Trang 1 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học Bách khoa hà nội Luận văn thạc sỹ Khoa học Nghành : Công nghệ thực phẩm Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu I
Trang 1Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học Bách khoa hà nội
Luận văn thạc sỹ Khoa học
Nghành : Công nghệ thực phẩm
Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng
Nguyễn Mạnh Thắng
Hà Nội 2009
Trang 2Bộ giáo dục và đào tạoTrờng đại học Bách khoa hà nội
Luận văn thạc sỹ Khoa học
Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu Isoflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng
Trang 3Môc lôc
Më ®Çu
PhÇn I Tæng quan
1 §Ëu t¬ng
1.1 H×nh th¸i häc cña h¹t ®Ëu
1.2 Thµnh phÇn cÊu tróc vµ gi¸ trÞ dinh dìng cña ®Ëu t¬ng
2.7 Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ sinh häc
2.8 Xu híng nghiªn cøu vµ sö dông isoflavon trªn ThÕ Giíi vµ ë ViÖt Nam
Trang 4Phần II nguyên vật liệu và phơng pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu
2.2 Phơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phơng pháp công nghệ
2.2.1.1 Phơng pháp nảy mầm đậu tơng
2.2.1.2 Phơng pháp đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm
2.2.1.3 Phơng pháp sấy phun dịch sữa đậu tơng nảy mầm sau quá trình
2.2.6 Phơng pháp sản xuất bánh nớng đậu xanh truyền thống
Phần III Kết quả và thảo luận
3.1 Nghiên cứu lựa chọn nguồn nguyên liệu đậu tơng
3.1.1 Đặc điểm nhận dạng một số giống đậu tơng Việt Nam
3.1.2 Nghiên cứu lựa chọn loại đậu tơng có hàm lợng isoflavon cao
3.1.2.1 Xác định hàm lơng isoflavon tổng số ở 6 giống đậu tơng nghiên cứu
3.2 Nghiên cứu xác định các điều kiện của quá trình nảy mầm đậu tơng
3.2.1 ảnh hởng của nhiệt độ và thời gian ngâm đến sự nảy mầm của hạt
Trang 53.2.2 Khảo sát ảnh hởng của thời gian ủ đến hàm lợng Isoflavon dạng aglucon
3.2.3 Tối u hóa quá trình ủ nảy mầm hạt đậu tơng bằng phơng pháp toán học để thu đợc hàm lợng cao isoflavon dạng aglucon
3.3 Nghiên cứu quy trình đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm
3.3.1 Nghiên cứu ảnh hởng của áp suất đồng hóa đến chất lợng dịch sữa
3.4.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu
3.4.2 ảnh hởng của tỷ lệ chất mang đến Malto dextrin đến chất lợng sản phẩm
-3.4.3 Nghiên cứu các thông số công nghệ ảnh hởng đến quá trình sấy phun 3.4.3.1 Xác định ảnh hởng của nhiệt độ không khí sấy
3.4.3.2 Xác định ảnh hởng của lu lợng dòng nhập liệu
3.4.3.3 Xác định ảnh hởng của áp suất khí nén
3.4.4 Xác định chất lợng của sản phẩm bột đậu tơng nảy mầm giàu
isoflavon
3.4.5 Quy trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon
3.5 Nghiên cứu ứng dụng bổ sung bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon trong sản suất ánh nớng cao cấp Isoflavon B
Phần IV Kết luận
Phần V Tài liệu tham khảo
Tài liệu tiếng việt
Tài liệu tiếng anh
Trang 6Mở đầu
Một nhóm các chất hóa thực vật trong các cây họ đậu đợc quan tâm nhiều nhất hiện nay là phytoestrogen Phytoestrogen có cấu trúc hóa học tơng tự các hormon oestrogen, oestradiol ở cơ thể động vật và cũng có hoạt tính của oestrogen Tuy nhiên hoạt tính này thấp hơn nhiều lần so với oestrogen động vật (chỉ bằng khoảng 1/1000 đến 1/500 hoạt tính oestradiol) Vì vậy, các phytoestrogen có thể có tác dụng kháng oestrogen bằng cơ chế cạnh tranh tại các receptor của oestrogen [16 36, ] Các nhóm phytoestrogen chính trong tự nhiên là isoflavon, coumestan và lignan trong đó isoflavon là các hợp chất đợc quan tâm nhất Isoflavon có nhiều ở thực vật họ đậu, nhất là
đậu tơng (Glycine max)
Các nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy isoflavon có nhiều tác dụng nh chống ung th tiền liệt tuyến, ung th vú, ung th tử cung, giảm chứng bốc hỏa của phụ nữ thời mãn kinh, giảm nguy cơ mắc các chứng bệnh tim mạch, giảm hàm lợng cholesterol trong máu, chống viêm nang tử cung, bệnh loãng xơng và làm giảm hàm lợng đờng trong máu ở các bệnh nhân tiểu đờng type II… Hiện nay, nhiều nghiên cứu cũng cho rằng Isoflavon còn có khả năng kéo dài tuổi thanh xuân của phụ nữ, làm đẹp da và một số chức năng liên quan tới chống lão hóa [17, 25, 39]
Isoflavon có nhiều ở thực vật họ đậu, nhất là đậu tơng Trong số 12 isoflavon thì các isoflavon dạng aglucon (gồm daidzein, genistein và glycitein) có hoạt tính sinh học cao hơn rất nhiều so với các isoflavon còn lại (dạng glucosid) Tuy nhiên, hàm lợng của chúng trong đậu tơng lại rất thấp (chỉ chiếm 1-5% so với isoflavon tổng số) 39] Isoflavon dạng glucosid có thể [
đợc chuyển hóa thành dạng isoflavon dạng aglucon dới tác dụng của enzim
β-glucosidaza Enzim này cắt liên kết - glucosid trong isoflavon dạng βglucosid, loại đi phân tử đờng và tạo thành isoflavon dạng aglucon Trong
Trang 7quá trình nảy mầm đậu tơng đã kích hoạt enzim glucosidaza trong nội nhũ của hạt, làm tăng khả năng chuyển hóa isoflavon từ dạng glucosid sang dạng aglucon Đồng thời, quá trình nảy mầm cũng đã thúc đẩy hoạt động của các enzim proteaza, amylaza… trong nội nhũ, biến đổi các chất không hòa tan nh protein, tinh bột, chất béo thành các chất hòa tan nh axít amin, đờng, đồng thời làm giảm các chất phản dinh dỡng nh raffinoza hay chất ức chế anti- trypsin Chính vì vậy, đậu tơng sau khi nảy mầm còn chứa nhiều các hợp chất sinh học nh vitamin E, vitamin C
Trên thế giới, isoflavon đợc chiết tách, thu nhận từ đậu tơng hoặc cỏ
