Tài liệu Thiết kế và thi công mạch điều khiển và giám sát thiết bị 220 vac

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO MẦM HẠT ĐẬU ĐEN VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT BỘT ĐẬU ĐEN NẢY MẦM Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRẦN THỊ NGỌC MAI Sinh viên thực hiện: TRẦN LÊ THẢO LINH MSSV: 1311110502 Lớp: 13DTP07 TP. Hồ Chí Minh, 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực. Các kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Những số liệu được sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng và đã công bố theo đúng quy định. LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.S Trần Thị Ngọc Mai, người đã dẫn dắt, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị đang làm việc tại Phòng thí nghiệm khoa CNSH-TP-MT trường Đại Học Công Nghệ TPHCM đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành đồ án. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm nói riêng và Khoa CNSH-TP-MT nói chung đã dạy dỗ tôi trong quá trình học tập. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ, hỗ trợ để tôi có thể hoàn thành đồ án này. Vì thời gian có hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiện Trần Lê Thảo Linh. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 TÓM TẮT ĐỒ ÁN ......................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................... 4 1.1 Tổng quan về đậu nguyên liệu ................................................................................ 4 1.1.1 Phân loại khoa học và phân bố .......................................................................... 4 1.1.2 Đặc điểm thực vật .............................................................................................5 1.1.3 Thành phần hóa học của đậu đen ......................................................................7 1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu đen trên thế giới và Việt Nam ...................15 1.2 Tổng quan về đậu nảy mầm .................................................................................. 18 1.2.1 Quá trình nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng quá trình nảy mầm ................... 18 1.2.2 Các biến đổi hạt trong quá trình nảy mầm ...................................................... 20 1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm .......................................... 31 1.2.4 Tổng quan về tình hình nghiên cứu ngoài nước về đậu nảy mầm .................. 32 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 35 2.1 Vật liệu nghiên cứu................................................................................................. 35 2.1.1 Nguyên liệu ..................................................................................................... 35 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu ...................................................................................... 35 2.1.3 Thiết bị ........................................................................................................... 35 2.2 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 35 2.2.1 Phương pháp phân tích hóa lý .......................................................................... 35 2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan ..................................................................... 36 2.3. Bố trí thí nghiệm .................................................................................................... 37 2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................................... 38 2.3.2 Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 39 2.4 Quy trình nghiên cứu .............................................................................................44 2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 2.4.2 Thuyết minh quy trình ..................................................................................... 