Tài liệu Đề tài nghiên cứu lên men tỏi đen từ tỏi trắng xã quảng hòa – quảng trạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU LÊN MEN TỎI ĐENTỪ TỎI TRẮNG XÃ QUẢNG HÒA – QUẢNG TRẠCH SV 09.2014 Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Trần Thị Bích Ngọc Ngành học: Đại học Sư phạm Hóa học Khoa: Khoa học tự nhiên Khóa học: 2012- 2016 Quảng Bình, năm 2015 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU LÊN MEN TỎI ĐENTỪ TỎI TRẮNG XÃ QUẢNG HÒA – QUẢNG TRACH SV 09.2014 Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học tự nhiên và kĩ thuật 1. Trần Thị Bích Ngọc Ngành học: Đại học Sư phạm Hóa Học Khóa: 54 Ngành học: Đại học Sư phạm Hóa Học Khóa: 54 Ngành học: Đại học Sư phạm Hóa Học Khóa: 54 2. Từ Thị Mỹ Hường 3. Đinh Xuân Lãm Giảng viên hướng dẫn đề tài : PGS.TS Nguyễn Đức Vượng Quảng Bình, năm 2015 2 1. Lý do chọn đề tài A. MỞ ĐẦU Tỏi được sử dụng như một gia vị thông dụng trong mọi gia đình, đặc biệt hơn nữa nó là một vị thảo dược chữa bệnh kỳ diệu từ thiên nhiên, rất tốt cho sức khỏe con người. Tuy nhiên nhược điểm cố hữu của tỏi là mùi hôi khó chịu do các hợp chất chứa lưu huỳnh gây nên. Với đặc điểm này, việc nghiên cứu lên men tự nhiên tỏi tươi thành tỏi đen nhằm khắc phục mùi hôi khó chịu của tỏi khi sử dụng, đồng thời làm tăng tác dụng chống ôxy hoá của tỏi lên gấp nhiều lần là một vấn đề cấp thiết. Ở Việt Nam hiện nay, công nghệ lên men tỏi đen chỉ mới được nghiên cứu áp dụng sơ bộ đối với tỏi huyện đảo Lý Sơn của Học viên Quân y. [1] Trong khi đó, vùng nông nghiệp Quảng Hòa- Quảng Trạch- Quảng Bình lại có truyền thống trồng tỏi lâu năm, củ tỏi khi thu hoạch đạt năng suất cao, vị tỏi cay hăng, tép chắc mọng, vỏ mỏng là nguồn nguyên liệu có sẵn có thể sử dụng để ủ, len men tạo tỏi đen có giá trị cao ở cả hai khía cạnh dinh dưỡng và kinh tế nhưng lại chưa được quan tâm khai thác. Mặt khác, thực tế sản phẩm tỏi khô Quảng Hòa khi đưa ra thị trường tiêu thụ giá thành thấp hơn nhiều so với giá trị dinh dưỡng của tỏi vì sự canh trạnh với tỏi địa phương khác hay tỏi Trung Quốc giá rẻ, số lượng nhiều, đẹp về hình thức. Lại do Quảng Hòa là một xã nhỏ, quy mô trồng tỏi chưa phải là quá lớn để người dân cả nước biết đến khi có mặt ở một số chợ, siêu thị. Sản lượng tiêu thụ chỉ ở mức thấp. Hầu hết người nông dân nơi đây đã mất đi lòng tin cải thiện, nâng cao chất lượng cuộc sống nhờ vào nghề trồng tỏi. Họ đang dần chuyển đổi cây trồng sang ớt, cải, khoai lang. Hiện nay, cây tỏi Quảng Hòa có nguy cơ sống còn là vấn đề cần được quan tâm. Với thực tiễn đó, cùng với sự ham học hỏi và Nghiên cứu khoa học, chúng em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu lên men tỏi đen từ tỏi trắng xã Quảng Hòa - Quảng Trạch” nhằm có đánh giá kết quả, kết luận chung về chất lượng dinh dưỡng của tỏi đen Quảng Hòa như thế nào so với tỏi đen từ tỏi tươi Lý Sơn sau khi áp dụng quy trình lên men. Từ đó rút ra những điểm không thuận lợi nếu có, tìm cách khắc phục trong và sau khi áp dụng quy 3 trình lên men tự nhiên tỏi đen bằng nhiệt. Hướng tới duy trì, tiếp tục phát triển nghề trồng tỏi truyền thống, tạo được sản phẩm mới, nâng cao giá trị kinh tế của củ tỏi, góp phần làm giàu cho người nông dân 2. Mục tiêu nghiên cứu - Sử dụng nguyên liệu tỏi tươi thu hoạch được ở xã Quảng Hòa - Quảng Trạch - Quảng Bình để ủ và lên men thành công tạo tỏi đen có hình thức và giá trị dinh dưỡng cao giống các loại tỏi đen Hàn Quốc, tỏi đen Nhật Bản. Trước mắt đưa vào sử dụng thực tế cuộc sống gia đình nhóm sinh viên thực hiện đề tài. - Đề xuất chế tạo mô hình đơn giản, dễ làm, có tính khả thi rộng rãi sử dụng lên men tỏi tạo tỏi đen chất lượng trong thời gian 35 - 55 ngày. - Giới thiệu và phổ biến quy trình lên men, công dụng quý, cách sử dụng của tỏi đen đến người tiêu dùng cũng như người nông dân trong tỉnh. