Đặt vấn đề Đậu xanh (Vigna radiata L .; Ho: Fabaceae) được coi là một thực phẩm truyền thống phổ biến trên toàn thế giới trong hơn 3500 năm. Các nghiên cứu về hạt đậu xanh đã được chứng minh có khả năng điều hòa lượng mỡ trong máu, ngăn ngừa bệnh ung thư, khử độc cho gan, tăng khả năng miễn dịch (Dianzhi Hou và ctv, 2019). Hạt đậu xanh chứa nhiều thành phần dinh dưỡng cân đối bao gồm protein và chất xơ cùng một lượng đáng ké các hợp chat sinh học. Hàm lượng protein, amino acid, oligosaccharide và polyphenol trong đậu xanh làm cho chúng có tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống sưng tay, giảm viêm và điều hóa chuyền hóa lipid.
Có nhiều báo cáo cho thấy sau quá trình nây mầm, đậu xanh có chứa nhiều hợp chất sinh học và nhiều các hợp chất thứ cấp hơn từ quá trình sinh tổng hợp enzyme hoạt động trong giai đoạn đầu của quá trình nảy mắm. Như vậy quá trình nảy mầm cải thiện chất lượng dinh dưỡng và y học của đậu xanh (El-Adawy va ctv, 2003). Các hợp chất này đã được chứng minh có hiệu quả sinh học rất cao như chống oxy hoá, kháng khuẩn, chống viêm nhiễm và chống sự tăng trưởng của các khối u (Kanatt và ctv, 201 1). Điển hình là y -aminobutyric acid (GABA) một hợp chất sinh học có nhiều trong hạt đậu xanh nảy mầm, là amino acid phi protein có 4 carbon, công thức phân tử là CsHoNO>? được tổng hợp từ acid glutamic trong dịch bao bởi phản ứng không thuận nghịch loại bỏ gốc carboxyl và giải phóng CO2 nhờ enzyme đặc hiệu glutamate decarboxylase (GAD) trong tế bao chất tiết ra khi có kích thích từ bên ngoài.
GABA là chất ức chế thần kinh quan trọng và ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền, ngoài ra, nó còn có tác dụng làm giảm huyết áp, kiểm soát hiện tượng stress cũng như điều tiết giấc ngủ, nó cũng là một trong những thành phần của thuốc an thần. Ngoài GABA, Polyphenol cũng chiếm một phan đáng ké trong hạt đậu xanh nảy mam, nó là chất chuyển hóa thứ cấp, một nhóm các hợp chat hóa học được tìm thấy phổ biến trong thực vật, bao gồm 2 nhóm chính là flavonoid và phenolic acid. Chúng tồn tại với rất nhiều những cấu trúc phân tử khác nhau được tìm thấy trong 1 giới thực vật. Polyphenol có hoạt tính chống oxy hóa, có tác dụng ngăn ngừa các bệnh tim mạch, nhờ cơ chế chống oxi-hóa và giảm sự tác động của các cholesterol xấu (Francesco Poti và ctv, 2019).
Bên cạnh đó, chúng còn được chứng minh giúp ngăn ngừa và ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư, nhờ cơ chế chống oxi-hóa và chống viêm. Mặc dù đã có nhiều lợi ích sức khoẻ từ hạt đậu xanh, đặc biệt là hạt đậu xanh nây mầm, do chứa nhiều hợp chất sinh học quý, mầm hạt đậu xanh chưa được tận dụng triệt dé và chưa có nhiều báo cáo chi tiết về về phương pháp hiệu quả nhằm trích ly các hợp chất này từ hạt đậu xanh nây mầm. Quá trình trích ly bằng dung môi thì các hoạt chất sinh học thu được ít, đòi hỏi thời gian dài và sản phẩm cuối cùng thường còn lưu lại dung môi hữu cơ, làm giảm chất lượng sản phẩm. Vi vậy, cần một phương pháp trích ly hiệu quả, an toàn, sạch hơn các hợp chất có hoạt tính sinh học là quan trọng.
Enzyme là chất xúc tác lý tưởng dé hỗ trợ trong việc trích ly các hợp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc tự nhiên. Enzyme có khả năng phân hủy hoặc phá vỡ thành tế bào và màng, do đó cho phép giải phóng tốt hơn và nhiều hơn hiệu quả trích ly các hoạt chất sinh học. Các phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của enzyme đang được quan tâm vì đây là phương pháp thân thiện với môi trường, đáp ứng nhu cầu của hóa học xanh. Việc sử dụng enzym làm giảm thời gian trích ly và cho năng suất sản phẩm tốt hơn việc sử dụng dung môi.