đỏ ấn độ (red clover), tạo ra nhiều loại chế phẩm isoflavon nh Soy Isoflavones, Fujiflavon AM 10 Bên cạnh đó các thực phẩm chức năng mà thành phần chức năng là Isoflavon ngày càng trở nên phổ biến Xu hớng sử dụng các thực phẩm chức năng nguồn gốc tự nhiên, không sử dụng hóa chất trong quá trình chế biến đợc nhiều nhà sản xuất và ngời tiêu dùng quan tâm
N
Việt am là một nớc nông nghiệp với sản lợng đậu tơng lên tới khoảng 290.000 tấn/năm Đây là nguồn nguyên liệu phong phú, rất thuận lợi cho nghiên cứu và sản xuất các thực phẩm giàu isoflavon Trong khi đó, vấn
đề nghiên cứu sản xuất các sản phẩm giàu isoflavon ở nớc ta gần nh cha
bắt đầu Đó chính là những lý do để thực hiện đề tài “Nghiên cứu qui trình công n ghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu I soflavon ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng”
Đề tài gồm có các nội dung chính sau:
1 Lựa chọn giống đậu tơng giàu isoflavon
2 Nghiên cứu nâng cao hoạt tính sinh học của isoflavon trong đậu tơng (chuyển từ dạng glycosid sang dạng aglycon) bằng phơng pháp nẩy mầm
3 Nghiên cứu quy trình đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm
Trang 84 Nghiªn cøu thu nhËn chÕ phÈm bét ®Ëu t¬ng n¶y mÇm giµu isoflavon tõ dÞch s÷a ®Ëu t¬ng n¶y mÇm b»ng ph¬ng ph¸p sÊy phun
5. Nghiªn cøu øng dông bæ sung bét ®Ëu t¬ng n¶y mÇm giµu isoflavon trong
s¶n suÊt b¸nh níng §Ëu xanh Isoflavon
Trang 9Phần I - Tổng quan
1 Đậu tơng
-
Đậu tơng Tên khoa học là Glycine max (L) là một trong những cây
trồng cổ nhất của nhân loại Đậu tơng có nguồn gốc ở vùng Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu tơng dại, thân mảnh, dạng dây leo tên khoa học là G Soja Sieb & Zucc Từ Trung Quốc, đậu tơng lan truyền dần ra khắp thế giới Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản vào khoảng 200 năm trớc công nguyên, đậu tơng đợc đa vào Triều Tiên và sau đó phát triển sang Nhật Bản Đến giữa thế kỷ 17 đậu tơng mới đợc nhà thực vật học ngời Đức Engelbert Caempfer đa về Châu Âu và đến năm 1954 mới đợc ,
du nhập vào Hoa Kỳ [ ] Mặc dù đậu tơng đợc biết đến từ rất lâu đời nhn3 g sau đại chiến thế giới thứ 2 mới thực sự phát triển ở Mỹ, Brazil, Canada… và cũng từ đó việc dùng đậu tơng làm thực phẩm, trong chăn nuôi, trong công nghiệp, y tế… ngày càng mở rộng
ở nớc ta, diện tích và sản lợng đậu tơng tăng nhanh trong vòng 8 năm qua, diện tích từ 124.100 ha năm 2000 lến 230.000 ha năm 2007, sản lợng từ 149.300 tấn năm 2000 lên 466.900 tấn năm 2007 Tuy nhiên năng suất chỉ tăng từ 12,0 tạ/ha năm 2000 lên 20,3 tạ /ha năm 2007
Các tỉnh có diện tích đậu tơng lớn là Hà Tây, Hà Giang, Đắk Lắk và
Đắk Nông, Đồng Nai Tuy nhiên, về năng suất thì An Giang đạt năng suất bình quân cao nhất cả nớc (28,0 tạ/ha), cao hơn so với bình quân cả nớc 2 lần và so với các địa phơng còn lại từ 0,5-3,0 lần, kế đến là các tỉnh: Đồng Tháp đạt 21,0 tạ/ha , Đắk Nông đạt 20,0 tạ/ha, Hải Dơng và Thái Bình đạt 19,0 tạ/ha [7]
Tại các tỉnh phía Bắc đậu tơng đợc trồng 3 vụ/năm (Xuân, Hè và
Đông), Duyên hải Nam Trung Bộ gieo trồng trong vụ Xuân, Hè và Thu, các
Trang 10tỉnh vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên trồng trong vụ 1(hè) và vụ 2 (thu), gần đây còn phát triển sản xuất vụ thu đông trên chân đất ruộng Vì vậy, công tác chọn giống cần hớng theo vùng sinh thái, mùa vụ và điều kiện canh tác, khả năng chống chịu sâu bệnh, chất lợng sản phẩm
Bảng 1.1- Diện tích, Năng suất và Sản lợng đậu tơng
Qua số liệu thống kê trên, nhận thấy rằng về sản lợng, năng suất cây
đậu nành của Việt am còn rất thấp Tuy nhiên về chất lợng đậu nành của Nnớc ta tơng đối cao, hàm lợng protein 39 42%, dầu 18 21%, trọng lợng - -180-270 gam/ 1000 hạt Nh vậy trớc mắt việc mở rộng diện tích trồng đậu nành ở nớc ta là rất cần thiết, cần xen canh gối vụ với các cây trồng khác, kết hợp với áp dụng khoa học kỹ thuật đa năng suất lên
1.1 Hình thái học của hạt đậu
Hạt đậu gồm hai phần: vỏ hạt và phôi
Vỏ dễ ngấm nớc và dính với phôi ở rốn hạt, đó là một rãnh nhỏ hình bầu dục Màu sắc của rốn thay đổi tùy theo giống và là đặc điểm phân biệt giống Nơi đây rễ mầm đầu tiên của cây con sẽ chui ra khi mọc mầm Vỏ hạt chứa sắc tố anthocyanin, tùy theo hàm lợng sắc tố này mà vỏ hạt có 4 màu khác nhau: vàng, nâu, xanh, đen
Phôi gồm hai lá mầm, rễ mầm, trụ dới lá mầm và trục thợng diệp Hai lá mầm là nơi chiếm hầu hết trọng lợng hạt, đồng thời là bộ phận chứa chất đạm và béo của đậu nành Lá mầm cung cấp chất dinh dỡng cho cây trong vòng 2 tuần lễ đầu tiên sau khi nảy mầm, sau đó vàng đi và rụng Khi
Trang 11hàm lợng nớc đạt 50% trọng lợng thì hạt bắt đầu nảy mầm, rễ bắt đầu đâm xuyên qua vỏ hạt ở vùng rốn hạt, rễ mầm đâm xuống đất 2cm thì bắt đầu phân
rễ nhánh, cùng lúc với sự phát triển của rễ mầm, trục hạ diệp phát triển dài ra
và nâng 2 tử diệp lên khỏi mặt đất
1.2 Thành phần cấu trúc và giá trị dinh dỡng của đậu tơng
Thành phần hạt đậu tơng có thể thay đổi một phần tùy vào thời vụ và
điều kiện sinh trởng Ước tính trung bình, dầu và protein chiếm 60% trọng lợng khô của hạt Chất khô chủ yếu bao gồm cacbonhydrat (khoảng 35%) và tro (khoảng 5%) Đối với hạt phát triển bình thờng và đợc bảo quản tốt, hạt
