CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Khái niệm Gạo đen là loại gạo thuộc giống Oryza sativa L. “GẠO ĐEN” là loại gạo có màu tím đậm hoặc đen nhưng khi nấu chín sẽ chuyển sang màu đỏ tía hoặc tím. Lớp vỏ bên ngoài của gạo này là màu đen nhờ sắc tố Anthocyanin, một chất chống oxi hóa.
Loại gạo này được bán dưới dạng “chưa xay xát”, với lớp vỏ ngoài nguyên vẹn. Cho đến ngày nay, không dễ dàng có thể mua được gạo đen; loại gạo này rất đáng giá và được người dân châu Á quan tâm đặc biệt trong nhiều thế kỷ và xu hướng tiêu thụ ngày càng cao ở Châu Âu, Bắc Mỹ Hình 1.1 Gạo đen Ngoài ra trong gạo đen còn có rất nhiều vitamin E giúp tăng cường hệ thống miễn dịch, giàu chất xơ, chất sắt và các vitamin thiết yếu, đặc biệt hàm lượng đường trong gạo đen thấp người tiểu đường dùng có thể ổn định lượng đường trong máu. Theo kết quả nghiên cứu của TS. Zhimin Xu thuộc đại học bang Louisana, Mỹ.
Ông nói rằng trong một muỗng canh gạo đen chứa nhiều chất dinh dưỡng tốt cho sức khỏe hơn bất cứ “siêu thực phẩm” nào, bởi một muỗng gạo đen chứa nhiều chất chống oxy hóa (Anthocyanin) hơn một muỗng canh trái việt quất. Nguồn gốc của gạo đen hữu cơ 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà Bảng 1. Thành phần hóa học của gạo đen.
Thành phần Tỷ lệ % Nước 14 Protein 8,2 Lipid 1,5 Glucid 74,9 Acid hữu cơ 0,6 Tro 0,8 Gạo đen là loại gạo đặc biệt được sử dụng nhiều và tìm thấy ở các nước châu Á. Trung Quốc là nước có nhiều giống lúa đen hơn hết, tiếp theo Sri Lanka, Indonesia, India, Philippines, Bangladesh và Việt Nam. Gạo đen thường tìm thấy ở loại phôi nhủ đục sáp của các nhóm indica và japonica. Ở Việt Nam, gạo tím hay đen được dùng làm thuốc và cho tín ngưỡng, chỉ được trồng ở các vùng núi, dưới dạng gạo tẻ hoặc nếp.
Gạo đen hữu cơ được sản xuất từ phương pháp “canh tác hữu cơ”. Lúa được trồng theo phương pháp canh tác hữu cơ, không sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ…, có sự kiểm soát, tác động của khoa học kỹ thuật, công nghệ sinh học, sản phẩm được chế biến và đóng gói theo quy trình kép. Canh tác hữu cơ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng gạo đen hữu cơ, đảm bảo an toàn sức khỏa cho người tiêu dùng và thân thiện với môi trường. Công dụng của gạo đen hữu cơ Trong gạo đen chứa nhiều Anthocyanin, đây là hợp chất chống oxy hóa giúp cơ thể chống lại nhiều bệnh.
Nó giúp cơ thể giảm nguy cơ đau tim bằng cách ngăn chặn sự tích tụ mảng bám trong động mạch. Ngoài ra nó giúp trung hòa những thiệt hại của các gốc tự do, ngăn ngừa một số dạng ung thư, hỗ trợ giảm cholesterol trong máu. 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà Gạo đen chứa nhiều chất xơ gấp 5,9 lần rau cần tây giúp làm giảm nồng độ cholesterol, kiểm soát hệ thống tiêu hóa.
Đối với người suy nhược cơ thể, chất xơ này có tác dụng kích thích tiêu hóa, tăng hấp thu. Đối với người muốn giảm cân, chất xơ làm giảm cảm giác đói vì vậy nhanh chóng đạt hiệu quả cần thiết. Ngoài ra chất xơ có khả năng chống béo phì, ngừa ung thư ruột kết và rất tốt cho bệnh nhân đái tháo đường. Trong gạo đen hữu cơ chứa selenium gấp 3,3 lần lòng đỏ trứng.
