CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu hạnh nhân 1.1 Giới thiệu chung Hạnh nhân là một loài thuộc chi Prunus và Amygdalus (họ Rosaceae, phân họ Prunoideae) [1]. Hạnh nhân là một trong những cây ăn hạt được trồng lâu đời nhất trên thế giới và là cây ăn quả chính ở các nước khô hạn [2]. Hạnh nhân là một trong những loại cây lấy hạt có nguồn gốc từ vùng núi khô cằn của Trung Á, từ khu vực đó nó được nhân giống và phổ biến sang các khu vực lân cận. Loại hạt này được nhân rộng ra trong thời cổ đại dọc theo bờ biển Địa Trung Hải vào phía Bắc và phía Nam Châu Âu và gần đây nhất là California Hoa Kỳ [3].
Khu vực sản xuất hạnh nhân chính trên thế giới là thung lũng trung tâm của California chiếm khoảng 50% sản lượng trên thế giới. Năm 2003, sản lượng hạnh nhân trên toàn thế giới vượt quá 1679 nghìn tấn, trong đó 741 nghìn tấn ở California. Các khu vực sản xuất hạnh nhân chính thứ hai là các nước Châu Âu giáp biển Địa Trung Hải, bao gồm Tây Ban Nha (quốc gia đứng thứ hai sau Hoa Kỳ với 197 nghìn tấn trong năm 2003), Ý (91 nghìn tấn), Hy Lạp (40 nghìn tấn). Cuối cùng là các khu vự trong Trung và Tây Nam Á gồm Syria (139 nhìn tấn), Iran (109 nghìn tấn) và Thổ Nhĩ Kỳ (38 nghìn tấn) [1] [3].
3 Hình TỔNG QUAN.1 Hạt hạnh nhân 1.2 Đặc điểm của hạnh nhân Hạnh nhân thuộc cây thân gỗ với chiều cao phát triển đến 10m. Thân cây ó đường kính lớn đến 30cm. Cành cây non có màu xanh rồi chuyển sang màu tím dưới sự tác động của ánh sáng mặt trời và cuối cùng chuyển sang màu xám từ năm thứ hai phát triển. Lá dài khoảng 7- 13cm và có mép răng cưa với cuống lá dài 2.
Cây hạnh nhân phát triển ở vùng khí hậu khô và nóng nhưng cũng có những nhu cầu nhất định về khí hậu lạnh, đó là lí do vì sao nó không thể trồng được ở vùng khí hậu nhiệt đới. Do thực tế nó nở hoa rất sớm so với các cây ăn quả khác, nó có thể bị ảnh hưởng bởi sương, khí hậu lạnh trong giai đoạn này và đây là yếu tố hạn chế chính khi trồng cây hạnh nhân [4] [5]. Hoa hạnh nhân có màu hồng nhạt hoặc màu trắng, đường kính 3-5cm, 5 cánh và thường nở vào mùa xuân. Nhiệt độ quá thấp hay các điều kiện thời tiết bất lợi khác (mưa, gió) xảy ra thường xuyên trong thời gian nở hoa cũng có thể làm ảnh hưởng đến năng suất [6].
Để hạn chế điều đó và góp phần làm tăng năng suất ta có thể can thiệp bằng cách sử dụng công trùng để thụ phấn, chủ yếu là ong mật [7]. Quả hạnh nhân cứng, dài 3.5-6cm, chiều rộng 1.4cm, bên ngoài hạt có hình bầu dục, không đối xứng, dẹt nhọn ở một đầu và tròn ở đầu còn lại, kích thước to hơn quả mơ và được bao phủ bên ngoài lớp da dày màu nâu xám, lớp vỏ này có tác dụng bảo vệ chúng khỏi các tác động của môi trường và trong quá trình thu hoạch. Bên trong chính là hạt mà chúng ta 4 thường ăn. Hạt hạnh nhân rất dễ hỏng dù tác động nhỏ cũng có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng của nó [8].