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu Củ tỏi tươi trồng tại xã Quảng Hòa- Quảng Trạch- Quảng Bình. 4. Tình hình nghiên cứu Hiện nay việc nghiên cứu lên men tỏi đen từ tỏi tươi đang được nghiên cứu. Đã có đề tài cấp Nhà nước nghiên cứu tạo tỏi đen và đánh giá tác dụng sinh học sản phẩm của Học viện Quân y từ tỏi Lý Sơn- Quảng Ngãi [1]. Nhưng việc nghiên cứu chỉ trên đối tượng là loại tỏi Lý Sơn nằm trong danh mục sản phẩm chất lượng quốc gia, chưa tiến hành nghiên cứu từ các loại tỏi trồng ở các địa phương khác. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Tạo ra sản phẩm tỏi đen chất lượng có giá trị dinh dưỡng cao. 6. Phạm vi đề tài - Nội dung: Thực hiện quy trình lên men tỏi tươi tạo tỏi đen từ tỏi trồng tại xã Quảng Hòa- Quảng Trạch. - Thời gian: 7 tháng bắt đầu từ 10/2014 và kết thúc 4/2015. - Địa điểm: Tại nhà ở của sinh viên thực hiện đề tài. 7. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan lý thuyết: 4 Tổng quan các tài liệu về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hóa học và công dụng của cây tỏi ở Việt Nam chung và ở Quảng Bình nói riêng. Nghiên cứu thực hành: - Phương pháp thực nghiệm khoa học - Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm 8. Đóng góp của đề tài + Về mặt khoa học: Đánh giá, có kết luận về chất lượng dinh dưỡng của loại tỏi khác sau khi áp dụng quy trình lên men tỏi. + Về mặt thực tiễn: Tạo ra sản phẩm tỏi đen từ tỏi Quảng Hòa của sinh viên Đại học Quảng Bình được nhiều người biết đến và sử dụng có hiệu quả. 9. Cấu trúc đề tài Đề tài có cấu trúc gồm 3 phần A. Mở đầu: 1. Lý do chọn đề tài 2. Mục tiêu nghiên cứu 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4. Tình hình nghiên cứu đề tài 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 6. Phạm vi đề tài 7. Phương pháp nghiên cứu 8. Đóng góp của đề tài: 9. Cấu trúc của đề tài B. Nội dung Chương 1: Tổng quan về lý thuyết Chương 2: Nội dung và thực nghiệm Chương 3: Kết quả và thảo luận C. Kết luận và kiến nghị 5 B. NỘI DUNG 1.1 TỎI TƯƠI Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1.1 Khái quát về nguyên liệu tỏi tươi 1.1.1.1 Phân loại thực vật a/ Phân loại thực vật [2] Tên gọi khoa học: Alliums sativum L. Nhánh : Thực vật hạt kín, cây một lá mầm Thuộc họ Hành tỏi Liliaceae Chi: Allium Loài: A. sativum Danh pháp hai phần: Allium sativum L. - Một số loài Allium ở Việt Nam. Theo từ điển thực vật thông dụng của tác giả Võ Văn Chi [3,trang 236-239] ở nước ta họ Allium có một số loài như trong bảng sau: Tên khoa học Bảng 1: Tổng quan về các họ Allium ở Việt Nam Mô tả A.ascalonisumL. (Cây thảo, sống dai cao15-50cm,hành to2- 3cm,có cạnh vẩy mỏng như giáy màu đỏ hay trắng. Lá hình trụ nhọn, Tên thường gọi Phân bố Hành ta học Công dụng Làm gia vị, rau ăn,chữa Trồng ở rẫy và các vùng đồng bằng thương hàn, trúng phong, ác khí, nhức đầu lạnh nóng, mắt thai, sưng vú, mờ tai điếc, động rỗng, tròn màu xanh mốc. Hoa hình tán màu sưng thũng. trắng, hường hoặc tim A.cepaL. Thành phần hóa tím) Rau ăn, trị mệt Hành tây mỏi, suy nhược 6 (Cây thảo nhẵn sống dai, một hành phình to gọi là thủy thủng, tiết củ, kích thước thay đổi Trồng ở rẫy và màu vàng, tím hoặc bằng gồm nhiều vẩy.Củ tròn trắng. Lá hình trụ nhọn niệu,tăng huyết, cúm, béo các vùng đồng phì, xơ cứng động mạch..Dùng ngoài chữa trị áp xe, rồng ở giữa. Hoa hình mụn nhọt, loét và tán, trắng, quả