CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về cây đậu xanh
Đậu xanh thuộc loại cây thân thảo, mọc đứng, trên thân chia 7 - 8 đốt. Độ dài
của các lóng thay đổi tùy theo vị trí trên cây.
Hình 1.1: Cây đậu xanh
Lá mọc kép, có lông hai mặt. Trên mỗi thân chính có 7 - 8 lá thật, chúng xuất
hiện sau khi xuất hiện lá mầm và lá đơn. Lá thật hoàn chỉnh gồm có: lá kèm, cuống
lá và phiến lá. Cả hai mặt trên và dưới của lá đều có lông bao phủ.
Hoa màu vàng lục mọc ở kẽ lá. Quả hình trụ thẳng, mảnh nhưng số lượng
nhiều, có lông bên trong chứa hạt hình tròn hơi thuôn, kích thước nhỏ, màu xanh,
ruột màu vàng, có mầm ở giữa. Trong một chùm hoa, từ khi hoa đầu tiên nở đến
hoa cuối cùng kéo dài 10 - 15 ngày. Mỗi chùm hoa dài từ 2 - 10 cm và có từ 10 125 hoa. Khi mới hình thành hoa có hình cánh bướm, màu xanh tím, khi nở cánh
hoa có màu vàng nhạt. [24].
Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, có dạng hình trụ, dạng tròn hoặc dạng dẹt
với đường kính 4 - 6 mm, dài 8 - 14 cm, dài khoảng 8 - 10 cm, khi còn non quả có
màu xanh, khi chín vỏ quả có màu nâu vàng hoặc xám đen.[45]
1
1.1.2 Phân loại đậu xanh
Đậu xanh theo quan điểm lấy hạt của nhân dân ta bao gồm các loài thuộc hai
chi phụ là Ceratotropic, còn được gọi là nhóm đậu châu Á, bao gồm 16 loài hoang
dại và 5 loài trồng trọt là V. radiata, V. mungo, V. aconitifolia, V. angularis, V.
umbellate [ 23]
Bảng 1.1: Phân loại khoa học của đậu xanh (Vigna radiata)
Ngành
Magnoliophyta
Lớp
Magnoliopsida
Bộ
Fabales
Họ
Fabaceae
Chi
Vigna.
Loài
V. radiata
Nguồn : Cây đậu xanh, NXB NN, Phạm văn Thiều (1997), Cây đậu xanh kỹ
thuật trồng và chế biến sản phẩm, NXB Nông nghiệp, 1998
1.1.2
Tình hình trồng đậu xanh ở Việt Nam
Ở Việt Nam cây đậu xanh được trồng ở nhiều địa phương trong cả nước, căn
cứ vào đặc điểm địa hình và điều kiện khí hậu có thể chia các vùng trồng đậu xanh
như sau:
- Vùng núi phía Bắc cây đậu xanh được gieo trồng từ tháng 4-5 thu hoạch
tháng 7-8 là thời điểm có khí hậu nóng ẩm thuận lợi cho sinh trưởng của cây, tập
quán ở đây đơn giản ít thâm canh, năng suất thấp.
- Vùng Đồng Bằng Trung Du Bắc Bộ: cây đậu xanh ở vùng này được trồng
từ tháng 2 đến tháng 9 hàng năm tập trung ở 3 thời vụ: vụ đông xuân, vụ hè, vụ thu
đông. Hàng năm do xu hướng thâm canh và có hệ thống tước tiêu khá hoàn chỉnh
nên năng suất đậu xanh vùng này cao, việc tiếp nhận mô hình đậu xanh cao sản khả
thi hơn.
- Vùng Duyên Hải Trung Bộ và Tây Nguyên: đây là vùng có diện tích và
sản lượng gieo trồng đậu xanh lớn do không chịu ảnh hưởng của khí hậu mùa đông
lạnh, mùa mưa và mùa khô phân bố rõ rệt nên thuận lợi để trồng quanh năm. Hạn
2
chế lớn nhất ở đây là thời điểm thu hoạch vụ hè thu thường gặp mưa bão nhiều nên
thất thoát về năng suất và sản lượng.
- Vùng Đông Nam Bộ: đây là vùng có diện tích gieo trồng lớn chiếm 26%
diện tích gieo trồng cả nước, tuy nhiên do không thâm canh và sử dụng các giống có
năng suất thấp nên năng suất trung bình của vùng này thấp.
