TÓM TẮT:
Nghiên cứu nhằm khảo sát sự biến đổi thành phần dinh dưỡng của hạt đậu đỏ (Phaseolus vulgaris) sau quá trình nảy mầm, đặc biệt tập trung vào các chỉ tiêu: hàm lượng protein, độ ẩm, tro và Gamma-Aminobutyric Acid (GABA). Các thí nghiệm được thực hiện với các tổ hợp nhiệt độ ngâm (30°C và 35°C) và thời gian ngâm (6, 7, 8 giờ), sau đó ủ trong điều kiện tiêu chuẩn và tiến hành phân tích thành phần dinh dưỡng. Kết quả, quá trình nảy mầm làm gia tăng đáng kể hàm lượng protein và GABA. Ở điều kiện ngâm 30°C trong 8 giờ, hàm lượng protein đạt 22,45 mg/g và GABA đạt 0,334 mg/L - cao nhất trong các nghiệm thức. Ngoài ra, độ ẩm sau sấy dao động từ 5 - 7%, đảm bảo yêu cầu bảo quản thực phẩm. Quá trình nảy mầm không chỉ giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng mà còn mở ra hướng phát triển thực phẩm chức năng từ đậu đỏ giàu GABA.
Từ khóa: hạt đậu đỏ, nảy mầm, protein, gaba, giá trị dinh dưỡng.
1. Đặt vấn đề
Các loại đậu, đặc biệt là đậu đỏ, được đánh giá cao nhờ thành phần dinh dưỡng phong phú, giàu protein, chất xơ, acid amin và khoáng chất thiết yếu. Tuy nhiên, khẩu phần ăn hàng ngày của nhiều người vẫn chưa đáp ứng đủ lượng protein và axit amin cần thiết, dẫn đến nguy cơ suy dinh dưỡng (Soleymani et al., 2011a). Theo Gohara et al. (2016), đậu đỏ chứa hàm lượng cao acid béo không bão hòa và các chỉ số dinh dưỡng phù hợp để duy trì sức khỏe con người. Đặc biệt, hàm lượng lysine trong đậu đỏ có thể đạt tới 1,8%, giúp bù đắp lượng thiếu hụt từ các loại ngũ cốc khác (Yao et al., 2016).
Tại Việt Nam, đậu đỏ là cây trồng ngắn ngày mang lại giá trị kinh tế, được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm như bánh ngọt nhờ vị ngọt tự nhiên, hàm lượng calo thấp và lợi ích sức khỏe.
2. Cơ sở lý thuyết
Một thành phần sinh học đáng chú ý trong đậu đỏ là GABA - một axit amin không protein có vai trò quan trọng trong điều hòa thần kinh, giảm căng thẳng, ổn định huyết áp và cải thiện chức năng não bộ. Tuy nhiên, hàm lượng GABA tự nhiên trong thực vật thường thấp (chỉ từ 0,003 - 0,2 mg/L), không đủ để đáp ứng nhu cầu sinh lý của con người. Nhiều nghiên cứu cho thấy, quá trình nảy mầm có thể làm tăng đáng kể hàm lượng GABA thông qua hoạt hóa enzyme glutamate decarboxylase, đặc biệt hiệu quả ở các loại hạt giàu glutamate như đậu đỏ (Jiao et al., 2021). Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ nảy mầm để tăng cường giá trị dinh dưỡng, đặc biệt là làm giàu GABA, đang được xem là một hướng nghiên cứu và phát triển tiềm năng trong ngành thực phẩm chức năng.
3. Phương pháp nghiên cứu
3.1. Vật liệu, hóa chất
Đậu đỏ nguồn gốc từ siêu thị Coop.mart Vĩnh Long, H2SO4 đậm đặc, NaOH 30%, K2SO4, CuSO4.5H2O, Phenol 6%, NaHClO 9%, GABA, Acid boric 2%, Se.
3.2. Thiết kế thí nghiệm
3.2.1. Khảo sát hàm lượng chất dinh dưỡng cơ bản của đậu đỏ
3.2.1.1. Mục đích thí nghiệm
Xác định hàm lượng ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng protein, hàm lượng Gamma- aminobutyric acid giữa đậu đỏ.
