2.3.1.1 Phân tích hóa lý
Bảng 2.1 Phân tích chỉ tiêu hóa lý đậu đen
Chỉ tiêu Phương pháp Đơn
vị
Kết quả
Độ ẩm TCVN 5613-91 %
Hàm lượng protein FAO 1986, 14/7, P.221 %
Hàm lượng đường tổng TCVN 4594:1988 %
Hàm lượng tro TCVN 7038-2002 %
Hàm hượng đường khử Phương pháp so màu (Miller,
1959) %
Tinh bột TCVN 4594:1988 %
Hàm lượng phenolic tổng Phương pháp so màu (Luque-Rodri
guez và cộng sự, 2007) mg/g 2.3.1.2 Phân tích vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí TCVN 4884 : 2005 E. coli AOAC 2005 (966.24) Tổng số bào tử nấm mốc TCVN 8275 - 2 : 2010 Coliform TCVN 4882 : 2007 Clostridium perfringens TCVN 4584 : 1998 Staphylococcus aureus TCVN 4830 - 1 : 2005
Bacillus cereus AOAC 2007 (980.31)
2.3.1.3 Xử lý số liệu
Các số liệu thu được sẽ được xử lý bằng các phần mềm như: Statgraphics Plus, Excel.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU
Thành phần phenolic của đậu đen trong quá trình nẩy mầm có tác dụng bảo vệ thần kinh và hoạt động chống ung thư, cải thiện tiêu hóa và hấp thu tại ruột và chống oxy hóa đối với cơ thể [11]. Hơn nữa trong đậu đen còn có rất nhiều chất dinh dưỡng như xơ hòa tan rất tốt cho quá trình tiêu hóa, hàm lượng khoáng, protein và hàm lượng đường cao.
Bảng 3.1 Kết quả phân tích chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu đậu đen
Chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả
Độ ẩm **
TCVN 5613-91 % 15,01
Hàm lượng protein ** FAO 1986, 14/7, P.221 % 23,41
Hàm lượng đường tổng ** TCVN 4594:1988 % 8,07
Hàm lượng tro ** TCVN 7038-2002 % 2,89
Hàm hượng đường khử Phương pháp so màu (Miller,
1959) % 1,2
Tinh bột** TCVN 4594:1988 % 48,1
Hàm lượng phenolic tổng* Phương pháp so màu (Luque-
Rodri guez và cộng sự, 2007) mg/g 0,0044
Ghi chú *: Phân tích tại PTN trường Đại học Lạc Hồng.
**: Kết quả phân tích tại phòng hóa nghiệm trung tâm công ty CPHH VEDAN.
Kết quả phân tích ở bảng 3.1 có hàm lượng protein 21,41%, đường tổng là 12,23%, tro 3,0% phù hợp với kết quả trong sách Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam của tác giả Đỗ Tất Lợi (2004), cho thấy đậu đen là một loại nguyên liệu giàu giá trị dinh dưỡng.
3.2 CÁC THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT
Thí nghiệm 1: Khảo sát phương pháp ngâm truyền thống
Thí nghiệm 1.1: Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu: nước ngâm ảnh hưởng đến hàm lượng phenolic.
Để khảo sát tỷ lệ nguyên liệu: nước đến hàm lượng phenolic chúng tôi tiến hành khảo sát trên 100g đậu, tỷ lệ nguyên liệu: nước là 1:1; 1:2; 1:3; 1:4; 1:5 ở nhiệt độ ngâm 30oC cùng một khoảng thời gian ngâm là 3 giờ, ủ 48 giờ và sấy ở 50oC hàm ẩm đạt 5%.Với tỷ lệ khác nhau cho hàm lượng phenolic khác nhau được trình bày cụ thể ở Bảng 3.2.
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát hàm lượng phenolic theo tỷ lệ nguyên liệu: nước
Nguyên liệu : nước 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5
Hàm lượng phenolic (mg/g) 0,0121a 0,0164b 0,0167c 0,0190d 0,0191d
Ghi chú:a, b, c, d (p < 0,05): khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức tin cậy 95%, kết quả trung bình 3 lần lặp lại.