hạch có diệt muỗi màng) A.chinenseG. (Cây thảo, thân trắng hình trái xoan, nhiều vẩy Làm gia vị, rau ăn, làm thuốc bổ, Don –Kiệu chữa đái dắt và bạch trọc.Phụ nữ mỏng.Lá mọc ở gốc hình dải hẹpdài 15-60cm rộng Trồng khắp nơi ở vùng đồng bằng 1,5-4cm. Hoa hình tán kép màu hồng, trắng) A.fistulosumL (Cao 50cm, thân nhỏ, trắng, nâu.Lá màu xanh mốc,dài 30cm hoa trắng, quả nang) A.porrum L (Cây thảo hai năm,cao 40-140cm, thânhành clorua Hành, hành có thai bị lạnh bụng; trị lị ngã ngất hôn mê. Củ hành có chứa hương Trồng khắp nơi, chất malíc, fitin, allylsunfide, có thể trồng bằng allylprapyl hạt vào mùa disulfide, diallyl xuân, mùa thu disunfide và các hợp chất sunfide khác Tỏi tây Có nhiều chất xơ. Phần thân xanh Trồng tại vùng giàu caroten, hình trụ hay tròn, rộng 1- Trung du Bắc vitamin C và E. 7 Rau gia vị,chữa cảm lạnh đau đầu nghẹt mũi, khó tiêu và các bệnh lên men đường ruột, nghẽn mạch do giun đũa, phát ban, eczema... Làm rau ăn, chữa trị khó tiêu, thiếu máu, thấp khớp, thống phong, các 2cm, lá mọc hai hầngho bộ.Thích hợp với cầu, cuống dài màu xanh tỉnh Lâm Đồng hồng xếp thành tán hình xanh hay tím tím) khí hậu Đà Lạt, Tỏi lá cứng hình dải dài15- Trồng khắp nơi, 50cm, rộng 1-2,5cm, có rãnh khía mép rát . hoa hình tán màu trắng, hồng) đường thực vật và muối Kali A.sativum L. (Thân trụ nhiều rễ phụ, Phần thân trắng có 33 hỗn hợp sulfur ngon nhất là Lý Sơn- Quảng Ngãi, Bắc Giang Hưng Yên 17 aminoaxit, nhiều khoáng chất như:Cu,Ca, Fe,K,Mg, Se,Zn, bệnh đường niệu, suy thận, béo phì, cảm cúm, viêm đường hô hấp... Làm gia vị, chữa cảm, lỵ amíp, lỵ trực khuẩn, viêm ruột, mụn nhọt sưng, đái đường, ngừa ung thư, huyết áp cao..v..v. Vitamin C, B1, E. Đặc biệt allicin, diallyldisulfide, A.schoenoprasumL (Giống hành hương nhưng có kích thước nhỏ, từ 10-30cm, củ tròn trắng cỡ 2cm, bao bởi vẩy dai.Lá và cán hình Hành tăm, hành (a.odorumL.) (Cao 20-50cm, thân mọc đứng hình trụ, có góc ở Làm gia vị, thuốc giải cảm, trúng trắng, nén phong, thấp nhiệt, Trồng ở vùng nhức đầu nghẹt đồng bằng và mũi, ho tức ngực trung du trụ rõng nhỏ). A.tuberosum diallyltrisulfide và an thai Hẹ Lá và củ chứa các hợp chất sulfua,saponin, Ở miền núi, trung chất đắng. 8 Rau gia vị, làm thuốc chữa mộng tinh, di tinh,đái ra máu, bạch đối, ỉa đầu,lá ở gốcthân phẳng hẹp. Hoa tán trắnggồm du , đồng bằng Hạt có ancalod và saponin 20-40 hoacó mo bao bọc rất đẹp) chảy, hen suyễn. Làm cây cảnh, có hoa đẹp b/ Phát sinh tên gọi Các nhà thực vật học gọi cây tỏi là Allium Sativum. Tiếng La tinh gọi tỏi là Olere – có nghĩa là “ngửi thấy”, tiếng Hy lạp là Hallestai nghĩa “nhảy vọt ra” để mô tả sự tăng trưởng nhanh chóng các tép tỏi trong một củ. Đây nguồn gốc phát sinh của tên gọi cây tỏi [4] 1.1.1.2 Khái quát chung về tỏi [4,10,11,12,13] Tỏi (Allium sativum) là một loài thực vật thuộc họ Hành, nghĩa là có họ hàng với hành tây, hành ta, hành tím, tỏi tây…vv, có nguồn gốc ở Trung Á với lịch sử con người sử dụng đến nay hơn 7000 năm trong lĩnh vực thực phẩm, y học.... như những loài họ hàng của nó. Nghiên cứu mới nhất (2003) đã công bố rằng có 8 nhóm tỏi khác biệt đã được tiến hóa ; 6 nhóm thuộc loại hard-necked garlics (tỏi cổ cứng) có tên gọi lần lượt là Asiatic, Creole, Purple Stripe, Marbled Purple Stripe, Porcelain , Rocambole và 2 nhóm thuộc loài soft-necked garlics (tỏi cổ mềm) là Artichoke và Silverskin. Một nghiên cứu gần đây cho rằng có 17 loài tỏi khác nhau được biến hóa từ 8 nhóm trên. Thực tế trên khắp thế giới, có hàng trăm loài tỏi khác nhau đều được phát triển từ 17 loài cơ bản trên. Chúng có những đặc tính khác nhau bởi