Sự thay đổi hàm lượng axit gamma-aminobutyric, axit phytic và một số thành phần hóa học khác của hạt đậu nành trong quá trình nẩy mầm

Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá tác động của nhiệt độ và thời gian nẩy mầm đến sự thay đổi hàm lượng axit gamma-aminobutyric (GABA), axit phytic (PA) và một số thành phần hóa học khác (protein, lipid và khoáng tổng số) của đậu nành. Hạt đậu nành Việt Nam giống DT2010 được nẩy mầm ở nhiệt độ 26, 28 và 30C trong thời gian 24, 36 và 48 giờ.

Vietnam J Agri Sci 2020, Vol 18, No 5: 445-453 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2020, 18(5): 444-453 www.vnua.edu.vn SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG AXIT GAMMA-AMINOBUTYRIC, AXIT PHYTIC VÀ MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC KHÁC CỦA HẠT ĐẬU NÀNH TRONG QUÁ TRÌNH NẨY MẦM Nguyễn Đức Doan*, Đinh Thị Tươi Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam * Tác giả liên hệ: nd.doan@vnua.edu.vn Ngày chấp nhận đăng: 25.05.2020 Ngày nhận bài: 01.04.2020 TĨM TẮT Mục đích nghiên cứu đánh giá tác động nhiệt độ thời gian nẩy mầm đến thay đổi hàm lượng axit gamma-aminobutyric (GABA), axit phytic (PA) số thành phần hóa học khác (protein, lipid khoáng tổng số) đậu nành Hạt đậu nành Việt Nam giống DT2010 nẩy mầm nhiệt độ 26, 28 30C thời gian 24, 36 48 Hàm lượng GABA xác định phân tích phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Hàm lượng axit phytic xác định phương pháp so màu Hàm lượng protein, lipid khoáng tổng số xác định phương pháp Kjeldahl, chiết với dung mơi n-hexan lị nung, tương ứng So với hạt chưa nẩy mẩm, hàm lượng GABA tăng 2,20 lần hạt nẩy mầm 30C/36 giờ, protein tăng khoảng 1,15 lần hạt nẩy mầm 28C/48 Ngược lại, so với hạt chưa nẩy mầm hàm lượng axit phytic giảm 25,30% hạt nẩy mầm 28C/48 giờ; hàm lượng lipid khoáng tổng số giảm tương ứng 39,52% 62,85% hạt nẩy mầm 30C/48 Kết từ nghiên cứu ứng dụng để sản xuất sản phẩm thực phẩm truyền thống từ đậu nành giàu chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe người Từ khóa: Đậu nành, nẩy mầm, thành phần hóa học, axit gamma-aminobutytric, axit phytic The Changes in Gamma-aminobutytric Acid, Phytic Acid Content and Other Compositions in Soybean During Germination ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effect of germination temperature and time on gammaaminobutyric acid (GABA), phytic acid (PA) and other compositions (protein, lipid and ash) The Vietnamese variety of soybean DT2010 was germintated at 26, 28 and 30C for 24, 36 and 48h GABA was analysed using high performance liquid chromatography (HPLC) Phytic acid was determined by the colorimetric method Protein, lipid and ash were analysed using Kjeldahl, extraction in n-hexan and incineration