đặc trưng nhất của các biến đổi hóa sinh trong khi nảy mầm là sự tăng ựột ngột hoạt ựộng thủy phân xảy ra trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng các polyme như tinh bột, protein, lipidẦ bị phân giải thành các monome như các ựường ựơn, acid amin, acid béoẦ phục vụ cho nảy mầm. Mức ựộ hoạt hóa của các enzyme thủy phân trong hạt phụ thuộc vào tắnh chất đặc trưng và thành phần hóa học của hạt.
1.3.1.1 Các chất dinh dưỡng và hoạt ựộng enzyme
* Tinh bột và hoạt ựộng của enzyme amylase
Với các loại hạt dự trữ chủ yếu là tinh bột, hoạt tắnh của enzyme α- amylase ựược tăng lên nhanh khi hạt phát ựộng sinh trưởng. Vào ngày thứ 8 sau nảy mầm, hạt dự trữ tinh bột có hoạt tắnh của enzyme này tăng lên 22 lần, trong khi đó ở hạt hướng dương chỉ tăng 4 lần (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006)[23].
Brian (2010)[38] cho rằng, hàm lượng enzyme catalase hoạt ựộng trong lá cao hơn các bộ phận khác, cho nên nó nảy mầm nhanh hơn trong điều kiện
bóng tối so với ngồi sáng. Trong q trình nảy mầm của hạt cỏ Linh Lăng, α- amylase hoạt ựộng giảm trong khi β-amylase lại tăng.
* Protein và hoạt ựộng của enzyme protease
Các hạt có thành phần dự trữ chủ yếu là protein như hạt đậu đỗ thì hoạt tắnh của enzyme protease tăng lên mạnh mẽ hơn các enzyme khác. Protein sẽ phân hủy thành các acid amin, sau đó sẽ đi tổng hợp nên các protein thứ cấp cấu tạo nên chất nguyên sinh của mầm non ựang sinh trưởng. Với các hạt nảy mầm trong bóng tối thì acid amin có thể kết hợp với NH3 ựể tạo nên các amid như asparagin, glutamin (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006)[23].
Theo tác giả Kumar và cs (2006)[80], ựã nghiên cứu sự thay ựổi enzyme lipoxygenase và các chất ức chế trypsin giảm dần trong quá trình nảy mầm của ựậu tương ở nhiệt ựộ khác nhaụ Tác giả Urbano và cs (2005a)[122], kết luận rằng hàm lượng protein và carbohydrate của hạt ựậu xanh tăng lên ựáng kể sau hai ngày nảy mầm. Hạt nảy mầm trong ánh sáng hay trong bóng tối khơng ảnh hưởng ựến giá trị dinh dưỡng.
Hàm lượng protein trong hạt nảy mầm cao hơn so với hạt chưa nảy mầm, hàm lượng chất khơ giảm; nhưng có sự gia tăng hàm lượng lysine, tryptophan và hàm lượng nitơ phi protein trong quá trình nảy mầm (Parameswaran và cs,1994)[93].
Theo nghiên cứu của Sung và cs (2005)[116], hàm lượng protein trong mầm lúa mạch tăng lên khi nhiệt ựộ tăng; hàm lượng protein, phytase ựạt tối ựa ở ngày thứ hai sau nảy mầm. Tác giả Rozan và cs (2001)[103], thắ nghiệm trên giống ựậu Lăng thu ựược kết quả: hàm lượng amino acid tăng lên ựáng kể sau khi nảy mầm, asparagin ựạt nồng ựộ cao nhất sau nảy mầm bốn ngàỵ
Theo Frias và cs (2005b)[58], có kết quả sau 4 ngày nảy mầm hàm lượng acid phytic bị giảm 50% khi xử lý nhiệt trên mầm cải củ và cải dầụ
Với các hạt chứa nhiều lipid như hạt lạc, vừng, hướng dương, cọ dầu Ầ thì hoạt tắnh của lipase chiếm ưu thế. Lipid ựược phân hủy thành các acid béo phục vụ cho việc khai thác năng lượng và xây dựng tế bào của cây con.