- Từ năm 1983, diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh tăng nhưng
chậm và không liên tục. Năng suất đậu xanh thời kỳ 1981 - 1985 là 5,5 tạ/ha, 1986 1991 là 5,9 tạ/ha. Nhưng năm 1999 nhờ sự chuyển đổi giống mới là năm có năng
suất cao nhất: 8,2 tạ/ha nên năng suất đậu xanh ở các tỉnh phía Nam cao hơn các
tỉnh phía Bắc. Một số vùng ở An Giang, Đồng Tháp, Hậu Giang đã đạt gần 20 tạ/ha
trong vụ Đông Xuân vì có nhiều điều kiện thích hợp cho canh tác đậu xanh hơn
(Phạm Văn Thiều, 2002).
- Hiện nay giống đậu xanh cao sản được trồng phổ biến nhất là ĐX 208,
ĐX11, ĐX 93-1. Đây là giống đậu xanh do Công ty giống cây trồng Miền nam
phục tráng từ giống địa phương, và được trồng nhiều ở các tỉnh ở miền Tây Nam
bộ như: Đồng Tháp, An Giang ….
- Đậu xanh hiện trồng ở Việt Nam thuộc nhiều giống như: ĐX 044, HL89
- E3, VN 93 - 1, VN92 - 1, ĐX 208... [49]
1.1.3 Đặc điểm cấu tạo và thành phần dinh dưỡng hạt đậu xanh
1.1.3.1 Đặc điểm cấu tạo của hạt đậu xanh
Hạt không nội nhũ, phôi cong, hai lá mầm dày, lớn và chứa nhiều chất dinh
dưỡng. Hạt gồm vỏ hạt: vỏ gồm một lớp cutin, 7 lớp tế bào mô cứng nhỏ xếp sít
nhau có vách dày hóa gỗ. Mầm non là nơi thu nhỏ của mầm rễ, 2 lá đơn, thân chính
và lá kép đầu tiên. Nguồn: [13].
3
Hình 1.2: Cấu tạo hạt đậu xanh
1. Vết tích của lỗ noãn; 2. Rốn hạt;
3. Sống noãn; 4. Lá mầm; 5. Rễ mầm; 6. Thân mầm; 7. Chồi mầm
với lá đầu tiên)
Hạt đậu xanh có hình tròn, hình trụ, hình ô van, hình thoi... và có nhiều màu
sắc khác nhau như: màu xanh mốc, xanh bóng, xanh nâu, vàng mốc, vàng bóng nằm
ngăn cách nhau bằng những vách xốp của quả. Ruột hạt màu vàng, xanh, xanh nhạt.
1.1.3.2 Thành phần dinh dưỡng
Về dinh dưỡng, hạt đậu xanh là nguồn thực phẩm giàu protein (khoảng 24 28% khối lượng chất khô của hạt), ngoài ra, còn có lipid khoảng 1,3%, glucid
60,2% và các chất khoáng như Ca, Fe, Na, K, P… cùng nhiều loại vitamin hoà tan
trong nước như vitamin B1, B2, C…[24].
4
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của hạt đậu xanh
Thành phần
Khối lượng (%)
Ẩm
7,58 ± 0,03
Protein
23,56±0,18
Lipid
1,91 ± 0,02
Tro
3,27 ± 0,07
Xơ
1,81 ± 0,01
Carbohydrate
61,87±0,32
Nguồn: Biotechnology in Animal Husb và ry 25 (5-6), p 327-337, 2009
a. Protein
Protein của các loại đậu được xem là nguồn protein chất lượng tốt, các nghiên
cứu của Aruna và Prakash (1993) Liu (2000); Khalid và cộng sự (2003), kết luận
rằng hạt đậu xanh là nguồn cung cấp protein có giá trị dinh dưỡng cao. Ở Ai Cập,
đậu xanh được xem là nguồn cung cấp protein và các acid amin quan trọng [15],
[50]. Đậu xanh chứa đầy đủ các amino acid không thay thế như leucine, isoleucine,
lysine, methyonine, valine… Các thành phần acid amin không thay thế được thể
hiện trong bảng 1.3 [15].
