Nghiên cứu đánh giá thành phần dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của tỏi đen một nhánh

Sản phẩm tỏi đen có vị ngọt, không cay, hơn nữa không còn mùi khó chịu và còn làm tăng tác dụng chống oxy hóa của tỏi đen lên rất nhiều lần so với tỏi tự nhiên, Kết quả này khiến cho tỏi

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG VÀ HOẠT

TÍNH SINH HỌC CỦA TỎI ĐEN MỘT NHÁNH

Giáo viên hướng dẫn : ThS Đào Văn Minh

Sinh viên thực hiện : Vũ Thị Chi Mai

Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học

Lớp : 13-02

Hà Nội- 2017

KHOA CÔNG NGH

KHÓA LU

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THÀNH PH

TÍNH SINH H

Giáo viên hướng dẫn : ThS

Sinh viên thực hiện : V

Chuyên ngành : Công Ngh

Lớp : 13

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường Viện Đại Học Mở

Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học đã dạy dỗ em trong suốt 4 năm học tại trường và trang bị cho em nền tảng kiến thức khoa học

và tạo điều kiện tốt nhất cho em được làm báo cáo tốt nghiệp này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS Đào Văn Minh cán bộ phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện Nghiên Cứu Phát Triển Vùng Khoa Học Việt Nam người đã trực tiếp hướng dẫn em phương pháp học tập và nghiên cứu khoa học, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu vừa qua

Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Th.S Lê Thị Huyền cán bộ phòng vi sinh- hóa sinh-sinh học phân tử- Viện Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm- trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Cuối cùng, em xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè và tất cả những người thân yêu đã luôn động viên, khích lệ, giúp đỡ em trong quá trình học tập để em hoàn thành bài luận văn này!

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Vũ Thị Chi Mai

MỤC LỤC

1.5 Công nghệ chế biến mà nhóm nghiên cứu sử dựng trong khóa luận 19

2.2.5 Xác định hàm lượng ẩm 26 2.2.6 Xác định lượng polyphenol toàn phần 26

2.2.9 Phương pháp thử hoạt tính kháng khuẩn 28

3.2 Hàm lượng protein(mg/g) của tỏi trong quá trình chế biến 32 3.3 Hàm lượng axit(mg/g) của tỏi trong quá trình chế biến 33 3.4 Hàm lượng ẩm(%)của tỏi trong quá trình chế biến 34 3.5 Hàm lượng đường khửcủa tỏi trong quá trình chế biến 35 3.6 Hàm lượng đường tổngcủa tỏi trong quá trình chế biến 37 3.7 Hàm lượng Flavonoid(mg/g) của các mẫu tỏi 38

3.10 Khả năng chống oxy hóaSau quá trình lên men hàm lượng 41 3.11 Kết quả khả năng kháng khuẩn của của tỏi 42 3.12 Xây dựng tiêu chuẩn tỏi đầu vào tỏi sau chế biến 44

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.3: Tỏi đen (Black Garlic 8

Hình 1.4: Thiết bị chế biến tỏi đen 20

Hình 1.5: Tỏi tươi 1 nhánh Sơn La(bên phải) và tỏi Trung Quốc 1 nhánh( bên

Hình 3.2: Sự thay đổi hàm lượng protein của các loại tỏi trong quá trình chế

Hình 3.3: Tỏi sau 7 ngày chế biến(5:tỏi Trung Quốc 1 nhánh;7: tỏi Sơn La 1

Hình 3.6: Sự thay đổi về hàm lượng đường khử của các mẫu tỏi trong quá trình

Hình 3.10: Khả năng chống oxy hóa(%) của các mẫu tỏi trong quá trình chế

Hình 3.11: Phản ứng chống oxy hóa bằng thuốc thử DPPH 42

Hình 3.12: Khả năng diệt vi khuẩn E.coli của dịch chiết tỏi 43

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng3.1: Hàm lượng protein(mg/g)của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến32

Bảng 3.2: Hàm lượng axit(mg/g) của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến 34

Bảng 3.6: Hàm lượng đường tổng của các mẫu tỏi trong quá trình chế biến 37

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 1

LỜI MỞ ĐẦU

Tỏi được sử dụng trên thế giới từ hơn 4000 năm trước, dùng làm gia vị, kích thích tiêu hóa, dùng như loại thuốc chữa một số bệnh như: rối loạn tiêu hóa, viêm khớp, tiểu đường, cảm lạnh, sốt rét, lao… Những nghiên cứu gần đây đã phát hiện thêm nhiều công dụng của tỏi như: ức chế, tiêu diệt tế bào ung thư, hạ huyết áp, giảm cholesterol máu, phòng ngừa trụy tim mạch, ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu của tỏi là mùi khó chịu

do các hợp chất sulfur gây ra Để khắc phục nhược điểm này, tỏi cần phải lên men tạo thành tỏi đen Sản phẩm tỏi đen có vị ngọt, không cay, hơn nữa không còn mùi khó chịu và còn làm tăng tác dụng chống oxy hóa của tỏi đen lên rất nhiều lần so với tỏi tự nhiên, Kết quả này khiến cho tỏi đen có tác dụng như vị thuốc đặc trị -chống oxy hóa, chống lão hóa, phòng chống bệnh ung thư, các bệnh nan y…