được trồng trong điều kiện thổ nhưỡng khác nhau như: Sự phì nhiêu của đất, lượng mưa, nhiệt độ, độ cao so với mực nước biển, thời điểm gieo trồng trong năm và chế độ nước tưới… Phần hay được sử dụng nhất của cả cây tỏi là củ tỏi. Củ tỏi có nhiều tép. Từng tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ. Tỏi sinh trưởng tốt trong môi trường nóng và ẩm. Bảo quản nơi thoáng mát, khô ráo. Tỏi được cho là có tính chất kháng sinh và tăng khả năng phòng ngừa ung thư, chống huyết áp cao, mỡ máu ở con người. Tuy nhiên cần bóc vỏ tỏi và để trong không khi một lát rồi ăn sống thì sẽ có hiệu quả chống ung thư cao hơn. Một số dân tộc trên thế giới tin rằng tỏi giúp họ chống lại ma, quỷ. 1.1.1.3 Thành phần hóa học của tỏi 9 Tỏi có chứa các hợp chất lưu huỳnh như allicin, alliin và agoene, các enzyme: allinase, peroxidase và miracynase, carbohydrates: sucrose và glucose, khoáng chất: selenium, các axit amin như cysteine, glutamine, isoleucine và methionine, bioflavonoids như quercetin và cyanidin, allistatin I và II allistatin, vitamin C, E, A và các vitamin khác như niacin, B1 và B2 hay beta carotene.[9] 1.1.1.4 Công dụng của tỏi trong đời sống a/ Tỏi trong y học dân gian Tỏi là loại thảo dược chữa bệnh kì diệu từ thiên nhiên. Theo y học cổ truyền Việt Nam và Trung Quốc, tỏi có vị cay, tính ôn, hơi độc, đi vào 2 kinh can và vị. Tỏi có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, giải cảm, sát trùng, chữa băng đới, trùng tích, huyết lỵ, tẩy uế, thông khiếu, tiêu nhọt và hạch ở phổi, tiêu đờm, đầy chướng, đại tiểu tiện khó khăn, tả, lỵ,vv… Từ xa xưa con người đã biết ăn tỏi sẽ tẩy được sán ra khỏi ruột, sử dụng làm thuốc sát trùng trong các loại bệnh hen suyễn, viêm phổi, nhiễm trùng đường ruột, ngoài da. Tỏi rất hữu dụng đối với những người bị rắn cắn và bị trĩ nếu mài ra với rượu rồi uống. Với muối và dầu - tỏi chữa hết ban ở da; trộn với mật ong làm thuốc mỡ - tỏi chữa hết vẩy nến, ghẻ và các vết đỏ do gan yếu.[5]. Ðông y khuyên không dùng tỏi trong chứng âm hư, nội nhiệt, thai sản, đau mắt, mũi....[5,6] b/ Tỏi trong y học hiện đại. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới, các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu và phát hiện ra trong tỏi có silen và các nguyên tố vi lượng chứa kháng khuẩn alliin làm tăng cường khả năng của hệ thống miễn dịch, làm giảm huyết áp cao và nhiều bệnh nâng cao sức khỏe. Một số kết quả trong nghiên cứu thu được của các nhà khoa học đã được ghi nhận: [7,8] - Tỏi làm giảm cholesterol để phòng bệnh tim mạch: Nghĩa là giảm lượng cholesterol bám rộng trên thành mạch. Từ đó ngăn ngừa được các bệnh xuất huyết mạch máu não, đau thắt tim, cao huyết áp và một số bệnh tim mạch 10 khác. Nhiều nghiên cứu thấy rằng nước chiết từ tỏi để lâu ngày làm giảm 30% lượng cholesterol nên giúp phòng ngừa xơ cứng động mạch nhờ khả năng làm tăng albunin mật độ cao (HDL), hoặc giảm mật độ thấy albunin (LDL). Theo Báo "Ăn uống và dinh dưỡng" của trường Đại học Taffsi (Mỹ), mỗi ngày ăn hai nhánh tỏi sẽ có công hiệu ngang với uống thuốc làm giảm cholesterol. Còn các nhân viên nghiên cứu thuộc trường Đại học Dennsylvania đã phát hiện tác dụng làm giảm cholesterol và làm hạ thấp khả năng bám của mỡ trong máu. - Tỏi phòng chống ung thư Các nhà nghiên cứu thuộc Viện ung thư Mỹ hiện đang sản xuất loại thuốc tổng hợp được chiết từ tỏi, có khả năng chống ung thư tốt, mặc dù đã thành khối u vẫn có hiệu lực. Các nhà nghiên cứu Mỹ đã dựa vào các kết quả điều tra tương quan của Trung Quốc để quyết định đưa vào bào chế loại thuốc mới này. Những kết quả điều tra cho thấy