5
Bảng 1.3 Thành phần acid amin trong hạt đậu xanh (g/16gN)
Amino acid
Hàm lượng (g/16gN)
Tryptophan
3,27
Phenylalanine
5,66
Threonine
3,15
Cystein
0,75
Methionine
1,92
Leucine
8,36
Lysine
4,19
Valine
5,20
Isoleucine
4,74
Glutamic acid
21,7
Proline
4,23
Serine
4,95
Alanine
4,35
Arginine
6,33
Histidine
2,49
Nguồn : Department of Agricultural Chemical Research,1927 [2]
b. Chất béo
Hạt đậu xanh là loại hạt chứa ít chất béo bão hòa và không có cholesterol.
Thành phần của chúng được thể hiện trong bảng sau.
6
Bảng 1.4: Thành phần acid béo có trong hạt đậu xanh
Thành phần acid béo
% khối lượng
Caprylic acid
10,22
Lauric acid
4,83
Tridecanoic
3,06
Myristic acid
-
Palmitic acid
18,47
Stearic acid
5,32
Arachidic acid
-
Behenic acid
2,89
Lignoceric acid
-
SFA
44,78
Pentadecenoic acid
-
Oleic acid
11,37
MUFA
11,37
Linoleic acid
31,16
Linolenic acid
13,70
PUFA(polyunsaturated fatty acids)
43,86
Nguồn: Food Research Journal 18: 705- 713 (2011)
Theo nghiên cứu của Hahm và cộng sự, (2008) thì tổng hàm lượng các acid
béo không bão hòa có nhiều nối đôi được tăng lên trong quá trình nẩy mầm, mà
thành phần này có lợi cho bệnh nhân bệnh mạch vành và tim mạch. [27].
c. Carbohydrate
Giống như nhiều loại đậu khác, đậu xanh là loại đậu chứa nhiều xơ. Chất xơ
làm chậm tiêu hóa, giúp ổn định lượng đường trong máu và ngăn chặn nạn đói. Chất
xơ cũng hỗ trợ tiêu hóa.
7
Trong thành phần của carbohydrate thì tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất 89,05%,
mà chúng có cấu tạo phân tử lớn nên đậu xanh có khả năng làm chậm sự hấp thu
năng lượng vào trong dòng máu, có tác dụng chậm lên lượng đường trong máu.
Carbohydrate chiếm 61,87% trọng lượng khô của hạt đậu xanh, nó được đặc
trưng bởi những chất có khối lượng lớn như tinh bột, xơ....
Bảng 1.5 Thành phần carbohydrate trong đậu xanh (g/100g trọng lượng khô)
Carbohydrate
Hàm lượng(%)
Glucose
7,87
Saccharose
0,67
Oligosaccharide
2,42
Tinh bột
89,05
Nguồn: Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean
seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes, 2004
d. Thành phần vitamin
Hạt đậu xanh là nguồn chứa nhiều vitamin B, E và K, acid folic rất có lợi đối
với sức khỏe con người.
Bảng 1.6: Thành phần vitamin trong hạt đậu xanh
Vitamin
Hàm lượng/100g
Vitamin B6
0,135 mg
Vitamin E
0,30 mg
Vitamin K
5,5 μg
Niacin
1,166 mg
Thiamin
0,331 mg
Riboflavin
0,123 mg
Folate
321 μg
Pantothenic Acid
0,828 mg
Nguồn : Department of Agricultural Chemical Research,1927.)
Folate hay acid folic, giúp sự hình thành của các tế bào máu. Nó cũng giúp
giảm nguy cơ bệnh tim mạch, đảm bảo tăng trưởng bình thường của các tế bào và
8
hỗ trợ trong chuyển hóa protein. Thiamine, một loại vitamin B, đảm bảo hoạt động
bình thường của hệ thống thần kinh.
e. Thành phần khoáng chất
Đậu xanh có chứa một loạt nhiều loại khóng chất khoáng có lợi như: sắt,
photpho, đồng, canxi, kali… Với các thành phần cụ thể như bảng sau.
Bảng 1.7: Thành phần khoáng trong hạt đậu xanh
Khoáng
Hàm lượng/100g
Sắt
2,83 mg
Photpho
200 mg
Natri
4 mg
Đồng
0,315 mg
Mangan
0,602 mg
Canxi
55 mg
Kali
537 mg
Magie
97 mg
Kẽm
1,70 mg
Selen
5,0 μg
Nguồn: Department of Agricultural Chemical Research, 1927.
- Magie, thư giãn các động mạch và tĩnh mạch, tăng lưu lượng oxy, chất
dinh dưỡng và máu khắp cơ thể.
- Đồng giúp hấp thụ sắt và cũng tạo điều kiện cho quá trình chuyển hóa
chất protein.
