Luận văn thạc sĩ Công nghệ sinh học: Tìm hiểu hệ vi sinh vật trong quá trình lên men tỏi đen và hoạt tính sinh học chính một số sản phẩm từ tỏi đen

Tỏi sau khi lên men, các hợp chất chứa lưu huỳnh tăng mạnh như: S-allyl-L-cysteine, alliin, isoalliin, methiin, cycloalliin, điều này làm cải thiện một số hoạt tính sinh học của tỏi đen

TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu chung

Sự thay đổi hàm lƣợng S-allyl-l-cysteine trong quá trình xử lý nhiệt

SAC là thành phần tự nhiên có trong tỏi tươi, một dẫn xuất của amino acid cysteine đƣợc tạo ra với hàm lƣợng cao sau quá trình lên men SAC đƣợc xem là hoạt chất có hoạt tính sinh học và dƣợc lý cao

Hình 2 Cấu trúc S-allyl-L-cysteine [3]

2.2.2 Hàm lƣợng SAC trong quá trình xử lý nhiệt

Hàm lượng SAC trong tỏi tươi thấp hơn so với tỏi sau khi lên men Sau khi lên men, hàm lƣợng SAC trong tỏi đen đã cải thiện đáng kể Hàm lƣợng SAC tăng theo thời gian lờn men và đạt cao nhất ở ngày thứ 35 (129,75 àg/g) Định lƣợng SAC trong các mẫu tỏi đen Lý Sơn lên men với thời gian khác nhau

8 Bảng 2 Kết quả định lƣợng SAC trong mẫu tỏi đen Lý Sơn

STT Thời gian lên men

(ngày) Hàm lƣợng SAC (àg/g)

Hàm lƣợng SAC cao nhất ở 40 o C có liên quan đến hoạt tính g-GTP Nhƣ đã đề cập, hoạt tính g-GTP bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ xử lý và gắn với sự hình thành

SAC Nhiệt độ tối ƣu cho hoạt tính g-GTP là 40 o C Kết quả trên cũng phù hợp với nghiên cứu của Park và cộng sự (2010), trong đó sự hình thành SAC đƣợc cho là bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian, và hàm lượng cao nhất ở 40 o C

Tuy nhiên g-GTP đƣợc biết là bị bất hoạt hoàn toàn ở nhiệt độ trên 75 o C trong 30 phút Qua các nghiên cứu, nhiệt độ cao (85 o C) cho thấy sự gia tăng hàm lƣợng SAC trong giai đoạn đầu của quá trình xử lý, điều đó cho thấy sự thay đổi trong hàm lƣợng SAC có thể do một yếu tố chƣa xác định đƣợc.

Hoạt tính kháng oxy hóa

Hoạt tính khử các gốc DPPH cho thấy khả năng của hợp chất kháng oxy hóa có khả năng cho electron hay hydrogen, qua đó chuyển đổi DPPH thành phân tử bền vững hơn với độ hấp thụ đƣợc giảm xuống Hoạt tính khử các gốc DPPH ở các mẫu xử lý bởi nhiệt cao hơn đáng kể so với tỏi thô Ngoài ra, hoạt tính này cũng tăng theo nhiệt độ Nhìn chung, hoạt tính khử các gốc DPPH đi đôi với năng lƣợng khử Năng lƣợng khử tăng theo nhiệt độ và thời gian, trong đó đạt mức cao nhất ở mức nhiệt độ 85 o C

Các chất có khả năng kháng oxy hóa ở tỏi là các hợp chất phenol, bao gồm flavonoid và hợp chất sulfur nhƣ diallyl sulfide, trisulfide và SAC Trong đó, SAC đƣợc ghi nhận là có khả năng kháng oxy hóa và đƣợc cho là chịu trách nhiệm cho hoạt tính kháng oxy hóa của các mẫu gia nhiệt do chúng có khả năng ức chế gốc tự do Tuy nhiên, hoạt tính khử các gốc DPPH và năng lƣợng khử lại cao hơn ở các

9 mẫu ở nhiệt độ cao Nhiều thành phần khác có thể đóng góp cho khả năng kháng oxy hóa của tỏi đƣợc gia nhiệt Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng sự có mặt của các sản phẩm trong quá trình hóa nâu có liên quan đến sự gia tăng khả năng kháng oxy hóa và các sản phẩm này làm gia tăng hoạt tính kháng oxy hóa nhờ khả năng cho hydrogen để bẻ gãy các chuỗi tự do

Trong nghiên cứu, hàm lƣợng màu tăng đều đặn trong quá trình xử lý, điều này cho thấy rằng hoạt tính khử các gốc DPPH và năng lƣợng khử cũng gia tăng

Bên cạnh đó, hàm lƣợng tổng polyphenol and flavonoid ở tỏi đen cũng đƣợc ghi nhận cao hơn so với tỏi thô Ngoài ra, tất cả những đặc tính này đều tăng khi tăng nhiệt độ

Các kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng sự thay đổi hoạt tính kháng oxy hóa trong quá trình sản xuất tỏi đen có liên quan mật thiết đến hoạt tính kháng oxy hóa của các mẫu tỏi đƣợc gia nhiệt Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính kháng oxy hóa

Trong nghiên cứu của Emiko Sato và cộng sự (2006) và Mengmeng Lei (2014) về hoạt tính kháng oxy hóa của tỏi đen Tỏi đen sử dụng nghiên cứu là sản phẩm lên men từ tỏi tươi nhiệt độ cao 70-80 o C trong 10-15 ngày Thu dịch chiết tỏi đen trong dung môi ethanol 80% Khả năng kháng oxy hóa của tỏi đen lên ion tự do DPPH và đánh giá tác dụng kháng oxy hóa của tỏi đen trong việc góp phần kéo dài tuổi thọ ruồi giấm và hạn chế quá trình lão hóa trong điều kiện thí nghiệm in vivo

Tỏi đen có hoạt tính kháng oxy hóa khi ở nồng độ 10mg/ml Hoạt tính kháng oxy hóa của tỏi đen xác định bằng phương pháp DPPH, OH tự do và phương pháp FRAP, theo thời gian lên men Đối với hợp chất đƣợc trung hòa DPPH tăng mạnh từ 30–76% trong 3 ngày lên men đầu tiên Đạt 95% trong 3 ngày lên men tiếp theo và đạt cực đại tại ngày lên men thứ 6 Hợp chất OH tăng dần đều theo thời gian lên men Tỏi đen có hoạt tính này cao gấp 10 lần so với tỏi tươi Nhưng lượng gốc OH trung hòa tối đa là 30.8% ít hơn so với gốc tự do DPPH Nhƣ vậy tỏi đen có khả năng trung hòa điện tử DPPH tốt hơn OH

Theo phương pháp FRAP, đối với tỏi tươi thu được 0.08 mmol/L và tỏi đen là 0.21 mmol/L FRAP sau 10 ngày lên men Theo nghiên cứu của Danan Wang (2010) Cả ba phương pháp đều chứng tỏ tỏi đen có tính oxy hóa cao hơn tỏi tươi thông

10 thường Tính oxy hóa của tỏi đen do các hợp chất phenolic acid, flavonoid, hợp chất hữu cơ lưu huỳnh Đồng thời, theo nghiên cứu của của Suleria và cộng sự (2012) trong tỏi đen chứa phenolic acid khá nhiều đã làm tăng hoạt tính kháng oxy hóa ở tỏi đen Song khả năng trung hòa nhiều gốc tự do là tính linh động và ổn định của SAC và các hợp chất hữu cơ lưu huỳnh Một nhận định khác từ nghiên cứu của Hwang và cộng sự (2011) cùng nghiên cứu của Zhuang và Sun (2011) các phản ứng tạo màu không enzyme tạo hợp chất có vòng thơm nhƣ 5-hydroxymethylfurfural có hoạt tính kháng oxy hóa khá mạnh

Về đánh giá tác dụng của tỏi đen trên cơ thể ruồi giấm Drosophila melanogaster Dịch chiết tỏi đen hoạt hóa một số enzyme kháng oxy hóa nhƣ catalase (CAT), đây là enzyme của hệ phòng thủ tế bào kháng các gốc tự do sinh ra từ cơ thể hay từ môi trường bên ngoài, các gốc tự do như H 2 O 2 và O 2 Malonaldehyde là sản phẩm đi kèm với sự oxy hóa lipid màng, hợp chất này càng giảm, hoạt động màng tế bào càng tốt Khi ruồi giấm tiếp xúc với dịch chiết tỏi đen, enzyme kháng oxy hóa catalase hoạt tính tăng và hạn chế sự xơ cứng màng tế bào bởi các ion tự do vì lƣợng maloaldehyde giảm nhanh so với lƣợng maloaldehyde có trong hoạt động bình thường của tế bào ruồi giấm

Bảng 3 Dịch chiết tỏi đen ảnh hưởng đến enzyme CAT và giảm lượng chất maloaldehyde

Dịch chiết tỏi đen sử dụng

Hàm lƣợng MDA (mmol/mg protein)

Lƣợng maloaldehyde giảm nhanh do enzyme kháng oxy hóa của cơ thể đƣợc dịch chiết tỏi đen hoạt hóa hỗ trợ Enzyme kháng oxy hóa của cơ thể đƣợc dịch chiết tỏi đen hoạt hóa hỗ trợ Enzyme kháng oxy hóa SOD có hoạt tính tăng, đặc biệt là khả năng trung hòa các ion kim loại của enzyme CuZN-SOD và enzyme Mn-SOD, vì những gốc tự do là nguyên nhân gây ra quá trình oxy hóa lipid màng tế bào