những cư dân có tập quán ăn tỏi thường xuyên thì tỷ lệ ung thư dạ dày thấp. Một số người sử dụng tỏi để ngăn ngừa ung thư ruột kết, ung thư trực tràng, ung thư dạ dày, ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư phổi. Tỏi cũng được sử dụng để điều trị ung thư tuyến tiền liệt và ung thư bàng quang - Tỏi làm suy giảm viêm đau khớp Qua theo dõi những bệnh nhân viêm khớp được điều trị bằng viên nang điều chế từ tỏi đều cho kết quả tốt, nhờ hoạt tính ở tỏi làm hạn chế việc sinh ra các phần tử tự do gây tổn thương đến tổ chức khớp. Một phụ nữ Mỹ tên Jusshan Bert bị bệnh viêm khớp nặng đã được điều trị bằng nang tỏi nay trở lại bình thường (trước kia chưa điều trị khớp gối bị đau liên tục rất khó chịu). - Tỏi còn tác dụng dưỡng nhan ích thọ, làm chậm sự lão hóa Các nghiên cứu của Bác sĩ Robertllin đã thừa nhận rằng tỏi có tác dụng dưỡng nhan ích thọ, làm chậm sự lão hóa. Đó là khả năng bảo vệ hồng cầu không bị oxy hóa và khống chế phần tử tự do sinh ra trong quá trình oxy hóa để các phần tử này không tác động đến quá trình lão hóa. 11 Ăn tỏi thường xuyên còn giúp khả năng hồi phục sức khỏe và chống sự già nua. Tỏi là loại gia vị trồng ở mọi miền đất nước lại có giá trị về mặt dinh dưỡng 1.1.2 Đặc điểm sinh thái tỏi Quảng Hòa a/ Mô tả: Cây thảo sống nhiều năm.Thân hình trụ, phía dưới nhiều rễ phụ, phía trên có nhiều lá. Lá cứng, dày 1-2mm, thẳng dài 15-35cm, rộng 1- 2cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp. Phần dưới của lá phía gốc có một chồi nhỏ sau này phát triển thành một số tép tỏi; các tép này nằm chung trong một cái bao (do các bẹ lá trước tạo ra) thành một củ tỏi. Hoa mọc ở ngọn thân trên, một cán hoa dài tầm 25cm. Bao hoa màu trắng bao bởi nhiều tán, rơi rụng thành mũi nhọn dài. b/ Đặc điểm sinh thái: Một năm hai vụ,tháng 2- tháng 6 và tháng 10- tháng 2 năm sau. Cây tỏi được gieo trồng từ một tép tỏi trên đất mùn tơi xốp. Sinh trưởng trong môi trường nóng ẩm. Thời gian sinh trưởng từ 125- 130 ngày. Một sào trồng từ 25-30kg. Khoảng cách và mật độ trồng trên luống từ 5-6 hàng, khoảng cách hàng 18-20cm, khoảng cách cây từ 8-10cm. Khi trồng dùng ngón cái và ngón trỏ cầm nhánh tỏi ấn nhẹ để 1/3 đến 1/2 nhánh tỏi nằm trong đất. Trồng sâu cây rất khó mọc. Sau khi trồng khỏa nhẹ đất vào các chân nhánh tỏi và ấn nhẹ cho nhánh tỏi đứng vững, dùng rơm rạ vụ trước phủ kín mặt luống thành từng lớp sóng, không rũ rối nhằmgiữ ẩm, giữ nhiệt, làm cho đất luôn tơi xốp, hạn chế cỏ dại. Chế độ tưới nước và phân bón hợp lí, đúng thời điểm 1.2 TỎI ĐEN Hình 1 Hình ảnh tỏi đen 1.2.1 Giới thiệu chung về tỏi đen 12 Tỏi đen (Black garlic) là tỏi tươi chất lượng cao, được chọn lọc cẩn thận rồi trải qua một quá trình lên men chậm (khoảng 35- 55 ngày), dưới sự kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và độ ẩm. Sản phẩm có màu đen, vị ngọt, không còn mùi cay hăng của tỏi thường và có tác dụng gấp hàng chục lần tỏi thường. Ở Việt Nam, lần đầu tiên tỏi đen được Học viện quân y nghiên cứu quy trình lên men cũng như thành phần hóa học và tác dụng sinh học của tỏi đen được tạo ra trong đề tài cấp Nhà nước mã số KC10.TN05/11-15. Kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi lên men hàm lượng các nhóm hoạt chất tăng rất cao, đặc biệt hàm lượng S-allyl-L-Cystein (là hoạt chất đã được chứng minh tác dụng ngăn ngừa sự phát sinh khối u) tăng 5-6 lần so với tỏi thường.