đậu tơng có độ ẩm khoảng 12% 13% Trên mức này, hạt có nguy cơ bị nấm mốc tấn công, đặc biệt ở thời tiết nóng Dới 12%, đậu tơng có khuynh hớng bị nứt và vỡ Tỷ lệ đậu tơng bị nứt vỡ càng lớn càng làm tăng mùi ôitrong quá trình bảo quản Khi độ ẩm của đậu tơng thành phẩm bảo quản khoảng 13% trên trọng lợng hạt thì đậu tơng chứa khoảng 35% protein, 17% dầu, 31% cacbonhydrat và 4,4% tro [31] Đối với cây đang sinh trởng, hàm lợng protein có thể nằm trong khoảng 40% 45%, lipit 18% - -20% 13[ ] Thông thờng, hạt đậu tơng bao gồm 8% rễ, 90% lá mầm và 2% trụ dới lá mầm Lá mầm chứa nhiều protein và dầu, trong khi rễ chứa rất ít Thực
-Trụ dới lá mầm Trụ dới lá mầm
Lỗ noãn Rốn hạt
Trụ trên lá mầm Chồi
Lá mầm
Vỏ hạt
Trang 12tế, lợng dầu ở rễ gần nh không có vết xuất hiện Trụ dới lá mầm chứa một lợng protein xấp xỉ nh ở lá mầm nhng chất béo chỉ bằng một nửa [31]
Tỷ lệ từng thành phần trong hạt đậu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm giống, mùa vụ, vùng địa lý, và môi trờng [ ] Thành phần tổng quát31của hạt đậu tơng đợc trình bày trong bảng dới đây
Bảng 1.2 - Thành phần chính của hạt đậu tơng [15]
Cấu tạo hạt
Tỷ lệ so với trọng lợng hạt, (% )
Thành phần chủ yếu của hạt, (% )Protein
(Nx6,25) Lipit Gluxit Tro
Hàm lợng lipit của đậu tơng khoảng 15 25% [ - 1] Dầu đậu tơng có
tỷ lệ tiêu hóa cao, khả năng tiêu hóa đạt tới 87% Do có chứa nhiều axít béo không no nên việc sử dụng dầu đậu tơng thay cho mỡ động vật có thể tránh
đợc bệnh xơ cứng động mạch và kéo dài tuổi thọ Các lipit tự do trong hạt
đậu tơng chiếm khoảng 17,8%, lipit liên kết khoảng 2,1%
Thành phần axít béo cha no trong dầu đậu tơng chiếm tới 80 90%
Trang 13Các axít béo cha no là những axít béo không thể thay thế của cơ thể Nhu cầu của các chất này đối với ngời lớn là 8 10g/ngày, do vậy đậu tơng-chính là một trong những cây trồng cung cấp nguồn dinh dỡng có giá trị này
Cũng nh các loại dầu khác, dầu đậu tơng gồm 4 loại: lipit trung tính, glucolipit, photpholipit và lipit phân cực cao, trong đó lipit trung tính là thành phần chính với hàm lợng chiếm khoảng 88% trọng lợng dầu Photpholipit chiếm khoảng 10%, hầu hết lipit trung tính là triglixerit (98%) Các loại lipit này không thay đổi giữa các giống
Ngoài ra dầu đậu tơng là nguồn cung cấp vitamin E ocophe ol) tốt nhất, trong các loại đậu đỗ vitamin này thờng gấp 3 - 4 lần so với các loại hạt ngũ cốc Trong dầu hạt đậu tơng có thể đạt đến 200 mg vitamin E trong 100
g dầu Chính vì vậy đậu tơng đợc coi là cây trồng có giá trị sinh học rất cao [1 ]
1.2.1.2 Protein
Trong hạt đậu tơng, hàm lợng protein chiếm nhiều nhất, khoảng từ 35-40% theo trọng lợng chất khô, tùy theo giống và vụ khác nhau hàm lợng protein trong hạt đậu tơng ở nớc ta dao động trong khoảng từ 31-41,7% [1] Hàm lợng này cao hơn cả trong thịt, cá và gấp đôi so với các loại đậu đỗ khác Lợng protein tan trong nớc chiếm khoảng 72-94%, trong đó glixinin chiếm khoảng 84%, albumin khoảng 5,4% và hợp chất không phải nitơ chiếm khoảng 6% Còn hàm lợng protein tan trong NaCl 0,1M thì khoảng 27-37,1% [4]
Trang 14Protein của đậu tơng có giá trị sinh học cao, nhiều nghiên cứu cho thấy protein đậu tơng có giá trị dinh dỡng rất hoàn chỉnh, có chứa nhiều loại axít amin mà cơ thể con ngời và động vật không thể tự tổng hợp đợc Wang
và các cộng sự khi nghiên cứu so sánh hàm lợng trung bình các axít amin của hạt đậu tơng với trứng gà tơi cho thấy các thành phần axít amin của đậu tơngkhá hài hòavà không thua kém trứng gà bao nhiêu, đặc biệt thành phần các axít amin không thay thế phenylalanin thì trong hạt đậu tơng cao hơn hẳn trong trứng gà ở nớc ta cũng có nhiều nghiên cứu về giá trị protein đậu tơng và kết quả cho thấy hàm lợng axít amin trong các giống đậu tơng của
ta không thua kém so với các giống đậu tơng trên thế giới[53]
Trang 15độ tiêu hóa protein của bột đậu tơng là 85%, còn của các dạng tinh khiết hơn nh isolat và Concentrat là 95% e
Ngoài ra trong hạt đậu tơng còn kể đến một số chất phản dinh dỡng
có nguồn gốc protein nh chất ức chế Trypsin, kimotrypsin, chất hemaglutinin
và một số yếu tố gây đầy hơn
Hàm lợng gluxit trong đậu tơng chiếm khoảng 30-35% khối lợng chất khô Bao gồm polysacarit không tan nh hemixenluloza (kiểu arabiogalactan), các pectin, xenluloza và các đờng hòa tan nh sacaroza 5%, stachyoza 4%, raffinoza 1% và một lợng nhỏ vecbascoza [52]
Hàm lợng gluxit không hòa tan chiếm khoảng 90% trong đó có:
Trang 16- Các chất gây mùi của đậu nành
Đậu tơng có giá trị dinh dỡng cao và có nhiều tính chất chức năng phù hợp cho hàng loạt các sản phẩm thực phẩm Tuy nhiên điểm hạn chế của
đậu tơng là mùi và vị cha thật hấp dẫn Đó là mùi hăng, ngái của đậu tơng, mùi lá xanh, mùi cỏ, vị đắng và vị chát
Trong đậu mảnh nguyên và đậu mảnh đã tách dầu thì Hexanal axetaldehyt và axeton là những hợp phần chủ yếu gây ra mùi “đậu”, mùi lá xanh của đậu tơng Ngoài ra trong số các hợp chất dễ bay hơi gây mùi đậu và mùi cỏ còn hợp phần 2 Pentylfural và Etylvinyxeton Hợp phần này đợc tìm -thấy trong dầu đậu tơng, chất béo của sữa đậu tơng và đậu đã đợc tách béo
Ngời ta tìm thấy hàng loạt các hợp chất phenol có trong đậu tơng hạt và bột đậu tơng Ngoài ra còn tìm thấy hợp chất phenolic gồm có các axít phenolic flavonoid, isolavanoid Các hợp chất này thờng có mùi hắc và cay, ngời ta cho rằng nó cũng góp phần gây mùi của đậu tơng không hấp dẫn
- Chất Saponin
Đây là một nhóm có tính hỗn tạp các glucosid của rợu triterpenoid có trong hạt đậu tơng Các saponin có vị đắng chát khó chịu
- Các yếu tố phản dinh dỡng, gây đầy hơi
Trong đậu tơng còn chứa các chất phản dinh dỡng nh Antitrypsin- chất ức chế tritrypsin (gây phình to tuyến tụy), hàm lợng chất này chiếm khoảng 6% tổng số protein Tác dụng kìm hãm của chất ức chế tritrypsin là do