11 Một cách nhìn về mối liên hệ của nhiều chất kháng oxy hóa với nhau Hợp chất glutathione gồm nhiều đơn vị cysteine vốn có trong tỏi đen Phân tử này không thể thiếu trong các phản ứng kháng oxy hóa của tế bào Cơ chế hoạt động của glutathione tương tự như các nhóm phân tử SAC của tỏi đen tham gia phản ứng hay phối hợp với các tác nhân kháng oxy hóa tự nhiên khác

Sự phối hợp giữa các tác nhân oxy hóa với enzyme kháng oxy hóa của tế bào, ở đây ta vẫn nhận thấy vai trò không thể thiếu của glutathione để tạo mới một số enzyme kháng oxy hóa của tế bào Trong tỏi đen chứa một lƣợng lớn các hợp chất SAC tan trong nước Chính hợp chất này góp phần đưa một lượng lưu huỳnh và cystein vào cơ thể Cysteine là một bộ phận không thể thiếu của glutathione Không chỉ tham gia cấu tạo của glutathione mà bản thân cystein có thể tham gia kháng oxy hóa khi có các cation tự do, bổ sung phần năng lƣợng trung hòa các anion tự do

Dựa vào những nền tảng trên, nhiều nghiên cứu hướng đến tìm hiểu mối liên hệ giữa SAC khá đặc trƣng trong tỏi đen với glutathione- phân tử không thể thiếu trong hoạt động sống của tế bào và khả năng kháng oxy hóa trong chuỗi chuỗi phản ứng của cơ thể Mối liên hệ này mở rộng thêm vai trò và vị trí của tỏi đen trong các loại thực phẩm kháng oxy hóa đã được phát hiện trước đó, cũng như tính ứng dụng của tỏi đen khi phối hợp với các loại thực phẩm khác [61].

Quy trình công nghệ lên men tỏi đen

Tỏi đen là một sản phẩm lên men hoàn toàn tự nhiên, không bổ sung bất kỳ một chất phụ gia nào trong quá trình lên men Theo quan điểm thường gặp, tỏi đen là tỏi thường được lên men và lên men ở đây là quá trình lên men sinh hóa, sản phẩm đƣợc tạo thành sau quá trình xử lý nhiệt trong thiết bị đƣợc điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm chuẩn xác trong khoảng thời gian hơn 2 tháng

Khi tiếp cận các nghiên cứu về tỏi đen, phần lớn các nghiên cứu chủ yếu hướng đến các nghiên cứu lâm sàng và thử nghiệm để chứng minh tác dụng của các chất có hoạt tính sinh học trong tỏi đen Theo Danan Wang và cộng sự (2009) trong nghiên cứu đánh giá tác dụng tăng cường hệ thống miễn dịch, tỏi đen sử dụng trong nghiên cứu được tạo ra từ tỏi tươi bằng cách xử lý nhiệt ở 65-80 o C, độ ẩm 70-80%

Nghiên cứu định lƣợng SAC trong tỏi đen Lý Sơn bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao của tác giả Vũ Bình Dương (2012) và nghiên cứu về sự biến đổi hàm lượng SAC

12 cùng các tính chất hóa lý của tỏi đen trong quá trình xử lý nhiệt, tỏi đen đƣợc tạo ra bằng quá trình xử lý ở nhiệt độ và độ ẩm cao trong thời gian dài Đến nay, trong nghiên cứu tổng hợp báo cáo về tỏi đen và công dụng của chúng đối với sức khỏe của tác giả Liễu Nhƣ Ý (2015), tỏi nguyên liệu sau khi chọn lọc đƣợc giữ trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, biến đổi tỏi nguyên liệu đƣợc ghi nhận sau 30 ngày, 40 ngày, 60 ngày và 90 ngày lên men để hoàn thiện quy trình tạo tỏi đen Trong tất cả các nghiên cứu cho thấy chƣa có sự công bố về quy trình công nghệ chuẩn trong lên men tỏi đen Để tiếp cận tốt với mục tiêu nghiên cứu của đề tài, quy trình công nghệ lên men tỏi đen theo 3 giai đoạn nhiệt độ nhƣ (20-50 o C, 50-70 o C và 75-80 o C [90]) đƣợc nhóm nghiên cứu chúng tôi quan tâm, đánh giá sự phù hợp của quy trình và có sự điều chỉnh về nhiệt độ và thời gian lên men để có thể thiết kế đƣợc quy trình lên men cho đề tài Sơ đồ quy trình tổng quát quá trình lên men tỏi đen đƣợc thể hiện nhƣ hình 3

Hình 3 Sơ đồ tổng quát quá trình lên men tỏi đen

- Nguyên liệu tỏi tươi được trồng tại các trang trại tỏi theo quy trình Vietgap Tỏi được thu hoạch trực tiếp tại vườn theo đúng quy trình

- Lựa chọn những củ tỏi đồng nhất về kích thước, màu sắc, độ chín sinh lý, nguyên vẹn và không bị dập Công đoạn này rất quan trọng vì sẽ quyết định phần nào đến chất lƣợng sản phẩm Để chủ động nguồn nguyên liệu, tránh tình trạng tỏi hƣ hỏng, cần bảo quản ở nhiệt độ từ 0 – 1 o C với độ ẩm khoảng 70%

- Trước khi tiến hành lên men, cần phải làm sạch bằng cách rửa với nước sạch, có thể lột bớt vỏ bên ngoài để đồng nhất hơn Để ráo ở điều kiện thường từ 4 đến 6 giờ để chuẩn bị cho quá trình lên men

- Lên men: Cho toàn bộ tỏi đã đƣợc chuẩn bị vào máy lên men Phía ngoài máy có màn hình điện tử để các kỹ thuật viên điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm thích hợp Thời gian lên men này kéo dài trong khoảng 60 ngày, trong khoảng thời gian này thường xuyên phải lấy mẫu để kiểm tra chất lƣợng và tính đồng nhất của sản phẩm

Hình 4 Máy lên men tỏi đen [85]

Sau thời gian lên men, tiến hành lấy tỏi ra khỏi máy và cho lên giàn phơi, dùng quạt hoặc máy sấy gió để đảm bảo độ ẩm và các hợp chất trong tỏi không bị phân hủy, thời gian này khoảng 2 đến 4 tuần, trong thời gian này cũng phải thường xuyên lấy mẫu theo đúng quy trình kỹ thuật để kiểm tra và đảm bảo chất lƣợng sản phẩm

14 Hình 5 Dàn phơi tỏi đen [85]

Sau khoảng thời gian trên (tổng cộng từ 45 đến 60 ngày) tỏi tươi sau quá trình lên men sẽ tạo thành tỏi đen với tác dụng và thành phần dƣợc lý tăng gấp nhiều lần so với tỏi tươi

Hình 6 Quá trình biến đổi từ tỏi tươi thành tỏi đen [84]

- Màu sắc của tỏi tươi dần dần tối lại và thay đổi từ màu trắng sang màu nâu đến màu nâu sẫm và cuối cùng là màu đen, do phản ứng hóa học của đường và acid amin, theo nhiệt độ và độ ẩm đƣợc hiệu chỉnh Trong quá trình lên men, thành phần và hương vị của tỏi cũng thay đổi dần dần: mềm và đen, hương vị ngọt như hương trái cây

- Sản phẩm tỏi đen nên bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh để đảm bảo chất lƣợng và có thể bảo quản đƣợc lâu.

Các dƣợc tính chính của tỏi đen

Theo Liễu Nhƣ Ý (2015) Trung tâm ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ tỉnh Sóc Trăng trong bài viết “Tỏi đen và công dụng của chúng đối với sức khỏe”, những thông tin về tác dụng của tỏi đen đƣợc báo cáo bởi các nhà nghiên cứu về dƣợc liệu và thảo mộc, có vai trò trong hỗ trợ và ngăn ngừa một số bệnh nhƣ: ung thƣ và làm giảm Cholesterol, bảo vệ cơ thể phòng chống bệnh, phòng

15 chống nhiễm trùng, bảo vệ cơ thể phòng chống bệnh, tăng cường hệ thống miễn dịch, cải thiện tuần hoàn máu, bảo vệ tim mạch và một số tác dụng khác,…

2.5.1 Ngăn ngừa ung thƣ và làm giảm Cholesterol

Trong suốt quá trình lên men của tỏi đen, SAC – là thành phần tự nhiên có trong tỏi tươi nguyên liệu – một dẫn xuất của amino acid cysteine, được tạo ra với hàm lƣợng rất cao Hợp chất này giúp giảm Cholesterol và giảm nguy cơ gây ung thư Cơ chế tác dụng của tỏi đen bằng cách thông qua con đường kích thích đáp ứng miễn dịch, loại trừ khả năng di căn của các tế bào khối u Các nghiên cứu cũng chỉ ra hàm lƣợng cao của SAC trong tỏi đen làm giảm sự phát sinh của khối u ruột kết và các tụ điểm ẩn khác thường, những dấu hiệu lâm sàng sớm nhất của ung thư ruột kết Chúng còn có hiệu lực đáp ứng dự phòng đối với các tác nhân gây ung thƣ bằng cách ức chế sự nhân lên của tế bào khối u Ngoài ra, tỏi đen còn có tác dụng điều hòa đường huyết [10, 88, 91]

Trong tỏi tươi nguyên liệu có chứa thành phần hoạt chất allicin là tác nhân chống khuẩn, chống nấm và chất kháng sinh Trong tỏi đen có chứa SAC giúp hỗ trợ sự hấp thụ allicin và chuyển hóa nó dễ dàng hơn, do đó thúc đẩy khả năng tự bảo vệ của cơ thể chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn, virus và nhiễm trùng [10, 88, 91]