- Sắt giúp cơ thể xây dựng khả năng chống stress, hình thành hemoglobin,
và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất.
- Kẽm cần thiết cho sự tăng trưởng và sự sửa chữa mô, thúc đẩy hệ thống
miễn dịch, và cải thiện khả năng sinh sản nam giới.
- Kali cần thiết để duy trì một nhịp tim bình thường, bên cạnh việc giúp đỡ
trong việc co cơ.
9
1.2 Đậu xanh nẩy mầm và những nghiên cứu về đậu xanh nẩy mầm
1.2.1 Đậu xanh nẩy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nẩy mầm
Nẩy mầm là một quá trình tự nhiên xảy ra trong thời kỳ tăng trưởng của hạt
giống, trong đó chúng được đáp ứng các điều kiện tối thiểu cho sự tăng trưởng và
phát triển [Sangronis và cộng sự, 2006]. Trong quá trình nẩy mầm có sự gia tăng độ
hấp thu của hạt và gia tăng hấp thu nước theo thời gian là do sự ngậm nước của các
tế bào có trong hạt ngày càng tăng [Nonogaki và cộng sự, 2010].[16].
Hạt nẩy mầm gồm 3 giai đoạn: giai đoạn hút mước, giai đoạn nẩy mầm và giai
đoạn phát triển.
Sự nẩy mầm cũng chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố cả bên trong và bên
ngoài. Nhưng trong đó các yếu tố bên ngoài là quan trọng nhất bao gồm: nhiệt độ,
nước, oxy và đôi khi là cả về ánh sáng và bóng tối. Những hạt giống khác nhau, thì
có mức độ nẩy mầm tối ưu khác nhau.
Nước: là yếu tố cần thiết cho quá trình nẩy mầm vì hạt muốn nẩy mầm thì phải
hút nước, quá trình này phụ thuộc vào các thành phần có trong hạt đậu xanh [36].
- Thành phần cơ bản tạo ra sự hút nước là các hạt của protein. Protein thì có
tính hút nước cao với các cực của phân tử nước, do đó nên sau khi ngâm hạt có sự
trương nở. Hàm lượng nước đạt được sau khi mầm và ủ trong khảng 55-65%.
- Nước cần thiết cho các enzyme hoạt động, phá vỡ vỏ hạt và vận chuyển
các chất.
Oxy: cần thiết cho sự chuyển hóa trong quá trình nẩy mầm [26]. Oxy được sử
dụng trong hô hấp hiếu khí, để thu lấy năng lượng cho sự phát triển của cây trồng
[Raven, Peter H; Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn (2005]. Nhiều nghiên cứu cho
rằng nếu hàm lượng CO2 tăng lên 0,03% thì sẽ làm chậm quá trình nẩy mầm, khi
hàm lượng tăng lên 37% thì hạt sẽ bị chết. Vì vậy trong quá trình nẩy mầm, cần
phải đảo khối hạt để cung cấp nhiều O 2 và tránh tích tụ CO2 gây nên hô hấp yếm
khí, giải phóng rượu gây độc cho hạt.
Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng thực vật nói
chung và quá trình nẩy mầm nói riêng. Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu thị bằng
một giới hạn từ điểm tối thiểu tới điểm tối ưu để sự nẩy mầm có thể xảy ra. Nhiệt
10
độ tối ưu là nhiệt độ mà tại đó tỉ lệ hạt nẩy mầm cao nhất trong thời gian ngắn nhất.
Thông thường nhiệt độ tối ưu cho quá trình hạt đậu xanh nẩy mầm là từ 25-37 0C.
Nếu như nhiệt độ dưới mức tối ưu dẫn đến tỷ lệ nẩy mầm thấp và thời gian nẩy
mầm kéo dài hơn[10].
1.2.2 Các biến đổi trong quá trình nẩy mầm
1.2.2.1 Sự biến đổi các chất dinh dưỡng
Quá trình nẩy mầm của đậu xanh bắt đầu từ giai đoan ngâm đậu sau đó kéo dài
đến sau giai đoạn ủ đậu. Quá trình này nhằm cải thiện chất lượng dinh dưỡng vốn
đã có sẵn trong hạt. Sản phẩm đậu xanh nẩy mầm cung cấp chất dinh dưỡng quan
trọng cho con người như protein và carbohydrate dễ tiêu hóa, năng lượng, khoáng
và vitamin, các hợp chất oxi hóa [Deshpvàe 1992 và Negi và những cộng sự 2001].