Selenium là nguyên tố vi lượng chống oxy hóa mạnh, giúp khử các gốc tự do có trong cơ thể, giúp ngăn ngừa sự phá hủy tế bào, đặc biệt là tế bào gan, tốt cho người uống rượu bia thường xuyên, người có vấn đề về gan như viêm gan và xơ gan, ngăn ngừa ung thư. Gạo hữu cơ đen chứa nhiều chất sắt, chất sắc là một phần của tế bào máu, nếu cơ thể thiếu sắt sẽ dẫn đến thiếu máu. Trong gạo đen hữu cơ cung cấp chất sắt cao hơn 70% so với gạo lức và gấp 1,7 lần thịt bò, do đó gạo đen hữu cơ rất thích hợp cho những phụ nữ thiếu máu sau khi sinh và những người cần bổ sung chất sắt tự nhiên. Trong gạo đen hữu cơ còn có hàm lượng mangan (gấp 1,54 lần gạo lứt).
Mangan có tác dụng giúp giải phóng năng lượng từ protein, carbonhydrate, hỗ trợ hệ thống miễn dịch và điều hòa hàm lượng đường trong máu. Gạo đen hữu cơ có hàm lượng kẽm gấp 1,7 lần thịt trai. Kẽm tham gia vào thành phần của hơn 80 loại enzym điển hình như peptidase, đóng vai trò quan trọng cho quá trình tiêu hóa protein , phòng chống ung thư đường tiêu hóa, tắng cường hệ thống miễn dịch. Ngoài ra trong gạo đen hữu cơ còn chứa các thành phần dinh dưỡng: các amino acid, các nhóm acid béo Omega-3 và Omega-6, hơn 120 chất chống oxy hóa (acylated steryl glucoside, gama Aminobutyric) tác động mạnh mẽ lên gốc tự do.
Đặc biệt trong gạo đen hữu cơ có chỉ số đường huyết từ thấp đến trung bình (< 58) nên rất thích hợp cho người tiểu đường. Giới thiệu 6 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, thuộc Flavonoid, là họ màu phổ biến nhất tồn tại ở thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một số loại hoa, quả, hạt như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ… Thuật ngữ Anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó Anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos - nghĩa là hoa và Kysanesos - nghĩa là màu xanh. Tuy nhiên, không chỉ có màu xanh, Anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực rỡ khác như hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian.
Các Anthocyanissn khi mất hết nhóm đường được gọi là Anthocyanidin hay aglycon. Mỗi Anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đường và các acid khác tại các vị trí khác nhau. Vì thế lượng Anthocyanin lớn hơn Anthocyanidin từ 15-20 lần. Chúng được sử dụng làm phụ gia thực phẩm với ký hiệu là E613.
Sự phân bố của Anthocyanin. Anthocyanin tập trung ở những cây hạt kín và những loài ra hoa, phần lớn nằm ở hoa và quả, ngoài ra cũng có ở lá và rễ. Trong những loại thưc vật này, Anthocyanin được tìm thấy chủ yếu ở các lớp tế bào nằm bên ngoài như biểu bì. Các hợp chất Anthocyanin xuất hiện rộng rãi trong khoảng ít nhất 27 họ, 73 loài và trong vô số giống thực vật sử dụng làm thực vật (Bridle và Timberiake, 1996).
Các họ thực vật như vitaceae (nho) và rosaceae (cherry, dâu tây, mâm xôi, táo.) là các nguồn Anthocyanin chủ yếu. Bên cạnh đó còn có các họ thực vật khác như solanceae (cà tím), saxifragaceae (quả lý đỏ và đen), ericaceae (quả việt quất) và brassicaceae (bắp cải tím). Các loại Anthocyanin phổ biến nhất là các glucoside của cyanidin, kế đến là pelargonidin, peonidin và delphinidin, sau đó petuidin và maldivin. Số lượng các 3-glucoside nhiều gấp 2,5 lần các 3,5-glucoside.
Loại Anthocyanin hay gặp nhất chính là Cyanidin-3-glucoside. 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà Bảng 1. Bảng các Anthocyanin có nguồn gốc thực vật Tên thực vật Tên thông thường Loại Anthocyanin Allium cepa Củ hành tím Cy-3-glucoside, 3-galactoside, 3- diglucoside và 3-laminarriobiosidc, Pn-3- glucoside Brassica Bắp cải tím (red Cy-3-sophoroside-5-glucoside cacyl hóa oleraea cabbage) với malonoyl, p-coumaroyl, di- p- coumarol,feruloyl, diferuloyl, sinapoyl và disinapoyl Fragaria spp Dâu tây Pg và Cy-3-glucoside (strawberry) Glycine Đậu nành (vỏ) Cy và Dp-3-glucoside maxima Hibicus Hoa bụt dấm Cy, Pn, mono- và biosides sabdariffa L Raphanus Củ cải đỏ (rễ) Pg và Cy-3-sophoroside-5-glucoside acyl sativus hóa với p-coumaroyl, feruloyl, caffeoyl.