2.5.3 Bảo vệ cơ thể phòng chống bệnh

Trong tỏi tươi nguyên liệu có chứa chất kháng oxy hóa cao, hàm lượng chất kháng oxy hóa này đƣợc tìm thấy tăng lên gấp đôi trong tỏi đen Các chất kháng oxy hóa bảo vệ cơ thể khỏi bệnh tật, giúp ngăn chặn quá trình lão hóa Hàm lƣợng chất kháng oxy hóa trong tỏi đen cao giúp bảo vệ tế bào tránh sự phá hủy của các gốc tự do, do đó chúng là loại thực phẩm tốt cho việc ngăn chặn các bệnh mãn tính nhƣ bệnh tim, bệnh Alzheimer, các vấn đề về tuần hoàn, viêm khớp,…Bên cạnh đó, ăn 5% tỏi đen trong bữa ăn có thể cải thiện tình trạng kháng insulin ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2 Các chất kháng oxy hóa cực mạnh trong tỏi đen làm giảm nguy cơ tăng đường huyết cho người bệnh tiểu đường, làm giảm các biến chứng cho bệnh nhân bệnh tiểu đường [10, 88, 91]

2.5.4 Cải thiện tuần hoàn máu và bảo vệ tim mạch

Bổ sung tỏi đen thường xuyên trong chế độ ăn hàng ngày giúp cải thiện quá trình tuần hoàn máu, làm giảm áp lực máu lưu thông và giúp ngăn chặn tình trạng nhức đầu Chúng tác dụng thúc đẩy quá trình lưu thông máu, làm giảm áp lực bên trong của các mạch máu – là nguyên nhân gây cản trở sự lưu thông máu [10, 88,

2.5.5 Tăng cường hệ miễn dịch

Tỏi đen giúp tăng cường hoạt động của hệ miễn dịch hiệu quả hơn so với tỏi tươi nhờ vào tác dụng thúc đẩy hoạt động và tăng số lượng tế bào miễn dịch Đặc biệt, chúng giúp cải thiện hoạt động miễn dịch của những bệnh nhân nhiễm AIDS do tăng hoạt động của các tế bào tiêu diệt tự nhiên giúp phá hủy các vật lạ xâm nhập và các tế bào ung thƣ [10, 88, 91]

Quá trình lên men từ tỏi tươi sang tỏi đen giúp làm mất đi mùi hăng khó chịu và vị cay nồng của tỏi tươi Tỏi đen được báo cáo có vị ngọt nhẹ, không cay và không có mùi hăng nên có thể ăn trực tiếp không cần quá trình chế biến Trong khi tỏi tươi không được nhiều người sử dụng trực tiếp vì nó gây tình trạng hơi thở có mùi khó chịu, một số tình trạng gây dị ứng da khi tiếp xúc Sử dụng tỏi đen không có bất kỳ tác dụng phụ nào

Nhƣ vậy, tỏi đen là thực phẩm có tác dụng tốt với sức khỏe Ngày nay, tỏi đen đƣợc xếp vào dòng thực phẩm chức năng [10, 88, 91].

Tình hình nghiên cứu về tỏi đen trong và ngoài nước

2.6.1 Nghiên cứu trong nước Để góp phần đƣa sản phẩm tỏi đen phục vụ chăm sóc sức khỏe cộng đồng, nhóm nghiên cứu của Học Viện Quân Y đã nghiên cứu lên men thành công tạo tỏi đen từ nguồn tỏi Lý Sơn Các thử nghiệm đƣợc tiến hành trên nhóm động vật thí nghiệm nhƣ trong nghiên cứu “Tiến hành đánh giá tác dụng bảo vệ cơ quan miễn dịch trước ảnh hưởng của chiếu xạ trên chuột thực nghiệm của dịch chiết tỏi đen Lý Sơn”

Thực nghiệm in vitro và in vivo cho thấy tỏi đen có hiệu lực mạnh mẽ làm giảm lượng gốc tự do, tăng hoạt tính của các enzyme kháng gốc tự do cao hơn tỏi thường

17 và nhóm đối chứng Đánh giá tác dụng bảo vệ cơ quan miễn dịch của dịch chiết tỏi đen Lý Sơn trên chuột chiếu xạ Kết quả cho thấy một tuần sau chiếu xạ liều duy nhất, chuột tại nhóm uống dự phòng tỏi đen có số lƣợng tế bào máu giảm ít hơn so với nhóm đối chứng chiếu xạ và chuột uống tỏi thường Trọng lượng hạch ngoại vi, lách, tuyến ức của nhóm chuột uống tỏi đen giảm ít hơn so với nhóm đối chứng chiếu xạ và chuột uống tỏi thường Như vậy, trên chuột sau khi uống dịch chiết tỏi đen Lý Sơn, các cơ quan có tính sinh miễn dịch như hạch, lách, tuyến ức, tủy xương đã được bảo vệ trước tác động của tia xạ

Một trong những hoạt tính sinh học quan trọng của tỏi đen là hoạt tính kháng oxy hóa Một số nghiên cứu cho thấy hoạt tính kháng oxy hóa của tỏi đen tăng gấp 25 lần so với tỏi tươi Hoạt tính này bao gồm bảo vệ ADN khỏi sự phá hủy của các dạng gốc tự do, vốn là tác nhân chủ yếu làm phát sinh ung thƣ Điều này do hàm lượng các dẫn chất của tetrahydro-β-carbolin, hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh [25]

Các nhóm hợp chất có trong tỏi Lý Sơn tăng đáng kể sau khi lên men, trong đó hàm lượng đường tổng tăng khoảng 13 lần, fructose tăng 52 lần Đặc biệt là SAC, chất đƣợc chứng minh có hoạt tính sinh học cao trong tỏi đen - tăng 6 lần so với tỏi tươi Hợp chất SAC đã được phân lập từ tỏi đen bằng phương pháp sắc ký cột trao đổi ion [27] Phương pháp định lượng SAC trong tỏi đen Lý Sơn bằng phương pháp HPLC Kết quả cho thấy, phương pháp có độ đặc hiệu, độ tuyến tính và độ chính xác cao Hàm lƣợng SAC trong tỏi đen Lý Sơn thay đổi theo thời gian lên men và đạt cao nhất sau 35 ngày [3]

Bên cạnh các nghiên cứu thử nghiệm trên nhóm các nhóm động vật thí nghiệm, phân lập và định lƣợng hợp chất SAC có hoạt tính sinh học cao, trong việc góp phần đa dạng hóa sản phẩm từ tỏi đen, nhóm đã xây dựng quy trình điều chế bột cao khô tỏi đen bằng phương pháp phun sấy tầng sôi Khảo sát được các điều kiện thích hợp cho phun sấy cao khô tỏi đen Với các điều kiện đã khảo sát, bột cao khô tỏi đen thu đƣợc khô, tơi, trơn chảy tốt Hiệu suất thu hồi hoạt chất và hiệu suất phun sấy cao [26]

Từ tài liệu nghiên cứu công nghệ ở nước ngoài, độc lập với công trình nghiên cứu sản xuất tỏi đen của Học viện Quân y, Phân viện Công nghiệp thực phẩm TP

HCM đã nghiên cứu và hoàn thiện công nghệ sản xuất tỏi đen trong suốt hai năm

18 Sau nhiều lựa chọn, Phân viện Công nghiệp thực phẩm TP HCM quyết định chọn nguyên liệu từ tỏi cô đơn Phan Thiết Hồ Kim Vĩnh Nghi (2012) nhận định, tỏi cô đơn ở Phan Thiết chất lƣợng tốt, sản lƣợng cao, giá thành lại hợp lý Nguyên liệu là tỏi cô đơn, tuy củ nhỏ nhƣng sau lên men tỏi đen sẽ liền khối, mềm mịn và dẻo hơn.

Theo kết quả tổng hợp trong báo cáo về tỏi đen và công dụng của chúng đối với sức khỏe của tác giả Liễu Nhƣ Ý (2015), trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ tỉnh Sóc Trăng, tỏi nguyên liệu sau khi chọn lọc đƣợc giữ trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, biến đổi tỏi nguyên liệu đƣợc ghi nhận sau 30 ngày, 40 ngày, 60 ngày và 90 ngày lên men để hoàn thiện quy trình tạo tỏi đen, sản phẩm tạo thành có hoạt tính sinh học Theo tác giả, quá trình lên men trải qua 2 giai đoạn chủ yếu nhƣ sau:

- Giai đoạn 1 – xử lý nhiệt, tỏi sau khi chọn lọc đƣợc làm sạch và đƣa vào khu vực lên men đã thiết kế đặc biệt với nhiệt độ khoảng 65 o C đến 80 o C và độ ẩm 70% đến 80% trong vòng 40 – 60 ngày

- Giai đoạn 2 – chín sinh học, sau thời gian lên men ở giai đoạn 1, tỏi đƣợc đặt vào các khay bằng gỗ và đƣợc chuyển sang một phòng khác để hoàn thiện quá trình lên men, giai đoạn này gọi là quá trình chín sinh học Điều kiện nhiệt độ phòng cần khô ráo và mát Giai đoạn này kéo dài khoảng 30 ngày, các enzyme đƣợc cắt ra để kết hợp với đường và các protein tự nhiên có trong tỏi [10]