[9] - Ở Hàn Quốc và Nhật Bản, tỏi đen được sử dụng rộng rãi với vai trò là một loại thực phẩm tăng cường sức khỏe. Tỏi đen có khả năng chống ô xy hóa rất cao và nó thường được tin là có thể kéo dài tuổi xuân. - Từ thời xa xưa, tỏi luôn được biết đến như một loại gia vị nấu ăn có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe. Ngày nay, người ta dùng ngày càng nhiều tỏi đen trong lĩnh vực ẩm thực và lĩnh vực thuốc thay thế. Tỏi đen được giới thiệu rộng rãi ra thế giới bởi Nhật Bản và Hàn Quốc trong vài năm trở lại đây. Tác dụng tốt cho sức khỏe con người của tỏi đen đã được giới thiệu nhiệt tình bởi những bác sỹ y học cổ truyền, bác sỹ đông y. 1.2.2 Thành phần hóa học của tỏi đen [9] Thành phần hóa học của tỏi đen chứa chủ yếu các axit amin, peptide, protein, enzyme, glicozit, vitamin, … Các thành phần quý trong tỏi thường không chỉ được giữ nguyên mà còn tăng lên rất nhiều lần trong tỏi đen (Cục an toàn thực phẩm số: 122209/2013/ATTP-XNCB). Bảng 2: So sánh thành phần dinh dưỡng giữa tỏi đen và tỏi thường Năng lượng Protein Lipid Tỏi đen 217,4 kcal Tỏi đen 9g Tỏi thường 138 kcal Tỏi thường 8,4 g Tỏi thường 0,1 g Tỏi đen 13 0,1 g 160% 107% 100% Glucide Polyphenol SOD Enzime Tỏi đen 42,9 g Tỏi đen 475 mg Tỏi đen 790 g Tỏi thường Tỏi thường Tỏi thường 28,7 g 82 mg 220 g 150% 580% 340% Qua nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới và trong nước tỏi đen không những là một thực phẩm quý bởi thành phần cũng như hàm lượng các chất dinh dưỡng tăng cao mà nó còn chứa nhiều hoạt chất hoạt động có công dụng phòng, chữa bệnh có hiệu quả. 1.2.3 Công dụng của tỏi đen 1. Chống ung thư và giảm cholesteron Quá trình lên men bằng nhiệt trong thời gian dài biến tỏi trắng thành một loại “siêu tỏi” (super garlic). Hợp chất S- allycysteine một thành phần tự nhiên có trong tỏi tươi và một dẫn xuất của amino cysteine được thấy có hàm lượng lớn hơn nhiều so với tỏi tươi. Chính hai thành phần này có thể giảm nguy cơ ung thư và giảm cholesteron trong máu. 2. Tăng cường sức đề kháng cho cơ thể Ở trong tỏi đen, S-allylcysteine hỗ trợ sự hấp thụ, chuyển hóa allicin dễ dàng hơn, do đó thúc đẩy mạnh mẽ khả năng tự bảo vệ của cơ thể chống lại vi khuẩn, vi rút xâm nhập, nhiễm trùng. 3. Khả năng chống oxy hóa, nâng cao tuổi thọ Tỏi đen có khả năng chống ôxy hóa cao giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tổn hại do các gốc tự do sản sinh thông qua các quá trình trao đổi chất bình thường trong cơ thể hoặc từ các tác nhân độc hại bên ngoài như khói bụi, rượu bia, thuốc lá, cafein và thậm chí là rau xanh chứa các chất phenol ăn hàng ngày mang lại. Vì thế tỏi đen trở thành loại thực phẩm lý tưởng để hỗ trợ điều trị cho các bệnh mãn tính (gây ra bởi các tế bào bị hư tổn do các gốc tự do) như bệnh tim, bệnh Alzheimer, … 4. Hỗ trợ điều trị bệnh ung thư Các nghiên cứu về tác dụng sinh học của tỏi đen cho thấy: Các hợp chất sulfur hữu cơ, dẫn chất của tetrahydro carboline được hình thành từ quá trình lên men có hoạt tính 14 mạnh dọn gốc tự do và ức chế quá trình peroxy hóa lipid cao hơn tỏi thường. Ngoài ra 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. 5. Điều chỉnh nồng độ đường trong máu Tỏi đen có thể ảnh hưởng đến sự tổng hợp glycogen gan, làm giảm lượng đường trong máu và làm tăng mức độ insulin huyết tương. Tỏi đen cũng chứa các S-methyl cysteine sulfoxide và S-allyl cysteine sulfoxide, sunfua này có thể ức chế G-6-P enzyme NADPH, để ngăn chặn sự tàn phá của insulin, có tác dụng hạ đường huyết, … 6. Công dụng làm đẹp da Hàm lượng các vitamin như B1, B2, C, E trong tỏi đen tăng lên 2 lần (so với tỏi trắng) có tác dụng kích thích quá trình chuyển đổi protein, giải độc, tăng cường sức đàn hồi của da, ức chế sinh sắc tố và ứng đọng các sắc tố khác thường. 7. 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. 