CHƯƠNG 1: TONG QUAN CAC VAN DE NGHIÊN CỨU 1. Téng quan về tỏi den 1. Toi den (Black garlic) Năm 1999, ở tinh Mie (Nhat Bản), ông Kamimura đã tạo ra một loại thực phẩm có nhiều hoạt tính sinh học từ tỏi, được gọi là “tỏi đen”. Tỏi đen có hương vi ngọt như trái cây, không còn mùi cay hăng khó chịu của tỏi tươi, có thể ăn trực tiếp khi bóc lớp vỏ ngoài [2].
Năm 2006, giáo sư Jin-Ichi Sasaki đến từ trường đại học Hirosaki đã chứng minh sự hiện diện đầu tiên của khả năng chống khối u mạnh trong tỏi đen bằng cách sử dụng trên mô hình khối u ở chuột. Trong khi đó, cùng một nghiên cứu được tiễn hành băng tỏi tươi thì không có kết quả tương tự. Báo cáo này có nhiều tác động đến chế độ ăn uống lành mạnh của con người với hy vọng rang, họ có thé kiểm soát tình trạng sức khỏe chỉ bằng cách sử dụng thêm tỏi đen [2]. Tỏi đen là sản phẩm ủ nhiệt từ tỏi tươi ở nhiệt độ từ 65 - 90°C và độ âm tương đối 60 - 80% trong khoảng hon 1 tháng mà không sử dụng thêm bat kì chất phụ gia nào.
Khi tỏi trải qua quá trình xử lý nhiệt thì sản phẩm thu được có màu đen, có kết cau mêm dẻo hơn, vi ngọt và hơi chua [3]. Toi den không có mùi hăng cay của toi tươi vì hợp chất allicin chịu trách nhiệm cho mùi này được chuyển đổi thành hop chất tan trong nước, có khả năng chống oxy hóa là S-allylcysteine và S-allylmercaptocysteine. Một số nghiên cứu cho thay tỏi đen có chứa chất chống oxy hóa mạnh mẽ và các đặc tính khử gốc tự do. Hơn nữa, chiết xuất của tỏi đen có một số tác dụng vượt trội so với tỏi tươi như: hoạt tính chống khối u, ức chế tế bào ung thư, tăng cường miễn dịch và chống viêm.
Ngoài ra, động vật thí nghiệm có ăn thức ăn chứa tỏi đen thì kết quả cho thấy giúp hạ đường huyết và giúp bảo vệ gan [3]. Màu của tỏi đen thay đối thành màu nâu sam trong thời kỳ u nhiệt (Hình 1. Độ đỏ của tỏi đen tăng đáng kể trong giai đoạn ủ nhiệt, trong khi độ sáng và độ vàng giảm so với tỏi tươi. Thay đổi màu do xử lý nhiệt thường là do phản ứng 0 day 7 day 14 day 21 day 28 day 35 day Hình 1.
Sự thay đối màu sắc của tỏi đen trong thời kỳ ủ nhiệt [4]. Ở Việt Nam, Học viện Quân y đã ủ nhiệt thành công tỏi đen từ nguồn toi 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 kế so với tỏi tươi, đặc biệt là S-allyl-L-cystein [6]. Sau đó tiễn hành đánh gia một s6 tác dụng sinh học của dịch chiết tỏi đen thu được kết quả là dịch chiết tỏi đen Lý Sơn có tính an toàn cao trên động vật thực nghiệm [7].
Cụ thé hon, dịch chiết tỏi den có tác dụng bảo vệ quân thể tế bảo cơ quan miễn dịch của chuột bị chiếu xạ (như lách, hạch, tuyến ức, tủy xương) tốt hơn so với tỏi tươi [1]. Kết quả nghiên cứu khác cũng cho thay sản phẩm tỏi đen có hàm lượng S-allyl-L-cystein (là hoạt chất đã được chứng minh có tác dụng ngăn ngừa sự phát sinh khối u) tăng 5-6 lần so với tỏi tươi và được cho là mang lại những ảnh hưởng tích cực của tỏi đen [8]. Nhờ công dụng đặc biệt, toi den ngày càng được người tiêu dùng quan tâm và sử dụng trong lĩnh vực âm thực và thuốc thay thế. Ở Hàn Quốc và Nhật Bản, tỏi đen được sử dụng rộng rãi với vai trò là một loại thực phâm tăng cường sức khỏe.