Thông qua báo cáo về số liệu phân tích và kiểm nghiệm giá trị dinh dưỡng của tỏi đen và tỏi tươi nguyên liệu cho thấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong tỏi tươi nguyên liệu và tỏi đen tương đối giống nhau, tuy nhiên từng thành phần dinh dưỡng của tỏi đen cao hơn đáng kể so với tỏi tươi Các công dụng của tỏi đen đã được chứng minh bởi nhiều nghiên cứu trên các khía cạnh khác nhau từ nhiều nhà khoa học khắp nơi trên thế giới

Kết quả nghiên cứu “Tăng khả năng kháng oxy hóa của tỏi nhờ quá trình lên men” cho thấy đặc tính kháng oxy hóa cơ bản của 80% ethanol đƣợc chiết từ tỏi sau quá trình lên men trong khoảng 40 ngày, 60-70 ◦ C, độ ẩm tương đối 85-95%

Superoxide dismutase (SOD) hoạt động giống nhƣ một chất kháng lại quá trình peroxide hóa và hàm lƣợng polyphenol của dịch chiết tỏi đen tăng 13 lần, cao hơn

19 khoảng 7 lần đến 10 lần khi so sánh với dịch chiết tỏi thường Các kết quả cho thấy quá trình lên men tự nhiên làm tăng đặc tính kháng oxy hóa so với tỏi ở dạng tươi, ít nhất là một phần do mức tăng các polyphenol [45]

Nghiên cứu “Những thay đổi về hàm lƣợng SAC và tính chất hóa lý của tỏi đen trong quá trình nhiệt” nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sản xuất tỏi đen Các chỉ tiêu đƣợc kiểm tra và theo dõi nhƣ độ ẩm, pH, sự biến đổi màu sắc tỏi, hàm lƣợng SAC và khả năng kháng oxy hóa [72]

Các chất kháng oxy hóa trong tỏi: allyl cysteine, alliin, allicin và allyl disulfide, có khả năng loại bỏ các gốc tự do trong cơ thể [60]

Nghiên cứu sự biến động của alliin, saccharide, khả năng kháng oxy hóa và một số tính chất hóa lý khác của tỏi đen trong quá trình nhiệt [83]

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện

Sơ đồ nội dung nghiên cứu tổng quát

Hình 7 Sơ đồ nội dung nghiên cứu tổng quát

TSNMNM Đánh giá cảm quan

Hoạt tính kháng oxy hóa Hình thái, cấu trúc tép tỏi

Hàm lƣợng SAC Hoạt tính kháng oxy hóa Chất lƣợng vệ sinh ATTP

Tạo hệ thống lên men

Khảo sát hệ vi sinh vật

GĐ I : 20-30 o C, 10 ngày GĐ II: 40-60 o C, 20 ngày GĐ III: 70-80 o C, 30 ngày Phân lập – Định danh

Khảo sát mật độ - biến động

Tỏi đen Ủ trong rƣợu nếp Sấy phun

Viên nang tỏi đen Rƣợu tỏi đen

Hoạt tính kháng oxy hóa

Hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính kháng khuẩn

Dụng cụ, trang thiết bị và môi trường sử dụng

- Dụng cụ: erlen, đĩa Petri, ống nghiệm, bình định mức, pipette, becher, que cấy, đèn cồn,…

- Hệ thống thiết bị lên men: bình nước, hộp lên men, tủ điện,…

- Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật: buồng cấy vô trùng, nồi hấp, tủ sấy, tủ ấm, tủ lạnh,…

- Thiết bị phân tích – kiểm tra: kính hiển vi, cân phân tích, ẩm kế, nhiệt kế, pH kế, máy ly tâm, máy vortex,… b Môi trường sử dụng

 Môi trường TGA (Trypton Glucose Agar) dùng trong kiểm tra TSVKHK

Nước cho đủ 1000ml Môi trường hấp khử trùng ở nhiệt độ 121 0 C trong thời gian 20 phút

Thạch màng: dung dịch nước thạch 1%

Dung dịch pha loãng: nước cất hoặc nước muối sinh lý vô trùng (0.85% NaCl) [9]

 Môi trường YGC (Yeast Glucose Chloramphenicol): dùng trong kiểm tra

Chloramphenicol 0,1g Nước cho đủ 1000ml

Môi trường hấp khử trùng ở nhiệt độ 121 0 C trong thời gian 20 phút

Dung dịch pha loãng: nước cất hoặc nước muối sinh lý vô trùng (0,85% NaCl)

Các phương pháp thực hiện

- Thiết bị lên men: Hệ thống thiết bị lên men sử dụng trong đề tài đƣợc thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của bể ổn nhiệt

25 - Lấy mẫu để khảo sát biến động của hệ vi sinh vật tại các thời điểm sau các ngày lên men nhƣ: 4, 7, 10, 20, 30, 40, 50, 60 ngày lên men

- Cài đặt nhiệt độ và thời gian lên men nhƣ bảng 4

Bảng 4 Chế độ nhiệt độ - thời gian trong quy trình lên men

Giai đoạn lên men Nhiệt độ cài đặt ( o C) Thời gian (ngày)

Tỏi 1 tép đƣợc cung cấp từ cửa hàng đặc sản vùng Phan Rang (22/22 Ngô Đức Kế, phường 12, quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh) Tỏi 1 tép tươi được lựa chọn phải đồng nhất về kích thước, màu sắc, đồng nhất Công đoạn này quan trọng vì sẽ quyết định đến chất lƣợng sản phẩm tỏi đen

Phương pháp làm sạch nguyên liệu:

- Trước khi tiến hành lên men, cần phải làm sạch bằng cách rửa với nước sạch, lột bớt lớp vỏ bên ngoài để đồng nhất hơn

- Để ráo ở điều kiện thường từ 4 đến 6 giờ và chuẩn bị cho quá trình lên men

Phương pháp bảo quản nguyên liệu Để chủ động nguồn nguyên liệu, tránh tình trạng tỏi hƣ hỏng, để chất lƣợng sản phẩm tỏi đen thu đƣợc đồng nhất về hình thái, cấu trúc cũng nhƣ màu sắc và một số chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm khác, chúng tôi chọn tỏi đảm bảo những chỉ tiêu về nguồn nguyên liệu, số lƣợng đủ để tiến hành toàn bộ đề tài và bảo quản ở nhiệt độ từ 0 – 5 o C với độ ẩm khoảng 70%

3.4.2 Tìm hiểu hệ vi sinh vật trong quá trình lên men 3.4.2.1 Phương pháp xác định mật độ vi sinh vật

Mật độ vi sinh vật trên mẫu tỏi lên men được xác định bằng phương pháp trải đĩa, xác định gián tiếp số lƣợng tế bào bằng cách đếm số lƣợng các khuẩn lạc phát triển trên môi trường Số lượng vi sinh vật trong 1g hoặc 1ml mẫu được tính theo công thức sau

∑C: Tổng số khuẩn lạc đếm trên tất cả các đĩa đã chọn

V: Thể tích mẫu cấy trên môi trường ở mỗi đĩa (ml) n 1 : số đĩa của đậm độ pha loãng lần thứ 1 đƣợc giữ lại n 2 : số đĩa của đậm độ pha loãng lần thứ 2 đƣợc giữ lại d: Hệ số pha loãng của đậm độ pha loãng lần thứ 1 [19]

3.4.2.2 Phương pháp phân lập và quan sát hình thái tế bào vi sinh vật a Phân lập và làm thuần

 Các mẫu tỏi trong các giai đoạn lên men khác nhau đƣợc đồng nhất thành mẫu lỏng 1g mẫu dập với 9 ml nước muối sinh lý, pha loãng thành dãy nồng độ thập phân

 Lấy 100 àl mỗi dịch lỏng cấy trang trờn cỏc đĩa Petri chứa sẵn mụi trường phân lập, trong đó môi trường TGA (Trypton Glucose Agar) dùng trong kiểm tra TSVKHK, môi trường YGC (Yeast Glucose Chloramphenicol) dùng trong kiểm tra TSNMNM

 Ủ ở nhiệt độ phòng trong 48 đến 72 giờ

 Làm thuần: Từ khuẩn lạc riêng lẻ trên các môi trường đặc trưng, tiến hành cấy ria nhiều lần đến khi thu đƣợc các khuẩn lạc đồng đều, có hình thái, màu sắc giống nhau [1]

 Quan sát hình thái tế bào

27 b Quan sát hình thái tế bào:

- Quan sát vi thể TSVKHK

 Nhỏ giọt nước lên men lên phiến kính sạch, tạo huyền phù với vi khuẩn cần nhuộm, hơ nóng nhẹ phiến kính để cố định mẫu

 Phủ mẫu với thuốc nhuộm crystal violet từ 1-2 phút rồi rửa bằng nước

 Phủ mẫu với dung dịch lugol khoảng 30 giây rồi rửa nhẹ với nước

 Tẩy cồn 96 o khoảng 15 giây, sau đó rửa nước

 Cuối cùng, phủ mẫu với thuốc nhuộm safranin trong 30 giây rồi rửa với nước

 Thấm khô phiến kính với giấy thấm Sau đó, ta quan sát dưới kính hiển vi với vật kính dầu 100 Ghi nhận hình dạng tế bào, khả năng bắt màu thuốc nhuộm Gram

- Quan sát vi thể TSNMNM

- Khử trùng que cấy bằng cách hơ trên đèn cồn cho đến khi nóng đỏ

- Dùng que cấy lấy một giọt nước vô trùng để lên mặt lam

- Sau đó, lấy mẫu trải và cố định trên lam kính

- Nhỏ Fuschin lên mẫu đã cố định, để trong khoảng từ 30 giây – 1 phút

- Rửa với nước cất và để ráo, quan sát dưới kính hiển vi

Quan sát nấm men cần chú ý những điểm nổi bật của chúng nhƣ: hình dạng, kích thước, sự nảy chồi, hình dáng số lượng bào tử, cách thức sinh sản, cách nảy chồi dựa vào các đặc điểm này chúng ta có thể phân loại nấm men