method, respectively GABA content increased by 2.2 times in the sample germinated at 30C/36h, meanwhile protein increased by 1.15 times in the samples germinated at 28C/48h, as compared to those in the ungerminated samples In contrast, phytic acid content decreased by 25.30% in the samples germinated at 28C/48h; lipid and ash content also decreased by 39.52% and 62.85%, respectively, in the samples germinated at 30C/48h, as compared to those in the ungerminated samples These results would be such a benefit for producing soybean derived food products for human health Keywords: Soybean, germination, soybean composition, gamma-aminobutytric acid, phytic acid ĐẶT VẤN ĐỀ Đậu nành (Glycine max (L.) Merrill) nhĂng trồng quan trọng giĆi (Wang & cs., 2015) v ht cỷa nũ ỵc s dýng rng rói ch bin thc phm bi vỡ hm lỵng protein v lipid cao (Saldivar & cs., 2011) Ngoài ra, đậu nành cịn chĀa nhiều thành phần khác có lĉi cho sĀc khúe ngỵi nhỵ isoflavone v axit gamma-aminobutyric (GABA) (Messina, 2014; Wang & cs., 2015) Tuy nhiên, đậu nành cüng chĀa số thành phần 445 Sự thay đổi hàm lượng axit gamma-aminobutyric, axit phytic số thành phần hóa học khác hạt đậu nành q trình ny mm phn dinh dỵng nhỵ axit phytic (PA), cht kháng trypsin hay enzyme lipoxygenase (Esteves & cs., 2010) GABA l mt axit amin phi protein cú cacbon ỵc tạo chû yếu phản Āng khā cacbon cûa axit L-glutamic bći enzyme glutamic axit decarboxylase (GAD, EC 4.1.1.15) (Trỵng Nht Trung & ng Th Anh o, 2016; Xu & Hu, 2014) GABA có nhiều lĉi ích đối vĆi sc khúe ngỵi v ng vt nhỵ lm gim huyết áp Āc chế xung dẫn truyền thần kinh h thng thn kinh trung ỵng (Trỵng Nht Trung & Đống Thð Anh Đào, 2016; Yoshimura & cs., 2010) Ngồi ra, cịn có tác dýng ngăn chặn hiệu cĄn đau giảm thiểu trạng thỏi cng thng v lo õu (Trỵng Nht Trung & Đống Thð Anh Đào, 2016), ngăn chặn bệnh cò liờn quan n rỵu (Oh & cs., 2003) v c ch s phỏt trin cỷa cỏc t bo ung thỵ (Oh & Oh, 2004) Th nhỵng, GABA ỵc tỡm thy tă nhiên có nguồn gốc động, thăc vật hay vi sinh vt vi hm lỵng rt thp, chng hn lỏ u nnh tỵi cha 5,16 g/g (Narayan & Nair, 1990) Một số nghiên cĀu cho trình ny mm cỏc enzyme cỷa ht ỵc to hoc ỵc hot húa v chỳng cú th thỷy phõn cỏc thnh phn nhỵ tinh bt v protein to cỏc thnh phn cú lỵng phõn t thp (Guo & cs., 2011) Các nghiên cĀu cho rằng, nẩy mầm l phỵng phỏp hiu qu lm tng hm lỵng cỏc cht dinh dỵng nhỵ axit amin, vitamin, isoflavone, tocopherol (Shi & cs., 2010) GABA đậu nành (Xu & Hu, 2014) đậu xanh (Truong & cs., 2017; Trỵng Nht Trung & ng Th Anh o, 2016) Quan trọng hĄn, trình nẩy mầm làm giảm đáng kể cỏc tỏc nhõn phn dinh dỵng nhỵ PA v hot tớnh cỷa hemagglutinine (Trỵng Nht Trung & ng Th Anh Đào, 2016) Să tích lüy GABA q trình nẩy mầm phý thuộc vào nhiệt độ thąi gian (Xu & Hu, 