Trang 17nghịch Ngợc lại với kimotrypsin thì tạo ra một hợp chất không bền và thuận nghịch Tuy nhiên các chất phản dinh dỡng này sẽ bị loại bỏ hoặc mất tác dụng sau khi xử lý nhiệt ẩm hay sau quá trình tách chiết Việc tách vỏ đậu tơng có thể loại đợc 4,3% chất ức chế trypsin, hạt đậu tơng nảy mầm sau
72 giờ làm mất đi 13,2% hoạt tính chất ức chế trypsin Biến hình bằng xử lý nhiệt và thay đổi pH có tác dụng phá hủy 79-82% chất ức chế trypsin và 86-92% chất ức chế kimotrypsin [6]
Các hemaglutinin (hay còn gọi là phytohemaglutinin lectin)- chất gây vón hồng cầu Các hemaglutinin thuộc loại glucoprotein, chứa 4,5% mantoza
và 1% glucosamin, có kích thớc phân tử 100.000Da và có chứa 2 chuỗi polypeptit Bột đậu cha tách béo chứa khoảng 3% hemaglutinin, chất này dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt độ
- Vitamin
Trong các loại đậu đỗ nói chung và đậu tơng nói riêng có chứa rất nhiều vitamin, đặc biệt là vitamin B1 và B2 ngoài ra còn chứa nhiều vitamin khác nh vitamin PP, A, E, K, D và C
Hàm lợng các vitamin của đậu tơng khá cao, hơn nữa lại là loại thức
ăn giàu đạm nên việc hấp thụ vitamin ở các thức ăn sẽ đợc tăng lên, điều này càng chứng tỏ giá trị dinh dỡng của đậu tơng rất cao
1.3 Đậu tơng nảy mầm
Nảy mầm là quá trình sinh lý và chuyển hóa rất phức tạp, bắt đầu từ hạt giống và kết quả thu đợc là một cây có khả năng hoàn thiện một cuộc sống bình thờng ở điều kiện thuận lợi, các chất dinh dỡng sẽ đợc dùng vào việc phát triển rễ và chồi, mầm mọc lên từ đất và cây phát triển tạo ra hạt duy trì cho thế hệ sau
Khi ngâm hạt độ ẩm tăng lên 25 35 %, các enzim bắt đầu đợc đánh- thức và trở lại trạng thái hoạt động Kết quả là các chất dự trữ cao phân tử không hòa tan nh tinh bột, protein, lipit… bị phân hủy thành các chất hòa tan
Trang 18và đợc đa đi nuôi sống mầm Ngoài ra nhờ các quá trình sinh hóa xảy ra liên tiếp, lợng enzim tăng lên đáng kể Vật liệu để hình thành enzim là các axít amin, chúng đợc tạo ra nhờ hoạt động phân cắt protein của hệ enzim proteaza có trong hạt Proteaza làm tan vỏ tế bào chứa tinh bột, thành tế bào hemixenluloza đợc thủy phân thì các hạt tinh bột mới đợc giải phóng, tạo
điều kiện thuận lợi cho enzim thủy phân tinh bột amylaza họat động
Trong quá trình nảy mầm của các loại hạt, các enzim thủy phân sẽ hoạt động mạnh: enzim amylaza sẽ thủy phân gluxit để tạo thành các monosaccarit, disaccarit và các oligosaccarit; các enzim proteolytic sẽ thủy phân protein thành các axít amin; enzim lipaza sẽ thủy phân lipit thành glyxerin và các axít béo Nh vậy cơ thể ngời và gia súc lại càng dễ hấp thụ các chất đợc tạo thành và do đó sẽ tăng cao độ đồng hóa thức ăn
Quá trình nảy mầm dẫn đến sự tăng hàm lợng saponin, các hợp chất estrogenic và hầu hết các phytosterol trong hạt Hàm lợng lecithin tăng lên một chút trong quá trình nảy mầm Hoạt tính của lipaza và α - galactosidaza tăng lên trong khi hoạt tính lipoxygenaza giảm sau giai đoạn ngắn của quá trình nảy mầm (<72 giờ) làm cho mùi và hơng vị của đậu tơng đợc cải thiện Quá trình nảy mầm bắt đầu sau khi hạt đậu hấp thụ khoảng 50% nớc theo trọng lợng của nó Quá trình hấp thụ nớc làm hydrat hóa các tế bào và quá trình chuyển hóa bắt đầu diễn ra trong hạt Phần tế bào dài ra tạo lên rễ chính xuyên qua vỏ hạt Tiếp theo, phần trụ dới là mầm phát triển dài ra đẩy lá mầm thẳng lên trên[24]
Ribeiro và cộng sự đã nghiên cứu về hoạt động của enzim β - glucosidaza và hàm lợng isoflavon trong quá trình nảy mầm đậu tơng Các tác giả nhận thấy đậu tơng đợc nảy mầm 72 giờ ở 250C, hoạt độ β -glucosidaza tăng lên 3,3 lần ở rễ và 2,3 lần ở mầm Trong phần rễ, hàm lợng isoflavon tổng số giảm đi đáng kể (6,3 lần), rong khi isoflavon dạng malonyl t
Trang 19mầm, hàm lợng isoflavon tổng số tăng lên (2,4 lần), malonylgenistin (2,6 lần) và malonyldaidzin (3,3 lần) Quá trình nảy mầm đợc kiểm soát có thể làm tăng hàm lợng isoflavon trong hạt
Bên cạnh sự thay đổi các chất dinh dỡng nh protein, gluxit, lipit còntạo ra một lợng lớn các vitami E, vitamin K, β-caroten, các vitamin nhóm B cũng tăng theo Hạt đậu tơng ban đầu không có vitamin C, sau 3 ngày nảy mầm đạt 25mg/100g hạt khô Sau 54 giờ nảy mầm, hàm lợng các loại vitamin trong lá mầm đạt tối đa, trừ vitamin B1 Trong một thời gian ngắn từ 2
đến 6 ngày nảy mầm, hàm lợng axít ascorbic, riboflavin, biotin và pyridoxin cũng tăng Tuy nhiên hàm lợng axít panthenic và thiamin không thay đổi Hàm lợng β- caroten (tiền vitamin A) tăng lên từ 1,4 àg/g trong hạt nảy mầm Hơn nữa, các thành phần muối khoáng cũng biến đổi mạnh Sau khi nảy mầm, hàm lợng canxi tăng 11,04%, sắt tăng 21,47% [45]
Hình 1.2 - Cấu trúc của cây giống đậu tơng [56]
Lá kép, lá non Cuống
Chồi Lá mầm
Bề mặt đất Trụ dới lá mầm
Rễ cái
Mắt
Ngọn
Lá non đơn
Trang 202 Isoflavon trong đậu tơng
2.1 Đặc điểm
Isoflavon có nguồn gốc phytoestrogen thực vật thuộc nhóm các hợp chất flavonoit Các hợp chất này đợc tìm thấy đầu tiên trong phân lớp đậu thuộc họ đậu Chúng là các hợp chất phenolic với cấu trúc tơng tự cấu trúc của estrogen ở ngời Mặc dù isoflavon có trong nh iều loại đậu khác nhau nhng hàm lợng thấp hơn nhiều so với đậu tơng ở cây đậu tơng, isoflavon
có trong toàn bộ các phần: hạt, lá, cuống, mầm và rễ Trong hạt đậu tơng thì phôi có hàm lợng isoflavon cao nhất