Theo tác giả Kim và cs (1993)[77], ựã xác ựịnh ựược nồng ựộ acid linolenic ựạt cao nhất là 52,1%; acid béo khơng bão hịa cao hơn 83% sau bảy ngày nảy mầm, so với hàm lương acid oleic là 36,8%, acid linoleic 38,1% và acid linolenic là 2,7% trong hạt giống. Tokiko và cs (2006)[120] cho rằng hàm lượng acid béo linolenic ựạt 23% trong mầm kiều mạch, 48% trong mầm ựậu tương, 47,7% trong mầm cỏ ba lá.
1.3.1.2 Chất khoáng
Nghiên cứu của Obizoba (1992)[92] cho rằng với hạt ựậu Bồ Câu khi nảy mầm tăng nồng độ khống chất, trừ phốt pho trong thời gian 48 giờ. Ngoài ra việc ngâm hạt ựậu cũng làm giảm lượng kẽm tới 49% và sau đó giảm tiếp trong q trình nảy mầm. Hàm lượng magie giảm 6% trong quá trình ngâm, giảm 20-28% trong quá trình nảy mầm. Hạt ựậu khi nảy mầm ựược 2 và 4 ngày ựã làm tăng hàm lượng kẽm từ 32,2 lên đến 88,6-108,0 ộg Zn/ngày và hàm lượng magie tăng từ 1,64 lên ựến 2,97-4,79 mg Mg/ngàỵ Mầm ựậu Hà Lan thu hoạch tốt nhất là 4 ngày sau gieo (Gloria và cs, 2006)[63].
Tác giả Hsu và cs (2008)[71] khi nghiên cứu hạt kiều mạch nảy mầm ựã thu ựược kết quả, hàm lượng Cu, Zn, Fe tăng; hàm lượng Se và Mn khơng thay đổị Theo nghiên cứu Urbano và cs (2006)[123], ngâm hạt làm giảm lượng Mg và Zn, so với hạt khơng ngâm. Ánh sáng khơng ảnh hưởng đến hàm lượng kẽm và magie trong mầm ựậu bốn ngày tuổi, nhưng ánh sáng làm tăng hoạt tắnh sinh học Zn và Mg trong thời gian nảy mầm từ hai ựến bốn ngàỵ
Việc tưới nước thường xuyên trong thời gian nảy mầm của ựậu xanh sẽ làm giảm hàm lượng sắt từ 9% ựến 21%, giảm hàm lượng kali tới 27% và hàm lượng ựồng tới 17% (Harmuth và cs,1987)[67].
1.3.1.3 Glucosinolate và khả năng kháng oxi hóa của glucosinolate
* Theo thời gian nảy mầm:
Hàm lượng glucosinolate cao nhất trong hạt giống và nó giảm dần khi nảy mầm. Trong mầm hạt họ hoa thập tự ở ngày thứ 3 có chứa hàm lượng glucoraphanine cao gấp từ 10-100 lần so với cây trưởng thành (Pereira và cs, 2002,[96]; Perez và cs, 2006,[97]).
Loài mù tạt ựều có chứa chất GLS, phenol, flavonoid và vitamin C. Các hợp chất này tồn tại trong hạt giống, rễ và trong mầm từ ba ựến bảy ngày tuổi (Martinez và cs, 2006,[85]; Bennett và cs, 2006,[36]). Một số hoạt chất có nguồn gốc thực vật có tác dụng bảo vệ sức khỏe con người được tìm thấy trong mầm có nồng độ cao hơn nhiều lần so với nồng ựộ khi cây trưởng thành (Harrison, 1994,[68]; Fernandez và cs, 2006,[53]).
Bellostas và cs (2007)[35], thấy rằng nồng ựộ GLS trong mầm cải bắp ựạt cao nhất ở ngày thứ 4 ựến ngày thứ 7 sau nảy mầm. Theo Fahey và cs (1997)[49] với loại mầm súp lơ xanh, hàm lượng chất chống ơxi hóa giảm theo cấp số nhân; trong đó hạt giống đạt mức tối đa và giảm dần trong thời gian 15 ngày cho ựến khi cây trưởng thành.