44 i CHƯƠNG 3. KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 48 3.1 Kết quả đánh giá khối lượng 1000 hạt................................................................... 48 3.2 Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lí ............................................................................ 48 3.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm của hạt đậu đen .................................................................................................................... 49 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm đến quá trình nảy mầm của hạt đậu đen ............................................................................................................................ 51 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng phương pháp ngâm đến quá trình nảy mầm của hạt đậu đen ........................................................................................................................ 53 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian ươm đến quá trình nảy mầm của hạt đậu đen .................................................................................................................................. 53 3.7 Kết quả khảo sát chế độ sấy ảnh hưởng đến hạt đậu đen nảy mầm ..................... 64 3.8 Kết quả đánh giá bột đậu đen nảy mầm ................................................................ 66 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 70 4.1 Kết luận ................................................................................................................... 70 4.1.1 Các thông số tối ưu .......................................................................................... 70 4.1.2 Quy trình để nghị ............................................................................................. 71 4.2 Kiến nghị ................................................................................................................. 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 73 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại khoa học đậu đen ........................................................................................ 4 Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu đen ...................................................... 8 Bảng 1.3: So sánh thành phần dinh dưỡng giữa các loại đậu ............................................. 8 Bảng 1.4: Thành phần các acid amin trong 100g đậu đen .................................................. 9 Bảng 1.5: Các vitamin và khoáng chất trong đậu đen ....................................................... 10 Bảng 1.6: Thành phần hóa học của đậu trước và sau khi nảy mầm ................................... 21 Bảng 1.7: Sự thay đổi hàm lượng acid amin đậu xanh ở các giai đoạn ............................. 21 Bảng 1.8:Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate của đậu xanh trước và sau khi nảy mầm..22 Bảng 1.9: Sự thay đổi hàm lượng acid béo trong tổng chất béo có trong hạt đậu xanh trước và sau khi nảy mầm .................................................................................................. 23 Bảng 1.10: Sự thay đổi hàm lượng phenolic trong quá trình nảy mầm ở hạt đậu xanh 26 Bảng 1.11: Hàm lượng Vitamin C của đậu xanh trong quá trình nảy mầm ...................... 27 Bảng 1.12: Ảnh hưởng của sự nảy mầm đến các yếu tố kháng dinh dưỡng ......................... 30 Bảng 2.1: Danh mục các thiết bị nghiên cứu ....................................................................... 35 Bảng 3.1: Thành phần nguyên liệu đậu đen ....................................................................... 