Trong đậu tơng, isoflavon là các glucosid liên kết không có hoạt tính sinh học, chiếm hơn 90% tổng lợng isoflavon Phần aglucon, mặc dù có tỷ lệ thấp hơn nhiều nhng lại có hoạt tính sinh học cao, đợc quan tâm nghiên cứu nhiều bởi các ảnh hởng có lợi cho sức khỏe nh kháng và chữa một số bệnh ở ngời già, ngăn ngừa bệnh tim mạch, làm giảm lợng cholesterol trong máu, chữa các bệnh trong thời kỳ mãn kinh của phụ nữ, các bệnh liên quan đến vú
và ung th tiền liệt tuyến Ngời Châu á tiêu thụ khoảng 50mg isoflavon trong một ngày, trong khi ở các nớc Phơng Tây, mức tiêu thụ trung bình ít hơn 1mg trong một ngày [20]
Isoflavon có mặt trong đậu tơng chủ yếu dới dạng glucosid và aglucon bao gồm: daidzin, genistin, glycitin các malonyl và axetyl tơng ứng , của chúng Trong một số trờng hợp chúng có mặt ở cả 4 dạng hóa học với mỗi dạng có chứa 3 đồng phân và tạo nên 12 loại Dạng aglucon gồm : aglucon daidzein, aglucon genistein, aglucon glycitein, dạng glucosid gồm: daidzin, genistin, glycitin, dạng axetyl glucosid (6 – O - AceGlc) gồm: 6’’-
O - Acetyl daidzin, 6’’- O - Acetyl genistin, 6’’- O - Acetyl glycitin, và dạng malonyl glucosid (6 – O - MalGlc) gồm : 6’’- O - malonyl daidzin, 6’’- O -
Trang 21malonyl genistin và 6’’- O - malonyl glycitin [32] Cấu trúc của chúng đợc minh họa ở hình 1.3
Nồng độ isoflavon trong hạt đậu tơng hoặc trong các sản phẩm của nódao động trong khoảng 50 àg/g đến 3.500 àg/g Hàm lợng aglucon:daidzein, genistein và glycitein không nhiều (0,2 1,5 mg/g), nhng đợc biết -
đến nhiều nhất là chất hóa học nguồn gốc từ thực vật có hoạt tính sinh học cao với những tính chất sinh học đặc biệt Các đồng phân này đợc hấp thụ nhanh hơn và với lợng lớn hơn bản sao glucosid của chúng trong cơ thể Trong số 3 aglucon, glycitein chỉ có 1 lợng nhỏ xấp xỉ 5-10% isoflavon tổng số trong
Dạng liên kết Dạng Aglucon
Trang 22sản phẩm đậu tơng, nhng hoạt tính sinh học đặc biệt mạnh hơn daidzein và genistein [49]
Hình 1.4 - Cấu trúc hóa học của Genistein, Daidzein
và Glycitein ở dạng Aglycon [57]
Naim và các cộng sự đã xác định đợc rằng hàm lợng isoflavon chiếm 0,25% trọng lợng của đậu tơng [49] Hàm lợng từng isoflavon trong lá mầm cao hơn trong phôi Hai glucosid đầu tiên đợc tìm thấy trong lá mầm
là daidzin và 7- - β glucosid, tuy nhiên trong phôi nồng độ genistin cao gấp 20 lần trong lá mầm Dựa trên trọng lợng thì nồng độ isoflavon là cao nhất trong lá mầm (1.400 1.700 mg/100g) và thấp nhất trong vỏ đậu tơng (10- -20mg/100g), còn trong phôi có chứa khoảng 150 -320 mg/100g (bảng 1.5)
Trang 232.1.1 Genistein
Genistein là chất đầu tiên đợc tìm thấy trong isoflavon đậu tơng Genistein là dạng aglucon của Isoflavon đậu tơng Tên hóa học của genistein
là 5,7,4’-trihydroxyisoflavon
Sự hấp thụ genistein
Genistein đã đợc chứng minh là có hoạt tính sinh học cao trong các thí nghiệm trên chuột Genistein đợc hấp thụ tốt trong ruột và đợc chuyển từ ruột tới máu, tới gan vào ống mật và quay trở lại ruột [48]
ảnh hởng của quá trình chế biến đến Genistein
Ngoài sự thay đổi về thành phần soflavon trong quá trình tiêu hóa, các iphơng pháp chế biến đậu tơng có liên quan đến sự thay đổi về lợng genistein Điều kiện canh tác đậu tơng khác nhau dẫn đến sự khác nhau về hàm lợng genistein trong các sản phẩm đậu tơng Các phân tích có tính chất
so sánh các thực phẩm tự đậu tơng cho thấy sự khác nhau về hàm lợng Genistein
Bảng 1.6 - Hàm lợng genistein trong đậu tơng và các sản phẩm
từ đậu tơng ở các điều kiện chế biến khác nhau [17]
Đậu tơng và các sản phẩm chế
biến từ đậu tơng
Genistein,trọng lợng khô (mg/g)
Trang 24Lợng Genistein trong các thực phẩm từ đậu tơng tăng lên khi qua một số quá trình chế biến Bảng 1.6 cho thấy, đậu tơng mới thu hoạch có hàm lợng genistein thấp Coward và các cộng sự nhận thấy rằng quá trình nghiền đậu tơng thành bột không có ảnh hởng đến hàm lợng genistein Sữa
đậu nành, tào phớ sau quá trình ngâm nớc hoặc đun nóng, dung dịch có chứa nhiều genistein hơn các loại đậu tơng mới thu hoạch, tuy nhiên, còn phụ thuộc vào hàm lợng enzim β-glucozasidaza (Enzym xúc tác cho quá trình thủy phân genistin thành genistein) Các sản phẩm lên men nh: Tempeh có chứa nhiều aglycon genistein hơn các sản phẩm không lên men [17]
Daidzein là chất rắn hầu nh không tan trong nớc Công thức phân tử
là C15H10O4 và trọng lợng phân tử là 254,24 dalton Daidzein đợc tìm thấy trong tự nhiên ở dạng daidzin glucosid của glucosid 6’’-0 – Malonylgenistin
và 6’’ – 0 – axetyldaidzin Daidzein xuất hiện chủ yếu trong các loại đậu nh đậu tơng và đậu xanh
Daidzein có họat tính estrogen và hoạt tính chống oxy hóa Nó cũng có tính kháng nghiện rợu, kháng các nhân tố gây ung th, kháng xơ vữa động
mạch, kháng hội chứng loãng xơng Những thử nghiệm trên in vivo và in
Sự hấp thụ daidzein
Daidzein đợc hấp thụ ở ruột sau đó đợc chuyển vào chu trình của cơ thể bởi hệ bạch huyết Có rất ít daidzein đến đợc các mô Sau đó chúng đợc phân phối tới gan dới dạng liên kết với gluconat và sulphat nhờ enzim ở gan (UDP glucuosyltransferaza) Dạng liên kết của daidzein với gluconat và - sulphat đợc bài tiết vào trong nớc tiểu và vào trong ống dẫn mật Dạng liên kết này lại bị cắt để tạo thành daidzein đợc hấp thụ và chuyển hóa ở ruột già
Trang 25thành dạng dihydrodaidzein và sau đó đợc chuyển hóa tiếp thành equol và O- desmethylangolensin