- Tiến hành làm tiêu bản phòng ẩm Phương pháp này dùng để quan sát hệ sợi và bào tử của nấm mốc

- Chuẩn bị một đĩa thạch môi trường thật mỏng vô trùng 1mm Lam kính, lamelle, dao lam, đĩa Petri, bông thấm nước, nước cất vô trùng Chủng nấm mốc làm tiêu bản

- Dùng dao lam cắt miếng thạch có kích thước 1x1 cm 2 đặt lên lam kính Tiếp đó cấy chủng nấm mốc lên 4 cạnh của miếng thạch 1 cm 2 Dùng lamelle đậy lại Sau cùng chuyển tiêu bản vào đĩa Petri có một miếng bông thấm nước vô trùng ẩm

- Ủ tiêu bản trong tủ ấm ở nhiệt độ thích hợp trong 24 – 48 giờ

- Quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi, vật kính x40

- Các thao tác trên thực hiện trong tủ cấy vô trùng

3.4.2.3 Định danh bằng phương pháp sinh học phân tử

Các chủng vi sinh vật thuần sau quá trình phân lập, quan sát đại thể, vi thể hoàn tất được gửi mẫu định danh tại công ty Nam Khoa bằng phương pháp giải trình tự 28S rRNA và 16S rRNA

3.4.3 Các phương pháp phân tích hóa sinh 3.4.3.1 Chuẩn bị mẫu cho các hoạt động phân tích

Tỏi được cắt nhỏ và nghiền, cho vào trong nước (30g/100 ml) nhiệt độ 90- 100 o C, 1-2 giờ để có được các hợp chất hòa tan trong nước Dung dịch đã được chiết xuất ly tâm ở 3000 rpm trong 20 phút để cô lập các nước nổi, đông lạnh hoặc sau đó đông khô dùng cho các hoạt động phân tích và kiểm tra [80]

Khảo sát hoạt tính sinh học, trong đó hàm lƣợng SAC, một hợp chất tiêu biểu trong tỏi đen và hoạt tính kháng oxy hóa là đặc tính nổi bật của sản phẩm đƣợc đặc biệt quan tâm Cũng với thiết kế quá trình lên men nhƣ trên, chúng tôi tiến hành khảo sát hoạt tính sinh học của sản phẩm tỏi đen, hoạt tính sinh học chính của rƣợu tỏi đen và viên nang tỏi đen, với:

- Chỉ tiêu hàm lƣợng SAC và hiệu lực kháng oxy hóa của sản phẩm tỏi đen

- Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn với các chủng vi khuẩn chỉ thị bao gồm

E.coli, Salmonella sp, Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus

- Phương pháp định lượng SAC: Hàm lượng SAC trong tỏi đen thành phẩm được định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, mẫu được gửi tại Viện kiểm nghiệm vệ sinh an toàn thực phẩm quốc gia

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 4.1 Thiết kế hệ thống lên men tỏi đen

Giới thiệu chung về thiết bị lên men

Dựa trên nguyên tắc quá trình lên men tỏi đen là một quá trình chín chậm của tỏi dưới tác dụng của enzyme ở nhiệt độ và độ ẩm phù hợp trong từng giai đoạn khác nhau Để kiểm soát tốt các điều kiện cho thực nghiệm, duy trì nhiệt độ của từng giai đoạn phù hợp với hoạt động của enzyme, chúng tôi tiến hành lên men tỏi trong thiết bị đƣợc thiết kế chế tạo trình bày trên hình 11 Trong đó nhiệt độ đƣợc cài đặt và theo dõi với sai lệch chỉ trong khoảng t  1 o C, thông qua thiết kế điều chỉnh lưu lượng dòng chảy để điều chỉnh nhiệt độ nước vào – ra, ghi nhận được nhiệt độ môi trường trong nồi lên men thông qua hiện tượng cảm biến nhiệt độ, mức nhiệt độ cụ thể của môi trường lên men được theo dõi và hiển thị trên bảng điều chỉnh

Hình 11 Thiết bị lên men tỏi đen 1  Ống dẫn nước ra;

- Thể tích thiết bị lên men, V = 8 (lít)

- Vật liệu thiết bị làm từ thép không rỉ có hai lớp để duy trì nhiệt độ bằng nước nóng Bên trong nồi có lưới đỡ là nơi chứa vật liệu lên men

Mô hình kỹ thuật của hệ thống lên men

Hình 12 Mô hình kỹ thuật hệ thống lên men tỏi đen Chú thích:

1 – Bình Mariot 2 – Thiết bị lên men 3 – Nhiệt kế

4  Cài đặt và điều chỉnh nhiệt độ

5 – Van điều chỉnh 6 – Thùng chứa 7 – Bơm tuần hoàn 8 – Thiết bị gia nhiệt

Mô tả hoạt động của hệ thống lên men

 Thiết bị đƣợc lắp hoàn chỉnh nhƣ hình 12 và hoạt động ổn định

 Tỏi nguyên liệu đƣợc chuẩn bị sẵn sàng cho quá trình lên men

 Mở nắp thiết bị và cho vật liệu lên men vào thiết bị, bề dày phù hợp với thể tích của thiết bị lên men

 Mỗi mẻ lên men chứa một kg tỏi nguyên liệu

 Tỏi được chọn có kích thước đồng đều, không dập nát và đạt độ chín sinh lý nhất định, đây là yếu tố quan trọng nhằm đảm bảo chất lƣợng tỏi đen thành phẩm

 Điện trở cấp nhiệt và điện ngẫu đặt đối xứng nhau nhằm tránh gây ra hiện tượng nhiệt cục bộ đồng thời ghi nhận được chính xác nhiệt độ môi trường lên men thông qua hiện tƣợng cảm biến nhiệt

 Điều chỉnh lưu lượng dòng chảy vào bằng dòng chảy ra nhằm điều chỉnh nhiệt độ cho từng giai đoạn, đặc biệt giai đoạn I - nhiệt độ bắt đầu từ 20 o C được điều chỉnh thông qua lưu lượng dòng nước được làm lạnh cấp vào hệ thống, sau giai đoạn này chúng tôi sử dụng tủ điện lắp rời để cung cấp dòng điện cho quá trình gia nhiệt, tạo nhiệt độ ổn định cho quá trình lên men nhƣ đã thiết kế

 Đậy kín nắp, cài đặt nhiệt độ và thời gian lên men theo đúng thiết kế quy trình

Sau quá trình lên men, chúng tôi nhận thấy hệ thống lên men tỏi do nhóm thiết kế hoạt động ổn định Hệ thống đã duy trì nhiệt độ từng giai đoạn để thực hiện quá trình nhiệt Bước đầu đã tạo được thiết bị hoạt động ổn định để phục vụ cho các bước tiếp theo của đề tài

Biến động hệ vi sinh vật qua các giai đoạn lên men tỏi đen

Quá trình lên men tỏi đen là một quá trình chín chậm dưới tác dụng của nhiệt độ, độ ẩm và thời gian phù hợp Tuy nhiên, ngoài những yếu tố cơ bản này, ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác trong môi trường lên men ở các giai đoạn khác nhau cũng góp phần tạo nên chất lƣợng sản phẩm tỏi đen tạo thành Tìm hiểu hệ vi sinh vật để đánh giá đƣợc sự biến động của hệ vi sinh vật và tìm ra một số chủng điển hình tham gia vào quá trình lên men tỏi đen là mục tiêu đầu tiên mà chúng tôi thực hiện với phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên, xác định mật độ vi sinh tỏi nguyên liệu trước khi lên men, mật độ vi sinh vật trong tỏi lên men theo nhiệt độ và thời gian Do vậy, chúng tôi tiến hành lấy mẫu khảo sát hệ vi sinh vật và thu đƣợc kết quả qua 3 lần lấy mẫu ngẫu nhiên Kết quả khảo sát lần 1 thể hiện qua hình 13

Hình 13 Đồ thị thể hiện biến động vi sinh vật trong lên men (Lần 1)

39 Từ đồ thị hình 13, nhận thấy trong điều kiện nhiệt độ thấp của 10 ngày đầu lên men Mức nhiệt 20 o C trong 4 ngày đầu, mức nhiệt 30 o C trong 3 ngày tiếp theo và nhiệt độ đƣợc nâng dần lên mức 40 o C trong 3 ngày Với các mức nhiệt của giai đoạn I, ẩm độ tương đối của môi trường lên men trong giai đoạn này trong khoảng 60 đến 80% Đây là điều kiện thuận lợi để hệ vi sinh vật phát triển TSVKHK cao (4,60 Log CFU/g) hơn so với TSNMNM (3,67 Log CFU/g) trong 3 ngày đầu, giai đoạn nhiệt độ thấp nhằm ổn định nguyên liệu đầu cho quá trình lên men TSVKHK đạt mức cao nhất 4,93

