Tối ưu hóa một số thông số công nghệ ảnh hưởng đến quá trình ngâm cho nảy mầm của hạt đậu tương

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN THỊ HỒI THU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA MỢT SỐ THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NGÂM CHO NẢY MẦM CỦA HẠT ĐẬU TƯƠNG HÀ NỘI, 09/ 2021 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA MỢT SỐ THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NGÂM CHO NẢY MẦM CỦA HẠT ĐẬU TƯƠNG Người thực : TRẦN THỊ HOÀI THU MSV : 620909 Khóa : 62 Chun ngành : CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Người hướng dẫn : PGS.TS TRẦN THỊ ĐỊNH HÀ NỢI, 09/ 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu Khóa luận trung thực Tơi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực Khóa luận cảm ơn thơng tin trích dẫn Khóa luận ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 05 tháng 09 năm 2021 Trần Thị Hoài Thu i LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận tốt nghiệp, bên cạnh cố gắng nỗ lực thân, nhận động viên giúp đỡ lớn nhiều cá nhân tập thể Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới giáo hướng dẫn PGS.TS.Trần Thị Định, Trưởng môn Công nghệ chế biến - Khoa Công nghệ thực phẩm, người tận tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Thị Huyền - Khoa Môi trường - Học viện Nông Nghiệp Việt Nam nhiệt tình bảo, giúp đỡ tơi suốt thời gian thực đề tài Qua xin gửi lời cảm ơn tới chị Nguyễn Thị Thúy Ngà, anh Trần Văn Dũng, em Tăng Nam Phương khóa 63 bạn nhóm sinh viên thực tập tốt nghiệp Trần Thị Định nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn tới tồn thể thầy cô giáo dạy dỗ suốt thời gian qua, xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể giảng viên Khoa Công nghệ thực phẩm tạo điều kiện tốt để nghiên cứu học hỏi Cuối muốn dành lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày 05 tháng 09 năm 2021 Trần Thị Hoài Thu ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix PHẦN I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Yêu cầu nghiên cứu đề tài PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu đậu tương 2.1.1 Nguồn gốc phân bố 2.1.2 Tình hình sản xuất đậu tương giới Việt Nam 2.1.3 Giá trị kinh tế 2.2 Đặc tính thực vật đậu tương 2.3 Thành phần hóa học hạt đậu tương 2.3.1 Protein 2.3.2 Lipid 2.3.3 Cacbohydrate 2.3.4 Chất khoáng 2.3.5 Vitamin iii 2.4.6 Các hợp chất khác đậu tương 2.4.6.1 Axit phytic 2.4.6.2 Isoflavones 2.4.6.3 GABA 11 2.4.6.4 Hợp chất polyphenol 11 2.4.6.5 Hợp chất flavonoid 13 2.5 Quá trình nảy mầm đậu tương 14 2.6 Sự biến đổi hàm lượng số chất có hoạt tính sinh học q trình nảy mầm 14 2.6.1 Sự biến đổi hàm lượng GABA trình nảy mầm 14 2.6.2 Sự biến đổi hàm lượng axit phytic trình nảy mầm 15 2.7 Một số nghiên cứu nước đậu tương nảy mầm 15 2.8 Các thơng số ảnh hưởng đến q trình nảy mầm đậu tương 16 PHẦN III ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 Đối tượng nghiên cứu 17 3.2 Phạm vi nghiên cứu 17 3.2.1 Thiết bị - dụng cụ 17 3.2.2 Hóa chất 17 3.2.3 Địa điểm nghiên cứu 17 3.2.4 Thời gian nghiên cứu 17 3.3 Nội dung nghiên cứu 17 3.4 Phương pháp nghiên cứu 18 3.4.1 Bố trí thí nghiệm 18 iv 3.4.1.1 Quy trình chuẩn bị mẫu 18 3.4.1.2 Tối ưu hóa thơng số giai đoạn ngâm trình nảy mầm đậu tương 19 3.4.2 Phương pháp phân tích 21 3.4.2.1 Xác định hàm lượng chất khô mẫu đậu tương nảy mầm 21 3.4.2.2 Chiết mẫu 22 3.4.2.3 Xác định hàm lượng protein phương pháp Kjedhal 22 3.4.2.4 Xác định hàm lượng GABA 24 3.4.2.5 Xác định hàm lượng axit phytic 26 3.4.2.6 Xác định khả kháng oxy hóa phương pháp DPPH 28 3.4.2.7 Xác định hàm lượng polyphenol tổng số 30 3.4.2.8 Xác định hàm lượng flavonoid tổng số 32 3.4.2.9 Xác định hàm lượng isoflavones 33 3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 36 PHẦN IV KẾT QUẢ VÀO THẢO LUẬN 37 4.1 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến chất lượng hạt đậu tương sau nảy mầm 37 4.1.1 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến hàm lượng GABA hạt đậu tương nảy mầm 37 4.1.2 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến hàm lượng polyphenol tổng số hạt đậu tương nảy mầm 38 4.1.3 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến hàm lượng flavonoid tổng số hạt đậu tương nảy mầm 39 4.1.4 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến khả kháng oxy hóa hạt đậu tương nảy mầm 40 v 4.1.5 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến hàm lượng axit phytic hạt đậu tương nảy mầm 42 4.1.6 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến hàm lượng isoflavones hạt đậu tương nảy mầm 43 4.1.7 Ảnh hưởng chế độ ngâm đến hàm lượng protein hạt đậu tương nảy mầm 45 4.2 Tối ưu hóa số thông số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng hạt đậu tương nảy mầm 46 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 5.1 Kết luận 53 5.2 Đề nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 60 Phụ lục 1: Một số hình ảnh đậu tương sau nảy mầm 60 Phụ lục 2: Hình ảnh sắc ký đồ 64 2.1 Sắc kí đồ GABA chuẩn 64 2.2 Sắc kí đồ Isoflavones chuẩn 65 Phụ lục 3: Kết xử lý JMP thí nghiệm tối ưu hóa thơng số ngâm cho q trình nảy mầm hạt đậu tương 68 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cây đậu tương Hình 2.2 Cấu trúc hạt đậu tương Hình 2.3: Cấu trúc axit phytic Hình 2.4: Các glycoside isoflavones đậu tương 10 Hình 2.5: Cấu trúc GABA 11 Hình 2.6 Cấu trúc hóa học số nhóm chất thuộc polyphenol 12 Hình 2.7 Cấu trúc hóa học phân lớp flavonoid 13 Hình 3.1 Quy trình chuẩn bị mẫu đậu tương nảy mầm 18 Hình 3.2 Tương quan nồng độ GABA dịch đo phổ hấp thụ 26 Hình 3.3 Đường chuẩn axit phytic 27 Hình 3.4 Đồ thị thể mối quan hệ nồng độ trolox % kìm hãm 29 Hình 3.5 Đồ thị đường chuẩn polyphenol 31 Hình 3.6 Đồ thị đường chuẩn flavonoid 33 Hình 3.7 Đồ thị đường chuẩn genistein 35 Hình 3.8 Đồ thị đường chuẩn daidzein 36 Hình 4.1 Hàm lượng GABA đậu tương sau nảy mầm 37 Hình 4.2 Hàm lượng polyphenol tổng số đậu tương sau nảy mầm 38 Hình 4.3 Hàm lượng flavonoid đậu tương sau nảy mầm 40 Hình 4.4 Khả kháng oxy hóa đậu tương sau nảy mầm 41 Hình 4.5 Hàm lượng axit phytic đậu tương sau nảy mầm 42 Hình 4.6 Hàm lượng daidzein đậu tương sau nảy mầm 43 Hình 4.7 Hàm lượng genistein đậu tương sau nảy mầm 44 Hình 4.8 Hàm lượng protein đậu tương sau nảy mầm 45 Hình 4.9 Tối ưu hóa thơng số q trình ngâm cho đồng thời nhiều tiêu chất lượng đậu tương nảy mầm 51 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học đậu tương Bảng 2.2: Hàm lượng nguyên tố có đậu tương Bảng 3.1 Thiết kế thí nghiệm để tối ưu hóa thơng số ngâm đậu tương 19 Bảng 3.2 Bảng nồng độ cách pha dãy chuẩn GABA 24 Bảng 3.3 Bảng nồng độ cách tạo dẫn xuất GABA-HN 24 Bảng 3.4 Chương trình chạy xác định hàm lượng GABA hệ thống HPLC 25 Bảng 3.5 Bảng nồng độ cách pha dãy chuẩn axit phytic 27 Bảng 3.6 Dãy dung dịch đường chuẩn trolox nồng độ 0,2 mM đến mM 28 Bảng 3.7 Bảng nồng độ cách pha dã chuẩn axit gallic 30 Bảng 3.8 Nồng độ cách pha dãy chuẩn dung dịch quercetin 32 Bảng 3.9: Nồng độ dung dịch mẹ hợp chất isoflavones 34 Bảng 3.10: Cách pha nồng độ dãy dung dịch chuẩn isoflavone 34 Bảng 3.11 Chương trình chạy xác định hàm lượng isoflavones hệ thống HPLC 35 Bảng 4.1 Giá trị ước lượng hệ số hồi quy mô hình đa biến 47 viii hypoxia-anaerobic đánh giá hao tổn sau trình luộc Tạp chí Khoa học Phát triển Cơng nghệ 19(K7): 88-96 14 Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8125:2015 ISO 20483:2013- Ngũ cốc đậu đỗ-Xác định hàm lượng nitơ tính hàm lượng protein thơ-Phương pháp Kjeldahl 15 Tiêu chuẩn ngành 10TCN 842:2013 Tiêu chuẩn rau Phương pháp xác định hàm lượng nước tính hàm lượng chất khô Tài liệu tiếng anh 16 Abdou AM, Higashiguchi S, Horie K, Kim M, Hatta H, Yokogoshi H, Relaxation and