1.2.4 Đối tượng sử dụng - Những người cần tăng sức đề kháng khi bị ung bướu, sau phẫu thuật đang điều trị hoặc sau điều trị bằng tia xạ, hóa chất. - Người già yếu, suy nhược cơ thể, có sức đề kháng yếu hoặc cần tăng cường sức khỏe. - Các trường hợp béo phì hoặc mỡ trong máu cao, người mắc bệnh cao huyết áp, người có nguy cơ tai biến mạch máu não. Người mắc chứng bệnh tim mạch, tiểu đường - Người bị gan nhiễm mỡ, viêm gan hoặc dùng nhiều bia rượu, thuốc lá. 1.2.5 Cách sử dụng - Bóc vỏ ăn trực tiếp - Chế biến với các món khác tùy theo khẩu vị - Mỗi ngày nên sử dụng 1 đến 2 củ tỏi/ngày Chú ý: Đối với người cao tuổi chỉ nên dùng 3-5 tép. 15 Chương 2. NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Củ tỏi tươi trồng tại xã Quảng Hòa- Quảng Trạch- Quảng Bình. 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Phương pháp tổng quan, xử lí tài liệu liên quan Từ các nguồn tài liệu thu thập, tìm kiếm, chọn lọc và tổng kết thông tin chính xác 2.2.2. Phương pháp xử lí mẫu thực vật, lên men và thu sản phẩm Tỏi khô thu mua sẽ chọc lọc dựa vào các tiêu chí: Củ tỏi to tròn, đều, tép tỏi chắc, vỏ trắng, không mối, mọc mầm. Tiến hành ủ và thu sản phẩm tỏi đen chất lượng a/ Quy trình lên men tỏi đen Sau khi nghiên cứu các tài liệu liên quan và thực nghiệm nhóm sinh viên thực hiện đề tài đưa ra sơ đồ đề xuất quy trình lên men tỏi như sau: Tỏi tươi Chọn lọc, Phân loại Xử lí, làm sạch Đóng gói, bảo quản Ủ nhiệt, lên men Thu tỏi đen Kiểm tra chất lượng tỏi Hình 1 Qui trình lên men tỏi đen b/ Dựa trên sơ đồ đề xuất quy trình lên men tỏi đen từ nguyên liệu tỏi tươi Quảng Hòa sau một thời gian được thu hoạch thì việc có được sản phẩm tỏi đen cần trải qua các bước theo trình tự: - Thu mua nguyên liệu Nguyên liệu để lên men tạo tỏi đen là những củ tỏi tươi sau khi thu hoạch tại xã Quảng Hòa đã được phơi khô. Tỏi mua về được lựa chọn kĩ càng: phải chọn những củ tỏi 16 to tròn, tép tỏi chắc, vỏ trắng, không mọc mầm thì khi lên men xong tép tỏi đen sẽ không quá nhỏ, chất lượng không đảm bảo. - Xử lí nguyên liệu Tỏi được làm sạch lớp đất, bụi bám trên vỏ, cắt ngắn cuống và rễ tỏi. Hình 2 Tỏi khô (TK) Quảng Hòa - Dụng cụ, thiết bị ủ Hình 3 TK đã được làm sạch a/ Dụng cụ - Nồi ủ - Nhiệt kế 100oC - Bao bạc - Bao nilon b/ Thiết kế thiết bị ( nồi) ủ Nồi ủ sử dụng có phần nắp trong là viền cao su giữ kín nhiệt, lỗ thông hơi gắn với một nhiệt kế 100oC để theo dõi nhiệt độ trong nồi, riêng phần hở sẽ bịt thật kín bằng màng bọc nilon. Bên trong đáy nồi lót 1 lớp 1- 1,5cm thân tỏi khô được bện tấm 17 Hình 4: Phần nắp và bên trong nồi Hình 5: Nồi ủ - Tiến hành thực hiện quá trình lên men Nguyên liệu củ tỏi sau khi sơ chế sẽ được xếp và bọc kín bằng 1- 2 lớp giấy bạc rồi được trên mặt lót trong nồi cách nắp nồi 4- 5 cm. Sau đó cắm nguồn điện và nhấn nút nấu. Khi nhiệt độ lên đến 75oC chuyển sang chế độ giữ ấm (nút warm) của nồi. Duy trì nhiệt trong nồi luôn ở 50- 55oC trong vòng 35- 55 ngày. Đảm bảo theo dõi thường xuyên về nhiệt độ và nguồn điện. - Thu sản phẩm, kiểm tra chất lượng, đóng gói và bảo quản Sau khi thu sản phẩm cần chọn lọc và loại bỏ các củ tỏi xẹp, lép. Tỏi được đóng gói bằng bao gip, hút chân không, bảo quản ở điều kiện thoáng mát (tốt nhất trong ngăn mát tủ lạnh) trong vòng 18 tháng 2.2.3 Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm Qua quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu lên men tỏi đen từ tỏi trắng xã Quảng Hòa – Quảng Trạch” chúng em rút ra được những thuận lợi, khó khăn và một số kinh nghiệm lưu ý đối với đề tài cũng như khi sinh viên tham gia nghiên cứu