MỞ ĐẦU 1. Đặt vấnđề Tỏi (Allium sativum L.) là loại thực vật thân thảo họ bách hợp, có nguồn gốc từ sa mạc Kirgirs. Vào khoảng 3000 năm trước công nguyên, đã được người Ai Cập cổ đem về trồng, sau đó lan truyền sang nhiều khu vực và quốc gia ở phương Đông và phương Tây[10]. Từ lâu, tỏi đã được sử dụng rộng rãi làm gia vị và thuốc dân gian.
Bằng nhiều nghiên cứu cho thấy tỏi đen có khả năng giảm cholesterol vì vậy chúng được sử dụng như một vị thuốc thảo dược được cả thế giới quan tâm [9]. Các tác dụng có lợi của tỏi và các hợp chất của tỏi đã được báo cáo là có hoạt tính sinh học đa dạng như hạ cholesterol, kháng khuẩn, chống đông máu, chống hạ huyết áp và tác dụng chống tăng lipid máu, điều hòa nồng độ lipid máu, chống ung thư, giải độc chì và thủy ngân, chống oxy hóa, chống bệnh tiểu đường, tỏi còn có tác dụng bảo vệ tim và nhiều tác dụng sinh học khác [34]. Tỏi đen (Black Garlic) là sản phẩm lên men từ tỏi tươi ở điều kiện nhiệt độ dao động từ 50-70°C và độ ẩm 75% trong thời gian khoảng một tháng. Sản phẩm tỏi đen thu được có cấu trúc dẻo, màu đen, mùi khó chịu ít đi, có hương vị trái cây sấy [25].
Các nghiên cứu khẳng định tỏi đen có nhiều tác dụng vượt trội so với tỏi tươi, như: Chống oxy hóa, kích thích miễn dịch, ức chế tế bào ung thư. đồng thời các hoạt tính trong tỏi đen cao gấp 10 lần tỏi trắng [27]. Vì vậy, sản phẩm tỏi đen đã và đang được sử dụng phổ biến trong ngành Công nghệ thực phẩm và Dược phẩm ở Nhật Bản, Hàn Quốc. Ở Việt Nam, Học viện Quân Y đã lên men thành công tỏi đen từ nguồn tỏi Lý Sơn.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sản phẩm tỏi đen Lý Sơn tạo ra có hàm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh cải thiện đáng kể so với tỏi thường, đặc biệt là S-allyl-L- cysteine [2]. Dịch chiết tỏi đen không có độc tính và có tác dụng chống oxy hóa, bảo vệ cơ quan tạo máu trên chuột bị chiếu xạ tốt hơn tỏi tươi [5]. c 2 Cao Bằng là tỉnh miền núi nằm ở phía Đồng Bắc Việt Nam có diện tích đất nông nghiệp 669072 km2 nơi đây xuất hiện nhiều loài dược lý có giá trị như: Lan kim toán, tam thất,…, cây tỏi. Tỏi trên cánh đồng Đồng Mu là sản phẩm nổi tiếng của tỉnh Cao Bằng tuy nhiên người dân trên địa bàn chủ yếu sử dụng làm gia vị hàng ngày, một số ít sử dụng chữa cảm, chữa ho khiến cho cây tỏi trên địa bàn chưa thực sự mang lại hiệu quả kinh tế cho người sản xuất.
Để nâng cao giá trị hàng hóa và giá trị kinh tế góp phần tạo ra vùng tỏi chuyên canh, chúng tôi đã tiến hành nghiêncứu quy trình sản xuất tỏi đen từ giống tỏi bản địa Đồng Mu. Mục đích và yêu cầu của đềtài: 1. Mục đích nghiêncứu - Nghiên cứu thành công quy trình sản xuất tỏi đen từ giống tỏi bản địa ĐồngMu. - Giới thiệu quy trình lên men, công dụng quý, cách sử dụng tỏi đen đến người tiêu dùng cũng như người nông dân tỉnh CaoBằng.
- Phân tích một số hoạt chất có trong tỏiđen. - Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất tỏiđen. Yêu cầu nghiêncứu - Xác định chỉ tiêu nguyên liệu tỏi Đồng Mu để sản xuất tỏiđen. - Nghiên cứu lựa chọn loại phụ gia bổ sung trước lênmen.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến chất lượng tỏi lênmen. - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng tỏiđen. - Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng tỏiđen. - Hoàn thiện quy trình và tính toán sơ bộ giá thành sảnphẩm.
