Đặt vấn đề Với sự phát triển của đất nƣớc, việc mở cửa giao lƣu kinh tế, văn hóa với các khu vực và các nƣớc trên thế giới đã góp phần nâng cao mức sống của ngƣời dân Việt Nam. Bên cạnh sự phát triển của công nghiệp, nhu cầu về thực phẩm cũng trở nên đa dạng hơn. Ban đầu con ngƣời chỉ cần ăn no mặc ấm, khi xã hội phát triển, mức sống ngày càng cao, thực phẩm phải đủ dinh dƣỡng, an toàn và tốt cho sức khỏe. Biết đƣợc điều này, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các hoạt chất sinh học có thể ngăn ngừa các bệnh phổ biến và hiếm gặp.
Đối tƣợng mục tiêu thƣờng là thực phẩm chúng ta ăn, tiếp xúc hoặc chế biến. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây lƣơng thực và các loại cây trồng, cây ăn quả. Đậu đen là loại cây ngắn ngày, dễ trồng, cho giá trị kinh tế cao. Y học cổ truyền cho rằng đậu đen tính bình, vị ngọt, có tác dụng thanh nhiệt giải độc, bổ thận, dƣỡng huyết, làm đẹp cơ thể.
Đậu đen không chỉ đƣợc biết đến là một loại thực phẩm bổ dƣỡng có tác dụng thanh nhiệt, giải độc mà còn là một trong những “viên đạn thần kỳ” giúp cải thiện thị lực, ăn kiêng và chăm sóc sức khỏe. Đậu đen chứa nhiều loại vitamin (A, B, C, PP), protein, carbohydrate, lipid và muối khoáng. Hàm lƣợng các axit amin thiết yếu trong đậu đen rất cao, bao gồm lysine, methionine, aspergillus, phenyline, alanin, valine, leucine… nên đậu đen đƣợc coi là một vị thuốc bổ. Ngoài ra, còn có một nhóm chất rất quan trọng làm cho vỏ đậu đen có màu đỏ tím gọi là anthocyanins, đây là nhóm chất có tác dụng chống oxy hóa tế bào rất cao, giúp nâng cao sức đề kháng cho cơ thể.
-Chống ung thƣ, kéo dài tuổi thọ, chống lão hóa tế bào. Nảy mầm là một quá trình sinh lý và trao đổi chất phức tạp. Khi hàm lƣợng nƣớc trong hạt ngâm tăng lên 25-30%, các enzym bắt đầu “thức giấc” và trở lại trạng thái hoạt động. Nhờ đó, các chất đại phân tử không hòa tan nhƣ tinh bột, protein, lipit… đƣợc phân giải thành các chất hòa tan nên cơ thể con ngƣời dễ dàng hấp thụ hơn các chất đã tạo thành.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc nảy mầm có thể làm tăng hoạt tính sinh học của các chất (Ghanem và cộng sự, 1999; 1 Ghavidej và cộng sự, 2007). Hiện nay, đậu đen đƣợc chế biến rộng rãi bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau từ thủ công đến hiện đại nhƣ làm giá đỗ, nấu chè, làm kẹo, làm thuốc. Tia cực tím (UV) là một phần của bức xạ mặt trời, nó là một phần của năng lƣợng mặt trời truyền đến trái đất. Tia cực tím với các bƣớc sóng khác nhau, chẳng hạn nhƣ UVC (100-280 nm) là sóng ngắn hoặc có tác dụng diệt khuẩn.
Vì là khu vực bức xạ năng lƣợng nhất nên tia UVC có nhiều khả năng gây hại cho mắt, da và vi sinh vật nhất (Haynes & William, 2011). Việc ứng dụng tia UVC để bảo quản thực phẩm đồng thời tăng sinh tổng hợp hoạt chất sinh học hoàn toàn có thể mang lại hiệu quả cao. Ngoài ra, ánh sáng UVC kích thích sinh tổng hợp resveratrol trong quá trình nảy mầm của hạt. Do vậy, làm tăng hàm lƣợng polyphenol, resveratrol trong quá trình nảy mầm của hạt sẽ giúp phần tăng giá trị sinh học của hạt (Younis et al.
