VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG VÀ HOẠT
TÍNH SINH HỌC CỦA TỎI ĐEN MỘT NHÁNH
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Đào Văn Minh
Sinh viên thực hiện

: Vũ Thị Chi Mai

Chuyên ngành

: Công Nghệ Sinh Học

Lớp

: 13-02

Hà Nội- 2017


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGH
NGHỆ SINH HỌC
C

KHÓA LU

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường Viện Đại Học Mở
Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học đã dạy dỗ em
trong suốt 4 năm học tại trường và trang bị cho em nền tảng kiến thức khoa học
và tạo điều kiện tốt nhất cho em được làm báo cáo tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS. Đào Văn Minh
cán bộ phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện Nghiên Cứu Phát Triển Vùng Khoa
Học Việt Nam người đã trực tiếp hướng dẫn em phương pháp học tập và nghiên
cứu khoa học, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu
vừa qua.
Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Th.S Lê Thị Huyền cán bộ phòng vi
sinh- hóa sinh-sinh học phân tử- Viện Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm- trường
Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
Cuối cùng, em xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè và tất cả những người thân
yêu đã luôn động viên, khích lệ, giúp đỡ em trong quá trình học tập để em hoàn
thành bài luận văn này!

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2017
Sinh viên
Vũ Thị Chi Mai


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU

1

PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

3


8

1.4.2. Thành phần hóa học của tỏi đen

12

1.4.3. Công dụng của tỏi đen

14

1.4.4. Tại sao phải lên men tỏi đen

17

1.5. Công nghệ chế biến mà nhóm nghiên cứu sử dựng trong khóa luận

19

1.6. Giới thiệu về các mẫu tỏi

20

PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 VẬT LIỆU

21
22

2.1.1 Nguyên liệu


2.2.4. Xác định hàm lượng axit tổng

25


2.2.5. Xác định hàm lượng ẩm

26

2.2.6. Xác định lượng polyphenol toàn phần

26

2.2.7. Khả năng oxy hóa(quét gốc tự do)

28

2.2.8. Xác định hàm lượng Flavonoid

28

2.2.9. Phương pháp thử hoạt tính kháng khuẩn

28

2.2.10. Phương pháp chế biến tỏi đen
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

29
31


39

3.10. Khả năng chống oxy hóaSau quá trình lên men hàm lượng

41

3.11. Kết quả khả năng kháng khuẩn của của tỏi

42

3.12. Xây dựng tiêu chuẩn tỏi đầu vào tỏi sau chế biến

44

PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

45


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Cây tỏi tươi

3

Hình 1.2: Hình ảnh tỏi đen một nhánh

7

Hình 1.3: Tỏi đen (Black Garlic ............................................................................... 8

35

Hình 3.6: Sự thay đổi về hàm lượng đường khử của các mẫu tỏi trong quá trình
chế biến
39
Hình 3.7: Sự thay đổi về hàm lượng đường tổng của các mẫu tỏi trong quá trình
chế biến
37
Hình 3.8: Sự thay đổi hàm lượng Flavonoid của các mẫu tỏi trong quá trình chế
biến
43
Hình 3.9: Sự thay đổi hàm lượng Polyphenol trong quá trình chế biến

43

Hình 3.10: Khả năng chống oxy hóa(%) của các mẫu tỏi trong quá trình chế
biến

41

Hình 3.11: Phản ứng chống oxy hóa bằng thuốc thử DPPH ................................ 42
Hình 3.12: Khả năng diệt vi khuẩn E.coli của dịch chiết tỏi .................................. 43
Hình 3.13: Khả năng kháng khuẩn của các mẫu tỏi trong các giai đoạn ............ 43


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các đặc tính lí hóa của tỏi đen