Quá trình lên men tự nhiên đã chuyển hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh thành dạng hòa tan được trong nước như S-allyl-L-cysteine, Alliin, Isoalliin, Methionin, Cycloalliin… Đây là những hợp chất quan trọng làm tăng tác dụng dược lý của tỏi Ngoài ra, sau khi lên men hàm lượng carbohydrate tăng lên, điều này giải thích tại sao tỏi đen có vị ngọt Cơ chế tác dụng của tỏi đen không phải bằng cách trực tiếp gây độc tế bào mà thông qua con đường kích thích đáp ứng miễn dịch, loại trừ khả năng di căn của các tế bào khối u Nghiên cứu cũng chỉ ra tỏi đen giàu S-allyl-L-cysteine (SAC) 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 Kết quả nghiên cứu còn cho thấy tỏi đen có hiệu lực hóa liệu dự phòng đối với các tác nhân gây ung thư bằng cách ức chế sự nhân lên của tế bào khối u Ngoài ra, tỏi đen còn có tác dụng điều hòa đường huyết, tăng cường khả

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 2

năng sinh lý ở cả nam và nữa Như vậy, tỏi đen được tạo ra sau quá trình lên men

có các tác dụng sinh học hơn hẳn so với tỏi thông thường

ỞViệt Nam, có giống tỏi một nhánh được trồng tại Lý Sơn (Quảng Ngãi), Phù Yên (Sơn La) và các vùng chuyên canh tỏi ở Hải Dương, Bắc Ninh Tỏi một nhánh từ lâu đã là sản phẩm nổi tiếng được sử dung ngâm rượu làm thuốc trong dân gian Hiện nay trên thị trường chủ yếu dùng tỏi một nhánh nhập khẩu để lên men tạo tỏi đen, cũng chưa có nghiên cứu nào đánh giá chất lượng và hoạt tính

sinh học tỏi đen một nhánh Do đó nhóm nghiên cứu thực hiên đề tài: “Nghiên cứu đánh giá thành phần dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của tỏi đen một nhánh”

Mục đích và nội dung đặt ra

a Mục đích

- Lên men tạo tỏi đen một nhánh từ sản phẩm đươc trồng trong nước

- Đánh giá và so sánh chất lượng tỏi trước lên men và sau lên men

b Nội dung nghiên cứu

-Phân tích, so sánh các đặc tính lí hóa của tỏi trước khi lên men và tỏi sau khi lên men

-Đánh giá đặc tính sinh học (khả năng kháng khuẩn, chống oxi hóa)

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 3

PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu về cây tỏi

1.1.1 Khái quát về cây tỏi

Tỏi (Allium sativum L) là một loài thuộc chi hành Mà từ lâu đã được sử dụng như là một gia vị ẩm thực và y tế thảo mộc Tỏi có nhiều lợi ích về sức khoẻ và đặc biệt cải thiện tiêu hóa[1] Các thành phần chính trong tỏi là hợp chất hữu cơ và enzyme hoạt tính sinh học Trong số này, allicin được biết đến với dược lý tài sản, bao gồm cả chống vi khuẩn, chống tăng lipid, chống khối u, và hoạt động miễn dịch Tuy nhiên, tiêu dùng và ứng dụng tươi tỏi (FG) trong thực phẩm và thuốc bị hạn chế do mùi đặc trưng, vị cay và xu hướng gây ra đau bụng Tỏi có nguồn gốc Trung Á, hiện nay được trồng khắp nơi trên thế giới để làm gia vị Ở Việt Nam, Tỏi được trồng nhiều ở Hà Bắc, Hải Hưng, Quảng Ngãi, Ninh Thuận…

Hình 1: Cây tỏi tươi

và vị cay nồng, chất này cũng tương đối không ổn đinh và khi bị biến đổi tạo ra hợp chất mới có tính độc nhẹ và có thể gây kích ứng Theo tài liệu nghiên cứu mới đây 2014, Sang Eun Bae và cộng sự Trường đại học Korea, Seoul đã nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng của S-allyl cystein (SAC) trong tỏi trắng và sau khi

sử lý nhiệt (chất này được chứng minh có rất nhiều tác dụng dược học) Nhóm tác giả đã đưa ra kết quả nghiên cứu định lượng 19,61µg/g nguyên liệu khô, và 124,67µg/g nguyên liệu khô khi đã sử lý nhiệt Tác giả cho biết SAC cũng thể hiện nhiều tác dụng sinh dược và tương đối bền nhiệt, môi trường pH , nhưng không độc, không gây kích ứng Hàm lượng polyphenol ttrong tỏi trắng không đáng kể

1.1.3 Tác dụng của tỏi tươi

Dưới đây là một số công dụng chính của tỏi đối với sức khoẻ con người:

Tác dụng đối với hệ tim mạch

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 5

Tỏi đã được khoa học chứng minh là có tác dụng hạ mỡ máu, hạ huyết áp và giảm ngưng tập tiểu cầu ở người lớn, từ đó góp phần làm giảm tỷ lệ mắc các bệnh tim mạch do xơ vữa như nhồi máu não, nhồi máu cơ tim Cần thận trọng khi dùng đồng thời tỏi với các thuốc chống đông máu và thuốc chống ngưng tập tiểu cầu như aspirin, clopidogrel, vì có thể làm tăng nguy cơ chảy máu Ngoài ra, cũng nên tránh dùng các chế phẩm từ tỏi khoảng một tuần trước khi phẫu thuật