Nghiên cứu của Perez và cs (2011)[98] cho thấy lượng GLS tổng số trong hạt và mầm 3 ngày tuổi của súp lơ xanh giống Marathon là 1005 và 556 ộg/100g chất tươi, cịn ở giống Viola có hàm lượng GLS tổng số ở ngày thứ 7 và ngày thứ 14 là 235 và 208 ộg/100 g chất tươị Nghiên cứu của Santiago và cs, (2008)[105] cho rằng, trong thời gian 7 ngày hàm lượng các chất chống oxi hóa giảm.
* Theo giống và bộ phận sử dụng:
Mầm súp lơ xanh ựược coi là một nguồn sản sinh ra sulforaphane chủ yếu, với hàm lượng trên 105 ộg/100 g chất tươi và khoảng từ 40-171 ộg/100g chất khơ (Bertelli và cs, 1998,[37]; Nakagawa và cs, 2006,[91]; Perocco và cs, 2006,[99]).
Nghiên cứu của Martinez và cs (2008)[86], hàm lượng chất glucoraphanin trong hạt súp lơ xanh là 61 Ờ 77 ộmol/g chất khơ và glucoraphenin trong hạt cải củ là 63 Ờ 129 ộmol/g chất khơ, khả năng kháng oxi hóa của hạt súp lơ xanh đạt từ 64 Ờ 90 ộmol Trolox/g, hạt cải củ ựạt từ 103 Ờ 162 ộmol Trolox/g chất khơ.
Sử dụng hạt và mầm mù tạt trắng đều có lợi cho sức khỏe con người (Barillari và cs, 2005a,[33]; Barillari và cs, 2005b,[34]). Theo nghiên cứu của Tim và cs (2006)[118] hàm lượng glucosinolate tổng số ở hạt cao nhất và giảm dần trong quá trình nảy mầm, khi cây trưởng thành hàm lượng GLS rất thấp; các tác giả cũng khẳng ựịnh rằng những lồi rau mầm ở châu Á có tiềm năng chống ung thư cao nhất là cải củ trắng, cải củ Nhật (Daikon), súp lơ xanh, bạch giới dại, su hào và wasabị
Theo kết quả nghiên cứu của Tim và cs (2006)[118], cải củ có hàm lượng GLS trong hạt 389, trong mầm 7 ngày tuổi là 34 và trong cây trưởng thành là 1 ộmol/g chất tươi, trong khi đó ở cải củ Nhật (Daikon) là 376; 28 và 4 ộmol/g chất tươi, còn trong súp lơ xanh tương ứng là 390, 40 và 5 ộmol/g chất tươị
Hàm lượng các chất này cũng khác nhau giữa các bộ phận, trong đó lá mầm có lượng cao nhất, cịn rễ chứa thấp nhất (Santiago và cs, 2008)[105]. Hàm lượng GLS tổng số cao nhất ở lá mầm, cây mầm từ ngày thứ 4 ựến thứ 7 sau gieo (Bellostas và cs, 2007)[35]. Nghiên cứu của Rosa và cs (1996)[102], hàm lượng glucosinolate trong súp lơ xanh trưởng thành dao ựộng tùy thuộc cơ quan trong cây, ở những cơ quan chắnh có 52% glucoraphanin và 26% glucobrassicin; ở cụm hoa thứ cấp có 39% glucobrassicin và 36% glucoraphanin. Theo nghiên cứu của Pereira và cs (2002)[96], GLS ựạt cao nhất trong lá mầm và thấp nhất trong rễ mầm ở ngày thứ 11.
* Theo cách chế biến, bảo quản:
Ở nhiệt ựộ cao sẽ làm mất hoạt tắnh của các enzyme và chất xúc tác ựặc hiệu (ESP), mất cân bằng của sulforaphanẹ Hơn nữa, lượng sulforaphane có ựắnh thêm sulfur, chỉ chiếm khoảng 20% tổng số sulforaphane và rất dễ bị vô hiệu hóạ Các thành phần cịn lại khơng có đủ ngun tố sulfur hữu ắch, nên khơng có khả năng kháng bệnh. Khi ựun sơi có thể vơ hiệu hố hoạt động myrosinase, đây là enzyme chịu trách nhiệm chuyển hố glucosinolate thành isothiocyanate, khả năng chuyển ựổi từ glucosinolates thành isothiocyanate ựạt 10-20% so với sự chuyển hoá của các enzyme thực vật (Munday và cs, 2002,[89]; Lampe và cs, 2002,[81]; Ambrosone và cs, 2004,[31]).