11

nanometer

mg

miligram

mM

milimol

kg

kilogram

ml

mililitre

G

gram

µl

microlitre

Agar

Agarose


huyết áp, giảm cholesterol máu, phòng ngừa trụy tim mạch, ức chế sự phát triển
của vi sinh vật gây bệnh... Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu của tỏi là mùi khó chịu
do các hợp chất sulfur gây ra. Để khắc phục nhược điểm này, tỏi cần phải lên
men tạo thành tỏi đen. Sản phẩm tỏi đen có vị ngọt, không cay, hơn nữa không
còn mùi khó chịu và còn làm tăng tác dụng chống oxy hóa của tỏi đen lên rất
nhiều lần so với tỏi tự nhiên, Kết quả này khiến cho tỏi đen có tác dụng như vị
thuốc đặc trị -chống oxy hóa, chống lão hóa, phòng chống bệnh ung thư, các
bệnh nan y…
Quá trình lên men tự nhiên đã chuyển hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh
thành dạng hòa tan được trong nước như S-allyl-L-cysteine, Alliin, Isoalliin,
Methionin, Cycloalliin… Đây là những hợp chất quan trọng làm tăng tác dụng
dược lý của tỏi. Ngoài ra, sau khi lên men hàm lượng carbohydrate tăng lên,
điều này giải thích tại sao tỏi đen có vị ngọt. Cơ chế tác dụng của tỏi đen không
phải bằng cách trực tiếp gây độc tế bào mà thông qua con đường kích thích đáp
ứng miễn dịch, loại trừ khả năng di căn của các tế bào khối u. Nghiên cứu cũng
chỉ ra tỏi đen giàu S-allyl-L-cysteine (SAC) làm giảm sự phát sinh của khối u
ruột kết và các tụ điểm ẩn khác thường, những dấu hiệu lâm sàng sớm nhất của
ung thư ruột kết. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy tỏi đen có hiệu lực hóa liệu dự
phòng đối với các tác nhân gây ung thư bằng cách ức chế sự nhân lên của tế bào
khối u. Ngoài ra, tỏi đen còn có tác dụng điều hòa đường huyết, tăng cường khả
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

1


năng sinh lý ở cả nam và nữa. Như vậy, tỏi đen được tạo ra sau quá trình lên men
có các tác dụng sinh học hơn hẳn so với tỏi thông thường.
ỞViệt Nam, có giống tỏi một nhánh được trồng tại Lý Sơn (Quảng Ngãi),
Phù Yên (Sơn La) và các vùng chuyên canh tỏi ở Hải Dương, Bắc Ninh. Tỏi một
nhánh từ lâu đã là sản phẩm nổi tiếng được sử dung ngâm rượu làm thuốc trong

làm gia vị. Ở Việt Nam, Tỏi được trồng nhiều ở Hà Bắc, Hải Hưng, Quảng Ngãi,
Ninh Thuận…

Hình 1: Cây tỏi tươi

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

3


1.1.2 Thành phần hóa học
Theo tài liệu Cây thuốc và động vật làm thuốc ở việt nam tập II – Nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật:
Ngoài protein, carbonhydrat, các nguyên tố khoáng thì tỏi trắng có các hợp
chất khác quyết định tác dụng sinh học của tỏi.
Tinh dầu: chiếm 0,06-0,1 % chủ yếu là các hợp chất hữu cơ chứa lưu
huỳnh và cho mùi tỏi đặc trưng. Khi các tế bào tỏi bị phá vỡi sẽ có mùi tỏi bốc
lên, mùi này là do sự có mặt của các hợp chất sulfua như: S-alkyl –L. cystein
sulphoxid (alkyl; methyl propyl, vinyl, allyl.. ) và γ- glutamin-S-akyl cystein.
Thành phần chính trong tỏi chưa bị phá hủy là alliin (S-allyl-L-cystein
sulphoxid) chất này bị phân giải bởi men alliinase cho allicin chất này bị oxy hóa
thành diallyl disulphid chất này là thành phần chính trong tinh dầu tỏi. Các sản
phẩm ngưng tụ khác của allicin như ajoen, vinyldithiin. Thành phần chính quyết
định hoạt tính của tỏi trắng là allicin nhưng hợp chất này gây mùi hôi khó chịu
và vị cay nồng, chất này cũng tương đối không ổn đinh và khi bị biến đổi tạo ra
hợp chất mới có tính độc nhẹ và có thể gây kích ứng. Theo tài liệu nghiên cứu
mới đây 2014, Sang Eun Bae và cộng sự Trường đại học Korea, Seoul đã nghiên
cứu sự thay đổi hàm lượng của S-allyl cystein (SAC) trong tỏi trắng và sau khi
sử lý nhiệt (chất này được chứng minh có rất nhiều tác dụng dược học). Nhóm
tác giả đã đưa ra kết quả nghiên cứu định lượng 19,61µg/g nguyên liệu khô, và

