BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐÀO THỊ TRÚC GIANG

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI
HOẠT TÍNH CHỐNG ÔXY HÓA CỦA TỎI
(ALLIUM SATIVUM) PHAN RANG
THEO THỜI GIAN LÊN MEN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

NHA TRANG – NĂM 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐÀO THỊ TRÚC GIANG

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI
HOẠT TÍNH CHỐNG ÔXY HÓA CỦA TỎI
(ALLIUM SATIVUM) PHAN RANG
THEO THỜI GIAN LÊN MEN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm


Lớp: 53CNTP3

Ngành: Công nghệ thực phẩm

Khoa: Công nghệ thực phẩm

Tên chuyên đề: Nghiên cứu sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi Phan
Rang (Allium Sativum) theo thời gian lên men.
Số trang: 55

Số chương: 04

Số tài liệu kham khảo: 50

Hiện vật: 01 quyển đồ án + 01 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Kết luận:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................


1.3. Giới thiệu về tỏi đen .......................................................................................10
1.3.1. Tỏi đen là gì..............................................................................................10
1.3.2. Những biến đổi của tỏi sau khi lên men...................................................11
1.3.3. Một số tác dụng sinh học của tỏi đen .......................................................13
1.3.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tỏi đen ......................................................16
1.4. Tình hình nghiên cứu về tỏi đen .....................................................................17
1.4.1. Nghiên cứu ngoài nước ............................................................................17
1.4.2. Nghiên cứu trong nước ...........................................................................18
1.5. Khái quát về gốc tự do và chất chống oxy hóa...............................................19
1.5.1. Gốc tự do ................................................................................................19
1.5.2. Chất chống oxy hóa..................................................................................19
1.5.2.1. Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hóa ..................................19


iv

1.5.2.2. Một số chất chống oxy hóa ................................................................23
1.5.3. Một số phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa ..........................27
1.5.3.1. Phương pháp dựa vào tổng năng lực khử ..........................................27
1.5.3.2. Phương pháp khử gốc tự do DPPH....................................................27
1.5.3.3. Phương pháp TEAC...........................................................................28
1.5.3.4. Phương pháp ORAC ..........................................................................28
1.5.3.5. Phương pháp TRAP ...........................................................................29
1.5.3.6. Phương pháp FRAP ...........................................................................29
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................30
2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................30
2.2. Vật liệu, hóa chất nghiên cứu .........................................................................30
2.2.1. Nguyên liệu tỏi .........................................................................................30
2.2.2. Hóa chất....................................................................................................30
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................31


S-allyl cysteine

GAE:

Garlic acid equivalents

GSAC:

g-glutamyl-S-allyl cysteine

SOD:

Superoxid dismutase

CAT:

catalase

GPx:

Glutathione peroxidase

DPPH:

1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazine

TEAC:

Trolex equivalent antioxidant capacity

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Củ tỏi ...........................................................................................................5
Hình 1.2. Cây tỏi .........................................................................................................5
Hình 1.3. Sự hình thành allicin từ alliin......................................................................8
Hình 1.4. Sự thay đổi chỉ số TBARS của chuột khi sử dụng tỏi và tỏi đen..............16
Hình 1.3. Một số sản phẩm từ tỏi đen .......................................................................17
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình lên men sản xuất tỏi đen..................................................31
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi của một số thành phần hóa
lý và hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men. .................................32
Hình 3.1. Sự thay đổi màu sắc của tỏi theo thời gian lên men.................................36
Hình 3.2. Sự thay đổi hàm lượng nước của tỏi theo thời gian lên men ....................38
Hình 3.3. Sự thay đổi hàm lượng tro của tỏi theo thời gian lên men........................40
Hình 3.4 Sự thay đổi hàm lượng acid tổng của tỏi theo thời gian lên men ..............41
Hình 3.5. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số theo thời gian lên men .........42
Hình 3.6. Sự thay đổi khả năng khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B)
của tỏi theo thời gian lên men ...................................................................................45
Hình 3.7. Mối tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng số với khả năng khử
gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B).........................................................48