2014), iu kin khụng khớ v mụi trỵng nỵc ngõm ht trỵc ny mm (Truong & cs., 2017; Trỵng Nht Trung & ng Th Anh o, 2016) Tuy nhiên, nghiên cĀu să tác động cûa nhiệt độ thąi gian nẩy mầm đến să biến đổi đồng thąi GABA, PA 446 thành phần khác hạt đậu nành Việt Nam hạn chế Mýc đích cûa nghiên cĀu đánh giỏ nh hỵng cỷa nhit v thi gian ny mm n s tớch lỹy hm lỵng GABA v phõn hûy PA hạt đậu nành Ngoài ra, nghiên cĀu khảo sát să biến động cûa protein số thành phần khác trình nẩy mầm Kết cûa nghiên cĀu cĄ sć để sản xuất sản phẩm thăc phẩm có nguồn gốc đậu giu cht dinh dỵng cú li cho sc khúe ngỵi PHNG PHP NGHIấN CU 2.1 Nguyờn liu hóa chất Hạt đậu nành giống DT2010 thu hoạch vo vý xuõn nm 2019 ỵc mua ti Vin Di truyn Nụng nghip Vit Nam Cht chun GABA ỵc mua tÿ Hãng Sigma Aldrich (Missouri, Mỹ) Chất chuẩn axit phytic dng mui natri hydrate ỵc mua t Hóng Sigma Aldrich (Buchs, Thýy Sù) Cỏc húa cht thụng thỵng khỏc s dýng loại tinh khiết phân tích 2.2 Chuẩn bị mẫu ny mm Ht u nnh ỵc ngõm nỵc mỏy thụng thỵng nhit 36C 10 gi Nỵc ngâm cách đậu 20cm cĀ sau gią thay nỵc ln trỏnh s gõy hỵ húng bći vi khuẩn Sau loại bó hạt trờn mt nỵc hoc khụng cng mng, u nnh ỵc vt ra, sch bng nỵc thụng thỵng, rỏo ri cho vo ùa petri cũ lũt giy thm nỵc để nẩy mầm ć nhiệt độ 26, 28 30C tû ni cấy ć điều kiện khơng khí bỡnh thỵng Sau tng giai on 0, 24, 36 v 48 gi ny mm, u nnh ỵc ly mu phân tích GABA, PA, protein, lipid khống tổng số Cỏc mu ỵc bo qun -20C cho n phân tích 2.3 Xác định hàm lượng axit gammaaminobutyric 2.3.1 Chun b mu Hm lỵng GABA ỵc phõn tớch bng sc ký lúng hiu nng cao (HPLC) theo phỵng phỏp ỵc mụ t bi Wang & cs (2015) cú thay Nguyễn Đức Doan, Đinh Thị Tươi đổi để phù hĉp vĆi điều kiện cûa phịng thí nghiệm Cân xác khoảng 0,02g (± 0,001g) mẫu bột đậu nành nghiền nhó rây qua rây bột cho vào ống eppendorf ri cho thờm 1mL methanol (MeOH) 50% Mu ỵc lc vortex vòng 10 phút ly tâm vĆi tốc độ 12.000 vòng/phút 10 phút Sau gạn lấy dch, cn cũn li ỵc chit ln v tin hnh tỵng t nhỵ trờn Trn u hai dch thu ỵc vi ri bo qun -20C bỡnh tối phân tích Hút 0,5mL dðch mẫu tan giá vào ống eppendorf, thêm 0,5mL 2hydroxynaphthaldehyde 0,5%, 0,5mL đệm borat pH 8.0 Sau đun cách thûy 80C 10 phỳt, hn hp ỵc ngui bóng tối ly tâm vĆi tốc độ 1.2000 vũng/phỳt 10 phỳt 4C Dch thu ỵc cho vào ống đăng mẫu HPLC đem phân tích h thng HPLC Cỏc mu thớ nghim ỵc xỏc nh lặp lại lần Q trình chuyển hóa dẫn xuất GABA dung dch chun ỵc tin hnh tỵng t nhỵ trờn Cỏc dung dch chun cú nng 0,1074; 0,052; 0,026; 0,013 0,0065 mg/mL 2.3.2 Điều kiện sắc ký GABA ỵc phõn tớch trờn h thng UVHPLC (Agilent 1260 infinity LC, M) GABA ỵc tỏch bng cỏch s dýng ct XDB-C18 (4,6 ì 150mm, 5àm) v nhit ct 25C Pha ng bao gm nỵc tinh khit (dung môi A) acetonitrile (dung môi B), hai cha 0,1% axit formic vi