để giảm nguy cơ chảy máu kéo dài trong và sau phẫu thuật

Tác dụng chống ung thư

Các nghiên cứu gần đây cho thấy, ăn nhiều tỏi và các loại rau củ thuộc họ allium như hành, hẹ, tỏi tây giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh ung thư dạ dày, ung thư đại trực tràng, ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến và ung thư vòm họng

Tác dụng kháng khuẩn

Tỏi có khả năng kháng lại nhiều chủng vi khuẩn, virus, nấm và ký sinh trùng Trong y học cổ truyền của nhiều dân tộc, tỏi thường được dùng để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn ở đường tiêu hoá, hô hấp và ngoài da Sử dụng 1-2 nhánh tỏi tươi mỗi ngày ở người lớn sẽ không gây ra tác dụng phụ nào đáng kể ngoại trừ việc tạo ra mùi khó chịu của hơi thở và mồ hôi

Ăn một số lượng lớn tỏi tươi, nhất là vào lúc đói có thể gây cảm giác khó chịu, đầy chướng bụng, buồn nôn, ỉa chảy và rối loạn hệ vi khuẩn đường ruột Đắp tỏi tươi có thể gây cảm giác rát bỏng, viêm da và nổi bọng nước tại chỗ Ngoài ra, việc dùng viên tỏi khô kéo dài có thể gây giảm đường huyết trong một

số trường hợp

Các tác dụng khác:

Chữa các bệnh răng miệng: Tỏi có tác dụng tốt chữa viêm khoang miệng,

các bệnh viêm chân răng, biến chứng sau khi nhổ răng

Chữa bệnh mắt: Nhũ tương tỏi có tác dụng giúp phát triển tế bào biểu mô

giác mạc bị tổn thương Chống xơ cứng động mạch mắt làm giảm nhãn áp

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 6

Chữa bỏng và lở loét ngoài da: Thuốc mỡ tỏi đông khô có tác dụng chữa

bỏng và lở loét trên da rất tốt Có tác dụng diệt vi khuẩn mạnh Kích thích phát triển tế bào hạt, tăng trưởng biểu mô, làm vết thương mau lành

Chữa màng nhĩ thủng: Vỏ giấy củ tỏi (mỏng như giấy cuốn thuốc lá) dùng

để vá màng nhĩ bị thủng rất hiệu quả

Chữa phong thấp và đau thần kinh: Tỏi có hoạt tính kháng viêm khá mạnh

so với các thuốc kháng viêm có nguồn gốc thực vật khác Nó được dùng chữa đau thần kinh, phong thấp, đau khớp háng và hệ cơ, phần lưng dưới

Làm cho trẻ bú sữa nhiều hơn: Cho mẹ dùng 1,5g chất chiết tỏi sẽ làm cho

trẻ bú sữa nhiều hơn 140% so với trẻ khác

1.2 Tỏi đen

1.2.1 Giới thiệu chung về tỏi đen

Tỏi đen (BG) là một thực phẩm chế biến mới được chế biến bằng cách tẩy toàn bộ tỏi thô để chế biến nhiệt tại 70 ~ 80°C trong điều kiện độ ẩm được kiểm soát cho 1 ~ 3 tháng không có chất phụ gia[3] Thực phẩm chế biến này có một

vị trái cây và có thể ăn được ở dạng chưa chín Xử lý nhiệt gây ra nhiều phản ứng hóa học trong tỏi, như màu nâu enzyme và phản ứng Maillard, gây ra màu sắc của nó để thay đổi từ trắng và vàng đến tối nâu Trong quá trình gia nhiệt, không ổn định và khó chịu các hợp chất trong tỏi sống được chuyển thành ổn định và các hợp chất không có hương vị Kết quả là, BG nói chung có vị chua ngọt thay vì mùi cay và hương vị[4] Hơn nữa, BG không gây đau bụng hoặc các rối loạn dạ dày ruột[5], đã được báo cáo có hoạt tính chống oxy hóa mạnh hơn FG[6], và cho thấy hiệu quả tốt hơn để phòng ngừa bệnh chuyển hóa và chứng gan nhiễm độc rượu Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để điều tra các hợp chất hoạt tính sinh học trong BG (tổng số phenol;5-hydroxymethylfurfural) và các hoạt động chức năng của chúng Tuy nhiên, có

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 7

thông tin hạn chế về thay đổi chất lượng của BG trong quá trình xử lý nhiệt[7] Nghiên cứu này nhằm mục đích nghiên cứu các đặc tính hóa lý của BG sau các bước xử lý nhiệt khác nhau bằng cách phân tích các khoáng chất, đường miễn phí, axit amin, thiosulfinate, và hàm lượng axit pyruvic, cũng như sự thay đổi trong độ ẩm, tro, cường độ nâu và độ pH đểđánh giá ảnh hưởng của quá trình nhiệt lên tỏi Những kết quả này có thể góp phần vào sự hiểu biết của chúng ta

về vai trò của nhiệt xử lý chất lượng của BG

Hình 1.2: Hình ảnh tỏi đen một nhánh

1.2.2 Thành phần hóa học của tỏi đen

- Trong quá trình lên men, hàm lượng các và thành phần các axit amin dễ hấp thụ đã tăng lên đáng kể so với tỏi trắng