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở Việt Nam, tỏi được trồng khá phổ biến trải dài khắp các tỉnh trên cả nước
với sản lượng tỏi hàng năm ước đạt hàng nghìn tấn. Một số loài tỏi có chất lượng
cao như tỏi Lý Sơn, tỏi Hà Nội, tỏi Phan Rang,... đã khẳng định được vị trí trên thị
trường trong nước, được người tiêu dùng ưa chuộng và đánh giá cao. Tỏi Việt Nam
cũng đã được xuất bán ra một số thị trường nước ngoài như Trung Quốc, Hàn Quốc,
Nhật Bản,...tuy nhiên với sản lượng chưa cao và chủ yếu ở dạng tươi hoặc phơi khô,

cứu sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi (Allium sativum) Phan Rang
theo thời gian lên men”.
2. Mục tiêu đề tài
Xác định được sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Tỏi Phan Rang được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu trong đề tài này:
- Tên khoa học: Allium sativum
- Tên Tiếng Việt: Tỏi
- Tên Tiếng Anh: Garlic
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Xác định sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men
thông qua việc đánh giá sự thay đổi một số thành phần hóa lý và hoạt tính chống
oxy hóa của tỏi ở từng ngày lên men.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nguyên liệu tỏi tươi được tiến hành xác định một số thành phần hóa học và
hoạt tính chống oxy hóa, đây là yếu tố nghiên cứu đầu vào làm căn cứ để so sánh
với sản phẩm đầu ra.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng nước của tỏi theo thời gian lên men.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng tro của tỏi theo thời gian lên men.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng acid tổng của tỏi theo thời gian lên men.
- Xác định sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số của tỏi theo thời gian
lên men.
- Xác định sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của tỏi theo thời gian lên men.


3

5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học

sử dụng tỏi trước những sự kiện thể thao.
Phân loại khoa học
Tỏi được phân loại khoa học như sau:
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của tỏi [51]

Giới
Plantae
Ngành
Magnoliophyta
Lớp (class)
Liliopsida
Bộ (ordo)
Asparagales
Họ (famalia)
Hành (Alliaceae)
Phân họ (subfamilia)
Hành (Allioideae)
Tông (tribus)
Hành (Allieae)
Chi (genus)
Hành tây (Allium)
Loài (species)
Tỏi (Allium sativum)
(Nguồn: Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam)


5

Hình 1.1. Củ tỏi


Tỏi có 1 hạt, quả ra tháng 9-10.
1.1.2. Thành phần trong tỏi
Thành phần dinh dưỡng của tỏi gồm có carbohydrat, protein, chất béo, chất
xơ, các vitamin như B1, B2, B3, B5, B6, C,…và các nguyên tố khoáng như Ca,
Mg,…Trong đó, hàm lượng carbohydrat chiếm khoảng 33% trong 100g tỏi. Bên
cạnh đó, tỏi còn chứa các hợp chất lưu huỳnh như: alliin, allicin, ajoene,
polysulfides diallyl, vinyldithiins, S- allylcystein,…có hoạt tính sinh học cao.


7

Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng của tỏi [15]
Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Hoa Kì

Tỏi tươi
Giá trị dinh dưỡng 100g
Năng lượng

623 kJ (149 kcal)

Carbohydrat

33.06 g

Đường

1.00 g

Chất xơ thực phẩm


Vitamim B6

1.235 mg (95%)

Acid folic (Vit.B9)

3 µg (1%)

Vitamin C

31.2 mg (32%)

Canxi

181 mg (18%)

Sắt

1.7 mg (14%)

Magie

25 mg (7%)

Mangan

1.672 mg (84%)

Photpho


Tỏi được dùng làm thuốc:
Theo Đông y: củ tỏi có vị cay, tính ôn, hơi độc, vào hai kinh Can, Vị, có tác
dụng thanh nhiệt, giải độc, sát khuẩn, giải phong, sát trùng, chữa khí hư, tiểu tiện
khó, bụng trướng đầy, tiêu nhọt, đờm và hạch ở phổi,…Mỗi ngày ăn 1-2 nhánh tỏi
rất tốt cho sức khỏe.
Theo Tây y:
Tác dụng kháng khuẩn:
Vào năm 1944, Chester J.Cavallito đã phát hiện trong tỏi có chứa allicin, là
một hợp chất kháng sinh và kháng nấm (phitoncide). Trong quá trình bảo quản,
enzym alliinase có sẵn trong tỏi sẽ chuyển hóa alliin thành allicin. Allicin dễ bị mất
khi đun nấu, là 1 chất kháng sinh tự nhiên rất mạnh, mạnh hơn cả penicillin [26].