khoa học. - Thuận lợi: - Khó khăn: - Kinh nghiệm: Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả tổng quan và xử lí tài liệu Theo kết quả nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học về Tỏi tươi rằng Tỏi có giá trị dinh dưỡng cao nhưng tỏi có mùi hôi khó chịu do các hợp chất sulfur: Diallyl sulfide (C6H10S2); Ajoene (C9H14OS3); S- allylcysteine (C6H11NO2S) mà chủ yếu là quá trình chuyển hóa từ alliin (C6H11NO3S) có sẵn trong tỏi thành allicin ( C6H10OS2 ) với sự xúc tác của enzym alliinase khi tỏi được cắt hoặc nghiền nhỏ gây ra. Sơ đồ: Phản ứng chuyển hóa alliin thành allicin trong tỏi tươi. 18 Để khắc phục nhược điểm đó mà không làm mất đi giá trị quý của tỏi tươi, bằng quá trình lên men tự nhiên với nhiệt độ, độ ẩm thích hợp sau 35- 55 ngày, tỏi tươi đã được chuyển hóa thành tỏi đen, các hoạt chất trong tép tỏi tăng lên đáng kể, trong đó hàm lượng đường tăng khoảng 13 lần, fructose tăng 52 lần, hàm lượng flavonid toàn phần, thiosufat toàn phần, polyphenol toàn phần tăng từ 1,5- 2,5 lần, hoạt chất SAC (S - allylcysteine ) – được xem là quan trọng nhất trong tỏi đen tăng 6 lần; hợp chất superoxide dismutase (SOD) tăng gấp 10 lần so với tỏi tươi có tác dụng phòng chống ung thư. Ngoài ra có thêm sự xuất hiện của hơn 18 loại axit amin khác: Acid Aspartic, Threonin, Methiolin, Arginin,… Các khoáng chất cũng tăng nhiều hơn so với tỏi thường như K+; Mn+2; Cu+2; Mg+2...Mặt khác, tỏi đen sau lên men có trạng thái và mùi vị cũng khác hẳn so với tỏi tươi. Sản phẩm này có màu đen, không hoặc hầu như không còn mùi vị khó chịu, có vị chua ngọt giống như các loại trái cây, dạng dẻo mềm. Kết quả nghiên cứu về tác dụng sinh học cho thấy tỏi đen có một số tác dụng vượt trội so với tỏi thường, nó như vị thuốc đặc trị: chống ôxy hoá, chống lão hoá, phòng chống bệnh ung thư, các bệnh nan y...; trở thành thực phẩm chức năng có nguồn gốc hoàn toàn tự nhiên. Cụ thể: - Hoạt tính quét gốc tự do (gốc tự do sản sinh thông qua các quá trình trao đổi chất bình thường trong cơ thể hoặc từ các tác nhân độc hại bên ngoài như khói bụi, rượu bia, thuốc lá, cafein hay thậm chí là rau xanh chứa các chất phenol ăn hàng 19 ngày mang lại) rất tốt, đây nguyên nhân gây ra hàng loạt các bệnh hiểm ngèo như: - ung thư, tim mạch, tiểu đường… Giúp bảo vệ tế bào gan do các gốc tự do sinh ra, dùng trong các trường hợp viêm gan, xơ gan, gan nhiễm mỡ. Tăng cường khả năng miễn dịch góp phần tích cực trong việc phòng chống bệnh tật, ngăn ngừa ung thư Giúp bào vệ cơ quan tạo máu và 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. Có tác dụng nâng cao thể trạng, bồi bổ cơ thể, kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngủ tốt đặc biệt ở người cao tuổi. Hạ Cholesterol toàn phần, giảm Triglycerid máu, làm giảm đường huyết. 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 tỉnh nhà 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 tỉnh. 3.2 Kết quả của quy trình lên men Sau một thời gian dài áp dụng quy trình lên men từ ý kiến đề xuất, nhóm thu được kết quả: Trong 4 ngày đầu tiên lên men, tỏi chuyển dần sang màu nâu nhạt, mùi tỏi tỏa ra nồng; ngày thứ 14 tỏi có màu đậm hơn, còn mùi tỏi nhưng mùi dịu hơn; ngày thứ 24 tỏi đã chuyển hẳn sang nâu đen, tép tỏi dẻo, có vị chua ngọt. Cho đến ngày 45 tỏi đã hoàn toàn có màu đen. Sau 35- 55 ngày lên men chậm trong điều kiện quản lí chặt chẽ về nhiệt độ, độ ẩm, tỏi có trạng thái và mùi vị khác hẳn so với tỏi tươi: tép tỏi màu đen, dạng dẻo mềm, vị chua ngọt. Đồng thời các hoạt chất trong tép tỏi tăng lên đáng kể. Tỏi trắng 4 ngày 14 ngày 20 24 ngày 45 ngày