Theo nghiên cứu của Lijiang và cs (2007)[84], khi luộc hàm lượng GLS mất ựi ở súp lơ xanh là 77%, súp lơ trắng là 75% và 65% ở bắp cải, còn khi rán, hấp hay nấu bằng lị vi sóng thì lượng GLS hao hụt khơng đáng kể.
Rau mầm bảo quản trong tủ lạnh chất GLS giảm khơng đáng kể, nhưng bảo quản ở nhiệt độ tự nhiên có thể giảm từ 9-26%, trong thời gian 7 ngàỵ Rau băm nhỏ cũng làm giảm hàm lượng GLS lên đến 75% sau 6 giờ, cịn khi luộc hoặc nấu canh làm giảm lượng GLS khoảng 90% (Song và cs, 2007)[114]
Hàm lượng glucosinolate trong mầm súp lơ xanh, cải củ trắng, cải củ Daikon giảm khơng đáng kể khi bảo quản ba tuần ở nhiệt ựộ 4oC, trong khi đó hàm lượng GLS ở mầm bạch giới dại bị giảm sau một tuần bảo quản (Tim và cs, 2006)[118].
* Theo nhiệt ựộ, ánh sáng và yếu tố khác:
Nghiên cứu của Engelen và cs (2006)[47] cho thấy nồng ựộ chất gluconasturtiin trong cải xoong tăng lên ựáng kể khi ựược sinh trưởng trong ựiều kiện nhiệt ựộ thấp, ánh sáng ngày dài và tiếp xúc với ánh sáng ựỏ. Tác giả Santiago và cs, (2008)[105] cho rằng mầm súp lơ xanh ựược trồng trong ánh sáng có nồng độ GLS cao hơn so với mầm được trồng trong bóng tối là 33%.
độ chất có nguồn gốc thực vật có lợi cho sức khỏe, tập trung chủ yếu là trong 3-5 ngày sau khi nảy mầm (Santiago và cs, 2008)[105].
Nhiệt độ khơng ảnh hưởng đến sự hình thành glucoraphenin ở rau mầm cải củ và cải củ Daikon (Tim và cs, 2006)[118], nhưng nhiệt ựộ lại ảnh hưởng ựến hàm lượng GLS trong mầm súp lơ xanh (Pereira và cs, 2002)[96].
Kết quả nghiên cứu của Kim và cs (2006)[76], cho rằng khi xử lắ chất methyl jasmonate hormone (MeJA) trên mầm cải củ (Raphanus sativus L.) ựã làm tăng hàm lượng phenol tổng số (TPC), isothiocyanate tổng số, tăng hoạt ựộng enzyme lyase amoniac phenylalanine (PAL) và enzyme myrosinase sau 24 giờ.
1.3.1.4 Vitamin C và khả năng kháng oxi hóa của vitamin C
* Theo thời gian và loại hạt nảy mầm:
Hàm lượng vitamin C thay ựổi ở các loại mầm ựậu khác nhau, trong đó cao nhất thuộc về giống ựậu tương ựạt 104 mg/100 g tươị Ngoài ra hàm lượng vitamin C trong cũng thay ựổi theo thời gian nảy mầm, trong đó giống ựậu tương ựạt giá trị cực ựại sau 6 ngày nảy mầm, cịn đậu Hà Lan sau 4 ngày nảy mầm, sau đó hàm lượng vitamin C lại giảm ở ngày thứ 5 sau nảy mầm (Finney, 1982)[57]
Tác giả Perez và cs (2011)[98], cho rằng vitamin C khơng có trong hạt, hàm lượng vitamin C ựược tổng hợp tăng dần trong quá trình nảy mầm. Hàm lượng vitamin C ở mầm súplơ xanh sau 14 ngày nảy mầm là 53 Ờ 64 mg/100g chất tươị
Tác giả Vale và cs (2010)[124], khi theo dõi sự nảy mầm của 3 giống cải xoăn Galega, Penca và súp lơ xanh, ở ba thời ựiểm 8 ngày, 15 và 16 ngày sau gieo cho thấy hàm lượng vitamin C ở cải Galega là 0,56; 1,14; 1,11 mg/ g chất tươi; ở giống Penca là 0,83;1,16; 1,27 mg/g chất tươi; còn súp lơ xanh là 0,95; 1,2; 1,26 mg/g chất tươị
thành có hàm lượng vitamin C từ 25,5 Ờ 82,3 mg/100g; tác giả Sikora và cs (2008)[110] thu ựược kết quả là vitamin C ở mầm súp lơ xanh là 66,4 mg/100 g, mầm cải xoăn là 107 mg/100g.