Hình 1.3. Sự hình thành allicin từ alliin [31]


9

Dịch chiết thô của tỏi có khả năng chống lại cả vi khuẩn Gram (-) và Gram
Helicobactor pilory ở nồng độ 2-5 mg/ml [39]. Tuy nhiên, tác dụng này sẽ bị giảm
khi xử lý nhiệt tỏi. Ngoài ra, theo Nguyễn Thanh Hải và Bùi Thị Tho (2013), sử
dụng cả 7 loại dung môi để chiết tỏi (gồm nước cất, acid acetic 5%, ethanol 35%,
ethanol 70%, methanol 70%, axeton 70%, axetonitrile 70%) đều cho kết quả diệt vi
khuẩn E. coli 044 (phân lập từ phân gia cầm bị tiêu chảy),… [5].
Tác dụng phòng chống các bệnh tim mạch:
Cholesterol LDL, huyết áp và các tác nhân oxy hóa trong cơ thể người tăng
huyết áp có thể được giảm bằng cách bổ sung tỏi.
Theo Sangeetha và Darlin (2006), cho thấy rằng tỏi có thể làm giảm peroxit
lipit [46]. Hằng ngày, nếu sử dụng 1-2 tép tỏi có thể làm giảm 9% cholesterol.
Ngoài ra, tỏi còn có tác dụng phòng chống ung thư dạ dày, ung thư da; cải
thiện hệ xương,…

Lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ bị biến đổi dưới
tác dụng của enzym vi sinh vật. Bản chất của quá trình lên men là quá trình oxy hóa
khử sinh học [9].
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men:
Nhiệt độ ảnh hưởng đến cấu trúc protein, enzym do đó ảnh hưởng đến hoạt
động của enzym và hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật. Ngoài ra, nhiệt độ môi
trường lên men còn có tác dụng trên các phương diện sau:
- Tốc độ tạo thành và giải phóng sản phẩm.
- Trạng thái vật lí của hệ thống.
- Đảm bảo lọc chất lỏng khỏi sinh khối dễ dàng hơn [9].
Lên men tỏi là quá trình trao đổi chất, xảy ra các biến đổi về thành phần hóa
lý và các hoạt tính sinh học trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát chặt
chẽ. Trong một thời gian nhất định cho ra sản phẩm tỏi đen có giá trị về mặt dinh
dưỡng và y tế.
1.3. Giới thiệu về tỏi đen
1.3.1. Tỏi đen là gì
Tỏi đen là sản phẩm lên men tự nhiên từ tỏi tươi hay còn gọi là tỏi trắng,
trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và độ ẩm, không sử dụng hóa chất, phụ
gia và các nguyên liệu khác. Tỏi đen có giá trị dinh dưỡng và sinh học rất cao.


11

Hàn Quốc là nước đầu tiên làm ra tỏi đen nhờ vào kinh nghiệm dân gian.
Nhật Bản là nước tiêu thụ tỏi đen hàng đầu thế giới. Tỏi đen có ở Việt Nam cách
đây vài năm, đầu tiên do TS. Vũ Bình Dương (Học viện Quân Y) nghiên cứu đề tài
về ứng dụng tại Việt Nam và được sản xuất thử nghiệm thành công. Sau đó, được
các trung tâm nghiên cứu, các doanh nghiệp sản xuất và bán rộng rãi trên khắp cả nước.
1.3.2. Những biến đổi của tỏi sau khi lên men
Sự biến đổi một số thành phần hóa học của tỏi