Tác dụng của daidzein đối với cơ thể là rất phức tạp và cha đợc hiểu hết Tác dụng hóa, lý của daidzein trên động vật và một số mô hình khác đã
đợc tiến hành Daidzein đợc cho rằng có ảnh hởng đến quá trình đồng hóa các tế bào tạo xơng, giả thiết chúng có thể kích thích sự tạo thành các tế bào xơng Không chỉ vậy, daidzein là một nhân tố trao đổi của quá trình tổng hợp ipriflavon Ipriflavon đã đợc chứng minh có khả năng quan trọng chống lại hiện tợng loãng xơng ở cả động vật và con ngời
Glycitein thuộc nhóm Isoflavon trong các flavonoit Nó cũng là một phytoestrogen do có quy trình tác động sinh học tơng tự estrogen.Glycitein là dạng aglucon của glycitin Trong đậu tơng và các sản phẩm chế biến từ đậu tơng thì các glycitein là ít nhất trong các Isoflavon, khoảng 5 đến 10% của tổng số Isoflavon Tuy nhiên, trong phôi đậu tơng, các glycitein chiếm khoảng 40% của tổng các Isoflavon Glycitein là chất rắn tan rất ít trong nớc Glycitein cũng đợc biết đến ở dạng 7 dihydroxy- -6-methoxy-3-(4-hydroxyphenyl)- 4H-1-benzopyran-4-1và4’,7 dihydroxy- -6-ethoxyisoflavonist
Glycitein có hoạt tính estrogen, chống ôxy hóa, chống ung th, chống xơ vữa động mạch và chống loãng xơng Trong tất cả các loại isoflavon của
đậu tơng, glycitein ít đợc quan tâm nhất Tuy nhiên, ngoại trừ khả năng chống ôxy hóa , hoạt tính khác của glycitein không giống nh 2 chất kia, do
có một chút khác nhau về cấu trúc hóa học đã tạo nên sự khác nhau lớn về hoạt tính sinh học
Các nghiên cứu chỉ ra rằng, sau khi hấp thụ soflavon đậu tơng, iglycitein đợc tìm thấy trong huyết tơng, điều này chứng tỏ rằng nó đợc hấp thụ tơng tự nh genistein và daidzein Do hàm lợng glycitein trong đậu
Trang 26tơng là rất nhỏ, nên nghiên cứu về glycitein ít đợc quan tâm hơn nghiên cứu
về daidzein và genistein Tuy nhiên gần đây cùng với một số nghiên cứu cho rằng cơ thể hấp thụ glycitein nhanh và điều này đã làm tăng sự chú ý vào loại
isoflavon này
2.2 Nhận dạng cấu trúc và đồng phân
Isoflavon thuộc nhóm các hợp chất flavonoids có công thức cấu tạo
đơn giản là C6- C3- C6 bao gồm 2 vòng benzyl liên kết bởi cầu C3 [31,45] Trong nhóm các hợp chất này bên cạnh isoflavones, phân lớp khác của flavonoids bao gồm flavones, flavonols, aurone và chalcones[31]
Hình 1.5 - Cấu trúc hóa học của Flavon và Isoflavon
Hình 1.5 cho thấy, isoflavon khác flavon ở vòng benzyl đợc liên kết ở vị trí C3 thay cho vị trí C2 [10] Isoflavones cũng đợc phân lớp nh phytoestrogens do hoạt tính estrogenic yếu của chúng trong hệ động vật có vú [49]
Trang 27Hình 1.6 - Cấu trúc của các đồng phân Isoflavon[58]
Trang 28Trong tự nhiên, isoflavon có sự sắp xếp rất có giới hạn và đậu tơng cũng nh các thực phẩm từ đậu tơng có thể đợc xem nh nguồn thức ăn kiêng duy nhất của những hợp chất này Vì vậy, một số nhà nghiên cứu cho rằng lợng isoflavon trong máu và nớc tiểu của ngời ăn chay ở Châu á cao hơn 10 100 lần những ngời ăn chay Phơng Tây- [17]
2.3 Tác dụng của isofavon đối với sức khỏe con ngời
Rất nhiều nghiên cứu khẳng định về tác động của isoflavon trong việc ngăn ngừa các bệnh tim nh hởng ngăn ngừa các bệnh tim mạch của ảgenistein cha đợc giải thích rõ ràng, nhng isoflavon đã đợc chứng minh là
có khả năng ức chế sự ôxy hóa lipoprotein (tác động chống oxy hóa), giảm cholesterol trong huyết thanh, ức chế enzim tyrozinkinaza hoặc làm tăng khả năng phản ứng của mạch máu
Những nghiên cứu về dịch tễ học cũng cho rằng isoflavon có tác dụng làm giảm nguy cơ phát triển các bệnh ung th phụ thuộc hormon nh ung th tiền liệt tuyến, ung th vú Chúng đợc giải thích bởi khả năng liên kết với thụ thể estrogen và do thay đổi quá trình trao đổi hormon hoặc ức chế sự tăng nhanh các tế bào Vì isoflavon là các hợp chất diphenolic với cấu trúc giống nh estrogen của cơ thể Các nhóm hydroxy ở vị trí 7 và 4 của isoflavon rất quan trọng đối với hoạt tính estrogen Chính vì vậy, isoflavon đợc gọi là các phytoestrogen, các hợp chất tự nhiên có hoạt tính estrogen Hơn nữa, isoflavon
ức chế enzim sinh tổng hợp steroit, giống nh 17 β-hydroysteroit oxidoreductaza và aromataza Ngoài ra, genistein can thiệp trực tiếp làm thay
đổi con đờng tín hiệu của nhân tố sinh trởng , tăng nhanh các tế bào điều βkhiển các nhân tố sinh trởng và nh vậy thì genistein đợc xem là nhân tố chống lại sự tăng nhanh [14]
Trang 292.3 2 Cơ chế hấp thụ
Isoflavon đậu tơng đợc hấp thụ qua con đờng ăn uống thực phẩm chế biến và đợc xem nh là nguồn cung cấp dinh dỡng có lợi cho sức khoẻ Tuy nhiên, việc hấp thụ giữa những ngời khác nhau thì không giống nhau
Điều này đã phần nào lý giải sự khác nhau về mật độ vi khuẩn trong ruột non bởi vì isoflavon xuất hiện một cách tự nhiên kết hợp thành glycoside , mà những glycoside này đợc phân tách cho quá trình hấp thụ diễn ra Các thành phần chế phẩm khác nhau cũng là một vấn đề bởi vì một số thực phẩm bổ sung chứa isoflavon đã bị chia tách ở dạng aglycone và hàm lợng isoflavon trong sản phẩm đậu tơng cũng có thể khác nhau rất nhiều
2.4 Hàm lợng isoflavon trong đậu tơng và các thực phẩm từ đậu tơng
iCác loại và hàm lợng của từng loại soflavon trong các thực phẩm chế biến từ đậu tơng phụ thuộc vào nguồn gốc các loại đậu tơng và phơng pháp chế biến
Bảng 1.7 - Hàm lợng Isoflavon trong đậu tơng
Trang 301000 đến 3000 mg/kg trên trọng lợng khô [35] Hàm lợng từng isoflavon trong lá mầm cao hơn trong phôi Hai glucosid đầu tiên đợc tìm thấy trong lá mầm là daidzin và 7- –β glucosid, tuy nhiên trong phôi nồng độ genistin cao gấp 20 lần trong lá mầm Dựa trên trọng lợng thì nồng độ isoflavon là cao nhất trong lá mầm (1.400-1.700 mg/100g) và thấp nhất trong vỏ đậu tơng (10-20mg/100g), còn trong phôi có chứa khoảng 150-320 mg/100g 38] [