Hình TỔNG QUAN.2 Cấu tạo hạt hạnh nhân Hạnh nhân thường sẽ có loại ngọt và loại đắng, hạnh nhân ngọt là loại mà hiện nay đang được sử dụng để chế biến món ăn, các sản phẩm thực phẩm; hạnh nhân đắng là loại không sử dụng được, vị đắng là do sự hiện diện của glucoside amygdalin mà sau khi hạnh nhân bị tỏn thương cơ học được chuyển hóa thành axit prussic (hydrogen cyanide) và việc sử dụng một lượng nhỏ hạnh nhân đắng cũng có thể gây nguy hại cho con người đôi khi có thể dẫn đến tử vong [9].3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của hạnh nhân Trong hạt hạnh nhân có chứa 53.17% protein, độ ẩm từ 4. Hai acid béo là oleic va linoleic chiếm hơn 90% tổng số lipid của hạnh nhân [10]. Thành phần chất béo trong hạnh nhân được đặc trưng bởi một lượng lớn chất béo không bão hòa đơn và acid béo không bão hòa đa, chúng chiếm khoảng 80-90% gồm acid béo không bão hào đơn (MUFA, 60%) và acid béo không bão hòa đa (PUFA, 30%) [11] trong khi các acid béo bão hòa như palmitic và stearic chỉ chiếm lượng thấp khoảng 10% [12]. Ngoài ra trong hạnh nhân còn chứa 19.5% magiê, đồng 16%, phốt pho 13.
Hạnh nhân được biết đến là loại hạt có nguồn cung cấp protein dồi dào, acid béo không bão hòa đơn, chất xơ (chất xơ không hòa tan/hòa tan với tỷ lệ 4:1), vitamin E, riboflavin và khoáng chất thiết yếu (mangan, magie, đồng, photpho) [13] [14]. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của hạnh nhân được thể hiện ở Bảng 1.1 Bảng TỔNG QUAN.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạnh [13] 5 Thành phần Đơn vị Khối lượng Năng lượng kcal 578 Nước g 5.8 Chất khoáng Canxi mg 248 Sắt mg 4.3 Magie mg 275 Photpho mg 474 Kali mg 728 Natri mg 1 Kẽm mg 3.8 Vitamin Thiamine (B1) mg 0.93 6 Pantothenic acid (B5) mg 0.13 Folate (B9) μg 29 Vitamin A IU 5 Vitamin E α-Tocophero mg 25.25 Lipid Chất béo bão hòa g 3.88 Chất béo không bão hòa đơn g 32.16 Chất béo không bão hòa đa g 12.21 Phytosterols mg 120 Hạnh nhân là một nguồn acid amin đáng kể, là khối cấu tạo nên protein. Một số acid amin thiết yếu như leucine, phenylalanine, tyrosine … và một số acid amin không thiết yếu cũng có trong hạnh nhân như glutamic, arginine, aspartic. Arginine là tiền chất của oxit nitric (NO), có liên quan gián tiếp đến nhiều hoạt tính sinh học với chất chống oxy hóa, chống kết tập tiểu cầu [15].
Protein có trong hạnh nhân được công nhận là có hàm lượng arginine cao và có khả năng tiêu hóa tốt [13]. Acid aspartic, leucine và glutamic là nhóm acid chính có trong hạnh nhân. Bảng TỔNG QUAN.2 Hàm lượng acid amin thiết yếu trong 100g hạnh nhân [16] Acid amin Đơn vị Khối lượng 7 Isoleucine g 0.132 Bảng TỔNG QUAN.3 Amino acid không thiết yếu trong 100g hạnh nhân [17] Amino acid Đơn vị Hàm lượng Arginine mg 2095 Histidine mg 483 Alanine mg 689 Aspartic mg 1695 Glutamic mg 4232 Glycine mg 938 Proline mg 715 Serine mg 578 Một số chất chống oxy hóa tổng hợp đặc biệt có trong hạnh nhân như: isorhamnetin, quercetin, catechin, epicatechin, naringenin, cyadin, delphinidin, 3-O-rutinoside, morin, isorhamnetin 3-O-glucoside, acid caffeic, acid ferulic, acid coumaric, acid protocatechuic 8 và acid vanillic góp phần mang lại những lợi ích về sức khỏe của hạnh nhân đối với con người. Polyphenol có trong hạnh nhân là một nhân tố có thể ảnh hưởng đến chất lượng, đặt tính của hạt và thời hạn sử dụng.
Trong số các polyphenol, chiếm hầu hết là tannin, flavonoid và proanthocyanidin chúng dao động từ 61-62mg/100g hạnh nhân. Acid phenolic, lignans, isoflavone và stilbenes được xác định với lượng ít hơn từ 0.5mg/100g hạnh nhân. Proanthocyanidins trong hạnh nhân chủ yếu đặc trưng bởi loại B liên kết interflavan (với liên kết cacbon ở vị trí C4 đến C6 hoặc C4 đến C8) [18]. Hạnh nhân là loại giàu proanthocyanidin gồm các đồng phân liên kết loại B (Procyanidin B1, B2, B3, B5, B7) và loại A [19].