Tỏi đen có kha năng chông oxy hóa rat cao và nó thường được tin là có thê kéo dài tuôi thọ [8]. Thành phần hóa học của tỏi đen Thành phan hóa học của tỏi đen chứa chủ yếu các polyphenol, flavonoid, acid amin, chất béo, đường khử, polysaccharide, polypeptide, protein, enzyme, vitamin. Đặc biệt, tỏi đen có những hợp chất chứa lưu huỳnh tan trong nước như SAC. Đây là thành phần dược chất quan trọng mang lại hoạt tính sinh học chính của tỏi đen với tác dụng chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch và chồng ung thư [5].
Ở Nhật Bản, nhóm nghiên cứu của Jin-Ichi Sasaki và cộng sự (2007) đã chỉ ra rang, hàm lượng SAC trong tỏi den tăng khoảng 8 lần (từ 23/7/g/g lên 194. Nhóm nghiên cứu cũng đưa ra kết quả thành phan hóa học của tỏi đen và tỏi tươi trong bang 1. Thành phan hóa hoc của tỏi đen và tỏi tươi [9]. Thành phần Don vi tính Toi den Tỏi tươi Năng lượng kcal/I00g 227.1 138 Ham lượng nước % 45.3 Protein % 9,1 84 Lipid % 03 0,1 Carbohydrate % 47 28,7 Tro % 2,1 ND Na mg 4 ND Ca mg 24 ND ND: không xác định được 1.
Thành phần carbohydrate Carbohydrate bao gồm đường, tinh bột, cellulose và các hợp chất của cacbon và hydro. Trong quá trình ủ nhiệt tạo tỏi đen thì đường, tinh bột, cellulose sẽ chuyển hóa thành monosaccharide làm cho tỏi đen có vị ngọt. Hàm lượng carbohydrate trong tỏi đen tăng lên, nhưng hàm lượng các hợp chất khác như protein và lipid không thay đổi nhiều so với tỏi tươi [9]. Hàm lượng carbohydrate sau 10 ngày ủ tỏi ở nhiệt độ 70-80°C được thể hiện trong bang 1.
Hàm lượng carbohydrate (%) trong tỏi tươi và toi den [2]. Toi tuoi Toi den Polysaccharide 63 52 0.22 Disaccharide 861 4,86 Monosaccharide 121 70,21 Hàm lượng monosaccharide trong tỏi den tăng gấp 58 lần so với tỏi tươi. Còn hàm lượng polysaccharides giảm đi nhiều và chuyển hóa thành các disaccharide, oligosaccharide trong quá trình ủ nhiệt. Sau đó oligosaccharide, disaccharide tiếp tục chuyển hóa thành monosaccharide [2].
Lượng đường khử bao gom các monosaccharide (glucose, fructose) va một số disaccharide (mantose, lactose) tham gia phản ứng với các amino acid trong phản ứng Maillard dé tạo màu nâu đen cho tỏi đen [5]. Trong tế bào thực vật, sự phá vỡ polysaccharide của thành tế bào làm cho mô bị mềm di, do đó kết cau tỏi đen mềm dẻo hon so với tỏi tươi. Việc giảm pH và xử lý nhiệt có thể thúc đây sự thủy phân của sucrose thành glucose và fructose, nên làm tăng hàm lượng glucose va fructose, còn sucrose giảm trong tỏi đen. Day là nguyên nhân làm cho tỏi đen sau khi ủ nhiệt có vi ngọt để chịu [10].
Hàm lượng đường tự do của tỏi trong quá trình ủ nhiệt cho thay fructose có ham lượng lớn nhất, tiếp theo là glucose, arabinose, sucrose và maltose. Trong khi, tỏi tươi có hàm lượng sucrose cao hơn các loại đường khác (Bảng 1. Hàm lượng các loại đường trong tỏi tươi và tỏi den [10]. Hàm lượng đường Tỏi tuo} Tỏi den * (mg/100g) Arabinose 51.13° * Tỏi den được xử lý nhiệt ở 70°C và độ 4m 60% trong 60 giờ.
2 các chữ cái khác nhau thé hiện sự khác biệt có ý nghĩa trong cùng một hàng (P<0,05). Thanh phan polyphenol Polyphenol là chất chống oxy hóa tiêu biếu, là thành phan phố biến của thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật. Nó có nhiều trong trái cây, rau quả, ngũ cốc, ô liu, các loại đậu, socola và dé uống như trà, cà phê, cacao và rượu vang. Polyphenol bao gôm nhiều loại phân tử có cau trúc polyphenol (nghĩa là một số nhóm hydroxyl trên một hoặc nhiều vòng thơm), nhưng cũng có các phân tử có một vòng phenol như axit phenolic và rượu phenolic [11].