Tác giả Fernandez và cs (2008)[54], cho rằng hàm lượng vitamin C và E tăng, hoạt động glutathione giảm, cịn enzyme superoxide dismutase tăng lên 308% ở hạt ựậu mungo sau bảy ngày nảy mầm.
Hạt ựậu tương trong q trình nảy mầm có sự gia tăng hàm lượng acid amin tự do, hàm lượng vitamin C tăng xấp xỉ 200 lần so với hạt giống khơng nảy mầm; cịn thành phần acid phytic và chất ức chế trypsin thì giảm (Kim và cs, 1993)[77].
* Theo ựiều kiện ngoại cảnh:
Tác giả Finney (1982)[57], cho rằng mầm ựậu xanh ựạt hàm lượng vitamin C tới 63 Ờ 326 mg/100 g tươi trong điều kiện có ánh sáng, cịn ở điều kiện bóng tối hàm lượng này là 62 Ờ 190 mg/100 g tươị Tác giả Tạ Thu Cúc và cs (2007)[6], Lê Thị Khánh (2008)[12], Trần Văn Lài và cs (2002)[15], ựều cho rằng ánh sáng làm tăng hàm lượng vitamin C trong raụ
Tác giả Santiago (2008)[105], cho rằng mầm súp lơ xanh ựược trồng trong ánh sáng có nồng độ vitamin C cao hơn 83%, hàm lượng phenol 61% so với mầm ựược trồng trong bóng tốị Nồng độ các chất này cũng khác nhau giữa các bộ phận, trong đó lá mầm có lượng cao nhất, cịn rễ chứa thấp nhất. Ánh sáng làm tăng nồng độ chất có nguồn gốc thực vật có lợi cho sức khỏe, tập trung chủ yếu 3-5 ngày sau khi nảy mầm.
Gibberellin acid và acid β-indole acetic có tác dụng tắch cực đến sinh tổng hợp các vitamin C do đó trong q trình nảy mầm đậu tương, hàm lượng vitamin C tăng (Kim, 1998)[78]. Hiệu quả khi chiếu ánh sáng yếu (12 giờ của tia cực tắm và 12 giờ ánh sáng ựỏ), là gia tăng hàm lượng vitamin C và chất có nguồn gốc thực vật trong mầm ựậu tương (Xu và cs, 2005)[128]. Trong thời
gian nảy mầm từ ngày thứ 2 ựến ngày thứ 9 có sự gia tăng hàm lượng vitamin C, polyphenol, còn chất ức chế trypsin và acid phytic bị giảm.
1.3.1.5 Phenol và chất khô
Hạt ựậu nảy mầm tăng khả năng chống oxy hóa (Fernandez và cs, 2006)[53]. Theo tác giả Doblado và cs (2007)[45], khả năng chống oxy hóa trong hạt giống nảy mầm tăng khoảng 58-67% khi tăng áp suất.
Theo nghiên cứu của Wanasundara và cs (1999)[125], khi hạt lanh nảy mầm sau tám ngày, hàm lượng chất khô giảm 35%, lượng glucosides và linustati giảm khoảng 40-70%, hàm lượng chất ức chế trypsin giảm về mức thấp nhất.
Tác giả Mbithi và cs (2000)[87] cho rằng thời gian nảy mầm trên 48 giờ làm giảm ựáng kể hàm lượng chất khô trong hạt kê.