Nghiên cứu ảnh hưởng nảy mầm đến dinh dưỡng đậu xanh - Nguyễn Thị Hoàng Yến (2024)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ HOÀNG YẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NẢY MẦM ĐẾN THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG VÀ KHÁNG DINH DƯỠNG CỦA HẠT ĐẬU XANH VÀ ỨNG DỤNG BỘT ĐẬU XANH NẢY MẦM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ TP. HỒ CHÍ MINH - NĂM 2024 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ HOÀNG YẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NẢY MẦM ĐẾN THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG VÀ KHÁNG DINH DƯỠNG CỦA HẠT ĐẬU XANH VÀ ỨNG DỤNG BỘT ĐẬU XANH NẢY MẦM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số chuyên ngành: 62540101 Phản biện độc lập: Phản biện độc lập: Phản biện: PGS.

Lê Ngọc Liễu Phản biện: PGS. Lê Trung Thiên Phản biện: PGS. Trần Quang Hiếu NGƯỜI HƯỚNG DẪN: 1. Phan Ngọc Hòa LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả.

Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Nguyễn Thị Hoàng Yến i TÓM TẮT LUẬN ÁN Đậu xanh được biết đến là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Ngoài hàm lượng protein cao, các acid amin thiết yếu cân đối, đậu xanh còn cung cấp chất xơ, tinh bột kháng tiêu hóa, vitamin, chất khoáng và các hợp chất có hoạt tính sinh học.

Tuy nhiên, loại thực phẩm này cũng chứa các chất kháng dinh dưỡng, điển hình như phytate và tannin, làm việc sử dụng hạt đậu xanh bị hạn chế. Một trong những phương pháp đơn giản và hiệu quả để giảm thiểu các chất kháng dinh dưỡng, đồng thời gia tăng thành phần các chất dinh dưỡng là nảy mầm hạt. Mục tiêu của nghiên cứu này là tìm ra cơ sở để lựa chọn giống đậu xanh phù hợp cho sản xuất hạt đậu xanh nảy mầm; Xu hướng biến đổi của các thành phần dinh dưỡng trong hạt, ảnh hưởng của các chất bổ sung, thông số kỹ thuật trong quá trình ngâm và nảy mầm hạt; Đánh giá khả năng ứng dụng của bột đậu xanh nảy mầm trong nghiên cứu vào sản xuất bánh quy không gluten. Theo đó, các hạt từ 8 giống đậu xanh phổ biến ở Việt Nam được xác định thành phần dinh dưỡng và kháng dinh dưỡng, đặc điểm hình thái và vật lý, cùng với khả năng nảy mầm để lựa chọn được loại nguyên liệu phù hợp cho quá trình nảy mầm.

Kết quả giống đậu xanh DX208 được chọn vì hàm lượng protein và tro cao nhất. Đồng thời, giống DX208 cũng thỏa mãn tiêu chí quan trọng trong sản xuất là hiệu suất thu nhận hạt nảy mầm cao do hạt có kích thước lớn, dung trọng, khối lượng 1000 hạt cao, cũng như thời gian nảy mầm nhanh (50% hạt nảy mầm sau 5,35 giờ) với tỉ lệ nảy mầm cao nhất sau 24 giờ (99,7%). Sau đó, giống đậu xanh đã lựa chọn được khảo sát ảnh hưởng của thời gian nảy mầm (0 – 12 giờ) nhằm tìm ra thời điểm thích hợp để thu nhận sản phẩm. Thành phần dinh dưỡng cũng như xu hướng thay đổi của các thành phần là thước đo minh chứng cho khảo sát này.

Kết quả xác định được 8 giờ nảy mầm là tốt nhất do hoạt tính protease và amylase tăng cao giúp tạo ra nhiều nitơ amin tự do, đường khử, trong khi vẫn giữ được nhiều hàm lượng protein và tro. Các điều kiện ngâm bao gồm tỉ lệ hạt đậu xanh và dịch ngâm (từ 1/0 đến 1/5, g/mL), thời gian ngâm (0 – 5 giờ) và nhiệt độ nước ngâm (30 – 50oC), cũng như các chất bổ sung để hỗ trợ hoạt động nảy mầm (acid citric, acid glutamic, acid gibberellic với nồng độ khác nhau) và thời gian nảy mầm (5 – 10 giờ) được khảo sát. Kết quả đã xác định được tỉ lệ hạt đậu xanh và dịch ngâm là 1/4 (g/mL) với 4 giờ ngâm ở 40oC, nước ngâm bổ sung acid citric với nồng độ 0,25 mg/L i và 7 giờ nảy mầm đã thu được hạt đậu xanh nảy mầm có hàm lượng GABA cao nhất (1676,6 mg/kg, d.b), hoạt tính của GAD cao nhất (61,3 U/g, d.b), đồng thời hàm lượng chất kháng dinh dưỡng phytate thấp (104,3 mg/100 g, d.b) và hoạt tính của phytase cao nhất (11,62 U/g, d. Hạt nảy mầm sau đó được sấy khô ở 60oC trong 4 giờ đến độ ẩm dưới 12%, trước khi nghiền thành bột để ứng dụng thay thế cho bột gạo trong công thức sản xuất bánh quy không gluten.