Polyphenol tự nhiên có thé bao gồm các phân tử don giản (acid phenolic, phenylpropanoid, flavanoid) đến các hợp chat trùng hợp (lignin, melanin, tannin), với flavonoid đại diện cho nhóm phổ biến nhất. Polyphenol có nhiều tác động sinh học bao gồm kháng khuẩn, chong viêm, chống dị ứng, chống virus, chống ung thư và các hoạt động giãn mạch máu, nhiêu chức năng sinh học được cho là do gôc tự do của chúng và hoạt động chồng oxy hóa [3]. Axit phenolic có trong thực vật là dẫn xuất hydroxyl hóa của axit benzoic và axit cinnamic. Nhiều hợp chat phenolic (như ester caffeic, catechins) đều là co chất màu nâu và là chất chống oxy hóa tốt.
Chúng dễ bị oxy hóa và có thể tham gia vào các phản ứng ngay từ đầu như là một chất chống oxy hóa. Tổng hàm lượng axit phenolic đã tăng khoảng 4,6-7,8 lần trong tỏi đen so với tỏi tươi. Hơn nữa, các dẫn xuất axit hydroxycinnamic được tìm thay là các axit phenolic chính trong tỏi ở các bước xử lý nhiệt khác nhau. Theo Bunea et al.
Flavonoid thuộc nhóm cấu trúc phenolic biến đối, chúng được tìm thấy trong trái cây, rau, ngũ cốc, rễ, hoa, tra,. Xử lý nhiệt có ảnh hưởng lớn đến tính hiệu lực của flavonoid. Nó phụ thuộc vào độ lớn và thời gian xử lý, độ nhạy cảm với nhiệt và môi trường thực phẩm hóa lý. Trong quá trình xử lý nhiệt, tổng hàm lượng flavonoid tăng và giảm trong các sản phẩm thực phẩm tùy thuộc vào điều kiện xử lý [4].
Flavanoid duoc chia thanh nhiéu loai bao gồm flavonol, flavone, catechin, proanthocyanidin, anthocyanidin va isoflavanoid. Nhiều flavanoid và các hop chat liên quan có đặc tinh chồng oxy hóa mạnh được nghiên cứu rộng rãi như một thành phan có hoạt tinh sinh học có thé kết hợp với thực phẩm trong việc phát triển thực phẩm chức năng. Trong số bốn phân nhóm flavonoid chính trong tỏi, flavanol được tim thay ở nông độ cao nhất theo sau là flavanone và flavones [11]. Hàm lượng tổng acid phenolic của tỏi den tăng đáng kế gap 5 lần so với tỏi tươi.
Trong khi đó hàm lượng flavanoid trong tỏi đen cũng tăng từ 29,95 đến 39,95 mg/kg trong quá trình ủ nhiệt (Bảng | 4) [4]. Hàm lượng các hợp chất polyphenol (mg/kg chất khô) trong tỏi đen va tỏi tươi [4]. Toi den Tôi tươi Dẫn xuất acid hydrox ybenzoic 39 644+ 0,52 2,06 + 0,09 Dẫn xuat acid hydroxycinnamic 58,98 + 0,18 15,8 + 0,08 Tong acid phenolic 98,62 + 0,26 17,868 + 0,07 Tổng flavanols 30,16 +0,18 1243+0,16 Tổng flavones 3,11 +0,17 14,52 + 0,23 Tổng flavanones ND ND Tong flavonoids 39,95 + 0,14 29,95 + 0,12 ND: không xác định (giới han xác định: 0,5 mg/kg) 1. Thanh phần S-allyl-L-cysteine (SAC) Gan đây, các nhà nghiên cứu về tỏi đã tập trung vào những lợi ích của nhiều hợp chất chứa lưu huỳnh thay vì allicin - chất đóng vai trò trung tâm trong nhiều hoạt động của tỏi.
Các hợp chất chứa lưu huỳnh được phân loại thành các hợp chất hòa tan trong nước và tan trong dầu. Các hợp chất hòa tan trong dầu gồm diallyl-sulfide (DAS), diallyl-disulide (DADS), diallyl-trisulfide va allyl-methyl-trisulfide, dithiins và ajoene. Các hợp chất hòa tan trong nước gdm các dẫn xuất cysteine như SAC, S-allyl-mercaptocysteine (SAMC), S-methyl-cysteine và các dẫn xuất y-glutamyl-cysteine.