Từ đậu xanh nẩy mầm ta có thể tạo được nhiều loại sản phẩm mới và có giá trị dinh
dưỡng cao, thực phẩm chức năng, làm giảm hàm lượng các chất ức chế hấp thu
protein [Deshpvàe và cộng sự 1984; Garcia và cộng sự 1997; Trugo và von Baer
1998].
Trong quá trình nẩy mầm thì thành phần dinh dưỡng của hạt có một số chất
tăng lên đáng kể nhưng cũng có một số chất giảm đi như theo một quy luật.
Quá trình nẩy mầm ở đậu xanh làm giảm các thành phần không mong muốn
[Muquiz và cộng sự 1998; Oboh và cộng sự 1998; Orue và cộng sự 1998], tăng
cường và cải thiện chất dinh dưỡng [Riddoch và cộng sự 1998], tăng cường protein
dễ tiêu hóa [Schulze và cộng sự 1997]. [51,4].
Quá trình trao đổi chất phức tạp xảy ra trong nẩy mầm là sự thủy phân các
protein, lipid, carbohydrate thành năng lượng lưu trữ và các acid amin cần thiết cho
sự phát triển của thực vật [Podesta và Plaxton 1994; Ferreira và cộng sự 1995;
Jachmanian và cộng sự 1995; Ziegler 1995]. Sự biến đổi về các thành phần hóa học
của hạt đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm được thể hiện ở bảng sau:
11
Bảng 1.8: Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nẩy mầm
(g/100g chất khô)
Thành phần
Đậu xanh
Ngâm
Nẩy mầm
Protein thô
27,5b
27,0c
30,0a
Lipid thô
1,85a
1,53a
1,45b
Xơ thô
4,63a
4,45a,b
4,40a,b
Tro
3,76a
3,32c
3,55b
Tinh bột
62,3b
63,4a
61,7c
Độ ẩm
9,75b
10,50b
11,10a
Nguồn : Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean seeds
(Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes 2004.
Theo nghiên cứu của A.E. Mubara (2004), sự nẩy mầm làm giảm hàm lượng
protein đồng thời tăng hàm lượng các acid amin do hoạt động của các enzyme
protease tăng. Tuy nhiên hàm lượng carbohydrate thì giảm do chúng được sử dụng
như một nguồn năng lượng từ khi bắt đầu nẩy mầm. Tương tự, hàm lượng tro và
chất lipid cũng giảm trong quá trình nẩy mầm.
a. Các biến đổi về thành phần trong protein
Một số nghiên cứu nói về sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá
trình nẩy mầm trên cây họ đậu và cho thấy sự nẩy mầm có thể tăng hàm lượng
protein dễ tiêu hóa, [35].
12
Bảng 1.9: Sự thay đổi hàm lượng acid amin của đậu xanh ở các giai đoạn (g/16g
N)
Amino acid
Đậu thô
Ngâm
Nẩy mầm
Tyrosine
3,27
3,11
3,28
Phenylalanine
5,66
5,60
5,70
Threonine
3,15
3,10
3,20
Cystine
0,75
0,64
0,77
Methionine
1,92
1,70
1,95
Leucine
8.36
8,25
8,53
Isoleucine
4,74
4,64
4,70
Lysine
4,19
4,15
4,26
Valine
5,20
5,23
5,20
Tryptophan
0,97
0,95
1,00
Aspartic acid
13,5
13,8
13,5
Glutamic acid
21,7
21,6
21,5
Proline
4,23
4,35
4,20
Serine
4,95
4,96
4,80
Glycine
4,26
4,35
4,20
Alanine
4,35
4,53
4,41
Arginine
6,33
6,50
6,35
Histidine
2,49
2,58
2,42
Leucine/ Isoleucine
1,76:1
1,77:1
1,81:1
(Nguồn : Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean
seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes, 2004
Đa số hàm lượng các acid amin đều tăng, do trong quá trình nẩy mầm chúng
được phân giải từ protein. Tuy nhiên cũng có một số acid amin giảm do sự chuyển
hóa hình thành các hợp chất mới.
13
b. Các biến đổi về thành phần Carbohydrate
Như đã giới thiệu ở trên hàm lượng Carbohydrate giảm qua quá trình nẩy
mầm, trong quá trình nẩy mầm carbohydrate được sử dụng như nguồn năng lượng
cho sự phát triển của mầm. Điều này có thể giải thích cho những thay đổi của
carbohydrate sau khi nẩy mầm, ngoài ra sự hoạt động của enzym β-amylase thủy
phân tinh bột làm tăng hàm lượng carbohydrate đơn giản [Suda và cộng sự 1986].