Log CFU/g ở mức nhiệt độ 30 o C, thời điểm sau 7 ngày lên men TSNMNM đạt mức cao nhất cũng ở mức nhiệt độ 30 o C sau 7 ngày lên men Tuy nhiên, TSVKHK giảm dần và hoàn toàn không còn tồn tại ở ngày lên men thứ 40, mật độ luôn thấp hơn TSNMNM khi nhiệt độ đƣợc nâng lên các mức cao hơn TSNMNM giảm theo các mức nhiệt khác nhau, nhưng nhìn chung TSNMNM tương đối cao và hiện diện trong cả 3 giai đoạn của quá trình lên men Đến khi nhiệt độ đƣợc duy trì ở mức cao, 75 o C trong 10 ngày và 80 o C trong 10 ngày cuối của quá trình, thời điểm này hoàn toàn không còn sự tồn tại của TSVKHK và TSNMNM trong tỏi lên men Kết quả này hoàn toàn phù hợp khi so sánh với kết quả phân lập vi sinh vật trong một nghiên cứu ứng dụng tỏi sấy khô vào trong chế biến thực phẩm, món ăn truyền thống của người Thái Lan – Som Fak [49] Lƣợng vi sinh vật có trong tỏi đƣợc phân lập và xác định bao gồm nấm, Bacillus subtilis, Enterobacteriaceae và vi khuẩn lactic Mật độ tế bào vi sinh đƣợc xác định có trong tỏi từ 3,51 đến 6,85 Log CFU/g, nấm có mật độ từ 1,3 đến 3,47 Log CFU/g, nhóm vi khuẩn lactic chiếm số lƣợng lớn với mật độ từ 2,34 đến 5,49 Log CFU/g Có sự hiện diện của vi khuẩn Clostridium sporogenes với mật độ khá ít và hiện diện không đồng đều trong mẫu kiểm tra, tuy nhiên không có vi khuẩn gây ngộ độc và gây bệnh nhƣ Salmonella spp và Listeria monocytogenes [38].

Nhƣ vậy, trong quá trình lên men tỏi đen, vi sinh vật phát triển và hoạt động mạnh trong giai đoạn đầu, ở mức nhiệt độ từ 20 o C đến 40 o C, ẩm độ tương đối của môi trường lên men trong khoảng 60 đến 80% Mật độ vi sinh vật biến động theo thời gian và nhiệt độ lên men, tăng cao trong giai đoạn đầu và hoàn toàn không còn tồn tại khi nhiệt độ ở mức cao 50 o C

40 Thí nghiệm đƣợc tiến hành lặp lại trong lần lên men thứ 2 và thứ 3, kết quả thí nghiệm thu được cũng có quy luật tương tự như khảo sát lần 1, thể hiện qua đồ thị hình 14 và 15

Hình 14 Đồ thị thể hiện biến động vi sinh vật trong lên men (Lần 2)

41 Hình 15 Đồ thị thể hiện biến động vi sinh vật trong lên men (Lần 3)

Sau khi các mẻ lên men lần 2 và lần 3 kết thúc, phân tích biến động vi sinh vật theo thời gian và nhiệt độ lên men, chúng tôi nhận thấy mật độ vi sinh vật biến động có quy luật và kết quả khá tương đồng giữa 3 lần lặp lại thí nghiệm Qua đó, kết hợp với kết quả phân tích vi sinh vật trong tỏi nguyên liệu của 3 lần lên men, chúng tôi ghi nhận đƣợc quy luật chung về sự biến động của hệ vi sinh vật qua các giai đoạn của quá trình lên men

Trong tỏi nguyên liệu, hệ vi sinh vật đa dạng, mật độ trong tỏi nguyên liệu thay đổi giữa các lần lên men Sự thay đổi này có thể phụ thuộc vào khí hậu, địa lý và trạng thái sinh lý của tỏi sau thu hoạch và bảo quản Nhìn chung, mật độ tế bào vi sinh vật trong tỏi nguyên liệu gần như tương đương với mật độ vi sinh vật trên bề mặt của các loại rau quả với số lƣợng dao động từ vài trăm đến hàng triệu tế bào [11]

42 Bảng 5 Bảng tổng hợp kết quả biến động mật độ vi sinh vật trong chỉ tiêu TSVKHK

(Các chữ cái trên các số khác nhau biểu thị sự sai khác có ý nghĩa, p < 0,05)

Bảng 6 Bảng tổng hợp kết quả biến động mật độ vi sinh vật trong chỉ tiêu TSNMNM

Mật độ trung bình (Log

0,03 cd 2,13 b 0,00 a 0,00 a (Các chữ cái trên các số khác nhau biểu thị sự sai khác có ý nghĩa, p < 0,05)

Mật độ trung bình (Log

43 Hình 16 Đồ thị thể hiện biến động vi sinh vật trong lên men tỏi đen

Trong công nghiệp lên men, yếu tố nhiệt độ đƣợc đánh giá là nhân tố quan trọng từ khi bắt đầu đến khi kết thúc quá trình lên men Khối tỏi nguyên liệu là một vật liệu truyền nhiệt kém, do đó sau quá trình thu hoạch và bảo quản, nhiệt độ khối ủ tăng đồng thời với hiện tƣợng tăng nhiệt do vi sinh vật gây ra, trong đó các loài nấm mốc là điển hình, có khả năng phát triển ở nhiệt độ hô hấp, ở độ ẩm thấp hơn nấm men và vi khuẩn, có khi dưới 0 o C và điều kiện thoáng khí [64] Chính vì vậy, trong tỏi nguyên liệu luôn tồn tại hệ vi sinh vật có sẵn trong quá trình thu hoạch và bảo quản

Tỏi nguyên liệu trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động, đồng thời bản thân nguyên liệu thực phẩm là một loại môi trường lý tưởng cho vi sinh vật sinh sản và phát triển Chính vì vậy, với các bước kiểm tra ban đầu, chúng tôi nhận thấy có sự tồn tại của hệ vi sinh vật trong tỏi nguyên liệu Để xác định đƣợc điều kiện nhiệt độ và thời gian mà tại đó mật độ vi sinh vật theo từng chỉ tiêu đạt mức cao nhất, đánh giá sự biến động mật độ vi sinh vật theo

Ban đầu Giai đoạn I Giai đoạn II Giai đoạn III

44 các giai đoạn và sự biến động có sự khác biệt nhƣ thế nào so với mật độ vi sinh vật trong tỏi nguyên liệu, chúng tôi tiến hành phân tích sai số và xử lý số liệu trung bình trên số liệu thu đƣợc

Từ đồ thị hình 16, nhận thấy trong điều kiện nhiệt độ thấp của 10 ngày đầu lên men Với các mức nhiệt độ thấp, ẩm độ tương đối của môi trường lên men trong giai đoạn này trong khoảng 60 đến 80% Đây là điều kiện thuận lợi để hệ vi sinh vật phát triển Dựa trên đồ thị, ta thấy mật độ TSVKHK (2,68 log CFU/g) của nguồn tỏi nguyên liệu cao hơn TSNMNM (2,35 log CFU/g), do đó sau 4 ngày, mức nhiệt 20 o C, mật độ TSVKHK tăng lên 4,01 log CFU/g, cao hơn mật độ TSNMNM (3,35 log CFU/g) Mật độ tế bào TSVKHK đạt mức cao nhất 4,95 ± 0,01 log CFU/g ở mức nhiệt độ 30 o C, thời điểm sau 7 ngày lên men Mật độ TSNMNM cũng đạt mức cao nhất 6,03 ± 0,01 ở mức nhiệt độ 30 o C sau 7 ngày lên men và sau 10 ngày lên men, 5,83± 0,22 log CFU/g Tuy nhiên, mật độ TSVKHK giảm dần và hoàn toàn không còn tồn tại ở ngày lên men thứ 40, mật độ luôn thấp hơn mật độ TSNMNM khi nhiệt độ đƣợc nâng lên các mức cao hơn TSNMNM giảm theo các mức nhiệt khác nhau, nhưng nhìn chung mật độ TSNMNM tương đối cao và hiện diện trong cả 3 giai đoạn của quá trình lên men Đến khi nhiệt độ đƣợc duy trì ở mức cao, 75 o C trong 10 ngày và 80 o C trong 10 ngày cuối của quá trình, thời điểm này hoàn toàn không còn sự tồn tại của TSVKHK và TSNMNM trong tỏi lên men

Kết quả cho thấy, mật độ vi sinh vật biến động ở các mức nhiệt độ và thời gian lên men khác nhau, có sự khác biệt so với mật độ vi sinh vật trong tỏi nguyên liệu ban đầu Nhiệt độ 30 o C, sau 7 ngày lên men mật độ vi sinh vật phát triển cao nhất, tăng từ 4,01 đến 4,95 log CFU/g với sai số chuẩn ở mức 0,01 cho thấy sự biến động mật độ vi sinh vật khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê Trong giai đoạn này, nhiệt độ tối ưu của môi trường lên men là nhân tố quan trọng nhất trong việc tăng nhanh mật độ vi sinh vật Bên cạnh đó, độ ẩm tương đối của môi trường lên men cũng là một nhân tố liên quan mật thiết với tốc độ bay hơi nước và cường độ hô hấp của nguyên liệu, ảnh hưởng đến sự phát triển mật độ của vi sinh vật Mật độ vi sinh vật biến động đáng kể giữa 3 giai đoạn Trong giai đoạn I, sau 4 ngày, ở nhiệt độ 20 o C mật độ tăng nhanh so với mật độ vi sinh vật trong kiểm tra tỏi nguyên liệu, sau thời gian ổn định và thích nghi, mật độ vi sinh vật tăng nhanh và đạt mức cao nhất