48 Bảng 3.2: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ngâm ................ 49 Bảng 3.3: Bảng phân tích ANOVA so sánh tỷ lệ nảy mầm theo thời gian ngâm hạt……50 Bảng 3.4:: Đánh giá cảm quan hạt đậu đen sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian ......... 50 Bảng 3.5 Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước ngâm ……51 v Bảng 3.6: Đánh giá cảm quan hạt đậu đen sau khi ngâm ảnh hưởng bởi thời gian ........... 52 Bảng 3.7: Đánh giá cảm quan hạt đậu đen ảnh hưởng bởi phương pháp ngâm …… 54 Bảng 3.8: Bảng phân tích ANOVA cho độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian ươm .................. 55 Bảng 3.9: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm............................................................................................................................ 56 Bảng 3.10: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm............................................................................................................................ 57 Bảng 3.11: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm .................................................................................................................................... 58 Bảng 3.12: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm............................................................................................................................ 59 Bảng 3.13: Bảng phân tích ANOVA cho hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ươm mầm............................................................................................................................ 60 Bảng 3.14: Hàm lượng GABA của đậu đen sau khi ươm ở 36 giờ ...................................63 Bảng 3.15: Bảng thời gian ảnh hưởng bởi nhiệt độ sấy hạt đậu đennảy mầm ...................... 64 Bảng 3.16: Hàm lượng GABA của đậu đensau khi sấy ...................................................... 65 Bảng 3.17:Đánh giá cảm quan hạt đậu đen sau khi sấy ảnh hưởng bởi chế độ sấy……..65 Bảng 3.18: Kết quả đánh giá cảm quan bột đậu đen nảy mầm............................................. 66 Bảng 3.19: Kết quả kiểm tra vi sinh đối với bột đậu đennảy mầm....................................... 66 Bảng 3.20: Chi phí sản phẩm “bột đậu đen nảy mầm” ......................................................... 67 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Câyđậu đen ....................................................................................................................... 5 Hình 1.2: Cấu tạo hạt đậu đen .............................................................................................................. 7 Hình 1.3: Công thức cấu tạo của các hợp chất phenolic trong đậu đen ............................ 12 Hình 1.4: Con đường tổng hợp vitamin C ......................................................................... 14 Hình 1.5: Quá trình sinh tổng hợp phenolic ...................................................................... 24 Hình 1.6: Con đường hình thành GABA............................................................................ 29 Hình 1.7: Biểu đồ hàm lượng GABA tổng hợp theo thời gian nảy mầm ............................. 30 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 37 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình công nghệ .................................................................................. 44 Hình 3.1: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo thời gian ngâm hạt ................................................... 49 Hình 3.2: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo thời gian ngâm hạt ...................................... 