(Sandesh J Marathe và ctv, 2019) Một số các hợp chất sinh học như GABA và Polyphenol có lợi cho sức khỏe con người khi được trích ly có hỗ trợ enzyme sẽ cho năng suất cao hơn. Enzyme thủy phân sẽ cắt mạch protein dé tạo ra các axit amin, từ đó có thé trích ly được nhiều hợp chất sinh học hơn. Enzyme Alcalase là một enzyme thủy phân thương mại phổ biến trên thị trường thường dùng dé thủy phân protein. Được sự cho phép của khoa Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm, đề tài “Trích Ly Hợp Chất Sinh Học Từ Hạt Đậu Xanh Nảy Mầm Bằng Enzyme Alcalase” được tiến hành.2 Mục tiêu đề tài Trích ly hợp chất sinh học từ hạt đậu xanh nảy mầm bằng enzyme Alcalase và tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng.3 Nội dung nghiên cứu s* Khao sát tỉ lệ dung môi, nhiệt độ, thời gian và nồng độ enzyme dé cho dich trích ly có hàm lượng GABA cao nhất s* Khảo sát tỉ lệ dung môi, nhiệt độ, thời gian và nồng độ enzyme để cho dịch trích ly có hàm lượng TPC cao nhất s* Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng dé cho hàm lượng GABA va TPC trong dịch trích ly cao nhất CHUONG 2: TONG QUAN TÀI LIEU 2.1 Khai quat vé hop chat sinh hoc 2.1 Hop chat GABA y — Axit aminobutyric (GABA) tồn tại trong tự nhiên ở nhiều loại thực phẩm, các sản pham thực phẩm lên men chứa nhiều GABA hơn, đây là một trong những chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính trong hệ thần kinh trung ương.
Abdoua và ctv, 2006) OH lê) Hình 2 .1: Công thức cấu tạo của GABA (Evert Boonstra va ctv, 2015) GABA có công thức hóa học là CHsNO;, được tim thấy chủ yếu dưới dang zwitterion (nghĩa là với nhóm carboxyl bị khử và nhóm amin bị proton hóa). Hình dạng của nó phụ thuộc vào môi trường cua nó. (Majumdar D va ctv, 1988) GABA là một amino acid (vì nó có cả nhóm chức amin chính và nhóm axit cacboxylic), nhưng không phải là một amino acid alpha, có nghĩa là nhóm amino không được gắn vào carbon alpha nên nó không được tích hợp vào protein (Jennifer L. Hellier, 2014) Quá trình tổng hợp GABA là khử gốc carboxyl của L-Glutamic acid, được xúc tác bởi enzyme glutamate decarboxylase (GAD, EC 4.
Ngoài ra GABA còn có thé được chuyén hóa từ succinate semi-aldehyde bởi enzyme GABA transaminase (GABA-T, EC 2.19) (Nooshin Nikmaram va ctv, 2017) Tinh chất của GABA: GABA tan trong nước, tan nhiều trong dung môi không phân cực Bảng 2. 1: Thông số hóa lý của GABA Tính chất Chỉ số Độ tan trong nước tan trong nước Điểm nóng chảy 203°C Ti trong 1.11 g/ml Điểm sôi 247.9°C Khôi lượng phan tử 103.120 g/mol A glutamic acid y-amino butyric acid GABA ° ° Ñ` HạN > | - glutamic acid —— >> HạN R `. ø- “o“ 6 decarboxylase GAD Hình 2 .2: Sơ đồ sinh tổng hop GABA (Noaman Abdelatif Eltahawy va ctv, 2016) ® Vai trò: Khi GABA gắn vào một protein trong não được gọi là thụ thé GABA, nó sẽ tạo ra hiệu ứng làm dịu giúp làm giảm cảm giác lo lắng, căng thăng và sợ hãi. Nó cũng có thé giúp cải thiện giấc ngủ, ngăn ngừa co giật và ton thương não bộ.