Hiện nay các sản phẩm liên quan đến đậu đen nảy mầm vẫn chƣa đƣợc phổ biến và các nghiên cứu về đậu đen nảy mầm cũng nhƣ đậu đen chiếu tia UVC nảy mầm chƣa có nhiều. Vì vậy, xuất phát từ sự phát triển của ngành công nghệ thực phẩm, từ nhu cầu của ngƣời tiêu dùng, nhằm tạo ra những sản phẩm đa dạng, phong phú, mang lại giá trị tốt đẹp cho ngƣời sử dụng nên tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng của tia UVC đến quá trình nảy mầm của hạt đậu đen xanh lòng”.Mục đích và yêu cầu 1.Mục đích Xác định ảnh hƣởng của việc chiếu tia UVC đến sự biến đổi một số tính chất của hạt đậu đen trong quá trình nảy mầm.Yêu cầu - Xác định ảnh hƣởng của thời gian ủ và thời gian chiếu tia chiếu tia UVC đến sự thay đổi khối lƣợng hạt, tỷ lệ nảy mầm, kích thƣớc mầm. - Xác định ảnh hƣởng của thời gian ủ và thời gian chiếu tia chiếu tia UVC đến hàm lƣợng chất khô tổng số - Xác định ảnh hƣởng của thời gian ủ và thời gian chiếu tia UVC đến hàm lƣợng polyphenol tổng số. 2 - Xác định ảnh hƣởng của thời gian ủ và thời gian chiếu tia UVC đến khả năng kháng oxy hóa của đậu đen trong quá trình nảy mầm.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu về đậu đen 2. Đặc điểm thực vật học Cây đậu đen còn đƣợc gọi với cái tên nhƣ cây đỗ đen, hắc đại đậu,… Cây có tên khoa học là Vigna cylindrical Skeels (Dolichos catjang Burnf). Thuộc họ Ðậu - Fabaceae.
Cây đậu đen có lá mọc kép, màu xanh gồm có 3 lá chét mọc so le nhau và kèm theo các lá nhỏ. Thông thƣờng lá ở giữa có kích thƣớc to, dài hơn so với lá mọc ở hai bên. Đậu đen có hoa màu tím nhạt. Quả đậu tròn, dài và đƣợc tạo thành từ hai mảnh vỏ ghép lại.
Cây đậu đen (Nguồn: Tracuuduoclieu.vn) Cây đậu đen có nguồn gốc từ Châu Phi. Sau đó cây đƣợc nhân giống rộng rãi sang khu vực Trung Á, Ấn Độ và các nƣớc của Châu Á. Ngày nay, cây đƣợc trồng nhiều ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới nhƣ Châu Phi, Châu Á, Nam Mỹ, Hoa Kỳ và Việt Nam. Ðậu đen đƣợc trồng nhiều ở miền Bắc thời gian sinh trƣởng từ 80-90 ngày, là cây trồng ngắn ngày và đem lại thu nhập tốt cho ngƣời dân.
Hạt của loại cây này có vỏ đen, nhân trắng hoặc xanh (đậu đen xanh lòng). Trong đó loại xanh lòng có nhiều chất dinh dƣỡng hơn, dùng làm thuốc sẽ tốt hơn. 4 Cây đậu đen thuộc dạng cây thân thảo ngắn ngày, mọc liên tục quanh năm, thƣờng đứng, có khi leo: - Thân: Cao 50-100 cm, phân nhiều cành toàn thân không có lông. - Lá: Lá kép gồm 3 lá chét, mọc so le với nhau, có các lá kèm nhỏ.
Lá chét giữa to và dài hơn các lá chét ở bên. - Hoa: Chùm hoa thƣờng dài từ 20-30cm và có hoa màu tím nhạt. - Quả: Quả giáp dài, đƣờng kính tròn, dài tầm 7- 13cm, chứa từ 8-10 hạt xếp dọc trong quả. - Hạt: Có vỏ màu đen và nhân trắng hoặc xanh.
Khi thu hoạch những quả già sẽ đƣợc hái trƣớc đem về phơi khô, tách vỏ lấy hạt đen bên trong. Đây là phần có giá trị dinh dƣỡng cao nên rất đƣợc ƣa chuộng và sử dụng rộng rãi trong ẩm thực. Quả đậu đen phơi khô (Nguồn: Thuocdantoc. Thành phần hóa học 2.