Bảng 1.10: Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và
sau khi nẩy mầm (g/100g chất khô)
Thành phần
carbohydrate
Đậu xanh
Ngâm
Nẩy mầm
Glucose
7,87a
6,18b
5,03c
Saccharose
0,67a
0,87a
0,0d
Oligosaccharide
2,42a
2b
0,0d
Tinh bột
89,05a
88,77a
81,29b
Nguồn Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean
seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes, 2004
Các tinh bột trong lá mầm phân chia thành những phân tử nhỏ hơn như
glucose, fructose để cung cấp năng lượng cho quá trình phân chia tế bào khi những
hạt giống trưởng thành và phát triển.
c. Sự thay đổi các thành phần trong chất béo
Hàm lượng chất béo cũng giảm một lượng đáng kể trong các mẫu đậu xanh
nẩy mầm. Theo Dhaliwal và Aggarwal (1999). Mức độ giảm hàm lượng chất béo
tăng cường với sự gia tăng thời gian nảy mầm. Hahm và cộng sự (2008) cũng đã
chứng minh là chất béo đã được oxi hóa thành carbon dioxide và nước để tạo ra
năng lượng cho nẩy mầm. Những biến đổi trong thành phần acid béo được miêu tả
ở bảng sau:
14
Bảng 1.11: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt
đậu xanh trước và sau khi nẩy mầm.
Thành phần acid béo
Đậu xanh
Nẩy mầm (%)
Không nẩy mầm (%)
Caprylic acid
-
10,22
Lauric acid
-
4,82
Tridecanoic
1,08
3,06
Myristic acid
-
-
Palmitic acid
20,76
18,47
Stearic acid
5,78
5,32
Arachidic acid
3,10
-
Behenic acid
8,45
2,89
Lignoceric acid
7,10
-
SFA
46,24
44,78
Pentadecenoic acid
-
-
Oleic acid
3,63
11,37
MUFA
3,63
11,37
Linoleic acid
33,09
31,16
Linolenic acid
17,02
13,70
PUFA
50,10
43,86
Khác
-
-
Nguồn: Nutritional composition và antinutritional factors of mung bean
seeds (Phaseolus aureus) as affected by some home traditional processes, 2004
1.2.2.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxi hóa
a. Hàm lượng phenolic
Định nghĩa
15
Hợp chất phenolic bao gồm một hoặc nhiều vòng benzen thơm với một hoặc
nhiều nhóm hydroxyl (C-OH). Các hợp chất phenolic được gắn liền với các phân tử
đường và được gọi là glucosides hoặc glycosides.
Phenolic là chất chuyển hóa thứ cấp được phân bố rộng rãi trong thực vật. Các
phenolic được thu nhận từ thực vật thông qua việc ăn uống trái cây, rau quả và các
hạt nẩy mầm [7].
Phân loại và cấu tạo
- Phenolic được chia thành nhóm chính: flavonoid, phenolic acid, tannin, và
các thành phần khác. [Vàersen và Markham 2006; Meskin và cộng sự 2003;
Tokuşoğlu 2001].
PhânPhân
nhóm
Hình 1.3:
loạiphenolic
các nhóm phenolic
Nguồn: Determination of the Major Phenolic Compounds (Flavanols,
Flavonols, Tannins và Aroma) Properties of Black Teas, 2001
Theo Harborne và cộng sự (1999), flavonoid là một nhóm lớn, nó chiếm hơn
một nữa trong tổng thành phần hợp chất phenolic.Tương tự như flavonoid, phenolic
acid cũng là một nhóm quan trọng trong hợp chất phenolic. Phenolic được chia
thành 2 nhóm hydroxybenzoic acid và hydroxycinnamic acid, với chức năng hoạt
tính sinh học cao, thường được tìm thấy trong các sản phẩm có nguồn gốc từ thực
vật.