immunity enhancement effects of gamma aminobutyric acid (GABA) administration in humans, Biofactors, 26, 201-208 (2006) 17 Abdullah a., R E BalCKin and H Minor (1984), Germination effects on flatus causing factors and antinutrients of mungbeans and two strains of small-seeded soybeans, Journal of Food Protection 18 Ajibola B.Oyedej (2018), Improvement of some quality attributes of soymilk through optimization of selected soybean sprouting parametes using response surface menthodology 19 Akillioglu, H G., & Karakaya, S, (2010), Changes in total phenols, total flavonoids, and antioxidant activities of common beans and pinto beans after soaking, cooking, and in vitro digestion process Food Science and Biotechnology 19(3), 633-639 20 Babu PV, Liu D, Gilbert ER Recent advances in understanding the anti-diabetic actions of dietary flavonoids J Nutr Biochem 2013;24(11):1777-1789 21 Collison, M.W., Determination of total soy isoflavones in dietary supplements, supplement ingredients, and soy foods by high-performance liquid chromatography with ultraviolet detection: collaborative study Journal of AOAC International, 2008 91(3): p 489-500 22 Deak N A and L A Johnson (2007), Fate of phytic acid in producing soy protein ingredients, Journal of the American Oil Chemists’ Society 56 23 Gao Y., C Shang, M A Maroof, R M Biyashev, E A Grabau, P Kwanyuen, J W Burton and G R Buss (2007), A modified colorimetric method for phytic acid analysis in soybean, Crop Science 24 Hanan A A Taie, R El-Mergawi and S RaCKan (2008), Isoflavonoids, Flavonoids, Phenolic Acids Profiles and Antioxidant Activity of Soybean Seeds as Affected by Organic and Bioorganic Fertilization, American-Eurasian J Agric & Environ Sci., (2): 207-213, 2008 25 Hayat Amir, Malik Alamgir, Muhammad Yar Khuhawar & Taj Muhammad Jahangir (2015), HPLC determination of gamma amino butyric acid (GABA) and some biogenic amines (BAs) in controlled, germinated, and fermented brown rice by pre-column derivatization, Journal of Cereal Science 26 Huang, X., Cai, W., & Xu, B (2014) Kinetic changes of nutrients and antioxidant capacities of germinated soybean (Glycine max L.) and mung bean (Vigna radiata L.) with germination time Food Chemistry, 143, 268-276 27 Jiang, S., W Cai and B Xu (2013) "Food Quality Improvement of Soy Milk Made from Short-Time Germinated Soybeans." Foods 2(2): 198-212 28 Josipović, A., et al., Total phenolic and total flavonoid content variability of soybean genotypes in eastern Croatia Croatian journal of food science and technology, 2016 8(2): p 60-65 29 Kayembe, N C and Rensburg, J V., 2013 Germination as a processing technique for soybeans in small-scale farming Department of Animal and Wildlife Sciences, University of Pretoria, Pretoria 0002, South Africa South African Journal of Animal Science 43: 1-7 30 Komatsuzaki, N., Tsukahara, K., Toyoshima, H., Suzuki, T., Shimizu, Kuo, T M., VanMiddlesworth, J F., & Wolf, Ư J 1988 Content ò rafinose oligosaccharides and sucrose in various phant seeds, journal ò Agricultural and Food Chemistry, 36, 32-36 31 Kroon PA, Clifford MN, Crozier A, et al How should we assess the effects of exposure to dietary polyphenols in vitro? Am J Clin Nutr 2004;80(1):15-21 57 32 Kumar S, Pandey AK Chemistry and biological activities of flavonoids: an overview ScientificWorldJournal 2013; 2013:162750 33 Liang, J., Han, B.