Hình 3.1 Tỷ lệ nguyên liệu: nước ngâm ảnh hưởng đến hàm lượng phenolic Từ bảng 3.2 và biểu đồ hình 3.1 cho thấy hàm lượng phenolic trong mỗi tỷ lệ là khác nhau và tăng dần theo tỷ lệ nguyên liệu: nước vì đậu đen cần một lượng nước thích hợp để kích thích quá trình nẩy mầm, kích thích phôi hoạt động và nẩy mầm. Tuy nhiên chúng tôi thấy rằng ở tỷ lệ 1:4 cho hàm lượng phenolic 0,019 và ở tỷ lệ 1:5 cho hàm lượng phenolic 0,0191 có sự tăng hàm lượng phenolic nhưng sự gia tăng này không có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Do đó chúng tôi chọn tỷ lệ nguyên
liệu: nước là 1:4. Có thể giải thích rằng ở tỷ lệ 1:4 hạt đã ngậm đủ nước, năng lực nẩy mầm ở tỷ lệ này vừa đủ để kích thích hạt nẩy mầm.
Kết luận: Dựa vào bảng 3.2 và biểu đồ hình 3.1 cho thấy ở tỷ lệ nguyên liệu: nước (1:4) cho hàm lượng phenolic cao nhất (0,019mg/g).
Thí nghiệm 1.2: Khảo sát nhiệt độ và thời gian ngâm ảnh hưởng hàm lượng phenolic
Để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian ngâm đến hàm lượng phenolic chúng tôi tiến hành khảo sát trên 100g nguyên liệu ở tỷ lệ nguyên liệu: nước là 1:4, nhiệt độ ngâm 25oC; 30oC; 35oC; 40oC; 45oC, thời gian ngâm là 2 giờ; 3 giờ; 4 giờ; 5 giờ; 6 giờ, cố định thời gian ủ 48 giờ và sấy ở 50oC hàm ẩm đạt 5% cho hàm lượng phenolic khác nhau được trình bày cụ thể ở bảng 3.3, bảng 3.4 và bảng 3.5.
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm đến hàm lượng phenolic
Nhiệt độ (oC) Hàm lượng phenolic (mg/g)
25oC 0,0158a
30oC 0,0134b
35oC 0,0232c
40oC 0,0181ab
45oC 0,0177ab
Ghi chú: Với a, b, c (p < 0,05) khác biệt có ý nghĩa thống kê.
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm lượng phenolic
Thời gian (giờ) Hàm lượng phenolic (mg/g)
2 0,0155a
3 0,0198b
4 0,020b
5 0,0199b
6 0,0189b
Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian ngâm đến hàm lượng phenolic Nhiệt độ Thời gian Hàm lượng phenolic (mg/g) 25oC 30oC 35oC 40oC 45oC 2 giờ 0,0123 0,0143 0,0168 0,0169 0,0172 3 giờ 0,0155 0,0191 0,0268 0,0191 0,0185 4 giờ 0,0169 0,0208 0,0253 0,0187 0,0183 5 giờ 0,0171 0,0212 0,0251 0,0181 0,018 6 giờ 0,0172 0,0213 0,0221 0,0117 0,0165
Ghi chú: Kết quả trung bình 3 lần lặp lại
Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ngâm đến hàm lượng phenolic Dựa vào đồ thị hình 3.2 cho thấy hàm lượng phenolic thay đổi theo nhiệt độ và thời gian ngâm, nhiệt độ ngâm 35oC cùng thời gian 3 giờ cho hàm lượng phenolic cao nhất, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%.