- Các hợp chất carbonhydrat cũng được chuyển hóa thành đường kiến tỏi

Tỏi đen (Black Garlic) là m

toàn bộ củ tỏi (Allium sativum

trong khoảng 33-55 ngày, k

còn mùi cay hăng của t

Trong quá trình biến đ

bảy trong tỏi đen [42], hàm l

sử dụng như một loại thu

chẳng hạn như tăng khả

nhiễm giun, và điều trị

Gần đây, nhiều nghiên c

bao gồm chất chống oxy hóa [42], kháng khu

13.02

ng định có nhiều ưu điểm hơn allicin như

nh, và tính tan của chúng

t vô cùng quan trọng là polyphenol có tác d

c thì trong tỏi sau lên men thành tỏi đen đã tạo ra hàm l

n chiếm từ 0,5 - 2% trọng lượng khô, trong khi

ng sinh học của tỏi đen

Hình 1.3: Tỏi đen ( Black garlic)

en (Black Garlic) là một sản phẩm được chế biến từ tỏi bằ

i (Allium sativum L.) dưới sự kiểm soát chặt chẽ nhi

55 ngày, kết quả là thu được tỏi có màu đen và v

a tỏi thường và có tác dụng gấp hàng chụ

n đổi so với tỏi tươi, đó là hàm lượng polyphenol t

en [42], hàm lượng axit amin tăng 2,5 lần [36] T

i thuốc truyền thống cho một loạt các hi

ả năng chịu đựng, giúp tiêu hóa để ngăn ng bệnh tim, viêm khớp và mệt mỏi

u nghiên cứu đã chỉ ra tỏi có một loạt các tác d

ng oxy hóa [42], kháng khuẩn, kháng viêm [40], ch

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 9

ứng[26], chống ung thư [54], hạ đường huyết[54], hepatoprotective, và trừ sâu [41] Bởi vì tính các hoạt tính sinh học của tỏi có liên quan đến polyphenolic, chất chống oxy hóa và các hợp chất lưu huỳnh trong tỏi[7] nên khi tỏi được nghiền nát hoặc bị hư hỏng, một số các thành phần chứa hoạt tính sinh học của lưu huỳnh tạo ra mùi hăng mạnh gây ra mùi khó chịu trong hơi thở của người sử dụng

Để làm rõ BG đã thay đổi thế nào trong quá trình 35 ngày lên men, các đặc tính hóa lý, lượng chất chống oxy hóa, và các hoạt động chống oxy hóa được đánh giá trong điều kiện kiểm soát 70°C và 90% độ ẩm tương đối Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng đường giảm và tổng số axit của BG tăng trong giai đoạn lên men, trong khi pH giảm từ 6,33-3,74 Màu sáng và độ vàng giá trị của

BG triệt giảm trong giai đoạn lên men, trong khi giá trị bị đỏ tăng lên đáng kể Các thành phần chống oxy hóa, bao gồm: polyphenol và flavonoid tổng có trong

BG tăng đáng kể cho đến ngày thứ 21 lên men (p <0,05) và tương ứng với các các hoạt động chống oxy hóa của BG, đo bằng DPPH, ABTS, FRAP, và các thử nghiệm giảm năng lượng, lên cao nhất vào ngày thứ 21 của quá trình lên men Những kết quả này chỉ ra rằng BG không chỉ có tính chống oxy hóa trong giai đoạn lên men mà còn có thể đạt tính chống oxy hóa tối ưu của nó vào ngày thứ

21 của giai đoạn lên men Trong quá trình lên men, xảy ra phản ứng chuyển hoá các hợp chất chứa lưu huỳnh như methionin, cystein, methanethiol… thành những hợp chất mới chứa lưu huỳnh có khả năng tan trong nước như S-allyl-L-cysteine, Alliin, Isoalliin, Methionin, Cycloalliin, các dẫn chất của Cysteine, các dẫn chất của Tetrahydro-β-carboline có tác dụng chống oxy hóa [14;42] , S-Allylcysteine được hình thành bởi sự dị hóa của γ-glutamylcysteine và nó ức chế quá trình ôxy hoá có liên quan với sự lão hóa và các bệnh khác nhau [8] Các dẫn xuất tetrahydro-β-Carboline được hình thành bằng cách ngưng tụ giữa

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 10

tryptophan và aldehyde, tương tự như việc sản xuất axit pyruvic bằng con đường Allin-allicin hoặc các quá trình phản ứng Maillard [15] Hơn nữa, một số nghiên cứu đã báo cáo rằng dịch chiết của tỏi đen có khả năng chống oxy hóa, chống dị ứng, chống bệnh tiểu đường, chống viêm, hypocholesterol, hypolipidemic, và có tác dụng chống ung thư [15;25] Tuy nhiên, những nghiên cứu đã sử dụng các giai đoạn lên men khác nhau, dao động từ 4-40 ngày Từ đó, chúng tôi đưa ra giải thuyết nên tối ưu các điều kiện trong giai đoạn lên men để các thuộc tính chống oxy hóa có trong BG đạt mức tối đa Mục tiêu của nghiên cứu này là để xác định các tính chất hóa lý của BG trong 35 ngày của giai đoạn lên men và xác định thời gian lên men tối ưu để đặc tính chống oxy hóa của BG đạt mức tối đa