Giá trị dinh dưỡng Bảng 2. Thành phần dinh dƣỡng trong 100g hạt đậu đen Thành phần dinh dƣỡng trong 100g hạt đậu đen Thành phần Hàm lƣợng Năng lƣợng 325 kcal Đạm 24,2g Tinh bột 53,3g Tro 2,8g Canxi 56 mg Sắt 6,1 mg Nƣớc 13,6g Chất béo 1,7g Chất xơ 4g Cholesterol 0 Photpho 354 mg Natri 0 Carotin 30 mcg Vitamin C 3 mg Vitamin PP 1,8 g Vitamin A 0 Vitamin B1 53 mg (15%) Vitamin B2 0,475 mg (23%) (Theo bảng thành phần dinh dƣỡng thực phẩm Việt Nam của Bộ Y tế) Hàm lƣợng các amino acid cần thiết trong đậu đen cũng rất cao. Trong 100g đậu đen có 0,97g lysine; 0,31g methionine; 0,31g tryptophane; 1,1g phenylanine, 1,09g alanine; 0,97g valine; 1,26g leucine; 1,11g isoleucine; 1,72g arginine và 0,75g histidine (Theo bảng thành phần dinh dƣỡng thực phẩm Việt Nam của Bộ Y tế). 6 Ngoài ra, còn có một nhóm rất quan trọng tạo màu sắc đỏ tím cho lớp vỏ ngoài của đậu đen gọi là anthocyanin, đây là nhóm chất có tác dụng kháng oxy hóa tế bào rất cao, giúp tăng cƣờng sức đề kháng cho cơ thể, chống ung thƣ, kéo dài tuổi thọ, chống lão hóa tế bào.
Các hoạt chất sinh học Polyphenol Đậu đen chứa nhiều polyphenol. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng các hợp chất phenolic chủ yếu đƣợc hình thành trong lớp vỏ hạt của hạt đậu hơn là trong lá mầm. Hàm lƣợng của hợp chất phenolic là khoảng 145 mg/g và chiếm khoảng 11% tổng số hạt. Dựa trên cấu trúc hóa học, chúng là một nhóm rất đa dạng, từ các phân tử đơn giản nhƣ phenolic acid đến các polyme phức tạp nhƣ tannin và lignin.
Màu sắc của vỏ hạt dựa trên sự hiện diện của các polyphenol bao gồm anthocyanin, flavonols glucoside và tannin cô đặc (Ganesan and Xu, 2017). Anthocyanin Anthocyanin là chất chống oxy hóa rất tốt, ngoài ra nó còn có thể thúc đẩy xúc tiến thận đào thải ra độc tố, có công dụng rõ rệt trong việc bổ thận, ích hậu hoạt huyết, mạnh gân khỏe xƣơng cốt và an thần sáng mắt. Cấu tạo là những glucoside do gốc đƣờng glucose, galactose. kết hợp với các gốc aglucon có màu (anthocyanidin).
Màu sắc của anthocyanin luôn phụ thuộc vào pH, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trƣờng. Thông thƣờng, khi pH < 7 các anthocyanin có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh. Ở pH = 1 các anthocyanin thƣờng ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4÷5 chúng có thể chuyển về dạng base cacbinol hay base chalcon không màu, ở pH = 7÷8 lại về dạng base quinoidal anhydro màu xanh. Anthocyanin có bƣớc sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bƣớc sóng 510 ÷ 540 nm.
Anthocyanin là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý nhƣ: khả năng chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thƣ; có tác dụng chống các tia phóng xạ. 7 Phytic acid Phytic acid là este phosphate của inositol, có công thức phân tử là myo- inositol 1,2,3,4,5,6 hexakispphotphat (IP6) là thành phần chính của phosphor (P) trong thực vật, đƣợc tích lũy trong hạt và túi phấn. Phytic acid tạo phức với những ion kim loại nhƣ: canxi (Ca), kẽm (Zn), sắt (Fe), magie (Mg) hay tạo phức với protein thành hợp chất gọi là phytin hay phytate. Phytic acid là một chất kiềm mạnh, đặc biệt là nhƣng cation đa hóa trị hơn là các cation đơn hóa trị (Graf, 1986).