Khi ngâm ở nhiệt độ 25oC và 30oC ở thời gian ngâm 1 đến 2 giờ, hàm ẩm của đậu chưa đạt để mọc mầm tối ưu, ngược lại khi ngâm ở 40 - 45oC sẽ ảnh hưởng đến phôi làm giảm khả năng nẩy mầm đồng thời giảm hàm lượng phenolic. Có thể giải thích là khi nhiệt độ tăng thì chuyển động các phân tử tăng, nước sẽ thẩm thấu nhanh vào bên trong tế bào làm tăng áp suất nội bào đến một nhiệt độ nhất định làm thành tế bào vỡ ra nên các chất dinh dưỡng bị thất thoát ra ngoài [8] đặc biệt là các phenolic tan được trong nước như anthocyanin, flavanol, flavonol, flavon, isoflavol [9] và các vitamin tan trong nước. Không nên ngâm thời gian quá dài vì sẽ làm hạt hút nước nhiều, độ ẩm của đậu quá cao sẽ dễ bị thối [3]. Qua bảng 3.3 và bảng 3.4
cho thấy ở nhiệt độ 35oC và thời gian ngâm 3 giờ cho hàm lượng phenolic cao nhất, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%.
Kết quả này phù hợp với kết quả của tác giả Lê Xuân Hiễu (2011) khi nghiên cứu sản xuất giá đậu nành,
Kết luận: Dựa vào hình 3.2 và hảng 3.5 chúng tôi chọn nhiệt độ ngâm là 35oC, thời gian ngâm là 3 giờ cho hàm lượng phenolic cao nhất (0,0268mg/g).
Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến hàm lượng phenolic
Thí nghiệm 2.1 Khảo sát công suất và thời gian ngâm đến hàm lượng phenolic
Để khảo sát công suất và thời gian ngâm chúng tôi tiến hành khảo sát trên 100g nguyên liệu các thông số tối ưu được lấy từ thí nghiệm trên với tỷ lệ nguyên liệu: nước là 1:4, nhiệt độ 35oC. Thông số cố định ủ 48 giờ và sấy ở 50oC hàm ẩm đạt 5% với công suất: 200W; 250W; 300W; 350W; 400W đồng thời tiến hành khảo sát thời gian: 1 phút; 3 phút; 5 phút; 7 phút; 9 phút. Hàm lượng phenolic khác nhau được trình bày cụ thể ở bảng 3.6, bảng 3.7 và bảng 3.8.
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng phenolic
Thời gian (phút) Hàm lượng phenolic (mg/g)
1 0,0514a
3 0,0748bc
5 0,0796c
7 0,0717bc
9 0,0642ab
Ghi chú: Với a, b, c (p < 0,05) khác biệt có ý nghĩa thống kê.
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của công suất đến hàm lượng phenolic
Công suất (W) Hàm lượng phenolic (mg/g)
200 0,0549a
250 0,0683a
300 0,0907b
350 0,0677a
400 0,0590a
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của công suất và thời gian đến hàm lượng phenolic Công suất (W) Thời gian (phút) Hàm lượng phenolic (mg/g) 200 250 300 350 400 1 0,0358 0,0678 0,0985 0,0817 0,0792 3 0,0416 0,0682 0,0980 0,0806 0,0754 5 0,0597 0,0801 0,1175 0,0756 0,0653 7 0,0670 0,080 0,0903 0,0645 0,0568 9 0,0530 0,0765 0,0878 0,0521 0,0445
Ghi chú: Kết quả trung bình 3 lần lặp lại
Hình 3.3 Ảnh hưởng của công suất và thời gian đến hàm lượng phenolic
Dựa vào đồ thị hình 3.3 cho thấy hàm lượng phenolic thay đổi theo công suất và thời gian ngâm, công suất 300W và thời gian ngâm 5 phút cho hàm lượng phenolic cao nhất, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%. Ở công suất (W) 200; 250; 300 cho hàm lượng phenolic tăng dần có thể giải thích rằng khi công suất lên 300W ứng với thời gian 5 phút đậu đã đạt được hàm ẩm tốt nhất cho quá trình nẩy mầm, tuy nhiên khi công suất lớn từ 350W; 400W và thời gian 7-9 phút hàm lượng phenolic giảm dần, ở công suất và thời gian này có tác động đến lớp vỏ đậu, các liên kết ở thành tế bào ở lớp vỏ đậu bị ảnh hưởng cơ học của sóng siêu âm làm chất dinh dưỡng và hợp chất phenolic hòa tan trong nước, khuếch tán ra môi trường gây giảm hàm lượng phenolic, ở điều kiện này tạo ra nhiều bọt khí tăng quá trình trao đổi chất trong tế bào sóng do đó tính thấm nước và thông khí của lớp vỏ tăng lên rất mạnh, hàm ẩm trong đậu quá cao gây cản trở quá trình mọc mầm [18].