chịu, đầy chướng bụng, buồn nôn, ỉa chảy và rối loạn hệ vi khuẩn đường ruột.
Đắp tỏi tươi có thể gây cảm giác rát bỏng, viêm da và nổi bọng nước tại chỗ.
Ngoài ra, việc dùng viên tỏi khô kéo dài có thể gây giảm đường huyết trong một
số trường hợp.
Các tác dụng khác:
Chữa các bệnh răng miệng: Tỏi có tác dụng tốt chữa viêm khoang miệng,
các bệnh viêm chân răng, biến chứng sau khi nhổ răng.
Chữa bệnh mắt: Nhũ tương tỏi có tác dụng giúp phát triển tế bào biểu mô
giác mạc bị tổn thương. Chống xơ cứng động mạch mắt làm giảm nhãn áp.
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

5


Chữa bỏng và lở loét ngoài da: Thuốc mỡ tỏi đông khô có tác dụng chữa
bỏng và lở loét trên da rất tốt. Có tác dụng diệt vi khuẩn mạnh. Kích thích phát
triển tế bào hạt, tăng trưởng biểu mô, làm vết thương mau lành.
Chữa màng nhĩ thủng: Vỏ giấy củ tỏi (mỏng như giấy cuốn thuốc lá) dùng
để vá màng nhĩ bị thủng rất hiệu quả.
Chữa phong thấp và đau thần kinh: Tỏi có hoạt tính kháng viêm khá mạnh
so với các thuốc kháng viêm có nguồn gốc thực vật khác. Nó được dùng chữa
đau thần kinh, phong thấp, đau khớp háng và hệ cơ, phần lưng dưới.
Làm cho trẻ bú sữa nhiều hơn: Cho mẹ dùng 1,5g chất chiết tỏi sẽ làm cho
trẻ bú sữa nhiều hơn 140% so với trẻ khác.
1.2. Tỏi đen
1.2.1. Giới thiệu chung về tỏi đen
Tỏi đen (BG) là một thực phẩm chế biến mới được chế biến bằng cách tẩy
toàn bộ tỏi thô để chế biến nhiệt tại 70 ~ 80°C trong điều kiện độ ẩm được kiểm
soát cho 1 ~ 3 tháng không có chất phụ gia[3]. Thực phẩm chế biến này có một
vị trái cây và có thể ăn được ở dạng chưa chín. Xử lý nhiệt gây ra nhiều phản

- Trong quá trình lên men, các tế bào tỏi cũng được phá hủy nhưng trong
điều kiện không có oxy nên chất Alliin trong tỏi chuyển hóa thành các hợp chất
SAC, Ajoeme, Allylmercaptocysteine.. và hầu như không có allicin. Các chất
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

7


này cũng đã được khẳng
ng định có nhiều ưu điểm hơn
n allicin như tác dụng dược
học, tính ổn định,
nh, và tính tan ccủa chúng.
- Một nhóm chấtt vô cùng quan tr
trọng
ng là polyphenol có tác dụng
d
quan trọng
trong các cây thuốcc thì trong ttỏi sau lên men thành tỏi đen đã tạo
o ra hàm lượng
l
các chất này khá lớnn chi
chiếm từ 0,5 - 2% trọng lượng
ng khô, trong khi đó ở tỏi trắng
chỉ chiếm 0,08-0,1%.
1.2.3. Tác dụng
ng sinh h
học của tỏi đen