-
Cấu tạo
16
Hydrobenzoic acid có cấu tạo chung C 1 – C6, sự khác nhau trong cấu trúc
của từng hydroxybenzoic acid nằm trong vòng thơm của sự hydroxyl hóa và
methyl hóa [Macheix và cộng sự 1990]. Chúng có thể kết hợp với đường hoặc acid
hữu cơ được hình thành các phân đoạn như lignin [Schuster và Herrmann 1985,
Strack 1997]. Gallic acid là một dẫn xuất trihydroxyl tham gia trong hình thành các
gallotannins thủy phân [Haslam 1982, Haddock và cộng sự 1982, Strack 1997],
ellagic acid là chất chuyển hóa thực vật phổ biến, nó thường ở dạng ester ellagic của
diphenic acid tương tự như glucose [Haslam 1982, Haddock và cộng sự 1982, Maas
và cộng sự 1992]. [51].
Bốn hydroxycinnamic acid phân bố rộng rãi trong trái cây là P-coumatic,
caffeic, ferulic và synaptic acid [Macheix và cộng sự 1990]. Acid Hydroxycinnamic
thường tồn tại ở dạng liên hợp hoặc tự do. [ Schuster và Herrmann 1985, Macheix
và cộng sự 1990, Shahidi và Naczk 1995]
Hình 1.4: Cấu tạo của các chất trong acid phenolic
Nguồn: Biotechnology Advances 29 (2011) 365–373.[51]
Tổng hợp
Những thực vật luôn tạo ra những chất chuyển hóa thiết yếu có dược tính
cao. Một trong những nhóm quan trọng của chất chuyển hóa là nhóm phenolic.
17
Phenolic được phân biệt trong nhiều cấu trúc khác nhau, những nhóm này được
phân biệt bởi số lượng carbon liên kết với vòng phenol [Haddock và cộng sự. Năm
1982, Harborne 1988, Macheix và cộng sự. Năm 1990, Dixon và Paiva 1995, Strack
1997].
Quá trình sinh tổng hợp và tích lũy các hợp chất thứ cấp có thể là quá trình
kiểm soát nội sinh trong giai đoạn phát triển khác nhau trong thực vật [Macheix và
cộng sự. 1990), Strack 1997], hoặc nó có thể điều chỉnh bằng các yếu tố ngoại sinh
như: nhiệt độ, ánh sánh và gây thương tích [Bennet và Wallsgrove 1994, Dixon và
Paiva 1995]. Trong đó phenylalanine được sản xuất thông qua con đường shikamic
(con đường liên hợp ester), là tiền chất cho hầu hết các hợp chất phenolic trong thực
vật bâc cao [Macheix và cộng sự, 1990, Strack và cộng sự, 1997]. Các acid acid
hydroxycinnamic, và đặc biệt là ester coenzyme A của chúng là kết cấu chung của
các hợp chất phenolic, tương tự như ester cinnamate và amid, lignin, flavonoid và
tannin (Macheix và cộng sự (1990)). Con đường Phenylalanine / hydroxycinnamate
được định nghĩa là “con đường trao đổi chất phenylpropanoid chung” nó bao gồm
các phản ứng từ phenylalanine cho đến hydroxycinnamate và các hình thức kích
hoạt khác của chúng [Strack 1997]. Các enzyme xúc tác cho từng chuyển hóa
phenylpropanoid chung là phenylalanine ammonialyase (PAL), acidcinnamic – 4
hydroxylase (CA4H), và hydroxycinnamate: coenzyme A ligase (C4L). Ba bước
này cần thiết cho sự chuyển hóa phenolic [Macheix và cộng sự 1990, Strack 1997]
Sự hình thành các hydroxycinnamic acid (caffeic, ferulic, 5-hydroxyferulic và
acid sinapic), ρ -coumaric acid đòi hỏi phải có 2 dạng phản ứng là hydroxyl hóa và
methyl hóa. Việc cho nhóm hydroxyl thứ 2 của ρ - coumaric sẽ tạo thành caffeic,
được xúc tác bởi monophenol mono-oxygenase [Macheix và cộng sự 1990, Strack
1997]. Methyl hóa acid caffeic bởi enzyme O-methyltransferase, dẫn đến sự hình
thành acid ferulic cùng với acid ρ - coumaric, là tiền chất của lignin [Macheix và
cộng sự 1990, Strack 1997]. Caffeic acid là tiền chất cho 5- hydoxyferulic acid,
trong đó nó cũng là chất sản xuất ra sinapic acid .