Năm 1983, Eldridge và Kwolek đã phân tích sự phân bố isoflavon trong hạt đậu tơng Họ đã phát hiện ra ở những phần khác nhau của hạt, lợng isoflavon tập trung khác nhau và thờng tập trung lớn nhất là ở trục hạ diệp (14.000 đến 17.500mg/kg ) tiếp theo là ở lá mầm (1 580 đến 3 190 mg/kg) trong khi ở vỏ là thấp nhất (100- 200mg/kg) [61] Năm 1995, Tsukamoto cùng các cộng sự đã phát hiện ra rằng 80 90 % hàm lợng -
isoflavon tổng số trong hạt nằm ở lá mầm, phần còn lại 10 20% là ở trục hạ diệp và hàm lợng isoflavon tổng số ở trong toàn bộ hạt là từ 199 đến 3510mg/kg 51 [ ]
-Kudou và cộng sự nhận ra glycitin và những đồng phân của nó chỉ xuất hiện ở phần trục hạ diệp của hạt đậu tơng, trong khi genistin và daidzin
và các đồng phân của nó có mặt ở cả lá mầm và trục hạ diệp [27]
Trang 31Các nhà nghiên cứu khác đã xác định hàm lợng soflavon ở các giống i
đậu tơng khác nhau, và thấy rằng các giống đậu Mỹ dao động từ 1.176 đến
4.216 mg/kg, trong khi các giống Nhật Bản từ 1 261 đến 2 343 mg/kg Họ phát hiện ra rằng những thành phần chính của đậu tơng Mỹ là 6’’- O - malonylgenistin, genistin,6’’- O - malonyldaidzin và daidzin trong khi đậu tơng Nhật Bản có hàm lợng 6’’-O- malonylglycitin cao hơn 6’’-O- malonylgenistin, genistin,6’’-O- malonyldaidzin và daidzin[26]
2.5 ảnh hởng của các quá trình công nghệ đến hàm lợng isoflavon
Nhiều nhà nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hởng của các phơng thức
xử lý khác nhau đối với thành phần isoflavon của các sản phẩm đậu tơng khác nhau Nói chung việc xử lý đậu tơng trong sản xuất các thực phẩm làm
từ đậu tơng làm tăng sự thuỷ phân glucosid, làm tăng hàm lợng aglycon [21] Các phơng pháp xử lý khác nhau đợc áp dụng đối với đậu tơng đem
đến những sản phẩm khác nhau Ví dụ sữa đậu nành đợc làm bằng cách ngâm đậu tơng đã xay mịn vào nớc Sản phẩm đậu tơng đợc dùng phổ biến khác là đậu phụ, nó đợc làm bằng sữa đậu nành tơi đông tụ với chất làm đông Một loạt thực phẩm thông thờng khác là tơng, dạng paste dùng trong soup hoặc nớc sốt đợc làm bằng cách làm chín đậu tơng với gạo hoặc lúa mạch trong thời gian 1 đến 3 năm Tempeh - một loại bánh đợc làm bằng cách lên men đậu tơng với gạo hoặc kê Quá trình lên men đậu tơng sẽ hydro hoá từng phần Isoflavon glucosid, làm tăng hàm lợng aglucon trong các sản phẩm nh là tempeh
Những nhà nghiên cứu khác đã nghiên cứu sự cân bằng khối lợng của
isoflavon trong những điều kiện xử lý Họ thấy rằng các quá trình chế biến có dấu hiệu làm giảm isoflavon Ví dụ, ở quy trình sản xuất tempeh, 12 và 49%
bị mất là do quá trình ngâm và gia nhiệt Trong quá trình sản xuất đậu phụ, 44% mất là do quá trình đông tụ Việc sản xuất tách protein từ đậu tơng dẫn
Trang 32đến mất đi 53% do dịch trích ly bằng kiềm Họ cũng nhận thấy rằng trong khi sản xuất Tempeh, sữa đậu tơng và đậu phụ, M - daidzin và M - genistin giảm sau khi ngâm và nấu chín Ngợc lại, axetyldaidzin và axetylgenistin đợc kích hoạt trong quá trình gia nhiệt Họ cũng thấy rằng sau quá trình lên men tempeh, hàm lợng daidzein và genistein tăng do quá trình hydro hoá bởi enzyme nấm mốc Trong trờng hợp quá trình tách protein, dịch trích làm kích hoạt daidzein và genistein, có thể thông qua hydro hoá kiềm
2.6 ảnh hởng của môi trờng đến hàm lợng isoflavon
Những điều kiện môi trờng có thể thay đổi các đặc tính, phụ thuộc vào ngày ra hoa, chiều cao cây, vùng lá, dầu và hàm lợng protein, chất lợng hạt và những yếu tố khác Tầm quan trọng của sự thay đổi những đặc tính của cây bởi các yếu tố môi trờng đã hớng các nhà nghiên cứu tới việc đánh giá những sự thực đổi này ảnh hởng tới sự trao đổi chất và quá trình sinh hoá của cây nh thế nào Kết quả là, các nhà nghiên cứu đã đánh giá hàm lợng isoflavon khác nhau là do những yếu tố môi trờng khác nhau
Năm 1983 Eldridge và Kwolek đã nghiên cứu ảnh hởng của giống
đậu tơng vùng địa phơng và năm thu hoạch đến hàm lợng i, soflavon tổng
số Nhận thấy rằng hàm lợng isoflavon biến đổi giữa các giống, các năm và cũng khác nhau giữa các giống canh tác ở những địa phơng khác nhau Năm
1995, Tsukamoto đã tìm ra kết quả tơng tự rằng sự thay đổi hàm lợng isoflavon cũng tơng ứng với những ngày gieo hạt khác nhau, và cho rằng những yếu tố khí hậu và môi trờng ảnh hởng đến hàm lợng isoflavon của hạt đậu Họ đã nghiên cứu hàm lợng isoflavon của 7 giống đậu tợng Nhật Bản đợc trồng ở những vùng khác nhau, ngày trồng và ở nhiệt độ trong thời gian phát triển hạt cũng khác nhau Họ nhận thấy rằng với cả 7 giống đậu, , hàm lợng isoflavon giảm ở hạt đậu đã thu hoạch sau khi sinh trởng ở nhiệt
Trang 33ở một nghiên cứu so sánh đậu tơng của Mỹ và hật Bản, ăm 1994, N nmột số nhà nghiên cứu đã thu đợc kết quả tơng tự, và cho rằng điều kiện khí hậu có thể là yếu tố đặc trng cho sự biến đối hàm lợng isoflavon Những kết quả của họ cũng cho thấy hàm lợng isoflavon khác nhau giữa các vụ, và cũng theo kết quả này vụ trồng ảnh hởng đến hàm lợng isoflavon nhiều hơn khu vực trồng
Năm 1998, Aussenac cũng nhận thấy rằng môi trờng có ảnh hởng
đến hàm lợng isoflavon đậu tơng Họ đã chỉ ra rằng hàm lợng isoflavon tổng số thay đổi giữa các giống và những ngày gieo hạt khác nhau, có một mối tơng quan giữa giống và ngày gieo hạt ảnh hởng đến cấu trúc isoflavon