Tỏi đen

Alanine

102,02±6,61

174,37±2,01

Arginine

1543,65±15,78

1371,23±2,05

Aspartate

785,84±18,43

1064,27±8,66

Cysteine

295,24±5,08

381,86±14,86

Glutamate

1493,30±5,10


284,22±7,34

Methionine

47,20±3,92

66,60±1,08

Phenylalanine

188,99±11,67

238,33±0,81

Proline

1029,04±6,42

438,93±0,91

Serine

282,62±6,25

327,84±9,58

Threonine

381,72±12,39

13

124,67 mg/g, trong khi mẫu tỏi lên men ở 85 ºC chỉ có 85,46 mg/g. Theo đó, cho
thấy nhiệt độ lên men góp phần làm tăng hàm lượng SAC ban đầu, sau đó, sự biến
đổi hàm lượng SAC có thể do các yếu tố khác như do sự giảm của alliin đã được
chứng minh ở các nghiên cứu khác [24]…Theo Wang và cộng sự (2010), tỏi sau khi
lên men 40 ngày ở nhiệt độ 65-80 ºC và độ ẩm 70-80%, hàm lượng SAC tăng gấp 8
lần so với tỏi tươi [50].
Sự biến đổi về cảm quan của tỏi sau khi lên men
Màu sắc: màu đen. Sự biến đổi cường độ màu nâu của tỏi theo thời gian lên
men có liên quan chặt chẽ đến phản ứng biến nâu phi enzym dưới tác dụng của
nhiệt như phản ứng Maillard, phản ứng oxy hóa polyphenol.
Vị: có vị ngọt chua dịu của hoa quả. Do hàm lượng carbohydrat tăng dần
theo thời gian lên men.
Mùi: không còn mùi hăng cay của tỏi, có hương thơm. Ở tỏi tươi có mùi
hăng cay khó chịu là do các hợp chất sunfur gây ra và xử lý nhiệt là phương pháp
phổ biến để loại bỏ chúng. Qúa trình lên men xảy ra đã chuyển hóa các hợp chất
này thành các hợp chất chống oxy hóa tan trong nước như S-allyl cysteine,
tetrahydro-β -carbolines, alkaloid,… [28]. Bên cạnh đó, mùi thơm đặc trưng của tỏi
đen còn được tạo ra nhờ aldehyt sinh ra từ phản ứng Maillard.
Trạng thái: mềm dẻo. Hàm lượng ẩm của tỏi giảm dần trong thời gian lên
men nên tỏi đen có trạng thái mềm dẻo.
Tỏi đen có thời gian bảo quản dài.
1.3.3. Một số tác dụng sinh học của tỏi đen
Bảo vệ cơ thể chống ung thư và giảm cholesterol trong máu: Sau quá trình
lên men, hợp chất S-allylcysteine và một dẫn xuất của amino acid cysteine (hợp
chất trong tỏi tươi) đã tăng lên rất nhiều lần. Hai hợp chất này có thể làm giảm
cholesterol và giảm nguy cơ bệnh ung thư. SAC được hình thành từ quá trình thủy
phân g-glutamyl-S-allyl cysteine (GSAC) bởi enzyme g-glutamyl transpeptidase
(Amagase và cộng sự, 2001; Bae và cộng sự, 2014) [19] [24], là một trong những

Theo TS. Vũ Bình Dương và cộng sự (2015) nghiên cứu về tính an toàn của
dịch chiết tỏi đen Lý Sơn trên thực nghiệm với mục tiêu đánh giá độc tính cấp
(ĐTC) và độc tính bán trường diễn (ĐTBTD) của dịch chiết tỏi Lý Sơn lần lượt trên
chuột nhắt và thỏ. Tiến hành đánh giá ĐTC của dịch chiết tỏi đen Lý Sơn trên chuột


15

nhắt dùng đường uống theo phương pháp của Abrham WB, Turner A; đánh giá
ĐTBTD trên thỏ, thỏ được uống dịch chiết tỏi đen hằng ngày liều 2 g/kg/24 giờ và
4 g/kg/24 giờ trong 42 ngày. Kết quả chưa tìm thấy LD50, với liều uống tối đa mà
chuột có thể uống được (10 g/kg thể trọng cơ thể (TLCT)); trên thỏ, dịch chiết tỏi
đen Lý Sơn ở các mức liều 2 g và 4 g/kg/24 giờ uống hằng ngày trong 42 ngày
không ảnh hưởng đến sự phát triển TLCT, các chỉ số điện tim, huyết học, sinh hóa
và mô bệnh học gan, lách, thận thỏ. Từ đó cho thấy dịch chiết tỏi đen Lý Sơn có
tính an toàn cao trên động vật thực nghiệm [3].
Theo Hồ Anh Sơn và cộng sự (2014), nghiên cứu tác dụng bảo vệ của dịch
chiết tỏi đen Lý Sơn đối với một số cơ quan lympho trên chuột bị chiếu xạ. Tiến
hành chia chuột nghiên cứu thành 4 nhóm: nhóm chứng sinh học không chiếu xạ
(CG) , nhóm chiếu xạ (RG), nhóm chiếu xạ - tỏi tươi (RFGG) và nhóm chiếu xạ tỏi đen (RBGG); chuột được chiếu xạ một liều duy nhất 7 Gy. Kết quả cho thấy sau
7 ngày sử dụng tỏi, quần thể tế bào lympho và tế bào tủy xương của nhóm RBGG
tương đương với nhóm CG; các nhóm khác có mật độ tế bào miễn dịch thấp hơn [18].
Theo Kim và cộng sự (2011), nghiên cứu về tác dụng của tỏi đen đối với
chuột béo phì được cho ăn ở chế độ nhiều chất béo, chuột được cho ăn ở hai chế độ
riêng biệt: chế độ ăn bình thường và chế độ ăn có nhiều chất béo trong 5 tuần. Sau
đó, nhóm ăn với chế độ có nhiều chất béo được chia thành 5 nhóm và được ăn với
chế độ khác nhau, trong đó có nhóm được bổ sung dịch chiết tỏi đen (100, 250 và
500 mg/ kg trọng lượng cơ thể) thêm 5 tuần nữa. Kết quả cho thấy ở nhóm chuột
này hàm lượng mô mỡ giảm đáng kể. Dựa vào kết quả có thể kết luận rằng dịch
chiết tỏi đen có khả năng cải thiện cân nặng cơ thể [36].