18
Glycoside
Con đường
Shikimate
Malonyl – Co A
Chấất trao đổi
phenylopropanoid
Cinamic acid
Benzoic acid
Flavonoid
Hình 1.5: Quá trình sinh tổng hợp phenolic
Nguồn: Phenolic Compounds và Their Antioxidant Activity in Plant
Growing under Heavy Metal Stress, 2006
Sự hình thành các dẫn xuất của hydroxycinnamic acid đòi hỏi phải hình thành
hydroxycinnamate-CoA (ví dụ p -coumaroyl- CoA), xúc tác bởi hydroxycinnamoylCoA ligases hoặc hoạt động của O-glycosyl transferases. Các hydroxycinnamateCoA tạo ester khác nhau với các phenylpropanoid, khi kết hợp với malonyl-CoA
dẫn đến flavonoid hoặc NADPH giảm tạo thành lignins. Hơn nữa,
hydroxycinnamate-CoA có thể liên hợp với các acid hữu cơ [Macheix 1990, Strack
1997].
Quá trình sinh tổng hợp các dẫn xuất của hydroxybenzoic acid tùy thuộc vào
loài thực vật. Chúng có thể bắt nguồn trực tiếp từ con đường shinamate, đặc biệt là
từ dehydroshikimic acid phản ứng này là con đường chính để hình thành acid gallic
[Haddocketal. Năm 1982, Strack 1997]. Các enzyme tham gia vào quá trình sinh
tổng hợp hydroxybenzoic acid và các các dẫn suất của chúng thì khá hạn chế.
Gallic acid được hình thành từ dehydroshikimic acid [addoc ketal 1982,
Strack 1997]. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được sản xuất bởi sự suy thoái của
hydroxycinnamic acid. Acid ellagic được hình thành bởi quá trình oxy hóa và nhị
trùng hóa của gallic acid (Maas và cộng sự 1991], Quá trình oxy hóa được đẩy
nhanh bởi các điều kiện kiềm.
19
Hầu hết các flavonoid xảy ra như glycoside trong sự chuyển hóa của các mô
thực vật. Có hàng trăm glycoside khác nhau, khi nhóm flavomoid liên kết với các
nhóm đường như: glucose, galactose, Rhamnoza, xylose và (Strack 1997). Hai loại
liên kết chính trong flavonoid là O- glycoside và C-glycoside (Harborne (1994)).
Các flavonoid có chứa nhiều gốc đường acyl hóa, phản ứng ancyl hóa của các nhóm
đường và hydroxyl acid , trải qua quá trình ester hóa được xúc tác bởi Glycosyl
transferase. [51]
Vai trò của phenolic
- Acid phenolic có thể hoạt động như một chất chống oxi hóa thông qua
những cơ chế khác nhau. Việc phá vỡ chuỗi cơ chế, bao gồm các quá trình cho và
nhận hydro triệt [Scott 1985]. [5]
- Các hợp chất phenolic thực vật có tác dụng chống lại bức xạ tia cực tím
hoặc ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, cũng như làm tăng cường các màu sắc của
thực vật. Chúng có ở khắp các bộ phận của cây và vì vậy chúng cũng là một phần
không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người [38].
- Vai trò của phenolic trong thực phẩm: vai trò của phenolic trong thực vật
được minh chứng thông qua nhiều nghiên cứu liên quan đến phenolic acid. [Tomasbarberan. F. A; Espin. J. C. Phenolic compounds và related enzyme as determinant
of quality in fruits và vegetable. [J Sci. Food Agric 2001,]. Acid phenolic gắn liền
với màu sắc, chất lượng cảm quan, dinh dưỡng và kháng oxi hóa của thực vật. [43].
Chúng hoạt động như chất hỗ trợ thành tế bào [Wallace và Fry 1994]. [6].
- Vai trò của phenolic trong cơ thể con người: một số tài liệu cung cấp
thông tin đầy đủ liên quan đến một chế độ ăn với hàm lượng cao từ trái cây và rau
quả với mục đích đảm bảo sức khỏe và phòng chống bệnh. Nhờ có hàm lượng chất
kháng oxi hóa cao của trái cây và rau quả làm ức chế những căn bệnh do quá trình
oxi hóa như bệnh tim mạch, đột quỵ, ung thư [32]. Ngoài ra các phenolic còn giữ
vai trò là chất chống gây đột biến, chống dị ứng, tác dụng chống viêm và chống vi
khuẩn [Balasundram và cộng sự (2006); Ham và cộng sự (2009); Parvathy và cộng
sự (2009)].[20].
Sự biến đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nẩy mầm
20
- Xem thêm -
.DOCX 
92 
1 
80 
