Mở đầu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Vật liệu phương pháp Chương 4: Kết quả và bàn luận Chương 5: Kết luận và đề xuất 2 CHƯƠNG II - TỔNG QUAN 1. Tổng quan về đậu đen 1. Tổng quan về nguồn gốc và giới thiệu chung về đậu đen Cây đậu đen có tên khoa học là Vigna cylindrical (L. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO), cây đậu đen thuộc nhóm cây họ đậu (Fabacaca) có nguồn gốc xuất phát từ dãy Andes ở Trung Mĩ cổ (Audu và cộng sự, 2013).
Đậu đen chứa lượng lớn thành phần dinh dưỡng bao gồm tinh bột, protein, chất xơ, khoáng chất, vitamin và các hợp chất hoạt tính sinh học, bao gồm cả phenolic (Ferreira và cộng sự, 2018). Đặc biệt, hàm lượng protein trong đậu đen nằm trong khoảng 20-25%, điều này khiến chúng trở thành một nguồn protein hấp dẫn để chiết xuất và biến đổi. Thành phần hóa học của đậu đen Các loại đậu thông thường được biết đến với hàm lượng protein và chất xơ cao, gần gấp đôi mức có trong ngũ cốc. Chúng cũng chứa nhiều chất hoạt tính sinh học được coi là thành phần không phải là chất dinh dưỡng của thực phẩm và những chất khác thường được gọi là yếu tố phản dinh dưỡng.
Đậu giàu tinh bột, là nguồn cung cấp protein quan trọng cũng như năng lượng và chất xơ. Chúng rẻ hơn khi so sánh với nguồn protein thực phẩm có nguồn gốc động vật. Các hợp chất phenolic, tocopherol, peptide, amino acid, chất xơ, acid béo không bão hòa, khoáng chất (Ca: 3g/kg; Fe: 40 mg/kg; Zn: 35mg/kg) trong số những thành phần hóa học của đậu, là những hợp chất quan trọng có thể cung cấp cho các hoạt động sinh học (Los và cộng sự, 2018). Nhiều nghiên cứu đã liên kết việc tiêu thụ đậu với cải thiện sức khỏe.
Giảm nguy cơ bệnh chuyển hóa và tim mạch, giảm mức cholesterol trong huyết thanh và tăng đường huyết, và ngăn ngừa đại tràng, vú và ung thư tuyến tiền liệt có thể liên quan đến một số chất phi dinh dưỡng từ đậu (Los và cộng sự, 2018). Protein Đậu đen cũng là một nguồn cung cấp protein dồi dào với hàm lượng protein trung bình từ 21,1 – 39,4%. Cây họ đậu có thể sản sinh ra nhiều protein vì nhìn chung chúng được nuôi dưỡng và hấp thụ tốt với nitơ, ngay cả trong đất có chứa các loại nitơ phi protein. Rễ cây họ đậu có khả năng hình thành các liên kết cộng sinh với các loài vi sinh vật cụ thể.
Sự cộng sinh này cho phép thực vật dễ dàng thu nhận nitơ trong khí quyển và sử dụng nó để tổng hợp các amino acid (Alain và cộng sự, 2013). Hàm lượng protein trong hạt họ đậu chịu sự chi 3 phối của cả kiểu gen và môi trường. Peptide được giải phóng trong cơ thể bằng cách thủy phân protein trong quá trình tiêu hóa ở đường tiêu hóa. Chúng cũng có thể được sản xuất bằng cách thủy phân protein có kiểm soát bằng cách sử dụng các enzyme hoặc vi sinh vật phân giải protein và bằng cách lên men.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng các peptide trong đậu có thể cung cấp chức năng kháng khuẩn, chống oxy hóa, chống huyết khối, hạ huyết áp. Các nghiên cứu in vivo và in vitro đã gợi ý rằng peptide có thể ức chế một số enzyme liên quan đến các bệnh mãn tính, như dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV), -amylase và -glucosidase, liên quan đến bệnh tiểu đường loại 2; men chuyển angiotensin (ACE), liên quan đến tăng huyết áp. Đặc tính sinh học quan trọng của peptide là ức chế ACE. ACE (men chuyển angiotensin I) là một loại men quan trọng để kiểm soát đường huyết áp.