Vitis spp Nho Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và diglucoside; dạng tự do và dạng acyl hóa Cy = cyanidin, Pg= pelagorindin, Pn= peonidin, Dp= delphinidin, Pt = petunidin, Mv= malvidin. Cấu trúc hóa học của Anthocyanin Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khă năng hòa tan trong nước và chứa các không bào. Về bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất glycoside của các dẫn xuất polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà hoặc muối flavylium.
Cho đến nay, người ta xác định được 18 loại aglycon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là pelargonidin, cyanidin, delphinidin, petunidin và maldivin. Một số Anthocyanin phổ biến Anthocyanin Anthocyanidin Đường Có ở cây Pelargonin Pelargonidin 2 glucose Cúc tây Cianin Cynanindin 2 glucose Hoa hồng Ceraxinanin Cynanindin Glucose, galactose Quả mận Prunixianin Cynanindin Ramnoza, glucose Việt quất Idain Cyrinhindin 2 glucose Cẩm quỳ Delfin Peonidin 2 glucose Mẫu đơn Malvin Enidin glucose Nho Peonin Hirsutidin 2 glucose Anh thảo Trong tự nhiên, Anthocyanin rất hiếm gặp khi ở trạng thái tự do (không bị glycoside hóa). Nhóm tự do ở vị trí C-3 làm cho phân tử anthocyanidin trở nên không ổn định và làm giảm khả năng hòa tan của nó so với các Anthocyanin tương ứng. Vì vậy, sự glycosyl hóa luôn diễn ra, đầu tiên ở vị trí nhóm 3-hydroxy.
Nếu có thêm một phân tử đường sữa, vị trí tiếp theo bị glycosyl hóa thường gặp nhất là ở C-5. Ngoài ra, sự glycosyl hóa còn có thể gặp ở các vị trí C-7, C-3’, C-5’. Loại đường phổ biến nhất là glucose, ngoài ra cũng có một vài monosaccharide (như galactose, rammose, arabinose), các loại disaccharide (chủ yếu là rutinose, sabubiose hay sophorose) hoặc trisaccharide tham gia và quá trình glycosyl hóa. 9 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.
Nguyễn Lệ Hà Bảng 1.4 Các nhóm Anthocyanin hiện có Anthocyanin R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Màu sắc E- number Apigeninidin -H -OH -H -H -OH -H -OH Cam Aurantinidin -H -OH -H -OH -OH -OH -OH Cam Capensinidin -OCH3 -OH - -OH - -H -OH Xanh-đỏ OCH3 OCH3 Cyanidin -OH -OH -H -OH -OH -H -OH Đỏ sậm E163a Delphinidin -OH -OH -OH -OH -OH -H -OH Tím, E163b xanh Europinidin -OCH3 -OH -OH -OH - -H -OH Xanh- OCH3 đỏ Hirsutidin -OCH3 -OH - -OH -OH -H - Xanh- OCH3 OCH3 đỏ. Luteolinidin -OH -OH -H -H -OH -H -OH Cam Pelargonidin -H -OH -H -OH -OH -H -OH Cam, đỏ E163d cam Malvidin -OCH3 -OH - -OH -OH -H -OH Tím E163c OCH3 Peonidin -OCH3 -OH -H -OH -OH -H -OH Đỏ sậm. E163e Petunidin -OH -OH - -OH -OH -H -OH Tím E163f OCH3 Pulchellidin -OH -OH -OH -OH - -H -OH Xanh- OCH3 đỏ. 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.
Nguyễn Lệ Hà Rosinidin -OCH3 -OH -H -OH -OH -H - Đỏ OCH3 Triacetidin -OH -OH -OH -H -OH -H -OH Đỏ Hình 1.2 Cấu trúc phổ biến của Anthocyanin (intechopen.com/books/the-mediterranean-genetic-code-grapevine-and- olive/production-of-anthocyanins-in-grape-cell-cultures-a-potential-source-of- raw-material-for-pharmaceuti) Sự methoxyl hóa các Anthocyanin và các glucoside tương ứng diễn ra thông thường nhất là ở vị trí C-3’, và C-5’, cũng có thể gặp ở vị trí C-5 và C-7.