Ý nghĩa khoa học và thựctiễn 1. Ý nghĩa khoa học của đềtài - Lên men tạo được tỏiđen. - Thúc đẩy việc nghiên cứu tạo ra sản phẩmmới. - Là cơ sở khoa học cho việc khai thác, sử dụng nguồn nguyên liệu một cách kinh tếnhất.
c 3 - Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dữ liệu khoa học về ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ lên men, thời gian ngâm bia đến khả năng chuyển hóa các hoạt chất có trongtỏi. Ý nghĩa thực tiễn của đềtài - Khai thác tiềm năng kinh tế của tỏi tươi, đáp ứng nhu cầu thị trường về thực phẩm và dượcliệu. - Là cơ sở dữ liệu khoa học cho các nghiên cứu saunày. c 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về câytỏi 2. Phân loại thựcvật Tên khoa học: Allium sativum L. Tên gọi khác của một số nước: Ninniku (Nhật), Đại toán (Trung Quốc), Ai (Pháp), Garlic (Anh).1 Phân loại khoa học của tỏi Loài (Species) Alium sativum Chi (Genus) Alium Tông (Tribus) Alliaea Phân họ (Subfamillia) Allioideae Họ (Faminnia) Alliceae Bộ (Ordo) Asparagales Giới (Regnum) Plantae (Nguồn: https://vi.org/wiki/Tỏi) Mô tả cây: Cây tỏi có lá dẹp, dài 40-60 cm, rộng 1,2 cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp, mỗi nách lá có một chồi nhỏ sau này chồi nhỏ sau này sẽ phát triển thành một tép tỏi. Có cuống hoa mọc trục tiếp từ củ tỏi.
Hoa tỏi rộng ra hình lán, có củ tán giả trông giống hình cầu. Hoa tụ thành nhóm, tán ở chót trục dài, màu trắng hay màu hồng, hình cầu, có cầu hành ở nách lá hoa, hoa xanh, có đốm đỏ, tiểu nhụy không thò ra ngoài, hoa nở vào mùa hè. Tỏi có củ nằm phía dưới mặt đất, củ chia thành nhiều tép nhỏ, từng tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ. Củ tỏi màu trắng nhạt, có mùi hăng, vị cay, có tính nóng[9].
Tỏi là một loài thực vật thuộc họ hành, nghĩa là có họ hàng với hành tây,hành c 5 ta, hành tím, tỏi tâyvà cũng được con người sử dụng làm gia vị, thuốc, rau như những loài họ hàng của nó.1 Hình ảnh cây tỏi (Nguồn: Medical Botany, 1793,của William WilliamWoodville) - Thuhái: Thời gian trồng: 125-140 ngày. Thời vụ: Trồng 25/9- 5/10. Thu hoạch tháng 1-2 năm sau. Sản lượng và tiêuthụ 2.
Thành phần dinh dưỡng trongtỏi Phần hay được sử dụng nhất của cả cây tỏi là củ tỏi,củ tỏi có nhiều tép. Từng tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ. Tỏi sinh trưởng tốt trong môi trường nóng và ẩm. Nếu muốn bảo quản tỏi dùng trong nấu nướng, cần cất tỏi ở chỗ khô ráo thì sẽ không mọc mầm.
Khi nấu nướng cần bỏ lớp vỏ bảo vệ và vứt bỏ phần mầm tỏi thường màu xanh có thể nằm sâu trong tép tỏi. Tỏi được cho là có tính chất kháng sinh và tăng khả năng phòng ngừa ung thư, chống huyết áp cao, mỡ máu ở con người. Tuy nhiên cần bóc vỏ tỏi và để trong không khi một lát rồi ăn sống thì sẽ có hiệu quả chống ung thư cao hơn.2: Giá trị dinh dƣỡng cho mỗi 100g (3,5 oz) Năng lƣợng 623 kJ (149 kcal) Cacbohydrate 33,06g Đường 1,00g Chất xơ thực phẩm 2,1g Chất béo 0,5g Protein 6,39g Vitamin A equiv (B- carotene) 5,0µg Thiamin (Vitamin B1) 0,2mg Riboflavin (Vitamin B2) 0,11mg Niacin ( Vitaminn B3) 0,7mg Axit Pantothenic ( Vitamin B5 ) 0,596mg Vitamin B6 1,235mg Folate ( Vitaminn B9) 3µg Vitamin C 31,2 mg Canxi 181mg Sắt 1,7 mg Magie 25 mg Mangan 1,672 mg Phospho 153 mg Kali 401 mg Natri 17 mg Kẽm 1,16 mg Selen 14,2µg (Nguồn: Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng USA) c 7 Thành phần chính của tỏi thường có các hợp chất như là allicin, liallyl sulfide, ajoene, axit amin tự nhiên, khoáng chất selenium, SAC, diallyl disulfide và diallyl trisulfide …tuy nhiên allicin, liallyl sulfide, ajoene là ba hợp chất chính. Theo các nhà khoa học hiện nay, đã phát hiện ra allicin hoạt chất mạnh nhất và quan trọng nhất của tỏi.