Do đó, nếu ham lượng GABA thấp sẽ làm tăng cảm giác lo lắng, nguy cơ rối loạn tâm trạng, động kinh và các cơn đau mãn tính. GABA giúp điều hòa lượng đường huyết, giảm thiểu nguy cơ về bệnh tiêu đường tuýp 1 (tế bào tự miễn dịch T) thông qua ức chế phản ứng viêm tế bao T, kích thích hình thành insulin bởi tác động tích cực lên tế bào tuyến tụy thông qua hệ thống thụ thể GABA-GABAA (Nooshin Nikmaram và ctv, 2017) Ngoài ra GABA còn giúp giảm huyết áp và hàm lượng cholesterol trong máu ở một số động vật được thí nghiệm, cũng như con người (Yamacoshi J va ctv, 2017) 5 Bên cạnh việc cải thiện tình trang tăng huyết áp, thực phẩm lam giảu GABA cũng có thé được sử dụng như một chất dinh dưỡng, bổ sung vào chế độ ăn uống dé giúp điều trị chứng khó ngủ, trầm cảm và để kích thích các tế bao miễn dịch. Vì những ly do này, các nỗ lực áp dụng GABA vào thực phẩm chức năng dé ngăn ngừa một số bệnh đã được báo cáo: Sự tích lũy GABA trong mầm lúa bằng cách ngâm trong nước; Làm giàu GABA cho gạo lit bang cách xử ly áp suất cao và cho nảy mầm; tăng mức GABA trong lúa mì nảy mầm nhờ các enzym nội sinh.2 Hợp chất polyphenol ® Định nghĩa: Polyphenol chủ yếu có trong tự nhiên có cấu trúc là một số nhóm hydroxyl (OH) gắn trên vòng thơm. Chúng có nhiều trong thực vật và đa dạng về cấu trúc.
Polyphenol có phản ứng đối với quá trình oxy hóa , do đó được gọi là chất chống oxy hóa. (Hui Zhang va ctv, 2016) ® Phân loại: Phân loại: bao gồm bốn nhóm chính: axit phenolic, flavonoid, stilbene và lignans. (Claudine Manach va ctv, 2014) o Flavonoid bao gom flavone, flavonols, flavanols, flavanones, isoflavone, proanthocyanidins va anthocyanins. Cac flavanoid dac biét phong phu trong thuc phẩm là catechin (trà, trái cây), hesperetin (trái cây ho cam quýt), cyanidin (trái cây và qua mong màu đỏ), daidzein ( đậu tương ), proanthocyanidins (tao, nho, ca cao) va quercetin (hành, trà, táo).
o Axit phenolic bao gồm axit caffeic o Stilbene o Lignans la polyphenol có nguồn gốc từ phenylalann được tìm thay trong hạt lanh và các loại ngũ cốc khác. Polyphenols Phenolic acid. Flavonoids ' Stilbenes Lignans : ° a xế Ì OH i l 2 — | oe RB) oO Ỉ ` \ | Í (RQ > Ỉ et pe | \Rz Ỉ Các hợp chất đại diện tiêu biểu Benzoic acid | _ Flavonols _ | Resveratrol _ | Secoisolariciresinol Flavones Cinnamic ị Rlavanones Matairesinol acid ị Isoflavones Flavones anthocyanidins Flavinolignans Hình 2 .3: Công thức cau tao của một số polyphenol (Haneen Amawi va ctv, 2017) ® Ung dung: Polyphenol được ứng dung rộng rãi trong hau hết các ngành công nghiệp như thực pham bồ sung, thực phẩm chức năng, ngành được phẩm, mỹ phẩm và các ngành công nghiệp khác như nhuộm da. Polyphenol là chất chống oxy hóa có nhiều lợi ích cho sức khỏe.
Khi chúng lưu thông trong cơ thé, làm giảm sự tổn thương tế bào do gốc tự do, ngăn chặn ton hại do oxy hóa. Polyphenol giúp ngăn ngừa các bệnh thoái hóa như ung thư và thoái hóa thần kinh. Một số nhà nghiên cứu đã cho biết polyphenol có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường type 2. Polyphenol giúp tăng cường độ nhạy cảm với insulin, đồng thời làm chậm tốc độ tiêu hóa và hấp thu đường.2 Nguyên liệu hạt đậu xanh 2.1 Tổng quan về hat đậu xanh ® Định nghĩa: Đậu xanh ( Vigna radiata L.; Họ: Fabaceae) tiếng Anh được gọi là “mung bean”.