Nó xúc tác quá trình chuyển đổi angiotensin I thành angiotensin II. Angiotensin II có trách nhiệm kép trong việc tăng huyết áp: hoạt động như một chất co mạch và làm suy giảm chất giãn mạch, được đặt tên là bradykinin, do đó góp phần làm tăng huyết áp. Ruiz-Ruiz và cộng sự đã chứng minh rằng hoạt tính ức chế men của đậu cao hơn khi trọng lượng phân tử của phần peptide thấp hơn. Các peptide có trọng lượng phân tử thấp hơn cũng thể hiện hoạt tính ức chế -amylase và chống oxy hóa tốt hơn các peptide có trọng lượng phân tử cao hơn.
Các peptide trong đậu cũng có thể liên quan đến việc kiểm soát bệnh tiểu đường loại 2 bằng cách ức chế DPP-IV và enzyme không hoạt động GIP (polypeptide insulinotropic phụ thuộc vào glucose) và GLP-1 (glucagon-like peptide-1). Các hormone này đóng một vai trò quan trọng trong việc cân bằng nội môi glucose, thúc đẩy quá trình làm rỗng dạ dày chậm lại và kiểm soát sự thèm ăn. Oseguera và cộng sự đã chứng minh rằng peptide trong đậu ức chế sự tích tụ lipid trong tế bào mỡ và góp phần kiểm soát sự hấp thụ glucose bằng cách kích thích tế bào tuyến tụy tiết insulin. Peptide đậu cũng có thể ngăn ngừa một số tình trạng như tăng đường huyết, bằng cách ngăn chặn các chất vận chuyển glucose (GLUT 2 và SGLT1) và tăng cholesterol máu, bằng cách ức chế Niemann-Pick C1 Like-1 (NPC1L1), một thụ thể cholesterol.
Mojica và cộng sự gần đây đã nghiên cứu ảnh hưởng của protein đậu đen và peptide đối với sự hấp thụ glucose trên chuột Wistar. Các tác giả đã chứng minh mức đường huyết sau ăn giảm 22,7– 47,7% trên chuột bị mắc bệnh tiểu đường (Los và cộng sự, 2018) 4 1. Tinh bột và chất xơ Các loại đậu thông thường là nguồn cung cấp chất xơ. Chúng có hàm lượng xơ gấp hai đến ba lần chất xơ trên 100g thực phẩm ăn được so với các mặt hàng chủ lực của chế độ ăn uống khác.
Tinh bột kháng, chất xơ và các sản phẩm lên men của đậu có liên quan đến việc bảo vệ đường tiêu hóa của con người, chủ yếu là ruột kết (Los và cộng sự, 2018). Tinh bột đậu có hàm lượng amylose cao hơn nếu so sánh với hầu hết các loại tinh bột thông thường và điều này ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa của nó. Khả năng tiêu hóa tinh bột cũng có thể bị ảnh hưởng bởi acid phytic, tannin và chất ức chế -amylase từ đậu. Demiate và cộng sự đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tiêu hóa in vitro của tinh bột từ các loại đậu khác nhau.
Hàm lượng amylose đã được báo cáo trong khoảng 27,0– 35,9%. Kết quả cho thấy sự khác nhau về khả năng tiêu hóa tinh bột giữa các loại đậu, đậu tây trắng có hàm lượng tinh bột kháng cao nhất (7,2%) trong khi đậu đỏ có hàm lượng tinh bột tiêu hóa nhanh thấp nhất (89,7%) (Los và cộng sự, 2018). Một lượng lớn carbohydrate (55–65%) tồn tại ở các loại đậu thông thường, chủ yếu là tinh bột và oligosaccharides. Một phần polysaccharide được tiêu hóa chậm và phần khác không được tiêu hóa, đó là tinh bột kháng và chất xơ, có thể được lên men trong ruột già.
Khi so sánh với ngũ cốc (ngô, lúa mì, gạo), đậu cho thấy lượng tinh bột kháng cao hơn đáng kể, có thể liên quan đến hàm lượng amylose, chiều dài chuỗi nhánh amylopectin, mức độ kết tinh và kích thước của hạt tinh bột. Bên cạnh đó, hàm lượng chất xơ cao cũng như các chất ức chế amylase và phytate cũng có thể góp phần làm giảm tốc độ và mức độ tiêu hóa tinh bột. Sự hiện diện của chất xơ và tỷ lệ tinh bột tiêu hóa chậm cao hơn nếu so sánh với các thực phẩm giàu carbohydrate khác góp phần làm cho chỉ số đường huyết của đậu thấp (Los và cộng sự, 2018). Các hợp chất phenolic Các hợp chất phenolic thường thấy trong đậu bao gồm flavonoid, anthocyanins, flavonols, flavanols, isoflavone, flavanones, proanthocyanidins và tannin, cũng như một loạt các acid phenolic.