Hình 1.3: Tỏi đen ( Black garlic)

khuẩn,
n, kháng viêm [40], chống
ch
dị
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

8


ứng[26], chống ung thư [54], hạ đường huyết[54], hepatoprotective, và trừ sâu
[41]. Bởi vì tính các hoạt tính sinh học của tỏi có liên quan đến polyphenolic,
chất chống oxy hóa và các hợp chất lưu huỳnh trong tỏi[7] nên khi tỏi được
nghiền nát hoặc bị hư hỏng, một số các thành phần chứa hoạt tính sinh học của
lưu huỳnh tạo ra mùi hăng mạnh gây ra mùi khó chịu trong hơi thở của người sử
dụng.
Để làm rõ BG đã thay đổi thế nào trong quá trình 35 ngày lên men, các đặc
tính hóa lý, lượng chất chống oxy hóa, và các hoạt động chống oxy hóa được
đánh giá trong điều kiện kiểm soát 70°C và 90% độ ẩm tương đối. Kết quả
nghiên cứu cho thấy lượng đường giảm và tổng số axit của BG tăng trong giai
đoạn lên men, trong khi pH giảm từ 6,33-3,74. Màu sáng và độ vàng giá trị của
BG triệt giảm trong giai đoạn lên men, trong khi giá trị bị đỏ tăng lên đáng kể.
Các thành phần chống oxy hóa, bao gồm: polyphenol và flavonoid tổng có trong
BG tăng đáng kể cho đến ngày thứ 21 lên men (p

Thời gian lên men ( ngày )

phần

0

7

14

21

28

35

Độ ẩm

64.21±1.48

32.72 ±

31.77 ±

31.12 ±

29.55 ±

29.88 ±

2.3 ±

2.60 ±

số

0.01e

0.01d,e

0.02c,d

0.03c

0.06b

0.03a

6.33 ±

5.49 ±

4.41 ±

4.22 ±

4.07 ±

3.74 ±


0.32c

0.85b

0.29a

0.23a

0.38a

68.44 ±

15.67 ±

9.28 ±

5.61 ±

5.19 ±

4.33 ±

1.66a

2.41b

1.74c

0.68d


10.65 ±

2.37 ±

-3.07 ±

-3.76 ±

-3.86 ±

1.76a

4.16b

7.47c

4.60d

3.59d

1.49d

(mg/kg)
Ph

(g/kg)
L*
a*
b*


Bảng 1.2: . So sánh hàm lượng axit amin trong tỏi đen với tỏi thường
Vũ Thị Chi Mai- 13.02