50 Hình 3.3: Biểu đồ so sánh độ ẩm theo nhiệt độ nước ngâm .............................................. 52 Hình 3.4: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo nhiệt độ nước ngâm..................................... 52 Hình 3.5: Biểu đồ so sánh tỷ lệ nảy mầm theo phương pháp ngâm .................................... 54 Hình 3.6: Biểu đồ so sánh chiều dài rễ mầm theo thời gian ươm......................................... 55 Hình 3.7: Biểu đồ so sánh độ ẩm hạt theo thời gian ươm .................................................... 56 Hình 3.8: Biểu đồ hàm lượng phenolic ảnh hưởng bởi thời gian......................................... 57 Hình 3.9: Biểu đồ hàm lượng vitamin C ảnh hưởng bởi thời gian ..................................... 58 Hình 3.10: Biểu đồ hàm lượng protein ảnh hưởng bởi thời gian ........................................ 59 Hình 3.11: Biểu đồ hàm lượng đường khử ảnh hưởng bởi thời gian ................................... 60 Hình 3.12: Biểu đồ hàm lượng tinh bột ảnh hưởng bởi thời gian ........................................ 61 vii Ii Hình 3.13: Biểu đồ thời gian sấy ảnh hưởng bởi chế độ sấy ............................................. 64 Hình 4.1: Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu đen và ứng dụng sản xuất bột đậu đen nảy mầm ............................................................................................................................. 71 vii Ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SFA (Saturated fatty acids): acid béo bão hòa MUFA (Monounsaturated fatty acids): các acid béo không bão hòa có một nối đôi PUFA (polyunsaturated fatty acids): các acid béo không bão hoà có nhiều nối đôi GAD: glutamate decarboxylase. GABA: gamma aminobutyric acid GABA-T: GABA-transaminase SSA: succinic semialdehyde SSADH: succinic semialdehyde dehydrogenase HSQT: hệ số quan trọng. viii LỜI MỞ ĐẦU Đậu đen (Vigna cylindrical (L.) Skeels) là một trong những cây đậu chính trong nhóm cây đậu ăn hạt, đứng sau đậu tương, đậu phộng và đậu xanh. Đậu đen cũng chính là cây trồng có vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp của nhiều nước trong đó có Việt Nam. Trong đậu đen có chứa nhiều vitamin, protein, glucid, lipid, muối khoáng… Hàm lượng acid amin cần thiết trong đậu đen rất cao gồm: lysin, metionin, tryptophan, phenylalanin, alanin, valin, leucin... do đó đậu đen được xem như một loại thuốc bổ. Theo nghiên cứu của Luque-Rodrıguez, J. M., Luque de Castro (2007) thì đậu đen còn một nhóm chất rất quan trọng tạo màu sắc đỏ tím cho lớp vỏ ngoài của đậu đen được gọi là anthocyanin, đây là nhóm chất có tác dụng kháng oxy hóa rất cao, giúp tăng cường sức đề kháng cho cơ thể, chống ung thư, kéo dài tuổi thọ, chống lão hóa. Trong nhiều thập kỷ qua, thực vật chứa nhiều hàm lượng phenolic là hợp chất chống oxy hóa, thường được đưa ra để bàn luận về sự ảnh hưởng của chúng lên việc ngăn chặn sự phát triển của nhiều loại ung thư Dai, Mumper, R. J (2010); P. Fresco, F. Borges, C. Diniz, M.P.M. Marques (2006). Chất chống oxy hóa giữ một vai trò quan trọng trong thực phẩm vì nó có ảnh hưởng tốt đến sức khỏe con người. Trong những cây họ đậu, có chứa các hợp chất quan trọng như vitamin C, vitamin E, hợp chất phenolic và glutathione. Vấn đề được đặt ra ở đây là hạt đậu đen có thể được sử dụng tốt hơn nhờ quá trình nảy mầm, sự nảy mầm là một công nghệ đơn giản, rẻ tiền. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hạt nảy mầm chứa nhiều hợp chất dinh dưỡng có lợi như: acid amin, hợp chất chống oxy hóa, khoáng, các hợp chất được tổng hợp trong quá trình nảy mầm khác như Gamma Amino Butyric Acid (GABA), giảm hàm lượng các chất kháng dinh dưỡng như: enzyme ức chế antitrypsin, galactoside, tannin..cao hơn khi so sánh với những hạt không nảy mầm. Thêm vào đó ngày nay các tiêu chuẩn của cuộc sống con người ngày càng được nâng cao, vấn đề dinh dưỡng bổ sung cho cơ thể càng được quan tâm nhiều 1 hơn. Nhưng bên cạnh những yếu tố về ăn uống thì môi trường xung quanh cũng ảnh hưởng đến sức khỏe. Hằng ngày cơ thể chúng ta phải chịu ảnh hưởng của tia phóng xạ, tia cực tím, chất thải công nghiệp, khí thải ô tô, xe máy, nguồn nước ô nhiễm… những tác động có hại này là nguyên nhân chính của các bệnh tim mạch, ung thư, và các bệnh nguy hiểm khác. Nhằm tạo điều kiện phát triển các sản phẩm có lợi từ nguồn nguyên liệu này mong muốn tăng thu nhập cho người nông dân. Đồng thời tìm ra biện pháp làm tăng giá trị sinh học trong đậu có lợi cho sức khỏe con người, do đó tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu đen và ứng dụng sản xuất bột đậu đen nảy mầm”. Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm của hạt đậu đen như: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, thời gian ủ... Nhằm tạo điều kiện tối thích cho quá trình nảy mầm, để đạt được hàm lượng hợp chất GABA, chất chống oxy hóa tối ưu nhất. Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm. 2 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Mục đích của đồ án “Nghiên cứu quá trình tạo mầm hạt đậu đen và ứng dụng sản xuất bột đậu đen nảy mầm” nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm. Qua đó rút ra được sự tối ưu cho từng yếu tố, để tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Nội dung chính thực hiện trong đồ án bao gồm: Tổng quan tài liệu về nguyên liệu đậu đen, các thành phần và sự biến đổi của các thành phần hóa học trong quá trình nảy mầm, đánh giá thành phần hóa học của nguyên liệu hạt đậu đen. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm như các thông số: nhiệt độ nước ngâm, thời gian ngâm, phương pháp ngâm, thời gian ươm mầm ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mầm, độ ẩm, hàm lượng protein, hàm lượng vitamin C, hàm lượng phenolic, hàm lượng cacbohydrate, hàm lượng GABA. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến bột đậu đen nảy mầm: nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến hàm lượng GABA. Đánh giá sản phẩm bột đậu đen nảy mầm. Sau quá trình nghiên cứu thu được các kết quả sau: Thành phần hóa học của hạt đậu đen nguyên liệu: protein thô (23,41%), độ ẩm (15,01%). Các thông số ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm: thời gian ngâm: 4 giờ, nhiệt độ nước ngâm: 300C, phương pháp ngâm: ngâm ngập, thời gian ươm: 36 giờ. Các hàm lượng khảo sát ảnh hưởng bởi các yếu tố: tỉ lệ nảy mầm 98%, hàm lượng phenolic 0,0263 mg/g, hàm lượng vitamin C 44,03833 mg%, hàm lượng protein 28,32%, hàm lượng đường khử 2,4700%, hàm lượng tinh bột 41,57%, hàm lượng GABA sau khi ươm 2563 mg/kg. Nhiệt độ sấy là 700C và hàm lượng GABA sau khi sấy là 2057 mg/kg. Sản phẩm bột đậu đen nảy mầm đạt loại khá. 3 CHƯƠNG 1. NGUYÊN LIỆU 1.1 Tổng quan về đậu nguyên liệu 1.1.1 Phân loại khoa học và phân bố Tên thường gọi: đậu đen (Miền Nam), đỗ đen (Miền Bắc) và có tên thuốc theo đông y là ô đậu, hắc đại đậu hay hương xị. Đậu đen có tên khoa học là Vigna cylindrica (L.) Skeels [32]. Bảng 1.1 Phân loại khoa học của đậu đen [32] Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Fabales Họ Fabaceae Chi Vigna Loài Vigna cylindrica Loài đậu đen (Vigna cylindrica) có nguồn gốc ở Châu Phi, từ đó lan sang Trung Á, Ấn Độ và nhiều khu vực khác của châu Á. Hiện nay cây đậu đen cũng được trồng ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Châu Á, Châu Phi, Nam Mỹ và kể cả Hoa Kỳ (ở Hoa kỳ cây đậu đen được trồng làm nguồn thức ăn gia súc) [4]. Ở nước ta, đậu đen trồng nhiều ở miền Bắc, được trồng vào nhiều thời vụ quanh 4 năm vào tháng 2 - 6 và tháng 11 - 12. Đậu thu được vào những tháng này sẽ cho năng suất cao, hạt đậu lớn không bị sâu bệnh. Đậu đen là cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn chỉ khoảng 2 - 3 tháng sẽ cho thu hoạch. Khi thu đậu cẩn thận tránh làm đứt cuống trái non, rụng nụ hoa sẽ cho trái đợt kế tiếp, cách nhau 5 - 7 ngày. Cây đậu đen là cây trồng ngắn ngày mang lại thu nhập rất khá [2]. 