Kết quả này phù hợp với kết quả của tác giả Thitiporn Machikowa (2013) khi nghiên cứu khả năng nẩy mầm của hạt hướng dương có sự ảnh hưởng của sóng siêu âm.
Kết luận: Dựa vào hình 3.3 và bảng 3.8 cho thấy ở công suất là 300W trong thời gian 5 phút cho hàm lượng phenolic cao nhất (0,1175mg/g).
Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian ủ đến hàm lượng phenolic
Thí nghiệm 3.1 Khảo sát thời gian ủ bằng phương pháp thông thường đến hàm lượng phenolic
Để khảo sát thời gian ủ đến hàm lượng phenolic chúng tôi tiến hành khảo sát trên 100g nguyên liệu ở tỷ lệ nguyên liệu: nước là 1:4, cùng một khoảng thời gian ngâm là 3 giờ, sấy ở 50oC hàm ẩm đạt 5% với thời gian ủ là 24 giờ; 36 giờ; 48 giờ; 60 giờ; 72 giờ, cho hàm lượng phenolic khác nhau được trình bày cụ thể ở bảng 3.9.
Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thời gian ủ bằng phương pháp thông thường đến hàm lượng phenolic
Thời gian ủ (giờ) 24 36 48 60 72
Hàm lượng phenolic (mg/g) 0,0165a 0,0185b 0,0263d 0,0272e 0,0243c
Ghi chú: a, b, c, d, e (p < 0,05): khác biệt có ý nghĩa. Kết quả trung bình 3 lần lặp lại.
Hình 3.4 Ảnh hưởng của thời gian ủ bằng phương pháp ngâm thông thường Hàm lượng phenolic thay đổi theo thời gian ủ, tại thời gian ủ 60 giờ cho hàm lượng phenolic cao nhất (0,0272mg/g) sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%.
Trong thời gian ủ từ 24-60 giờ hàm lượng phenolic tăng dần ứng với sự nẩy mầm của đậu, trong đậu đen có các hợp chất phenolic hòa tan và không hòa tan. Các hợp chất này ít bị thất thoát ra ngoài là nhờ liên kết polysacharide ở thành tế bào [30].
Theo Suchada Maisont (2011) giải thích rằng sự gia tăng hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm là do sự phân hủy các tế bào [21]. Ở 72 giờ hàm lượng phenolic giảm là do thời gian dài phenolic dễ dàng bị oxy hóa trong không khí và mầm lúc này chủ yếu tập trung chất dinh dưỡng để phát triển lá nên hàm lượng dinh dưỡng trong thời gian này không cao.
Kết quả này phù hợp với kết quả của tác giả Suchada Maisont (2011) khi nghiên cứu ảnh hưởng của nẩy mầm đến hàm lượng GABA, thành phần hóa học, tổng hàm lượng phenolic và khả năng chống oxy hóa của gạo Thái Waxy Paddy [21].
Kết luận: Dựa vào biểu đồ hình 3.4, tại thời gian ủ 60 giờ cho hàm lượng phenolic cao nhất là 0,0272mg/g.
Thí nghiệm 3.2 Khảo sát thời gian ủ với mẫu ngâm sóng siêu âm đến hàm lượng phenolic
Để khảo sát thời gian ủ đến hàm lượng phenolic chúng tôi tiến hành khảo sát trên 100g nguyên liệu ở tỷ lệ nguyên liệu: nước là 1:4, cùng một khoảng thời gian ngâm là 5 phút, công suất 300W, sấy ở 50oC hàm ẩm đạt 5% với thời gian ủ là 24 giờ; 36 giờ; 48 giờ; 60 giờ; 72 giờ cho hàm lượng phenolic khác nhau được trình bày cụ thể ở bảng 3.10.