3.2.1.2. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ Hình 1.
Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Nguồn: tác giả
3.2.1.3. Tiến hành thí nghiệm
Đậu đỏ được chuẩn bị và làm sạch sau đó nghiền nhuyễn để tiến hành phân tích các chỉ tiêu:
- Hàm lượng ẩm.
- Hàm lượng tro.
- Hàm lượng protein.
- Hàm lượng Gamma-aminobutyric acid.
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thời gian ngâm đến chất lượng trong hạt đậu đỏ trong lúc nảy mầm
Mục đích: Xác định được nhiệt độ và thời gian ngâm phù hợp cho đậu đỏ nảy mầm để đạt các chỉ tiêu dinh dưỡng cao nhất trong đậu sau quá trình nảy mầm.
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thời gian ngâm đến chất lượng trong hạt đậu đỏ trong lúc nảy mầm
Thí nghiệm được bố trí với 2 nhân tố (thời gian ngâm và thời gian ủ) và 3 lần lặp lại. Quá trình ươm mầm hạt đậu đỏ được tiến hành theo các thông số: thời gian ngâm 6, 7, 8 giờ và nhiệt độ ngâm là 30˚C và 35˚C, các mẫu được ủ ở thời gian là 24 giờ, hạt sau khi nảy mầm được bảo quản, sử dụng để nghiên cứu.
Sau đó phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng:
- Hàm lượng protein (%) (theo phương pháp Kjendahl).
- Hàm lượng GABA (mg/L) (phương pháp Shozaburo Kitaoka & Yoshihisa Nakano, 1959).
- Hàm lượng ẩm (%) (AOAC, 1999).
- Hàm lượng tro (%) (AOAC, 1999).
4. Kết quả và thảo luận
4.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng cơ bản của hạt đậu đỏ
Thành phần dinh dưỡng trong nguyên liệu là yếu tố nền tảng quyết định chất lượng sản phẩm sau chế biến. Do đó, việc phân tích các chỉ tiêu hóa học và dinh dưỡng của hạt đậu đỏ trước khi nảy mầm là bước cần thiết, làm cơ sở so sánh với thành phần sau nảy mầm. Qua đó giúp đánh giá được hiệu quả của quá trình nảy mầm trong việc cải thiện giá trị dinh dưỡng, đồng thời xác định các điều kiện tối ưu để nâng cao hàm lượng các chất có lợi, cũng như nhận diện các thành phần có thể bị suy giảm sau xử lý ở Bảng 1.
Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng của đậu đỏ
Từ kết quả phân tích ở Bảng 1, có thể thấy hàm lượng protein trong đậu đỏ đạt 19,40%, tương đồng với nghiên cứu của Qurat UI Eain Hyder Rizvi et al. (2024) với giá trị ghi nhận là 19,56%. Hàm lượng tro và độ ẩm lần lượt là 4,13% và 13,48%, phù hợp với kết quả của Aline Kirie Gohara et al. (2016) trong nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của đậu đỏ. Đáng chú ý, hàm lượng GABA trong đậu đỏ trước khi nảy mầm được xác định ở mức rất thấp, chỉ 0,03 mg/L. Mặc dù GABA là một acid amin không protein có nhiều lợi ích cho sức khỏe như hỗ trợ điều hòa thần kinh, hạ huyết áp và chống căng thẳng (Deo Rashmi et al., 2018), nhưng hàm lượng của nó trong đậu khô thường rất thấp. Chính vì vậy, nhiều nghiên cứu hiện nay tập trung vào các phương pháp xử lý như nảy mầm nhằm nâng cao hàm lượng GABA trong thực phẩm.