1.1.2 Đặc điểm thực vật Hình 1.1 Cây đậu đen [2] 1.1.2.1 Thân và cành Thân cây đậu đen thuộc dạng thân thảo. Là loại cây hàng năm. Thân có màu xanh hoặc tím đen. Thân thường mọc đứng thẳng, nghiêng, hoặc bò trên mặt đất. Đường kính thân trung bình là 5 - 8 mm. Chiều cao cây có nhiều biến động tùy thuộc vào giống mùa vụ, khả năng thâm canh. Chiều cao có thể thay đổi từ 50 - 100 cm. Toàn bộ chiều dài thân được chia thành 7 - 15 đốt. Ở các đốt, gần mặt đất thường hình thành cấp một. Các đốt ở phía trên là vị trí để hình thành các chùm hoa, quả. Số cành trên thân thường là 2 3 cành, nhưng cũng có trường hợp có cây đến 9 - 10 cành [32] 1.1.2.2 Lá Lá mầm xuất hiện khi hạt đậu hút đủ nước. Sau đó phát triển và tồn tại cho đến 5 khi toàn bộ chất dinh dưỡng trong lá được huy động để cung cấp cho phát triển của cây con ở thời kỳ đầu. Thời kỳ này thường kéo dài 15 - 20 ngày sau khi hạt nảy mầm. Sau khi lá mầm xuất hiện 3 - 5 ngày, hai lá đơn hình thành và mọc đối diện nhau trên mặt đất. Sau khi lá đơn xuất hiện khoảng một tuần, bắt đầu hình thành lá kép. Lá kép có 3 lá chét. Tốc độ hình thành lá kép phụ thuộc vào thời vụ, giống và kỹ thuật chăm sóc cây. Trung bình 6 - 8 ngày hình thành một lá kép. Vị trí của lá kép trên thân hoặc trên cành thường mọc so le tại các phần giữa của các đốt thân hay cành. Kích thước của phiến lá và độ dài của cuống lá thay đổi tùy thuộc vào vị trí của tầng lá. Thông thường các kích thước này tăng dần từ dưới đến tầng lá giữa sau đó giảm dần ở các tầng lá phía trên. Điều này biểu hiện sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cây đậu đen. Khi gặp điều kiện thuận lợi thì cây đậu đen sẽ sinh trưởng phát triển tốt, lá chét giữa của lá kép thường lớn hơn 2 lá chét ở hai bên. Vì vậy, có thể căn cứ vào độ lớn của phiến lá có thể đánh giá được tình hình sinh trưởng và phát triển của cây đậu đen. [32] 1.1.2.3 Rễ Bộ rễ đậu đen gồm rễ chính và rễ phụ. Rễ chính ăn sâu vào đất 20-30 cm. Ở điều kiện đất có đủ ẩm, tơi xốp, tầng canh tác dày, rễ chính có thể ăn sâu vào đất đến 7 100cm. Rễ phụ thường có 30 - 40 cái, dài 20 - 25 cm, phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt, không sâu quá 25 cm. Trên rễ phụ có nhiều lông hút, làm nhiệm vụ hút các chất dinh dưỡng từ đất. Ở các điểm tiếp giáp giữa rễ chính và rễ phụ, cũng như trên chiều dài của rễ phụ, thường hình thành nhiều nốt sần. Nốt sần là nơi tụ tập vi sinh vật cố định đạm ở các lông hút của rễ. Thường trung bình mỗi cây có 30 - 40 nốt sần. Nhưng ở cây đậu đen có tỷ lệ nốt sần hữu hiệu cao, trên 90%. Kích thước của các nốt sần không giống nhau, thường dao động trong phạm vi 4 - 5 mm đường kính. Số lượng và khả năng hoạt động của các nốt sần là đảm bảo cho cây được cung cấp đạm nhiều và do đó có năng suất cao. Vì vậy, cần áp dụng những biện pháp nhằm thúc đẩy sự phát triển của các nốt sần về số lượng cũng như về chất lượng.[32] 1.1.2.4 Hoa 6 Hoa đậu đen có màu tím nhạt. Hoa đậu đen được hình thành trên các chùm hoa dài 20 – 30 cm. Trên mỗi chùm hoa có thể phát triển thành một hàng hoa mọc đối nhau. Các hoa trên một hàng xếp liên tục với nhau. Vị trí bắt đầu của mỗi chùm hoa phía dưới thường nằm ở giữa thân, giữa cành hoặc ở nách lá. Những chùm hoa phía trên mọc so le từ các đốt thân. Ở phần trên của thân cây, độ dài của lóng ngắn lại, cho nên số lượng chùm hoa nhiều hơn. Trong quần thể tự nhiên, hoa đậu đen thường nở rải rác thành từng đợt khác nhau. Căn cứ vào thời gian nở hoa, các giống đậu đen có thể chia thành 3 nhóm: nhóm