đến
giảm hoạt động ức chế lipase (LIA) và nảy mầm sau 24 giờ gây ra
một sự gia tăng nhẹ LIA. Sau 24 giờ nảy mầm, LIA giảm dần khi nảy
mầm tiến triển, giảm 18,62% sau 5 ngày nảy mầm so với hạt giống
chưa nảy mầm. Do đó, hoạt động lipase của hạt giống sẽ được cải
thiện bằng quá trình nảy mầm. Quan sát này có thể giải thích sự mất
mát 19% hàm lượng lipid của hạt sau 5 ngày nảy mầm (Chandrasiri,
et al., 1990).
1.3.Tổng quan về acid amin γ-aminobutyric acid (GABA)
1.3.1. Khái niệm
GABA là một acid amin phi protein có 4 cacbon, hiện diện nhiều
trong các tế bào nhân sơ (prokaryotic) và nhân chuẩn (eukaryotic).
Nó có nhiều lợi ích cho sức khỏe như giảm áp suất máu và ức chế
các xung dẫn truyền thần kinh trong hệ thống thần kinh, ngăn chặn
hiệu quả các cơn đau và giảm thiểu các trạng thái stress, lo âu,…
(Abdou AM, et al., 2006). Vì vậy, xu hướng phát triển các thực phẩm

giàu hàm lượng GABA trở nên phổ biến trong những năm gần đây.
1.3.2.

Cấu tạo

Công thức phân tử hóa học: C4 GIỜ9NO2

Nguồn: wikipedia.org
13

Hình 1.3. Cơng thức cấu tạo của γ-aminobutyric acid
(GABA)