chỵng trỡnh gradient nhỵ sau: 0-3 phút, 20-40% B; 3-10 phút, 40-60% B; 10-13 phút, 60-100% B; 13-15 phút, 100% B, 15-18 phút, 100-20% B 18-20 phút, 20% B Thể tích bĄm mẫu 20L Tc bm mL/phỳt GABA ỵc nhn bit bng detector UV bỵc súng 320nm 2.4 Xỏc nh hm lng axit phytic Hm lỵng PA ỵc phõn tớch theo mơ tả cûa Gao & cs (2007) cị thay đổi phù hĉp phù điều kiện phịng thí nghiệm Cân xác khoảng 0,5g mẫu (± 0,001g) nghiền nhó rây qua rây bột vào ống eppendorf 14mL, thêm 10mL axit HCl 2,4% vào ống lắc ć tốc độ 220 vòng/phút 16 gią Sau ly tâm ć tốc độ 1.000 vòng/phút ć 10C 20 phút, gạn lấy dðch cho vào ống ly tâm thêm 0,5g NaCl (độ tinh khiết 99,5%), lắc vortex ć 350 vòng/phút 20 phút cho tan hết muối, sau đò û mẫu ć -20C 20 phút Mẫu ỵc ly tõm vi tc 1.000 vũng/phỳt 20 phút ć 10℃ tách lấy dðch Lấy 1mL dch pha loóng vi 24mL nỵc ct siờu sch, sau đị lấy mL pha lỗng thêm mL dung dðch Wade (0,03% FeCl3 6H2O + 0,3% axit sulfosalicylic) cho vào ống eppendorf lắc Đem mẫu ly tâm vĆi tốc độ 1.000 vòng/phút 10 phút ć nhiệt độ 10C Các dung dðch chuẩn PA ỵc chun b bng cỏch pha natri phytate chun vi nỵc ct siờu sch t ỵc nng 0; 18,75; 37,5; 75; 150; 300 g/mL Mỗi dung dðch chuẩn ỵc thờm dung dch Wade v tin hnh tỵng t nhỵ trờn Mu phõn tớch v mu chun ỵc o hp thý bỵc súng 500nm bng mỏy quang phổ hấp thý phân tā (Shimazu UV 1800, Nhật Bản) Hm lỵng PA mu ỵc tớnh toỏn theo mụ tả cûa Latta & Eskin (1980) Các mẫu thí nghiệm ỵc xỏc nh lp li ln 2.5 Xỏc nh hm lng thnh phn húa hc Hm lỵng protein ỵc phõn tớch bng phỵng phỏp Kjeldahl theo tiờu chun Vit Nam TCVN 8125:2015 Hm lỵng khoỏng tng s ỵc xỏc nh bng phỵng phỏp nung theo tiờu chun Vit Nam TCVN 8124:2009 Hm lỵng lipid ỵc xỏc nh bng phỵng pháp chiết vĆi dung mơi n-hexan Theo đị, cân xác khoảng 0,2g (± 0,001g) mẫu sấy khô, nghiền nhó cho vào túi lọc sấy khơ đến khối lỵng khụng i v gp sn Sau chit lipid túi lọc đăng mẫu cách ngâm vĆi dung mụi n-hexan ngy iu kin bỡnh thỵng, túi lọc cho vào đïa petri để sấy ć 105C sau gi (quỏ trỡnh sy ỵc tin hnh n t lỵng khụng i) Hm lỵng lipid l s chờnh lch lỵng cỷa mu trỵc v sau chit so vi lỵng mu ban u Cỏc mu thớ nghim ỵc xỏc nh lp li lần (n = 3) 447 Sự thay đổi hàm lượng axit gamma-aminobutyric, axit phytic số thành phần hóa học khác hạt đậu nành trình nẩy mầm 2.6 Xử lý số liệu Să tác động cûa nhiệt độ thąi gian trình nẩy mầm đến să biến đổi GABA, PA thành phần húa hc ỵc x lý bng phỵng phỏp phõn tớch phỵng sai ANOVA hai nhõn t (two-way ANOVA) cũ tỵng tác Să khác giĂa số liệu trung bình cỷa cỏc yu t nghiờn cu s dýng phỵng phỏp phân tích Tukey KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian nẩy mầm đến hàm lượng axit gammaaminobutyric Să tác động cûa nhiệt v thi gian ny mm n hm lỵng GABA ht u nnh ỵc trỡnh by bng Có thể thấy nhiệt độ (P