Bột đậu xanh nảy mầm thu nhận được trong nghiên cứu này có khả năng thay thế 60% bột gạo trong công thức, không chỉ giúp cải thiện cấu trúc và đặc tính cảm quan, mà còn giúp gia tăng hàm lượng protein, tro và các acid amin - là những chất vốn thiếu hụt trong bánh quy không gluten từ bột gạo và cả loại bánh quy thông thường từ bột mì. ii ABSTRACT Mung beans have been widely known as a high-quality food with high nutritional values. In addition to their high protein content and availability of essential and non-essential amino acids, mung beans also provide dietary fiber, resistant starch, vitamins, minerals, and biologically active compounds. However, this pulse also contains some antinutrients such as phytates and tannins, resulting in limited usage for human food.

One of the simple and effective methods to reduce anti-nutrients as well as increase nutritional and biologically active compositions is germination. The objective of this study was to determine the markers for selecting the best variety of mung bean for germinating production. The trend of changes in chemical compositions in the germinated seeds, effects of the additional substances, along with soaking and germinating parameters were investigated. Finally, the dried germinated mung bean flour obtained was applied in the production of gluten-free biscuits.

Accordingly, eight popular mung bean varieties in Vietnam were identified with nutritional and anti-nutritional compositions, physical characteristics, and germination capability to choose the most suitable seed for germination. As a result, the mung bean variety of DX208 was selected as it was high in protein and ash content. At the same time, the DX208 cultivar also satisfied the most important criterion in food production due to the largest dimensions, the highest density bulk, and 1000 grain weight, as well as the fast germination time (50% of the germinated seeds after 5.35 hours), with the highest germination rate after 24 hours (99.7%), which probably led to the high manufacturing yield. A germination period of 0 to 12 hours was conducted to find out the appropriate time to receive the germinated seeds.

Nutritional compositions together with the tendency of changes in the compositions were analyzed in this survey. The results showed that 8 hours of germination time was chosen due to the increased protease and amylase activities, which led to releasing of a wide range of free amino nitrogen, reducing sugars, while staying unchanged in protein and ash contents. The soaking conditions including the ratio of seeds and water (from 1/0 to 1/5, g/mL), soaking time (0 – 5, hours), soaking temperature (30 – 50oC), some germination-promoting substances (citric acid, glutamic acid, and gibberellic acid with different concentrations), iii and germination time (5 – 10, hours) were investigated. The results implied that the suitable steeping conditions, including the seeds/soaking solution ratio of 1/4 (g/mL), 4 hours of soaking time at 40oC, citric acid level of 0.25 mg/L, and 7 hours of germination time, led to the highest GABA accumulation (1676.), the highest GAD activity (61.), low phytate content (104.b), and the highest phytase activity (11.b) in the 7h-germinated seeds.

The germinated seeds were then dried at 60oC for 4 hours to less than 12% moisture content, before being ground into flour, which was substituted for rice flour in the formula of gluten-free biscuits. The germinated mung bean flour obtained in this study showed the ability to replace 60% of rice flour in the formula, which not only improved the texture and sensory properties but also increased nutritional values such as crude protein, ash, and amino acid contents — substances almost lacking in gluten-free and whole wheat-based biscuits. iv LỜI CÁM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cám ơn sâu sắc đến GS. Phạm Văn Hùng và PGS.

Phan Ngọc Hòa đã hướng dẫn, định hướng, dẫn dắt, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Đồng thời, tôi xin trân trọng cảm ơn Quý Thầy Cô trong Khoa Kỹ thuật Hóa học và Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Tp. Tôi xin cám ơn Ban Lãnh đạo và các đồng nghiệp của Viện Công nghệ Sinh học – Thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM đã hỗ trợ tài chính, trang thiết bị, địa điểm và đóng góp ý kiến trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm và viết luận án.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp và các em sinh viên đã động viên, chia sẻ khó khăn trong thời gian tôi thực hiện luận án. Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn! v MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN ÁN. vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH. ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.

xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .xii MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU. Nguồn gốc và đặc điểm thực vật của đậu xanh. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu xanh.

Thành phần dinh dưỡng trong hạt đậu xanh. Thành phần chất kháng dinh dưỡng trong hạt đậu xanh. Thành phần các chất có hoạt tính sinh học trong đậu xanh. Lợi ích của hạt đậu xanh.

Giới thiệu về quá trình nảy mầm và sự nảy mầm của đậu xanh. Khái niệm và phân loại quá trình nảy mầm. Quy trình công nghệ sản xuất hạt nảy mầm tổng quát. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm.

Các quá trình chuyển hóa do hoạt động hormone và enzyme khi nảy mầm. Ảnh hưởng của nảy mầm đến sự thay đổi thành phần dinh dưỡng, kháng dinh dưỡng và chất có hoạt tính sinh học trong đậu xanh. Các biện pháp công nghệ điều khiển quá trình nảy mầm. Ứng dụng của đậu xanh nảy mầm trong công nghệ thực phẩm.

Khả năng ứng dụng bột đậu nảy mầm thay thế bột mì. Khả năng ứng dụng bột đậu nảy mầm trong sản phẩm không chứa gluten. Nhận định từ tổng quan, cơ sở khoa học, mục tiêu và nhiệm vụ đề tài. Nhận định từ tổng quan.

Cơ sở khoa học để thiết lập nội dung nghiên cứu. Mục tiêu và nhiệm vụ của nghiên cứu. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Dụng cụ, thiết bị.

Phương pháp nghiên cứu. Quy trình nảy mầm đậu xanh dự kiến. Hoạch định thí nghiệm. Nội dung 1: Chọn được giống đậu xanh phù hợp để sản xuất hạt nảy mầm.