ra hoa tập trung (hoa nở kéo dài dưới 16 ngày), nhóm ra hoa trung gian (hoa nở kéo dài trong thời gian 16 - 30 ngày), nhóm ra hoa không tập trung (hoa nở liên tiếp trên 30 ngày). [32] 1.1.2.5 Quả và hạt Sau khi thụ phấn 2 - 3 ngày, bầu hoa phát triển thành quả non. Thời gian từ lúc thụ phấn đến khi chín, tùy thuộc chủ yếu vào đặc điểm giống, vào điều kiện chăm sóc và nhiệt độ. Quả đậu đen khi chín có chiều dài trung bình khoảng 7 - 13 cm, chứa khoảng 7 - 10 hạt màu đen. [32] Hình 1.2 Cấu tạo hạt đậu đen Hạt hình thận, vỏ màu đen bóng có chiều dài 6 - 9 mm có chiều ngang 5 - 7 mm, chiều dẹt 3,5 - 6 mm. Rốn hạt màu sáng trắng nằm ở rốn, trọng lượng hạt từ 100 - 115 7 mg. Hạt dễ vỡ thành hai mảnh lá mầm. Đầu của hai mảnh có chứa hai lá chồi, một trụ mầm [4]. 1.1.3 Thành phần hóa học trong đậu đen 1.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng trong đậu đen Về dinh dưỡng, hạt đậu đen là nguồn thực phẩm giàu protein (khoảng 22 - 28% khối lượng chất khô của hạt), ngoài ra còn có lipid khoảng 1,7%, glucid 53.3% và các chất khoáng như Ca, Fe, Na, K, P… cùng nhiều loại vitamin hoà tan trong nước như vitamin B1, B2, C… [10] Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu đen [10] Thành phần Protein Hàm lượng (%) 24,2 Lipid 1,7 Glucid 53,3 Tro 2,8 Xơ 4,0 Ẩm 14,0 Bảng 1.3 So sánh thành phần dinh dưỡng giữa các loại đậu [13] Nguyên liệu Glucid Xơ (g) Lipid (g) Protein (g) Đậu nành 24,60 4,50 18,40 8 Năng lượng (g) (kcal) 34,00 400,00 Đậu xanh 53,10 4,70 2,40 23,40 328,00 Đậu đỏ 61,00 15,00 1,00 23,00 337,00 Đậu trắng 53,80 3,70 2,20 23,20 327,00 Đậu đen 53,30 4,00 1,70 24,20 325,00 Theo bảng 1.3 thì thành phần dinh dưỡng trong đậu đen khá cao. Hàm lượng protein trong đậu đen rất cao (24,20%), chỉ kém hơn đậu nành (34,00%). Hàm lượng glucid trong 100 g đậu của đậu đen là 53,30% cao hơn gấp hai lần so với hàm lượng glucid trong đậu nành là 24,6% và cao hơn đậu xanh (53,10%) nhưng thấp hơn đậu đỏ (61,00%) và đậu trắng (53,80). Về năng lượng thì hạt đậu đen có giá trị thấp nhất trong các loại đậu. a. Protein và các acid amin Protein trong đậu đen chiếm hàm lượng từ 22 – 28%, protein đậu đen cao hơn các loại đậu khác nhưng chỉ thấp hơn đậu nành. Sau khi nảy mầm protein bị phân giải thành acid amin, gồm có đầy đủ 10 loại acid amin cần thiết cho cơ thể [10]. Phần lớn các acid amin sẽ được hạt sử dụng để tổng hợp các cơ quan mới như rễ mầm và lá mầm. Một số acid amin chưa được sử dụng thì các peptite và polypeptite sẽ ở lại trong mầm nên khi hạt nảy mầm hàm lượng acid amin trong mầm đậu luôn cao hơn nguyên liệu ban đầu [6]. Bảng 1.4 Thành phần các acid amin trong 100g đậu đen [5] Thành phần acid amin trong hạt đậu đen Lysin Hàm lượng (g) 0,97 9 Metionin 0,31 Tryptophan 0,31 Phenylalanin 1,10 Alanin 1,09 Valin 0,97 Leucin 1,26 Isoleucin 1,11 Arginin 1,72 Histidin 0,75 b. Lipid Trong các loại hạt thì đậu đen có hàm lượng lipid thấp khoảng 7 - 18 lần so với các loại đậu khác như đậu nành, đậu phộng. Khi đậu nảy mầm lipid sẽ bị thủy phân thành glycerin và acid béo [10]. Trong 100g đậu đen chứa khoảng 1,5 - 1,7% lipid, theo số liệu của nhiều báo cáo thì hàm lượng lipid có trong hạt phụ thuộc nhiều vào điều kiện canh tác hơn là giống. Lipid trong hạt đậu góp phần tạo ra kết cấu cũng như tính cảm vị đặc trưng [14]. c. Glucid Hàm lượng glucid của đậu đen trung bình chiếm 50 - 53% bao gồm các polysaccharide không hòa tan như hemicellulose (kiểu arabinogalactan), các pectin, cellulose, và các đường hòa tan saccharose 5%, stachyose 4% và rafinose 1%. Rafinose là một trisaccharide gồm lactose, glucose và fructose. Còn stachyose là một tetrasaccharide gồm galactose - galactose - glucose – fructose [14]. Glucid trong đậu đen có vai trò tạo cấu trúc, tạo hình (cellulose) và vai trò bảo vệ (mucopolysaccharide). 10