45 sau 7 ngày lên men, ở nhiệt độ tối ƣu 30 o C, giảm dần trong giai đoạn II khi mức nhiệt độ đƣợc nâng lên đến 60 o C sau 30 ngày lên men thì mật độ TSVKHK là 1,83 log CFU/g Đối với chỉ tiêu TSNMNM, ở nhiệt độ 40 o C, thời gian sau 10 ngày lên men và mật độ TSNMNM tăng cao từ 3,35 đến 6,03 log CFU/g, mật độ nấm men và nấm mốc phát triển cao nhất tại thời điểm sau lên men 7 ngày ở nhiệt độ 30 o C Ở nhiệt độ 40 o C sau 10 ngày lên men, mật độ TSNMNM giảm nhẹ từ 6,03 xuống 5,83 log CFU/g Kết quả này phù hợp với nhiều nghiên cứu đánh giá tác động của nhiệt độ đối với các chủng vi khuẩn, nấm men và nấm mốc trong các quá trình lên men, vi sinh vật phát triển trong khoảng nhiệt độ tối ƣu 28 – 32 o C Ở 30 o C, nấm men và nấm mốc phát triển nhanh 2–3 lần, 35–38 o C, mật độ tăng 6–8 lần [64] Xét về bản chất quá trình lên men tỏi đen là quá trình lên men nhiệt ẩm, do đó trong giai đoạn II, chúng tôi quan tâm nhiều đến các nhóm vi sinh vật chịu nhiệt, có khả năng sinh enzyme và hoạt động ở nhiệt độ cao

Qua kết quả khảo sát hệ vi sinh vật trong tỏi nguyên liệu và kết quả phân tích biến động vi sinh vật trong quá trình lên men, cho thấy có quy luật về sự biến động mật độ vi sinh vật qua các giai đoạn, ở các mức nhiệt tương ứng các giai đoạn lên men khác nhau, có sự khác biệt với mức ý nghĩa p < 0,05 Hệ vi sinh vật phát triển và hoạt động mạnh trong giai đoạn I của quá trình lên men, có sự khác biệt so với mật độ vi sinh vật từ nguồn tỏi nguyên liệu ban đầu Giai đoạn II có sự sụt giảm và hầu như giai đoạn cuối không có sự hiện diện của vi sinh vật Như vậy, hệ vi sinh vật trong quá trình lên men tỏi đen ở quy trình khảo sát chỉ xuất hiện mạnh ở giai đoạn I và II, đóng góp vào sự chuyển hóa trong quá trình lên men tỏi đen

Sau khi kiểm tra mật độ vi sinh vật, phân tích đƣợc sự biến động mật độ qua các giai đoạn của quá trình lên men, chúng tôi sàng lọc các chủng vi sinh vật điển hình trong tất cả các mẫu kiểm tra với tần số xuất hiện cao trong giai đoạn I và II

Sản phẩm tỏi đen

Để đánh giá chất lƣợng sản phẩm tạo thành, chúng tôi tiến hành đánh giá trên một số chỉ tiêu cơ bản nhƣ theo dõi sự thay đổi về hình thái, cấu trúc tép tỏi theo thời gian dưới tác động của nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình lên men, kiểm tra hoạt tính sinh học của sản phẩm thông qua hàm lƣợng SAC tạo thành, thử hoạt tính kháng oxy hóa thông qua khả năng quét gốc tự do bằng phương pháp DPPH và cuối cùng để đảm bảo chất lƣợng vệ sinh an toàn thực phẩm, ngoài các chỉ tiêu vi sinh cơ bản nhƣ TSVKHK, TSNMNM, chúng tôi kiểm tra thêm một số chỉ tiêu về vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm nhƣ E.coli, Coliform, Staphylococcus aureus

4.3.1 Khảo sát hình thái, cấu trúc tép tỏi qua các giai đoạn a Hình thái, cấu trúc tỏi giai đoạn I

Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, nhiệt độ bắt đầu từ 20 o C, mức nhiệt độ khởi đầu nhằm ổn định nguyên liệu cho quá trình lên men, sau đó nhiệt độ đƣợc nâng dần từ 20 o C đến 40 o C thông qua chế độ cài đặt nhiệt độ của hệ thống

55 thiết bị trong khoảng thời gian 10 ngày, độ ẩm tương đối trong môi trường lên men đạt từ 60 – 80% Khi quan sát tổng thể trên bề mặt nguyên liệu trong môi trường lên men, đánh giá cảm quan về hình thái và cấu trúc tỏi nguyên liệu không có sự thay đổi Bề mặt nguyên liệu xuất hiện nấm men và nấm mốc với mật độ rất cao, làm màu sắc tỏi nguyên liệu thay đổi đáng kể

Nói đến thành phần dinh dƣỡng thì tỏi đƣợc xem nhƣ là một loại thực phẩm lành mạnh nhất, các dƣỡng chất và khoáng chất có trong tỏi rất tốt cho việc điều trị bệnh và ngăn ngừa ngộ độc thực phẩm Tuy nhiên, tỏi nảy mầm còn tốt hơn bởi trong tỏi nảy mầm chứa nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học giúp ức chế các tế bào gốc tự do gây ung thƣ, giúp phòng chống ung thƣ, những hợp chất đƣợc chuyển hóa trong quá trình nảy mầm của tỏi có tác dụng chống lại các tác nhân gây bệnh Đặc biệt, chất kháng oxy hóa trong tỏi nảy mầm cao hơn rất nhiều so với tỏi thông thường, giúp ngăn ngừa các loại bệnh do virus và nấm gây ra Trong tỏi mọc mầm cũng có những hoạt chất rất tốt cho việc loại bỏ các triệu chứng nhƣ tiêu chảy hay đau bụng khi ngộ độc thực phẩm Hợp chất phytoalexin tăng cao khi tỏi bắt đầu nảy mầm [87]

Hình 20 Hình thái, cấu trúc tỏi lên men trong giai đoạn I Ở giai đoạn I của quá trình lên men, từ nhiệt độ thấp 20 o C đƣợc nâng dần lên nhiệt độ ấm 40 o C cùng ẩm độ môi trường cao, đây là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của hệ vi sinh vật tồn tại trong tỏi nguyên liệu, hoạt động mạnh và có thể tham gia vào giai đoạn này của quá trình lên men Chính vì vậy, tuy không làm thay đổi hình thái và cấu trúc của tỏi nguyên liệu sau 10 ngày đầu lên men, nhƣng cảm quan trên bề mặt nguyên liệu thể hiện sự phù hợp về kết quả định lƣợng mật độ vi sinh vật trong giai đoạn này

Giai đoạn đầu của quy trình được xem là giai đoạn quan trọng để ổn định nguyên liệu, nhiệt độ ấm và ẩm độ cao là điều kiện thích hợp để tỏi nguyên liệu nảy mầm, đồng thời tích hợp các đặc tính tốt cho sản phẩm tỏi đen b Hình thái, cấu trúc tỏi giai đoạn II

Khi nâng nhiệt độ từ 50 – 70 o C, độ ẩm tương đối của môi trường lên men đạt từ 65 – 90% đƣợc duy trì ổn định trong khoảng thời gian 20 ngày với mức nhiệt 50 o C trong 10 ngày và mức nhiệt 60 o C trong 10 ngày tiếp theo, màu sắc tỏi thay đổi so với tỏi nguyên liệu ban đầu, lớp vỏ nguyên liệu đạt độ ẩm cao đồng thời ngả màu vàng nâu, cấu trúc bên trong tép tỏi mềm, mùi thơm nồng của tỏi trong giai đoạn này rất đặc trưng và mùi thơm tỏa nồng mạnh mẽ nhất trong giai đoạn này Dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm cao, phần thịt tép tỏi nhƣ đã đƣợc làm chín Cùng với sự biến đổi về màu sắc, cấu trúc và mùi vị của tỏi đƣợc lên men, quan sát đại thể và đánh giá cảm quan đối với bề mặt tép tỏi trong môi trường lên men, chúng tôi nhận thấy hệ nấm men, nấm mốc không còn phát triển dày đặc nhƣ trong giai đoạn I của quá trình Hình thái, cấu trúc tép tỏi trong giai đoạn II nhƣ hình 21

Hình 21 Hình thái, cấu trúc tỏi lên men trong giai đoạn II

Chính vì vậy, mẫu tỏi được kiểm tra trong giai đoạn này chúng tôi chú trọng vào các vi sinh vật có thể chịu được nhiệt độ cao c Hình thái, cấu trúc tỏi giai đoạn III

Trong giai đoạn III, nhiệt độ đƣợc thiết kế trên 3 mức khác nhau, đƣợc nâng từ mức 70 o C duy trì trong 10 ngày, mức nhiệt 75 o C trong 10 ngày tiếp theo và mức nhiệt 80 o C trong 10 cuối cùng và kết thúc một quá trình lên men Độ ẩm tương đối môi trường lên men đạt từ 75 đến 95% Dưới tác động của nhiệt độ cao cùng ẩm độ

57 tương đối của môi trường lên men đạt mức tối đa, thời gian lên men kéo dài, cấu trúc tép tỏi thay đổi đáng kể so với giai đoạn I và giai đoạn II, tỏi sau thời gian lên men 60 ngày có cấu trúc thịt tỏi liền khối, mềm mịn, độ dẻo vừa phải, mùi thơm nồng đặc trƣng Hình thái, cấu trúc tỏi trong giai đoạn III, đồng thời cũng là hình ảnh tỏi đen thành phẩm sau 60 ngày lên men thể hiện qua hình 22

Hình 22 Hình thái, cấu trúc tỏi trong giai đoạn III

Màu sắc cũng nhƣ quá trình chuyển màu của sản phẩm tỏi trong quá trình lên men cũng là một tiêu chí nghiên cứu quan trọng trong lên men tỏi đen Trong 10 ngày lên men ở nhiệt độ 80 o C, vi sinh vật hoàn toàn không còn tồn tại, sự chuyển hóa về màu sắc và cấu trúc tỏi trong giai đoạn này là kết quả của phản ứng Maillard