2.7 Quá trình chuyển hoá sinh học
Trong trờng hợp này, enzim cắt liên kết β - glucosid để tạo ra các phân tử đờng và do vậy các phân tử gốc có đặc tính sinh học cao hơn Theo truyền thống, quá trình này thờng dùng phơng pháp axit hoặc bằng lên men
tự nhiên Enzim nội bào hoặc enzim từ quá trình lên men của vi khuẩn nấm men, nấm mốc sẽ thuỷ phân liên kết glucosid Tuy nhiên, quá trình lên men β-
tự nhiên thờng rất khó điều khiển vì khó có thể biết đợc hoạt tính của enzim nội bào và hoạt tính của enzim vi sinh vật Mặt khác, vi sinh vật cũng có thể tạo ra những enzim có hoạt tính không mong muốn
Matsura và các cộng sự đã xác định đợc sự có mặt của β glucosidaza trong đậu tơng, enzim nội bào thuỷ phân các phân tử đờng từ genistin để tạo thành genistein trong các quá trình làm lỏng tào phớ Bảng 1.8 cho thấy sự thay đổi của genistin và genistein sau khi đậu tơng đợc ngâm trong 16 giờ ở
-200C Genistin và daidzin đã bị thuỷ phân rất nhiều bởi enzim β-glucosidaza
có trong đậu tơng [46]
Trang 34- Phát hiện các đặc tính hoá học và sinh học của isoflavon Tìm hiểu sâu hơn về cơ chế tác dụng, khả năng tiêu hoá, hấp thụ isoflavon trong cơ thể Chứng minh các tác dụng của nó trong ngăn ngừa và chữa các bệnh ung th, tim mạch, tiểu đờng [17,48]
- Tăng cờng giá trị sinh học của các chế phẩm isoflavon bằng cách chuyển hoá các isoflavon sang dạng aglucon nhờ sự thuỷ phân của chế phẩm enzim β-glucosidaza hoặc β-glucosidaza nội bào trong đậu tơng [42]
- Nghiên cứu nâng cao hiệu suất chiết tách isoflavon từ đậu tơng Hoàn thiện quy trình tinh chế để thu nhân chế phẩm có độ tinh khiết cao Hiện nay các chế phẩm isoflavon đậu tơng có các dạng từ 5-95% isoflavon, đợc sản xuất nhiều nhất ở Nhật Bản và Trung Quốc Các nhà sản xuất cũng thành công đa ra đợc chế phẩm isoflavon chứa đến 98% genistein, chất đợc biết đến có hoạt chất sinh học mạnh nhất
Trang 35Việc sử dụng các thực phẩm giàu isoflavon cũng tăng nhanh trong những năm gần đây từ khi ngời ta phát hiện ra rằng phụ nữ Nhật Bản ít bị loãng xơng hơn phụ nữ các nớc phơng Tây do tiêu thụ nhiều các thực phẩm chứa đậu tơng hơn nh natto, miso
ở Việt Nam, việc sử dụng đậu tơng trong các bữa ăn chính dạng đậu phụ, sữa đậu nành, tơng… cũng đã đợc phổ biến từ lâu Tuy nhiên, những nghiên cứu về isoflavon ở trong nớc là cha nhiều, chủ yếu là một số nghiên cứu cơ bản của Phan Quốc Kinh, Nguyễn Hoa Viên (Đại Học Bách Khoa Hà Nội) Nghiên cứu dới đây đề cập đến việc xây dựng một quy trình công nghệ sản xuất bột đậu tơng nảy mầm giàu isoflavon phục vụ cho sản xuất thực phẩm chức năng, một lĩnh vực tiềm năng và đầy hấp dẫn của các nhà sản xuất
và ngời tiêu dùng trong nớc
Trang 36- Đậu tơng loại bỏ hạt vỡ, nép, kẹ, bé và sạn đất
- Vo sạch nhiều lần dới vòi nớc máy
- Ngâm nớc trong thời gian 2- 4h ở nhiệt độ 250C – 350C, trong thời gian ngâm thay nớc 2-3 lần
- Rửa sạch lại 1 2 lần và để ráo.-
- Nảy mầm trên cát, trải đều trên cát bên trên phủ vải ẩm , dới điều kiện
ánh sáng đỏ trong thời gian 36- 60h, cứ 4 giờ lại phun nớc một lần
2.2.1.2 Phơng pháp đồng hóa dịch sữa đậu tơng nảy mầm
- Xác định hiệu quả đồng hóa (I)
Lấy 1000ml dịch sữa đậu tơng nảy mầm vào ống đong chia vạch Giữ
ở nhiệt độ 4-60C trong 48 giờ Sau đó lấy ra 100ml (1/10 thể tích) sữa vào một
Trang 37cốc khác Xác định hàm lợng chất béo (M1) của lớp sữa này (A) Phần sữa còn lại (B) trong cốc đợc trộn đều và đa đi xác định hàm lợng chất béo (M2)
Hiệu quả đồng hóa đợc tính theo công thức :
- Xác định hàm lợng Isoflavon của đậu tơng bằng phơng pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC [47]
Thiết bị: Hệ thống sắc ký được sử ụ d ng là h ệ thống sắc ký lỏng Empower của hãng Waters (Mỹ), g m :ồ
- B ơm dung môi 2690 có bộ phận bơm mẫu tự động
- Detector PDA 2996, ở ước sóng 260 nm, chế độ Gradient b
- Phần mềm Empower
- C ột sắc ký:Luna (2)C18(250mm x 3,9 mm,5àm,Phenomenex, Mỹ)
- Pha động A: Acid acetic 0,1 %
- Pha động B: Acetonitril 80% trong acid acetic 0,1%
- Dung dịch chuẩn với nồng độ 0,1 – 25 àg/ml đợc chuẩn bị bằng cách hòa tan các chất trong mathanol, và đờng chuẩn thu đợc từ diện tích pick Các chất chuẩn dùng để phân tích isoflavon bao gồm 12 dạng, 4 dạng của daidzein, 4 dạng của genistein và 4 dạng của glycitein
Trang 38- Chơng trình dung môi pha động phân tích isoflavon Thời
gian (phút)
Tốc độ dòng(ml/ phút) T l ỷ ệ % A T l ỷ ệ % B
Trang 39Quy trình thực hiện
Cân 0.5 g m u b t (ho c 2.0 m u lẫ ộ ặ ẫ ỏng) vào ống ly tâm có nắp xoáy 50ml
↓ Thêm 10 ml acetonitril, 2 ml HCl 0,1M và 4 ml nước cất
(2ml đối v i mớ ẫu lỏng)
↓ Khuấy đều, lắc qua đêm nhi t độ phòng bằng máy l c ngangở ệ ắ
↓ Chuyển vào ống ly tâm, ly tâm 3000 vòng/ phút
↓ Chuyển d ch chiết v o mị à ột ống ly tâm thứ 2
↓ Hút 2ml dịch chiết, thổi khô dịch chiết bằng khí nitơ
↓ Hòa tan lại bằng 2ml methanol
- Xác định Protein bằng phơng pháp Kjelh n [11] da
- N ồng độ chất khô hòa tan đợc xác định bằng khúc xạ kế
- Xác định hàm lợng chất béo bằng phơng pháp Sochlex [11]
- Xác định tỷ lệ nảy mầm:
Trang 40Tỷ lệ nảy mầm (%) = Số lợng đậu tơng nảy mầm / Tổng số đậu tơng mang đi nảy mầm x 100
2.2.6 Phơng pháp sản xuất bánh nớng đậu xanh truyền thống
Các nguyên liệu chính sử dụng để sản xuất bánh nớng Đậu xanh truyền thống là bột mỳ, đờng saccaroxa, dầu thực vật, đậu xanh… Quy trình công nghệ đợc thực hiện theo sơ đồ 2.1