Để đạt được điều này, chúng ta định lượng nồng độ các hợp chất hoạt tính sinh học, bao gồm polyphenol tổng số và dung lượng flavonoids, và các hoạt động chống oxy hóa của BG, sử dụng 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2-azino-bis- (3 ethylbenzothiazoline -6-sulfonic acid) (ABTS) sắt làm giảm khả năng chống oxy hóa (FRAP), và giảm khả năng phân tích Đây là những hợp chất rất quan trọng làm tăng tác dụng của sản phẩm tỏi đen thu được Ngoài ra, sau khi lên men tự nhiên, hàm lượng Carbohydrate đã tăng từ 28,7% (trong tỏi tươi) lên tới 47,9% (trong tỏi đen), điều này giải thích tại sao tỏi đen có vị ngọt của trái cây Ngoài ra, chúng ta còn tìm hiểu được một số đặc tính lý hóa quan

trọng của tỏi đen trong giai đoạn lên men Được thể hiện ở Bảng 1.1[18]

Bảng 1.1: Các đặc tính hóa lý của tỏi đen

31.77 ± 2.60b

31.12 ± 0.17 b,c

29.55 ± 0.39 c

29.88 ± 0.49 c

1.30 ± 0.01d,e

1.50 ± 0.02c,d

1.70 ± 0.03c

2.3 ± 0.06b

2.60 ± 0.03a

Ph 6.33 ±

0.07e

5.49 ± 0.09d,e

4.41 ± 0.17c,d

4.22 ± 0.08c

4.07 ± 0.02b

3.74 ± 0.062aĐường

giảm

(g/kg)

1.52 ± 0.01d

2.73 ± 0.32c

12.42 ± 0.85b

15.96 ± 0.29a

15.98 ± 0.23a

16.07 ± 0.38a

L* 68.44 ±

1.66a

15.67 ± 2.41b

9.28 ± 1.74c

5.61 ± 0.68d

5.19 ± 1.11d

4.33 ± 2.02da* -3.84 ±

0.46c

6.13 ± 0.95a

5.45 ± 0.94a

5.23 ± 1.06a

3.18 ± 1.46b

2.73 ± 1.01bb* 26.59 ±

1.76a

10.65 ± 4.16b

2.37 ± 7.47c

-3.07 ± 4.60d

-3.76 ± 3.59d

-3.86 ± 1.49d

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 12

Hàm lượng acid trong tỏi đen tăng đáng kể so với tỏi sống, trong khi độ pH của tỏi đen lại giảm 5,49-3,74, khi so sánh với 6.33 trong tỏi sống, trong giai đoạn lên men (p <0,05) Hàm lượng đường khử của BG tăng khoảng 6 lần, từ 2,73 g / kg vào ngày thứ 7 đến 16.07 g / kg vào ngày thứ 35, và các giá trị này cao hơn so với tỏi sống (1,52 g / kg) Kết quả này cũng phù hợp với các dữ liệu của Choi et al Các hàm lượng đường khử của BG tăng khoảng 6 lần, từ 2,73 g /

kg vào ngày thứ 7 đến 16.07 g / kg vào ngày thứ 35, và các trị số này cao hơn so với tỏi sống (1,52 g / kg) đáng kể Kết quả này cũng phù hợp với các dữ liệu của Choi et al [23] Trong đó cho thấy hàm lượng đường trong BG (ví dụ như glucose, fructose, sucrose, và maltose) tăng so với tỏi tươi và hấp Hơn nữa, tăng hàm lượng đường này của BG có thể liên quan đến hương vị ngọt của nó Màu sắc là một trong những đặc điểm quan trọng nhất đánh vào tâm lý của người tiêu dùng khi lựa chọn sản phẩm Các màu sắc của BG đổi thành màu nâu sẫm trong giai đoạn lên men ( hình 2 )Màu đỏ (a * giá trị) của BG tăng đáng kể trong giai đoạn lão hóa, trong khi độ sáng (L * giá trị) và vàng (b * giá trị) giảm tương đối

so với tỏi sống

1.4.2 Thành phần hóa học của tỏi đen

Thành phần hóa học của tỏi đen chứa chủ yếu các axit amin, peptide, protein, enzyme, glicozit, vitamin, … Các thành phần quý trong tỏi thường không chỉ được giữ nguyên mà còn tăng lên rất nhiều lần trong tỏi đen (Cục an toàn thực phẩm số: 122209/2013/ATTP-XNCB) Ngoài ra, những con số biết nói sau đây

về so sánh hàm lượng axit amin trong tỏi đen cho thấy giá trị dinh dưỡng trung bình của tỏi đen gấp từ 3-5 lần tỏi thường, có những chỉ tiêu mà tỏi đen vượt tỏi

thường 800-900% ( bảng 3):

Bảng 1.2: So sánh hàm lượng axit amin trong tỏi đen với tỏi thường

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 13

Acid amin Hàm lượng trong

tỏi thường

Hàm lượng trong tỏi đen

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 14

Qua nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới và trong nước tỏi đen không những là một thực phẩm quý bởi thành phần cũng như hàm lượng các chất dinh dưỡng tăng cao mà nó còn chứa nhiều hoạt chất hoạt động có công dụng phòng, chữa bệnh có hiệu quả