Các hợp chất này có trong đậu ở dạng tự do, được chiết xuất chủ yếu bằng hỗn hợp dung môi ưa nước. Hơn nữa, các hợp chất này có thể ở dạng liên hợp không hòa tan, liên kết với oligosaccharide và peptide hòa tan (có thể được giải phóng khi thủy phân bằng kiềm) và dạng liên kết không hòa tan được ester hóa thành polysaccharides của thành tế bào. Hơn nữa, Chen và cộng sự đã chỉ ra rằng flavonoid chủ yếu được tìm thấy ở dạng tự do, trong khi acid phenolic ở dạng liên hợp và liên kết. Các tác giả cũng báo cáo sự thay đổi 5 từ 7 đến 59%, từ 28 đến 76%, và từ 8 đến 18% đối với phenolic tự do, liên hợp và liên kết, tương ứng theo các giống đậu.
Giusti và cộng sự xác định hàm lượng của các hợp chất phenolic và đã báo cáo là: acid gallic từ 3,1–7,1 mg/kg, acid chlorogenic từ 24–239,2 mg/kg, catechin từ 10–614,3 mg/kg, epicatechin từ 17,7–279,2 mg/kg, acid syringic từ 3,7–12,6 mg/kg, kaempferol-3-glucoside từ 24,5–1486,3 mg/kg, acid ferulic từ 1,7–21,5 mg/kg. Giữa tất cả các loại đậu được đánh giá chỉ trong đậu đen có anthocyanins trong thành phần của chúng (delphinidin 3,5-diglucoside và cyanidin-3-glucoside) tổng cộng là 649,5 mg/kg (Los và cộng sự, 2018). López và đồng nghiệp báo cáo rằng đậu đen thô có hàm lượng hợp chất phenolic cao nhất, tương ứng với anthocyanins. Tuy nhiên, sau khi đun sôi, người ta thấy giảm 68%, trong khi sau bảy ngày nảy mầm, tổng nồng độ anthocyanins tương tự như trong đậu thô.
Guajardo- Flores và cộng sự báo cáo rằng hàm lượng phenolic và hoạt tính chống oxy hóa trong hạt đậu đen nảy mầm cao hơn khi thu được vào ngày thứ ba của quá trình nảy mầm. Liver và cộng sự báo cáo rằng flavonoid và proanthocyanidins chiết xuất từ vỏ đậu cho thấy hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn cao, có thể là ứng cử viên tiềm năng làm chất bảo quản thực phẩm (Los và cộng sự, 2018). Acid béo và vitamin Hàm lượng chất béo trong đậu nằm ở khoảng từ 1,73 đến 1,98%, chúng có tỷ lệ acid béo không bão hòa cao, với acid linolenic và linoleic là acid béo chính (62–83% tổng số acid béo), tiếp theo là acid palmitic và oleic. Tỷ lệ cao acid béo không bão hòa trong đậu dẫn đến tỷ lệ omega-6/omega-3 đáng mơ ước với những lợi ích tiềm năng cho sức khỏe.
Phân tích tocopherol trong đậu cho thấy sự hiện diện độc quyền của -tocopherol, đóng góp vào hoạt động chống oxy hóa để bảo vệ các acid béo không bão hòa (Los và cộng sự, 2018). Yếu tố kháng dinh dưỡng Mặc dù có tiềm năng liên quan đến dinh dưỡng cho con người và động vật, đậu có một số yếu tố kháng dinh dưỡng bao gồm acid phytic, chất ức chế trypsin, lectin và một số oligosaccharide, ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa và sinh khả dụng của các chất dinh dưỡng và hạn chế tiêu thụ chúng. Raffinose, stachyose và verbascose là các hợp chất chính của oligosaccharides họ raffinose (RFO), Cùng với chất xơ, tinh bột kháng, oligosaccharide góp phần làm chậm quá trình giải phóng glucose vào máu, dẫn đến chỉ số đường huyết thấp hơn.