12


Acid amin

Hàm lượng trong Hàm lượng trong

Tỷ lệ khác biệt giữa 2

tỏi thường

tỏi đen

loại

Tryptophan

66

580

879%

Threonine

157


76

116

153%

Cystine

65

318

489%

Phenyalanine

183

534

292%

Tyrosine

81

592

731%


547%

Aspartic acid

489

1560

319%

Glutamic acid

805

2456

305%

Glycine

200

563

282%

Proline

100


•Hỗ trợ điều trị ung thư và giảm cholesteron
Quá trình lên men dài đã biến tỏi bình thường thành một loại "siêu tỏi"
(super-garlic). Hợp chất S-allylcysteine (một thành phần tự nhiên có trong tỏi
tươi) và một dẫn xuất của amino acid cysteine được thấy có hàm lượng lớn hơn
nhiều trong tỏi đen so với tỏi tươi [36]. Hai thành phần đó có thể làm giảm
cholesteron và giảm nguy cơ bị ung thư [14]. Ngoài các tác dụng giống như tỏi
thông thường, tỏi đen còn có thêm những tác dụng rất quý. Các nghiên cứu về
tác dụng sinh học của tỏi đen cho thấy các hợp chất sulfur hữu cơ, dẫn chất của
Tetrahydro-β-carboline được hình thành từ quá trình lên men có hoạt tính mạnh,
dọn gốc tự do và ức chế quá trình peroxy hoá lipid cao hơn tỏi thường. Kết quả
nghiên cứu quá trình lên men tỏi thành tỏi đen cho thấy dịch chiết tỏi đen có hiệu
lực mạnh kháng lại các tế bào khối u, do vậy có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị
ung thư [15;25] . Cơ chế tác dụng của tỏi đen không phải bằng cách trực tiếp gây
độc tế bào mà thông qua con đường kích thích đáp ứng miễn dịch, loại trừ khả
năng di căn của các tế bào khối u. Nghiên cứu cũng chỉ ra tỏi đen giàu S-allyl-Lcysteine[2] làm giảm sự phát sinh của khối u ruột kết và các tụ điểm ẩn khác
thường, những dấu hiệu lâm sàng sớm nhất của ung thư ruột kết. Tỏi đen có hiệu
lực hoá liệu dự phòng đối với các tác nhân gây ung thư bằng cách ức chế sự nhân
lên của tế bào khối u. Tăng cường khả năng miễn dịch góp phần tích cực trong
việc phòng chống bệnh tật, ngăn ngừa ung thư. Giúp bảo vệ cơ quan tạo máu và

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

14


cơ quan miễn dịch trước các tia xạ. Góp phần làm hạn chế các tác dụng gây hại
của tia xạ với những bệnh nhân ung thư đang xạ trị.
• Tăng cường sức đề kháng cho cơ thể
Ở trong tỏi đen, S-allylcysteine hỗ trợ sự hấp thụ allicin [2], giúp cho sự
hấp thụ và chuyển hóa allicin dễ dàng hơn, do đó thúc đẩy mạnh mẽ khả năng tự

thường.
• Các công dụng khác
Sự lên men tỏi tươi để hình thành nên tỏi đen làm giảm mùi hăng cay của
tỏi tươi, làm cho tép tỏi trở nên ngon miệng hơn, dễ ăn hơn, đồng thời làm biến
mất mùi hôi ở miệng sau khi ăn tỏi. Tỏi đen có hương vị như hoa quả sấy khô,
ngọt và hơi dai, thường được dùng ăn kèm và trang trí trong nhiều món ăn ở các
nhà hàng lớn.
Qua đó, cho thấy rằng sản phẩm tỏi đen có giá trị rất cao về dinh dưỡng; về
tác dụng sinh học, mang lại nhiều sự phát triển cho ngành Hóa dược, Y học
cũng như có tiềm năng mang lại nguồn thu lớn cho đất nước và góp sức tạo nên
vùng sản xuất lớn chuyên canh về cây tỏi, tạo việc làm và tăng thêm thu nhập
cho người nông dân trong những khu vực sản xuất.

Vũ Thị Chi Mai- 13.02

16


1.4.4. Tại sao phải lên men tỏi đen
Tỏi là 1 vị thuốc có nhiều tác dụng: tăng cường miễn dịch, chống cúm, điều
hòa mỡ máu, chống lão hóa, phòng chống ung thư, chống các virus, vi khuẩn…
Tuy nhiên có rất nhiều tác dụng dược liệu, nhưng tỏi sống phải được tiêu thụ ở
mức vừa phải vì độc tính của nó được báo cáo ở liều cao.Tiêu thụ quá nhiều tỏi
có thể gây ra thiệt hại trong niêm mạc ruột và dạ dày, thiếu máu, dẫn đến viêm
da và giảm protein và canxi trong huyết thanh (Shashikanth et al, 1986;. Lembo
et al, 1991;. Agusti,1996; Kodera, 1997)[48;28;4;22]. Cùng với đó nhược điểm
cố hữu của tỏi là gây mùi hăng và khó bảo quản. Để khắc phục nhược điểm này
các nhà khoa học tại nhiều quốc gia đã nghiên cứu và xây dựng quy trình lên
men tự nhiên tỏi tươi ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp để tạo ra tỏi đen (black
garlic, femented garlic ). Sản phẩm này có màu đen, không hoặc hầu như không