1.4.3 Công dụng của tỏi đen

•Hỗ trợ điều trị ung thư và giảm cholesteron

Quá trình lên men dài đã biến tỏi bình thường thành một loại "siêu tỏi" (super-garlic) Hợp chất S-allylcysteine (một thành phần tự nhiên có trong tỏi tươi) và một dẫn xuất của amino acid cysteine được thấy có hàm lượng lớn hơn nhiều trong tỏi đen so với tỏi tươi [36] Hai thành phần đó có thể làm giảm

cholesteron và giảm nguy cơ bị ung thư [14] Ngoài các tác dụng giống như tỏi thông thường, tỏi đen còn có thêm những tác dụng rất quý Các nghiên cứu về tác dụng sinh học của tỏi đen cho thấy các hợp chất sulfur hữu cơ, dẫn chất của Tetrahydro-β-carboline được hình thành từ quá trình lên men có hoạt tính mạnh, dọn gốc tự do và ức chế quá trình peroxy hoá lipid cao hơn tỏi thường Kết quả nghiên cứu quá trình lên men tỏi thành tỏi đen cho thấy dịch chiết tỏi đen có hiệu lực mạnh kháng lại các tế bào khối u, do vậy có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị ung thư [15;25] Cơ chế tác dụng của tỏi đen không phải bằng cách trực tiếp gây độc tế bào mà thông qua con đường kích thích đáp ứng miễn dịch, loại trừ khả năng di căn của các tế bào khối u Nghiên cứu cũng chỉ ra tỏi đen giàu S-allyl-L-cysteine[2] 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 Tỏi đen có hiệu lực hoá liệu dự phòng đối với các tác nhân gây ung thư bằng cách ức chế sự nhân lên của tế bào khối u Tăng cường khả năng miễn dịch góp phần tích cực trong việc phòng chống bệnh tật, ngăn ngừa ung thư Giúp bảo vệ cơ quan tạo máu và

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 15

cơ quan miễn dịch trước các tia xạ Góp phần làm hạn chế các tác dụng gây hại của tia xạ với những bệnh nhân ung thư đang xạ trị

• Tăng cường sức đề kháng cho cơ thể

Ở trong tỏi đen, S-allylcysteine hỗ trợ sự hấp thụ allicin [2], giúp cho sự hấp thụ và chuyển hóa allicin dễ dàng hơn, do đó thúc đẩy mạnh mẽ khả năng tự bảo vệ của cơ thể chống lại vi khuẩn, vi rút xâm nhập, nhiễm trùng Tăng cường khả năng miễn dịch [53], có tác dụng nâng cao thể trạng, bồi bổ cơ thể, kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngủ tốt đặc biệt ở người cao tuổi

• Khả năng chống oxy hóa nâng cao tuổi thọ

Tỏi đen được chứng minh có đặc điểm chống ô-xy hóa cao gấp 2 lần tỏi thông thường[42] Khả năng chống o-xy hóa cao giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tổn hại do các gốc tự do mang lại thông qua các quá trình trao đổi chất bình thường trong cơ thể hoặc từ các tác nhân độc hại bên ngoài như khói bụi, rượu bia, thuốc

lá, cafein và thậm chí là rau xanh chứa các chất phenol ăn hàng ngày, do đó được tin là có thể làm chậm lại quá trình lão hóa cơ thể Hiện nay, trên thế giới, tỏi đen

đã được sử dụng khá phổ biến không chỉ làm thức ăn mà còn làm thuốc chống oxy hoá, tăng cường miễn dịch

Vì thế tỏi đen trở thành loại thực phẩm lý tưởng để hỗ trợ điều trị cho các bệnh mãn tính (gây ra bởi các tế bào bị hư tổn do các gốc tự do) như bệnh tim, bệnh Alzheimer, …

• Điều chỉnh nồng độ đường huyết

Tỏi đen có thể ảnh hưởng đến sự tổng hợp glycogen gan, làm giảm lượng đường trong máu[54] và làm tăng mức độ insulin huyết tương Tỏi đen cũng chứa các S-methyl cysteine sulfoxide và S-allyl cysteine sulfoxide [2], sunfua

• Các công dụng khác

Sự lên men tỏi tươi để hình thành nên tỏi đen làm giảm mùi hăng cay của tỏi tươi, làm cho tép tỏi trở nên ngon miệng hơn, dễ ăn hơn, đồng thời làm biến mất mùi hôi ở miệng sau khi ăn tỏi Tỏi đen có hương vị như hoa quả sấy khô, ngọt và hơi dai, thường được dùng ăn kèm và trang trí trong nhiều món ăn ở các nhà hàng lớn

Qua đó, cho thấy rằng sản phẩm tỏi đen có giá trị rất cao về dinh dưỡng; về tác dụng sinh học, mang lại nhiều sự phát triển cho ngành Hóa dược, Y học cũng như có tiềm năng mang lại nguồn thu lớn cho đất nước và góp sức tạo nên vùng sản xuất lớn chuyên canh về cây tỏi, tạo việc làm và tăng thêm thu nhập cho người nông dân trong những khu vực sản xuất

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 17

1.4.4 Tại sao phải lên men tỏi đen

Tỏi là 1 vị thuốc có nhiều tác dụng: tăng cường miễn dịch, chống cúm, điều hòa mỡ máu, chống lão hóa, phòng chống ung thư, chống các virus, vi khuẩn… Tuy nhiên có rất nhiều tác dụng dược liệu, nhưng tỏi sống phải được tiêu thụ ở mức vừa phải vì độc tính của nó được báo cáo ở liều cao.Tiêu thụ quá nhiều tỏi

có thể gây ra thiệt hại trong niêm mạc ruột và dạ dày, thiếu máu, dẫn đến viêm

da và giảm protein và canxi trong huyết thanh (Shashikanth et al, 1986; Lembo

et al, 1991; Agusti,1996; Kodera, 1997)[48;28;4;22] Cùng với đó nhược điểm

cố hữu của tỏi là gây mùi hăng và khó bảo quản Để khắc phục nhược điểm này các nhà khoa học tại nhiều quốc gia đã nghiên cứu và xây dựng quy trình lên men tự nhiên tỏi tươi ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp để tạo ra tỏi đen (black garlic, femented garlic ) Sản phẩm này có màu đen, không hoặc hầu như không

có mùi khó chịu, có vị ngọt như trái cây, có thể bảo quản được trong thời gian dài Qua quá trình lên men, các thành phần có hoạt tính không ổn định trở thành dạng ổn định như Alliin chuyển thành S-allyl cysteine ( SAC) ( Jang et al.,2008; Kang et al., 2008)[20;23]