Allicin là một chất kháng sinh tự nhiên rất mạnh, mạnh hơn cả penicillin [24]. Allicin là hoạt chất mạnh nhất và quan trọng nhất của tỏi. Tuy nhiên, khi được cắt mỏng hoặc đập dập và dưới sự xúc tác của phân hoá tố anilaza, chất aliin có sẳn trong tỏi biến thành allicin. Do đó, càng cắt nhỏ hoặc càng giã nát củ tỏi, hoạt tính càng cao.
Khi giã nát củ tỏi - một phản ứng cực mạnh, tức thì giữa alliin và allinase sản sinh ra allicin - Allicin là một chất không bền, khi tiếp xúc với không khí sẽ được chuyển hóa thành diallyl disulfide, vinydithiin, afoene, là những chất có tác dụng dược lý (allicin là chất gây mùi tỏi tươi khi băm thái). Bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp người ta đã xác định được hàm lượng allicin trong tép tỏi tươi sau khi giã nát một phút đã đạt 63%. Nhưng sau 30 phút tiếp xúc với không khí chỉ còn 39% (vì đã chuyển hóa thành các chất nói trên). Trong môi trường hơi kiềm (pH = 8) phản ứng triệt để nhất.
Trong môi trường hơi axit (pH = 5) phản ứng chậm 50 lần.Tỏi tươi nguyên tép và tỏi đã làm chín không có mùi và không có tác dụng dược lý nêu trên[31]. Một ký tỏi có thể cho ra từ 1 đến 2 gam allicin. Allicin dễ biến chất sau khi được sản xuất ra. Càng để lâu, càng mất bớt hoạt tính.
Đun nấu sẽ đẩy nhanh quá trình mất chất này. Đun qua lò vi sóng sẽ phá huỷ hoàn toàn chất allicin [42]. Nước tỏi pha loãng 125.000 lần vẫn có dấu hiệu ức chế nhiều loại vi trùng gram âm và gram dương như saphylococcus, streptococcus, samonella, V. dysenteriae, mycobacterium tuberculosis.
Tỏi cũng ức chế sự phát triển của nhiều loại siêu vi như siêu vi trái ra, bại liệt, cúm và một số loại nấm gây bệnh ở da hoặc bộ phận sinh dục nữ như candida[6]. c 8 Liallyl sulfide không mạnh bằng allicin. Tuy nhiên, sulfide không hư hoại nhanh như allicin và vẫn giữ được dược tính khi nấu. Giống như allicin, càng giã nhỏ càng sinh ra nhiều sulfide, nếu nấu nguyên củ tỏi sẽ không có hiệu lực.
Tỏi không chỉ có tác dụng kháng sinh, tác dụng trên hệ tim mạch mà còn có hiệu lực trên tế bào ung thư. Những nghiên cứu của Trung Quốc và Ý được phổ biến trong tạp chí British Journal of Cancer số tháng 3/1993 cũng cho biết tỏi có nhiều hoạt chất có thể ngăn chận sự phát triển của nhiều loại khối u ung thư. Theo các nhà khoa học trường Đại học Pensylvania khả năng ngăn chặn khối u ung thư của tỏi liên quan đến các hợp chất SAC, diallyl disulfide và diallyl trisulfide[26]. Một hoạt chất khác ít được nhắc đến là Ajoene.
Ajoene cũng có tác dụng làm giảm độ dính của máu. Ngoài ra, tỏi còn có hàm lượng khoáng chất selenium, một chất chống oxy hoá mạnh làm tăng khả năng bảo vệ màng tế bào, phòng chống ung thư và bệnh tim mạch của tỏi[31].