Màu sắc của tỏi đậm dần, chuyển từ màu trắng sang nâu và cuối cùng là đen theo Zhang và cộng sự (2014) Khi lên men tỏi ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau, kết quả thu được cho thấy cường độ màu của tỏi tăng dần theo chiều tăng nhiệt độ (Benzing - Purdie, Ripmeester, và Ratcliffe, 1985) và độ tăng màu sẽ lớn hơn ở điều kiện nhiệt độ cao Cụ thể, trong nghiên cứu của Sang Eun Bae và cộng sự (2013) cường độ màu của mẫu ở 40 o C và 80 o C lần lượt là 0,69 và 2,05 Trong đó ở điều kiện 80 o C, mẫu hóa nâu với tốc độ nhanh vào giai đoạn đầu và đạt cực đại sau 15 ngày Mặt khác, những mẫu ở điều kiện từ 40 đến 70 o C lại ít biến chuyển về màu ở giai đoạn đầu nhưng sau 45 ngày, cường độ bắt đầu tăng Hiện tượng hóa đen của tỏi là kết quả của phản ứng Maillard và phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ

Nhiệt độ được nâng dần từ 70 đến 80 o C, độ ẩm tương đối trong môi trường lên men trong khoảng 75 – 95%, đây được xem như giai đoạn để các phản ứng biến đổi sinh hóa diễn ra một cách hoàn hảo nhất Quá trình chín chậm do nhiệt diễn ra phản ứng Maillard tạo màu đen cho tép tỏi, mùi thơm dịu ngọt, cấu trúc dẻo

4.3.2 Hoạt tính sinh học của tỏi đen

Các nghiên cứu về thành phần hóa học của tỏi đen cho thấy sau khi lên men các hợp chất chứa lưu huỳnh tan trong nước tăng mạnh, trong đó SAC, chất được chứng minh có hoạt tính sinh học cao trong tỏi đen, hoạt chất đƣợc quan tâm nhiều nhất vì có hàm lƣợng và hoạt tính dƣợc lý cao trong nhiều nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng

Kháng oxy hóa là một trong những hoạt tính sinh học quan trọng của tỏi đen

Thông qua hoạt tính này, tỏi đen giúp cơ thể loại bỏ các gốc tự do hoạt động gây hại đến tế bào, giúp cơ thể tránh đƣợc các tác nhân gây ung thƣ, bảo vệ cơ thể phòng chống bệnh, nhiễm trùng, tăng cường hệ thống miễn dịch,…Chính vì vậy, tỏi đen đƣợc đón nhận và nghiên cứu sâu về hàm lƣợng các hợp chất có hoạt tính sinh học có khả năng kháng oxy hóa cao

4.3.2.1 Hàm lƣợng SAC trong sản phẩm tỏi đen

Bước đầu thăm dò đa dạng hóa một số sản phẩm từ tỏi đen

Tỏi đen là thực phẩm quý và tốt cho sức khỏe, tuy nhiên sản phẩm còn khá mới mẻ với thị trường trong nước Sớm nhận thức được những ưu thế trong nghiên cứu và sản xuất sản phẩm này, nhằm mang lại cho cộng đồng một sản phẩm giàu chất dinh dƣỡng đồng thời có hoạt tính sinh học cao Với vai trò là các nhà công nghệ sinh học, chúng tôi mong muốn có thể đa dạng hóa các dòng sản phẩm từ tỏi đen để có thể phù hợp với mọi đối tƣợng sử dụng, hai dòng sản phẩm mà chúng tôi quan tâm thực hiện là rƣợu tỏi đen và viên nang tỏi đen

Với quy trình tạo sản phẩm rƣợu tỏi đen nhƣ hình 9 trang 36, sản phẩm rƣợu tỏi đen tạo thành đƣợc kiểm tra hoạt tính kháng oxy hóa và kháng khuẩn Kết quả phân tích thể hiện qua bảng 12 và 13

66 Bảng 12 Kết quả thử hoạt tính kháng oxy hóa của rƣợu tỏi đen

Hoạt tính kháng oxy hóa RSA(%)

Bảng 13 Kết quả đường kính vòng tròn kháng khuẩn (mm) của rượu tỏi đen với các chủng vi khuẩn chỉ thị

Chủng vi khuẩn chỉ thị

E.coli Salmonella sp Enterococcus faecalis

Hình 25 Rƣợu tỏi đen Theo kết quả bảng 12 và 13, cho thấy hoạt tính kháng oxy hóa và hoạt tính kháng khuẩn của rƣợu tỏi đen Tuy nhiên, có thể do thời gian ủ ngắn, hàm lƣợng các chất có hoạt tính sinh học trong tỏi đen chƣa đƣợc ly trích tối đa dẫn đến hoạt tính kháng oxy hóa của rượu tỏi đen thấp hơn hoạt tính của tỏi đen trước khi ủ trong rƣợu nếp Khả năng tạo vòng kháng khuẩn với các chủng vi khuẩn chỉ thị mạnh, gấp khoảng 2 lần so với đối chứng âm là rƣợu trắng Nhìn chung, sản phẩm rƣợu

67 tạo thành có hoạt tính kháng oxy và kháng khuẩn cao Do đó mà ngoài các công dụng đặc biệt của tỏi đen, rƣợu tỏi đen còn có tác dụng tích cực trong việc giảm các chứng bệnh đầy hơi, khó tiêu, bồi bổ cơ thể và hỗ trợ trong ngăn ngừa một số bệnh

Maltodextrin là chất hỗ trợ cho quá trình sấy phun và viên nang là một cách giúp đảm bảo hoạt chất sinh học của tỏi đen trong quá trình bảo quản Sản phẩm viên nang tỏi đen đƣợc thực hiện tại công ty dƣợc phẩm Mekophar với hàm lƣợng tương ứng 500 mg/viên Sản phẩm viên nang tạo thành thể hiện qua hình 26

Hình 26 Viên nang tỏi đen Bảng 14 Bảng kết quả tổng hợp hoạt tính kháng oxy hóa và hoạt tính kháng khuẩn của viên nang tỏi đen

Hoạt tính kháng oxy hóa – RSA (%) Đường kính vòng kháng khuẩn (mm)

Chủng vi khuẩn chỉ thị

E.coli Salmonella sp Enterococcus faecalis

Với khả năng kháng oxy hóa cao, khả năng quét gốc tự do đạt 80,35%, cho thấy hiệu suất thu hồi hoạt chất sau quá trình sấy phun cao và hiệu quả Đồng thời, khả năng tạo vòng kháng khuẩn với các chủng vi khuẩn chỉ thị mạnh Kết quả phân tích hoạt tính kháng oxy hóa và kháng khuẩn cho thấy viên nang tỏi đen có hoạt tính sinh học cao, thuận lợi cho người sử dụng như một loại dược phẩm hỗ trợ sức khỏe và ngăn ngừa một số bệnh phổ biến

Sau quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi thu đƣợc một số kết quả nhƣ sau:

- Tạo đƣợc thiết bị lên men tỏi phục vụ cho các mục đích khảo sát của đề tài

- Khảo sát đƣợc biến động hệ vi sinh vật qua các giai đoạn lên men Quy luật về sự biến động mật độ vi sinh vật qua các giai đoạn Hệ vi sinh vật trong quá trình lên men tỏi đen ở quy trình khảo sát xuất hiện mạnh ở giai đoạn I và II, đóng góp vào sự chuyển hóa trong quá trình lên men tỏi đen ở giai đoạn III Một số chủng vi sinh vật điển hình tham gia vào quá trình lên men tỏi đen: Aspergillus.niger, Saccharomyces cerevisiae và Bacillus amyloliquefaciens subsp plantarum

- Đánh giá chất lƣợng và một số hoạt tính sinh học chính của củ tỏi đen

 Hàm lƣợng SAC sau lên men đạt 1,27 mg/g, tăng 6,35 lần so với SAC trong tỏi nguyên liệu

 Hoạt tính kháng oxy hóa cao, RSA (%) trong tỏi nguyên liệu và sau 3 giai đoạn lên men lần lƣợt là 31,94 % – 59,13 % – 83,28 % – 70,3 %

 Hoạt tính kháng khuẩn với đường kính vòng kháng khuẩn với các chủng chỉ thị E.coli, Salmonella sp, Enterococcus feacalis và Staphylococcus aureus lần lƣợt là 15, 17, 14, 17 (mm)

- Đa dạng hóa sản phẩm từ tỏi đen, chúng tôi đã bước đầu thăm dò tạo 2 dòng sản phẩm rƣợu tỏi đen và viên nang tỏi đen Trong đó, các hoạt tính kháng oxy hóa và kháng khuẩn của viên nang tỏi đen hầu nhƣ đƣợc bảo toàn

5.2 Kiến nghị Để mở rộng và hoàn thiện đề tài, chúng tôi định hướng các nội dung khảo sát tiếp theo nhƣ:

- Khảo sát sự thay đổi pH qua các giai đoạn lên men

- Thử nghiệm tạo chế phẩm với các chủng vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men và khảo sát quá trình lên men với chế phẩm tạo thành

- Khảo sát biến động hàm lƣợng SAC trong quá trình lên men ở các mức nhiệt độ và thời gian lên men khác nhau

- Đa dạng hóa và tiêu chuẩn hóa các chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm, góp phần đƣa sản phẩm đến với thị trường người tiêu dùng

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ & BIỆN LUẬN