4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ngâm đến chất lượng trong hạt đậu đỏ trong lúc nảy mầm
4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ngâm hạt đến hàm lượng protein của đậu đỏ nảy mầm
Bảng 2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm và thời gian ủ đến hàm lượng protein
(Chú thích: Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc cùng một dòng) biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5%)
Protein là thành phần thiết yếu trong mọi cơ thể sống, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng sinh học. Theo nghiên cứu của Inyang và Zakari (2008), quá trình nảy mầm có thể kích thích hoạt động enzyme và tổng hợp protein mới, từ đó làm tăng hàm lượng protein trong hạt. Nghiên cứu của Qurat UI Eain Hyder Rizvi et al. (2024) cũng ghi nhận sự gia tăng hàm lượng protein trong đậu đỏ từ 19,56% lên 23,46% sau khi nảy mầm.
Kết quả khảo sát trong nghiên cứu này cho thấy nhiệt độ và thời gian ngâm ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng protein trong đậu đỏ sau nảy mầm. Tại nhiệt độ 30℃, hàm lượng protein tăng dần theo thời gian ngâm, đạt giá trị cao nhất là 22,45 mg/g sau 8 giờ ngâm. Ngược lại, ở 35℃, hàm lượng protein đạt 20,32 mg/g sau 6 giờ ngâm, nhưng sau đó giảm còn 19,91 mg/g và 19,86 mg/g tương ứng với thời gian ngâm 7 và 8 giờ. Điều này cho thấy, khi nhiệt độ ngâm vượt quá mức tối ưu, có thể xảy ra hiện tượng phân giải protein hoặc mất hoạt tính enzyme, làm suy giảm giá trị dinh dưỡng. Do đó, nhiệt độ 30℃ kết hợp với thời gian ngâm 8 giờ được xem là điều kiện tối ưu để tăng hàm lượng protein trong đậu đỏ sau quá trình nảy mầm.
4.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ngâm hạt đến hàm lượng GABA của đậu đỏ nảy mầm
Hàm lượng GABA trong các loại hạt và ngũ cốc thường rất thấp. Tuy nhiên, những thực phẩm này là nguồn glucose dồi dào, có thể chuyển hóa thành GABA sau khi nảy mầm, mở ra khả năng chế biến các chất dinh dưỡng bổ sung GABA từ hạt nảy mầm. (Hình 2)
Hình 2: Biều đồ hàm lượng GABA sau nảy mầm
Nhiệt độ và thời gian ngâm ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng GABA, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Hàm lượng GABA thấp nhất là 0,223 mg/L khi ngâm ở 35oC trong 6 giờ, và cao nhất là 0,334 mg/L khi ngâm ở 30oC trong 8 giờ. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Vũ Thùy Anh và cộng sự năm 2019 (Vu, 2019) trên đậu xanh. Giai đoạn ngâm giữ vai trò quan trọng trong nảy mầm vì giúp tăng lượng nước trong hạt, từ đó thúc đẩy sự hình thành GABA. Do đó, điều kiện ngâm tối ưu để đạt hàm lượng GABA cao nhất là 30oC trong 8 giờ.
4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình sấy đến hàm lượng ẩm của đậu theo nhiệt độ và thời gian ngâm
Độ ẩm của bột là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng và khả năng bảo quản sản phẩm. Hàm lượng ẩm cao có thể tạo điều kiện cho vi sinh vật, đặc biệt là nấm mốc phát triển, từ đó làm giảm chất lượng và giá trị dinh dưỡng của bột.
Hình 3: Hàm lượng ẩm trong đậu nảy mầm
Sau khi nảy mầm, đậu đỏ được sấy khô ở 60˚C trong vòng 24 giờ để giảm độ ẩm, thuận lợi cho bảo quản và chế biến. Kết quả cho thấy mẫu ngâm ở 30oC trong 6 - 8 giờ có hàm lượng ẩm thấp hơn so với mẫu ngâm ở 35oC cùng thời gian. Tất cả các mẫu đều có hàm lượng ẩm trong khoảng 5% - 7%, thấp hơn ngưỡng 12% - mức độ có thể gây nấm mốc và ảnh hưởng chất lượng theo nghiên cứu của Mishra et al. (2016). Vì vậy, độ ẩm sau sấy đạt mức an toàn cho bảo quản. (Hình 3)
5. Kết luận
Nghiên cứu đã chứng minh quá trình nảy mầm có ảnh hưởng tích cực đến thành phần dinh dưỡng của hạt đậu đỏ. Hàm lượng protein và Gamma-aminobutyric acid (GABA) đều tăng rõ rệt sau khi xử lý ngâm và ủ mầm, trong khi độ ẩm sau sấy vẫn nằm trong giới hạn an toàn cho bảo quản. Điều kiện tối ưu để thu được hàm lượng protein và GABA cao nhất là ngâm hạt ở 30°C trong 8 giờ và thời gian ủ là 24 giờ. Đây là cơ sở khoa học cho việc ứng dụng kỹ thuật nảy mầm nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và chức năng sinh học của đậu đỏ, hướng đến phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng phục vụ nhu cầu dinh dưỡng và sức khỏe cộng đồng.