Bảng 3.10 Ảnh hưởng của thời gian ủ với mẫu ngâm sóng siêu âm đến hàm lượng phenolic
Thời gian ủ (giờ) 24 36 48 60 72
Hàm lượng phenolic (mg/g) 0,0981c 0,1012d 0,1177e 0,0878b 0,0642a
Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian ủ với mẫu ngâm kết hợp sóng siêu âm Dựa vào bảng 3.10 và biểu đồ hình 3.5 cho thấy hàm lượng phenolic thay đổi theo thời gian ủ, tại thời gian ủ 48 giờ cho hàm lượng phenolic cao nhất (0,1177mg/g) sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%. Khi ủ với mẫu ngâm có hỗ trợ sóng siêu âm thì thời gian ủ được giảm xuống còn 48 giờ và tỷ lệ nẩy mầm cao hơn, kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Thitiporn Machikowa khi nghiên cứu ảnh hưởng của sóng siêu âm lên sự nẩy mầm của hạt hướng dương [22].
Kết luận: Tại thời gian ủ 48 giờ có hàm lượng phenolic cao nhất (0,1177mg/g), chọn thời gian ủ là 48 giờ.
Thí nghiệm 4: Khảo sát nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hàm lượng phenolic
Từ những thí nghiệm trước, chọn ra được thông số tối ưu cho thời gian ủ với phương pháp ngâm sóng siêu âm, hàm lượng phenolic cao nhất là 48 giờ và thời gian ủ với phương pháp ngâm thông thường, hàm lượng phenolic cao nhất ở 60 giờ. Chúng tối tiến hành sấy (phương pháp sấy đối lưu, tác nhân sấy là không khí nóng) với nhiệt độ sấy khác nhau: 50oC; 60oC; 70oC; 80oC; 90oC, cố định hàm ẩm đạt 5%.
Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian sấy bột đậu đen Nhiệt độ (oC) Thời gian (giờ)
50 ± 5 12,12
60 ± 5 9,14
70 ± 5 5,15
80 ± 5 4,09
90 ± 5 3,31
Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian sấy
Qua đồ thị hình 3.6 cho thấy nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến thời gian sấy, nhiệt độ càng cao thì thời gian càng giảm, khi nhiệt độ ở 50oC thì thời gian sấy rất dài là 12 giờ 12 phút, nhưng khi tăng nhiệt độ lên 90oC thì thời gian sấy giảm xuống còn 3 giờ 31 phút. Trong quá trình sấy do sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt nguyên liệu và môi trường xung quanh nên các phân tử nước trên bề mặt nguyên liệu bốc hơi và hàm ẩm ở tâm nguyên liệu cũng sẽ khuếch tán ra bên ngoài. Nhiệt độ càng cao thì quá trình thoát hàm ẩm ra môi trường bên ngoài càng nhanh [6].
Bảng 3.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng phenolic trong bột đậu đen
Nhiệt độ sấy (oC) 50 ± 5 60 ± 5 70 ± 5 80 ± 5 90 ± 5 Mẫu ngâm sóng siêu âm
(SSA) 0,1176
c 0,1200d 0,1423e 0,1065b 0,0918a Mẫu ngâm thông thường
(TT)
0,0270c 0,0285d 0,0307e 0,0260b 0,0246a
Hình 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng phenolic
Trong quá trình sấy hàm lượng phenolic thay đổi theo nhiệt độ sấy do hợp chất phenol dễ bị oxy hóa khử bởi vì chúng có chứa gốc pirocatesic hoặc gốc pirogalic nên dễ bị oxy hóa trong quá trình sấy [8].
Dựa vào bảng 3.12 và biểu đồ hình 3.7 cho thấy hàm lượng phenolic ở nhiệt độ sấy 70oC là cao nhất, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%, ở nhiệt độ 50 oC, 60 oC hàm lượng phenolic thấp hơn, có thể giải thích là ở 50oC thời gian sấy lên tới 12 giờ 12 phút nên các hợp chất phenolic bị oxy hóa dưới sự có mặt của oxy trong tác nhân sấy vì vậy thời gian sấy càng dài càng làm giảm hàm lượng phenol tổng [8]. Ở 90oC