Theo Duk Ju Choi và cộng sự (2008)[11] về thành phần hóa học của tỏi đen cho thấy: so với tỏi trước khi lên men hàm lượng đường tổng tăng 1,5 lần, các loại đường đơn như glucose, fructose, maltose, saccarose đều tang lên 2 lần, đặc biệt fructose tang khoảng 30 lần Điều này giải thích vì sao tỏi đen có vị ngọt; polyphenol tang khoảng 3 lần; flavonoid tang 5 lần; các trường hợp chất thiosulfate tăng 5 lần; các acid amin và nguyên tố vi lượng có trong tỏi đen cũng cao hơn tỏi thông thường Điều đáng chú ý là nhóm chất có hoạt tính sinh học cao như polyphebol, flavonoid đều có hàm lượng cao hơn so với tỏi thường

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 18

Ichikawa và cộng sự (2002)[15] đã phân lập được 4 dẫn chất carboline (THβC) từ tỏi lên men bao gồm: (1R,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carbonline-3-carboxylic acid (1a), (1S,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carbonline-3-carboxylic acid (1b), (1R,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carbonline-1,3-dicarboxylic acid (2a), (1S,3S)-1-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-β-carbonline-1,3-dicarboxylic acid (2b) Các dẫn chất này được hình thành trong quá trình lên men tạo tỏi đen Các thử nghiệm sinh học cho thấy các hợp chất này có tác dụng chống oxy hóa mạnh, trong dó hợp chất 2b thể hiện tác dụng mạnh nhất Thực nghiệm trên chuột còn cho thấy tỏi đen có hiệu quả rất rõ làm giảm cholesterol, triglyceride, LDL, tăng HDL ( Seo et al.,2009)[43], tác dụng này mạnh hơn và có ý nghĩa hơn so với tỏi thường và nhóm đối chứng

tetrahydro-β-Kết quả nghiên cứu trên chuột cống trắng thực nghiệm của Katsuki (2006) cho thấy tỏi đen giàu SAC làm giảm sự phát sinh của khối u đại trực tràng và các

tụ điểm ẩn khác thường ( aberrant crypt foci-ACF)- những dấu hiệu lâm sang sớm nhất của ung thư đại trực tràng Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tỏi đen

có hiệu lực hóa liệu dự phòng đối với các tác nhân gây ung thư ( chemopreventive effect on carcinogenesis) bằng cách ức chế sự nhân lên của tế bào khối u.Thực nghiệm in vitro và in vivo cho thấy tỏi đen có hiệu lực mạnh mẽ làm giảm lượng gốc tự do, tăng hoặt tính của các enzyme chống gốc tự do cao hơn tỏi thường và nhóm chứng ( Lee et al.,2009)[29] Một trong những hoặt tính sinh học quan trọng của tỏi đen là hiệu lực chống oxy hóa rất mạnh Theo Sasaki ( 2007), hiệu lực chống oxy hóa của tỏi đen tăng đến gấp 25 lần so với tỏi tươi Hoạt tính này bao gồm bảo vệ DNA khỏi sự phá hủy của các dạng gốc tự do hoạt động, vốn là tác nhân chủ yếu làm phát sin hung thư Điều này giải thích là do hàm lượng các dẫn chất có tác dụng dọn các gốc tự do tăng cao ở tỏi đen như: dẫn chất của tetrahydro- β- carboline; hợp chất hữu cơ chưa lưu huỳnh

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 19

Tỏi đen có tác dụng điều hòa đường huyết bằng cơ chế khá phức tạp, bao gồm bảo vệ insulin, tăng cường chuyển hóa glucose thành các dạng năng lượng tỏi đe có thể ảnh hưởng tới tổng hợp glycogen ở gan, làm giảm lượng glucose và làm tăng lượng insulin trong huyết tương Tỏi đen mang đầy đủ hoạt tính sinh học giống tỏi thường nhưng ở mức độ cao hơn ( Jang et al., 2008)[20] Các hợp chất allyl disulfide trong tỏi đen có tác dụng tăng cường chuyển hóa glucose, ngăn ngừa sự phá hủy insulin Tỏi đen cũng chứa các alkaloid có khả năng làm giảm đường huyết, tăng cường chức năng của insulin (Seo et al.,2009)[43], quan trọng hơn là chúng không gây ảnh hưởng đối với mức đường huyết bình thường Các acid amin trong tỏi đen cũng có tác dụng trên đường huyết: glycine hạ đường huyết, phòng và điều trị đái tháo đường; isoleucine có chức năng kích thích bài tiết insulin, điều hòa đường huyết