Tài liệu tham khảo:
Vũ Thùy Anh, Kha Chấn Tuyền và Phan Tại Huân (2019). Ảnh hưởng của điều kiện ngâm và ủ đến hàm lượng gamma - aminobutyric acid và polyphenol trong hạt đậu xanh nẩy mầm. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển, vol. 02, Apr. 2019, pp. 112-18. Available at https://doi.org/10.52997/jad.14.02.2019.
Aline Kirie Gohara, Aloisio Henrique Pereira de Souza, Makoto Matsushita (2016). Nutritional and bioactive compounds of adzuki bean cultivars using chemometric approach Ciência e Agrotecnologia 40(1):104-113
Inyang and Zakari (2008). Effect of germination and fermentation of pearl millet on proximate, chemical and sensory properties of instant" Fura"-a Nigerian cereal food. Pakistan journal of Nutrition, 7(1), 9-12.
Jiao C and Liu Y (2021). GABA mediates NO/cGMP/GSK-3-induced isoflavone accumulation in soybean sprouts, LWT, 135:110027.
Mishra, P. K., Paroha, S., & Mishra, P. (2016). “A review on effects of storage on the quality and viability characteristics of major oilseeds”, International Journal of Current Research and Academic Review, 4(1), 108-121.
Qurat Ul Eain Hyder Rizvi, Raquel P. F. Guiné, Naseer Ahmed, Mohd Aaqib Sheikh, Paras Sharma, Imran Sheikh, Ajar Nath Yadav, Krishan Kumar (2024). Effects of Soaking and Germination Treatments on the Nutritional, AntiNutritional, and Bioactive Characteristics of Adzuki Beans (Vigna angularis L.) and Lima Beans (Phaseolus lunatus L.), Foods, (13), 1422.
Soleymani, A., Shahrajabian, M. H., and Naranjani, L. (2011a). The responses of qualitative characteristics and solar radiation absorption of berseem clover cultivars to various nitrogen fertilizer levels. Journal of Food, Agriculture and Environment. 9(2), 319-321.
Yao, Yang, et al. (2015). “Comparisons of Phaseolin Type and Α-amylase Inhibitor in Common Bean (Phaseolus Vulgaris L.) in China”. The Crop Journal, vol. 4, no. 1, Dec. 2015, pp. 68-72. Available at https://doi.org/10.1016/j.cj.2015.09.002.
Changes in the nutritional composition of red bean seeds (Phaseolus vulgaris) following germination
Nguyen Truong Lam1
Lam Hoa Hung1
1 Vinh Long University of Technology Education
Abstract:
This study investigates changes in the nutritional composition of red bean (Phaseolus vulgaris) seeds following germination, with a focus on protein content, moisture, ash, and Gamma-Aminobutyric Acid (GABA). Germination experiments were conducted using varying soaking temperatures (30°C and 35°C) and durations (6, 7, and 8 hours), followed by incubation under controlled conditions. Results revealed a significant increase in both protein and GABA content after germination. The optimal condition, soaking at 30°C for 8 hours, yielded the highest protein (22.45 mg/g) and GABA levels (0.334 mg/L). Post-drying moisture content ranged from 5–7%, meeting food preservation standards. These findings suggest that germination enhances the nutritional value of red beans and supports their potential development as functional foods rich in GABA.
Keywords: red beans, germination, protein, GABA, nutritional value.
[Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, số 23 tháng 7 năm 2025]