-Z., Nout, M R., & Hamer, R J (2009) Effect of soaking and phytase treatment on phytic acid, calcium, iron and zinc in rice fractions Food Chemistry, 115(3), 789-794 34 Liu K., 2004 Soybeans as Functional Foods Ingredients Ph.D University of Missouri Columbia, Missouri 35 Mesina, M 2001 An oerview of the heath efects of soyfoods and soybean isoflavones P 117-122 36 Manach C, Scalbert A, Morand C, Remesy C, Jimenez L Polyphenol: nguồn thực phẩm sinh khả dụng Là J Clin Nutr 2004; 79 (5): 727-747 37 Murugkar, D A (2014) Effect of sprouting of soybean on the chemical composition and quality of soymilk and tofu Journal of Food Science and Technology, 51(5), 915-921 38 Manach C, Williamson G, Morand C, Scalbert A, Remesy C Bioavailability and bioefficacy of polyphenols in humans I Review of 97 bioavailability studies Am J Clin Nutr 2005;81(1 Suppl):230S-242S 39 Maria Daglia (2012), Polyphenols as antimicrobial agents, Current Opinion in Biotechnology 40 Prakash D., Upadhyay G., Singh B.N., Singh H.B., 2007 Antioxidant and free radical-scavenging activities of seeds and agriwastes of some varieties of soybean (Glycine max) Food Chem 104: 783-790 41 Randhir, R., Lin, Y.-T., & Shetty, K (2004) Stimulation of phenolics, antioxidant and antimicrobial activities in dark germinated mung bean sprouts in response to peptide and phytochemical elicitors Process Biochemistry, 39(5), 637-646 [Crossref], [Web of Science ®], [Google Scholar] 42 Rosy Bansal, Manpreet Kaur (2014), “Quality improvement and sensory evaluation of soya milk prepared by germinated soybeans”, International journal of food and nutrition sciences 58 43 Rusydi M.R.M & Azrina A (2012) Effect of germination on total phenolic, tannin and phytic acid contents in soy bean and peanut International Food Research Journal 19(2): 673-677 44 Saxena, A K., Chadha, M and Sharma, S 2003 Nutrients and antinutrients in chickpea (Cicerarietinum L.) cultivars after soaking and pressure cooking Journal of Food Science and Technology 40: 493-497 45 Segev, A., Badani, H., Galili, L., Hovav, R., Kapulnik, Y., Shomer, I., Galili, S., 2011 Total phenolic content and antioxidant activity of chickpea (Cicer arietinum (L.)) 46 Singleton, V.L and J.A Rossi, Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents American journal of Enology and Viticulture, 1965 16(3): p 144-158 47 Suhaidi I (2003), The effect of soaking time on soybean and its type of agglomeration to jitofu quality (Pengaruh lama perendaman Kedelai dan Jenis Zat penggumpal Terhadap Mutu Tahu) 48 Susu Jiang 1, Weixi Cai and Baojun Xu,2013 Food Quality Improvement of Soy Milk Made from Short-Time Germinated Soybeans 49 Torre LA, Bray F, Siegel RL, Ferlay J, Lortet-Tieulent J, Jemal A Global cancer statistics, 2012 CA Cancer J Clin 2015;65(2):87-108 50 Xu, B., Chang, S.K., 2008 Effect of soaking, boiling and steaming on total phenolic contentand antioxidant activities of cool season food legumes Food Chemistry 110(1): 1-13 51 Xu, M.J., Dong, J.F., Zhu, M.Y., 2005 Effects of germination conditions on ascorbic acid level and yield of soybean sprouts Journal of the Science of Food and Agriculture 85(6): 943-947 52 Zieliński H., 2003 Contribution of low molecular weight antioxidants to the antioxidant screen of germinated soybean seeds Plant Foods Hum Nutr., 58(3): 1-20 59 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số hình ảnh đậu tương sau nảy mầm Cơng Hình ảnh chung khay nảy thức thí mầm Hình ảnh khay nghiệm 60 Hình ảnh khay 61 10 11 62 12 13 14 15 63 Phụ lục 2: Hình ảnh sắc ký đồ 2.1 Sắc kí đồ GABA chuẩn Tên Hình ảnh sắc ký đồ mẫu STD1 STD2 STD3 STD4 64 STD5 STD6 2.2 Sắc kí đồ Isoflavones chuẩn Hình ảnh Tên sắc kí đồ Daidzein Genistein STD Lần 65 Lần STD Lần Lần STD Lần Lần 66 STD Lần Lần STD Lần Lần STD Lần 67 Lần Phụ lục 3: kết xử lý JMP thí nghiệm tối ưu hóa thơng số ngâm cho q trình nảy mầm hạt đậu tương Hàm đầu Kết xử lý JMP Hàm lượng GABA đậu tương sau nảy mầm (mg/g CK) Hàm lượng genistein hạt đậu tương sau nảy mầm (ug/g CK) 68 Hàm lượng daidzein hạt đậu tương sau nảy mầm (ug/g CK) Khả kháng oxy hóa hạt đậu tương sau nảy mầm (ugTE/g CK) Hàm lượng polyphenol tổng số (mgGAE/gCK) 69 Hàm lượng flavonoid tổng số hạt đậu tương sau nảy mầm (mgQE/gCK) Hàm lượng axit phytic (mg/gCK) Hàm lượng protein (%CK) 70