Trong số các tannin có thể thủy phân, ellagitanin, gallotannin và acid ellagic được xác định trong hạnh nhân với hàm lượng dao động từ 53-57, 20-34mg/100g [20, 21]. Hydrolysable tannis Lignans Polyphenols Proanthocyanidins Flavonoids Stilbene Phenolic acids Hình TỔNG QUAN.3 Polyphenols chính trong hạnh nhân Các loại flavonoid khác nhau trong hạnh nhân gồm flavonol, anthocyanidin (cyanidin), isoflavones, flavonones và flavan-3-ols. Trong số các flavan-3-ols thì catethin, epicatechin, dihydrokaempferol là những phân tử phong phú nhất, nằm trong khoảng từ 20-40mg/100g hạnh nhân, ngoài ra còn có một lượng nhỏ dihydroquercetin, gallocatechin gallate, epicatechin gallate và epicatechin glycoside [18, 22]. Loại flavonoid chính và quan trọng trong hạnh nhân là flavonols, isorhamnetin và các dẫn xuất của nó cũng là một hợp chất phong phú, tiếp theo là kaempferol, quercetin và các dẫn xuất của chúng.
Naringenin và các 9 dẫn xuất 7-O-glucoside của nó chính là flavanones được xác định trong hạnh nhân nguyên hạt với trọng lượng 3mg/100g, trong khi eridicytol-7-O-glucoside chỉ có ở vỏ hạnh nhân. Ngoài ra, trong hạnh nhân còn có một số acid phenolic và andehit khác nhau như acid hydroxybenzoic, acid protocatechuic, acid vanilic, acid ferulic, acid sinapic [23, 24]. Hàm lượng chất béo và protein trong hạnh nhân là trọng tâm khai thác và rất được quan tâm trong ngành công nghiệp sản xuất lương thực thực phẩm. Ngoài ra, thành phần trong chất béo và các chất chống oxy hóa cũng ảnh hưởng đến thời hạn sử dụng của hạnh nhân.
Sự có mặt của tocopherol do hoạt động của các chất chống oxy hóa trong hạnh nhân chính là nguồn cung cấp vitamin E và cũng tránh hoặc làm giảm quá trình hư hỏng của hạnh nhân [25, 26]. Lượng protein được khuyến nghị tiêu thụ hằng ngày đối với trẻ em nằm trong khoảng từ 23-36g và cho người lớn là 44-56g [27], như vậy hạnh nhân có thể cung cấp được lượng protein theo yêu cầu của trẻ em. Ngoài ý nghĩa về mặt dinh dưỡng của protein như một nguồn cung cấp acid amin thì chúng cũng giữ nhiều vai trò khác nhau ở đặc tính cảm quan của thực phẩm.4 Công dụng của hạnh nhân Hạt hạnh nhân là loại hạt giàu chất dinh dưỡng được đánh giá cao vì có thành phần lipid phù hợp và hàm lượng vitamin E, polyphenol cao. Hạnh nhân chủ yếu được sử dụng nguyên hạt mà không cần loại bỏ vỏ, nhưng cũng có thể được chần và bóc vỏ sau đó được chế biến thành đồ uống hoặc các món bánh kẹo, sản xuất sữa hạnh nhân, dầu hạnh nhân hay bột hạnh nhân [2] Hạnh nhân có thể được rang khô, sau đó ướp muối và nhiều loại gia vị khác nhau để tạo thành món ăn vặt thơm ngon, giàu chất dinh dưỡng, nó cũng có thể kết hợp với socola, cắt nhỏ thành nhiều hình dạng khác nhau trong sản xuất bánh kẹo hoặc được nghiền thành bột sử dụng trong chế biến thực phẩm [28].
Trong số các acid béo của hạnh nhân, acid oleic làm giảm mức cholesterol trong máu, acid linoleic giúp ngăn chặn sự co thắt của mạch máu, acid linoleic và acid linolenic có tác dụng làm giảm mức độ lipid và glyceride trong máu, hạn chế tăng huyết áp. So với hạt phỉ chứa 83.1% hàm lượng chất béo không bão hòa đơn (MUFA) cao nhất thì hạnh nhân chứa đến 60% nên cũng được xem là loại thực phẩm giàu MUFA. Chế độ ăn nhiều MUFA được khuyến nghị hơn chế độ ăn kiêng không chất béo vì nó làm giảm nồng độ chất béo trung tính trong huyết tương và tăng lượng cholesterol HDL (những cholesterol có lợi), giảm nguy cơ mắc bệnh tim [29].