Như vậy các nghiên cứu chứng minh sau khi lên men tạo thành tỏi đen, các nhóm chất có hoạt tính sinh học đã tăng lên so với tỏi trước khi lên men, đặc biệt là các hợp chất chứa lưu huỳnh được chứng mình là có tác dụng ức chế sự phát triển khối u, kích thích miễn dịch và chống oxy hóa

1.5 Công nghệ chế biến mà nhóm nghiên cứu sử dựng trong khóa luận

Các thông số:

+Độ ẩm 80%

+Thiết bị có công suât 50kg/mẻ

+Nhiệt độ 70°C

+Thời gian trong vòng 30 ngày

Quy trình của công nghệ là kết quả của đề tài nghiên cứu khoa học: “

Nghiên cứu sản xuất tỏi đen từ nguồn tỏi tía ở tỉnh Bắc Giang” (2014-2-015)

Tỏi Vân Nam- Trung Quốc: lá có màu xanh sẫm, lá đứng có hình lòng máng, củ non và già đều có màu tía, hình dạng củ tròn dẹt Thời gian sinh trưởng: 130-135 ngày Năng suất trung bình: 15-20 tấn/ha Được trồng nhiều ở Hải Dương, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh

Thời vụ gieo trồng: có sự khác nhau giữa các vùng, tại các tỉnh phía Bắc thường gieo trồng vào thời điểm cuối tháng 9 đến đầu tháng 10 và thu hoạch vào

Thuốc thử Folin- Ciocalteau Merck

*Hóa chất sử dụng trong phân lập tuyển chọn: pepton, cao nấm men, agar, nước cất

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 24

Ống kiểm chứng: 0,5ml nước cất+ 5ml C để 10 phút rồi bổ sung 0,5ml folin

để trong 20 phút.Đo ở bước sóng 750 nm

Công thức tính hàm lượng protein:

Hàm lượng protein = ሺ௬ି௕ሻ.௖.௏

௔.௠ ݊(mg/ml) Trong đó: y là hàm lượng OD đo được ở bước sóng 750nm

a, b là hệ số của phương trình đường chuẩn protein

m là khối lượng tỏi

5 phút Sau khi đun sôi bổ sung 5ml nước vào các ống rồi đem đi đo OD ở bước sóng 540nm

Công thức tính hàm lượng đường khử:

Hàm lượng đường khử = ሺ௬ି௕ሻ.௖.௏

௔.௠ ݊ (mg/ml) Trong đó: y là hàm lượng OD đo được ở bước sóng 540nm

a, b là hệ số phương trình đường chuẩn của đường

m là khối lượng tỏi

V là thể tích định mức của mẫu

n là hệ số pha loãng

Vũ Thị Chi Mai- 13.02 25

2.2.3 Xác định hàm lượng đường tổng

Cân 2g tỏi tươi nghiền nhuyễn bổ sung lượng nước 30ml và 10ml dung dịch HCl 5% cho vào bình tam giác đun cách thủy 30 phút rồi làm lạnh đưa về pH=7 Sau đó cho hỗn hợp vào bình định mức 100ml rồi lọc Pha loãng 20 lần Sau đó lấy 3 ống nghiệm hút 0,5ml dịch + 1,5ml DNS và 1 ống kiểm chứng 0,5ml H2O +1,5ml DNS Tiếp đó đun sôi các ống ở 5 phút Sau khi đun sôi bổ sung 5ml nước vào các ống rồi đem đi đo OD ở bước sóng 540nm

Công thức tính hàm lượng đường tổng:

Hàm lượng đường tổng = ሺ௬ି௕ሻ.௖.௏

௔.௠ ݊ (mg/ml) Trong đó: y là hàm lượng OD đo được ở bước sóng 540nm

a, b là hệ số phương trình đường chuẩn của đường

m là khối lượng tỏi

Công thức tổng quát tính hàm lượng axit tổng là:

X=௏భ.௄.௏మ.ଵ଴଴

௏భ.௠ (mg/g)

Trong đó:

Cân một lượng tỏi nhất định có thể cắt tỏi thành những lát mỏng rồi cho vào

tủ sấy ở nhiệt độ 72°C Sấy đến khối lượng không đổi rồi đem đi cân và tính hàm lượng ẩm

Hàm lượng ẩm= ௠మ

௠భ 100 (%) Trong đó: ݉ଵ là khối lượng tỏi trước khi sấy

݉ଶ là khối lượng tỏi sau khi sấy ở t=105°C

2.2.6.Xác định lượng polyphenol toàn phần

Sử dụng thuốc thử Folin-Ciocalteau, đo quang ở bước sóng 750nm, so sánh với acid gallic, sử dụng kỹ thuật đường chuẩn

Phương pháp định lượng như sau:

+ Chuẩn bị mẫu chuẩn: cân chính xác khoảng 10,0 mg acid gallic, cho vào bình định mức 10ml, thêm Ethanol, siêu âm cho tan hoàn toàn Bổ sung Ethanol tới vạch, thu được dung dịch chuẩn gốc có nồng độ khoảng 1,0 mg/ml Dung dịch gốc được dùng để pha các dung dịch chuẩn có nồng độ 100-800µg/ml + Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:

Đối với các mẫu tỏi được chiết với Ethanol 70° theo tỷ lệ 1:3 Sau đó ổn nhiệt 60°C trong 2 giờ, được để tủ lạnh ở 4°C qua đêm sau đó tiến hành lọc cặn

và bảo quản ở -20°C