Khảo sát sự thay đổi thành phần dinh dưỡng của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN THỊ NGỌC BÍCH MSSV: 2021398 KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN QUA CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Người hướng dẫn NGUYỄN THỊ THU THỦY NĂM 2007 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang i LỜI CẢM TẠ Qua năm năm học ở Trường đại học Cần Thơ, em luôn được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng đã truyền đạt những kiến thức trên lý thuyết cũng như kiến thức về thực tế sản xuất. Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp tại Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, em đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô cùng các bạn lớp CNTP 28A đã giúp em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn CNTP đã truyền đạt cho em kiến thức bổ ích trong thời gian học tập tại trường, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Thu Thủy đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng em xin gởi lời cảm ơn đến gia đình và các bạn lớp CNTP 28A đã giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình học tập. Do kiến thức còn hạn hẹp, thời gian tìm hiểu chưa sâu, chắc chắn bài luận văn của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để luận văn của em được hoàn chỉnh hơn. Cần Thơ, ngày 15 tháng 6 năm 2007 Sinh viên thực hiện Trần Thị Ngọc Bích Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang ii TÓM LƯỢC Trong phạm vi đề tài, nghiên cứu sự thay đổi một số thành phần dinh dưỡng của hạt sen qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển. Kết quả thu được thể hiện sự thay đổi thành phần dinh dưỡng của hạt sen theo độ tuổi thu hoạch. Đối tượng được nghiên cứu là hạt sen ở độ tuổi 10, 15, 17, 19, 21, 23 và 25 ngày sau khi rụng cánh hoa và một số thành phần dinh dưỡng được khảo sát là: - Xác định độ ẩm dựa vào khối lượng mẫu trước và sau khi sấy khô ở 105oC đến trọng lượng không đổi - Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl - Xác định hàm lượng tinh bột bằng phương pháp thủy phân acid - Định lượng đường tổng số hòa tan và đường khử bằng phản ứng oxy hóa khử - Xác định hàm lượng lipid bằng máy Soxhlet - Định lượng vitamin C bằng phương pháp Muri - Xác định hàm lượng vitamin B1, B2 bằng phương pháp sắc kí - Xác định lượng kali, canxi bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử - Xác định hàm lượng phospho bằng phương pháp so màu. Qua kết quả phân tích cho thấy: - Độ ẩm và đường tổng số hòa tan là thành phần chủ yếu trong hạt sen mới hình thành (10 ngày tuổi), các thành phần chất khô khác như: tinh bột, protein, ... chiếm tỉ lệ rất thấp. Tuy nhiên, hàm lượng ẩm và đường tổng số hòa tan giảm dần theo quá trình phát triển của hạt. - Ở 15 ngày tuổi, quá trình tích lũy chất khô trong hạt bắt đầu được tiến hành nhanh chóng và tăng dần theo độ tuổi. Tuy vậy, các thành phần chất khô vẫn bị biến động do ảnh hưởng của mùa vụ, điều kiện thời tiết, điều kiện chăm sóc và từng giai đoạn phát triển của hạt. Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang iii MỤC LỤC CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………...1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………………1 1.2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU……………………………………...2 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu…………………………………………………………...2 1.2.2. Nội dung nghiên cứu…………………………………………………………..2 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU…………………………………………..3 2.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÂY SEN……………………………………………3 2.1.1. Nguồn gốc……………………………………………………………………..3 2.1.2. Phân loại……………………………………………………………………….3 2.2. THỜI GIAN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY SEN……………….3 2.3. GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY SEN……………………………………………….4 2.4. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN…………………………………………5 2.5. SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA RAU QUẢ NÓI CHUNG.6 2.5.1. Sự thay đổi hàm lượng glucid…………………………………………………6 2.5.2. Sự thay đổi hàm lượng protein………………………………………………...7 2.5.3. Sự thay đổi các chất khoáng…………………………………………………...7 2.5.4. Sự thay đổi của các vitamin…………………………………………………...7 2.5.5. Sự thay đổi hàm lượng lipid…………………………………………………...8 2.5.6. Sự thay đổi hàm lượng nước…………………………………………………..8 2.6. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN…………….9 2.6.1. Những nghiên cứu trong nước…………………………………………………9 2.6.2. Các nghiên cứu ngoài nước……………………………………………………9 CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM………………….11 3.1. PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM…………………………………………………..11 3.1.1. Thời gian và địa điểm thực hiện……………………………………………...11 3.1.2. Dụng cụ - thiết bị thí nghiệm…………………………………………………11 3.1.3. Hóa chất sử dụng……………………………………………………………..11 3.2. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM………………………………………………….12 3.2.1. Cách chọn và xử lý mẫu phân tích…………………………………………...12 3.2.2. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………..12 3.2.3. Nguyên tắc phân tích các chỉ tiêu hóa học…………………………………...13 3.3. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM………………………………………………………15 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THẢO LUẬN…………………………………………17 4.1. THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN QUA CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG.............................................................................................................................17 4.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỰ THAY ĐỔI TỪNG THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN QUA CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG…………………………….19 4.2.1. Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen ở các độ tuổi khác nhau……………………...19 4.2.2. Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng…..19 4.2.3. Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng……………………………………………………………………………...21 4.2.4. Sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng22 4.2.5. Sự thay đổi hàm lượng tinh bột của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng….24 4.2.6. Sự thay đổi hàm lượng lipid của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng……..25 4.2.7. Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng.25 4.2.8. Sự thay đổi hàm lượng vitamin B1 của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng 28 4.2.9. Sự thay đổi hàm lượng vitamin B2 của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng 28 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang iv 4.2.10. Sự thay đổi hàm lượng một số chất khoáng của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng…………………………………………………………………………………..29 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………….33 5.1. KẾT LUẬN………………………………………………………………………..33 5.2. KIẾN NGHỊ……………………………………………………………………….34 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………………35 PHỤ LỤC……………………………………………………………..…..……………….....vii Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang v DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1: Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen theo ngày tuổi ............................................................19 Hình 2: Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen theo độ tuổi ............................................20 Hình 3a: Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen theo độ tuổi ..................21 Hình 3b: Mối tương quan của hàm lượng đường tổng số hòa tan theo độ tuổi .......................22 Hình 4a: Sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen theo độ tuổi.....................................23 Hình 4b: Mối tương quan của hàm lượng đường khử theo độ tuổi .........................................23 Hình 5: Sự thay đổi hàm lượng tinh bột của hạt sen theo độ tuổi ...........................................24 Hình 6: Sự thay đổi hàm lượng lipid của hạt sen theo độ tuổi.................................................25 Hình 7: Sắc kí đồ chuẩn của vitamin C chuẩn và mẫu phân tích.............................................26 Hình 8a: Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của hạt sen theo độ tuổi ......................................27 Hình 8b: Mối tương quan của hàm lượng vitamin C theo độ tuổi...........................................27 Hình 9: Sự thay đổi hàm lượng vitamin B1 của hạt sen theo độ tuổi.......................................28 Hình 10: Sự thay đổi hàm lượng vitamin B2 của hạt sen theo độ tuổi.....................................29 Hình 11: Sự thay đổi hàm lượng kali của hạt sen theo độ tuổi ................................................30 Hình 12: Sự thay đổi hàm lượng canxi của hạt sen theo độ tuổi .............................................31 Hình 13: Sự thay đổi hàm lượng phospho của hạt sen theo độ tuổi ........................................32 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang vi DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1: Giá trị dinh dưỡng của 100g hạt sen ............................................................................5 Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng hạt sen ở các thời điểm tăng trưởng ....................................17 Bảng 3: Thành phần dinh dưỡng hạt sen ở các thời điểm tăng trưởng (tính trên 100g mẫu khô) ..........................................................................................................................................18 Bảng 4: Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen ở các thời điểm tăng trưởng.......................................19 Bảng 5: Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng ..................20 Bảng 6: Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng.......................................................................................................................................21 Bảng 7: Sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng ............22 Bảng 8: Sự thay đổi hàm lượng tinh bột của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng .................24 Bảng 9: Sự thay đổi hàm lượng lipid của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng ......................25 Bảng 10: Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng............26 Bảng 11: Sự thay đổi hàm lượng vitamin B1 của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng...........28 Bảng 12: Sự thay đổi hàm lượng vitamin B2 của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng...........29 Bảng 13: Sự thay đổi hàm lượng kali của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng......................30 Bảng 14: Sự thay đổi hàm lượng canxi của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng ...................30 Bảng 15: Sự thay đổi hàm lượng phospho của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng ..............31 Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 1 CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Sen là loại thực vật được trồng ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Việt Nam, ... Cây sen có rất nhiều công dụng trong làm thuốc cũng như thực phẩm: hoa, các hạt, lá non và thân rễ đều ăn được. Các cánh hoa đôi khi được sử dụng để tô điểm món ăn, trong khi các lá to được dùng để gói thức ăn. Thân rễ (ngó sen) có thể dùng chế biến nhiều món ăn như súp, canh, món xào. Hạt sen có thể ăn tươi hay chế biến thành mứt và nấu chè. Tất cả các bộ phận của cây sen đều có thể sử dụng làm thuốc: + Lá sen có tính hàn, lợi tiểu và cầm máu + Hạt sen dùng cắt nôn hay làm dịu phản ứng co giật của hệ thống tiêu hóa + Tâm sen có tác dụng làm an thần, trị mất ngủ, sốt cao, cao huyết áp + Nhụy sen có tác dụng bổ thận, ... Do có nhiều công dụng nên cây sen ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Tuy nhiên đa phần người dân chỉ dựa vào kinh nghiệm để thu hoạch sen mà không quan tâm đến thành phần dinh dưỡng bên trong. Thành phần dinh dưỡng theo độ tuổi ảnh hưởng rất lớn đến quá trình chế biến các sản phẩm khác nhau từ hạt sen: - Sản phẩm hạt sen chiên chân không: cần chọn hạt sen có hàm lượng tinh bột nhiều, độ ẩm thấp (25 ngày tuổi), sản phẩm có cấu trúc cứng giòn (Trần Văn Sang, 2006). - Sản phẩm nước hạt sen: sen có độ tuổi càng cao thì giá trị dinh dưỡng càng tăng. Sen ở 20 và 24 ngày tuổi cho sản phẩm sữa hạt sen thơm ngon và giàu dinh dưỡng (Trần Thanh Thúy, 2006). - Sen nước đường đóng hộp: sen ở 24 ngày tuổi có nhiều tinh bột nên hút nước trương nở làm cho sản phẩm bị vỡ nát. Sen ở 18 và 21 ngày tuổi cho giá trị cảm quan tốt nhất (Nguyễn Thị Thanh My, 2006), ... Thành phần dinh dưỡng của rau quả nói chung và hạt sen nói riêng luôn thay đổi nhanh chóng trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển. Do đó việc tìm hiểu sự thay đổi thành phần dinh dưỡng của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng giúp phản ánh một cách cụ thể về giá trị dinh dưỡng, có ý nghĩa đối với việc tiêu thụ sản phẩm hạt sen ứng với từng mục đích sử dụng. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 2 1.2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát thành phần dinh dưỡng của hạt sen ở các độ tuổi thu hoạch khác nhau. Từ đó, xác định mối tương quan giữa thành phần dinh dưỡng và độ tuổi thu hoạch. 1.2.2. Nội dung nghiên cứu Phân tích thành phần dinh dưỡng của hạt sen ở các độ tuổi khác nhau thông qua việc phân tích các chỉ tiêu hóa học như: hàm lượng nước, protein, lipid, tinh bột, đường tổng số hòa tan, các vitamin: C, B1, B2, chất khoáng: P, Ca, K. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 3 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÂY SEN 2.1.1. Nguồn gốc Cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn hay Nelumbium speciosum Willd) là một trong những loại thực vật hạt trần phát triển rất sớm trên trái đất. Cây sen có nguồn gốc ở Châu Á, xuất phát từ Ấn Độ (Makino, 1979), sau đó lan qua Trung Quốc và vùng đông bắc Úc Châu. Cây sen là loại thủy sinh được tiêu thụ mạnh ở Châu Á. Lá, bông, hạt và củ đều là những bộ phận có thể ăn được. Riêng bông sen được sử dụng trong nhiều lễ hội ở các nước Châu Á. Sen được trồng nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, các nước Đông Nam Á, Nga và một số nước Châu Phi. Sen cũng được trồng ở Châu Âu và Châu Mỹ nhưng với mục đích trang trí hơn là thực phẩm. Ở Việt Nam, cây sen được trồng và khai thác trên các phương diện: trồng để lấy củ, lấy ngó, lấy hạt và lấy hoa. Ở Đồng bằng sông Cửu Long, cây sen được trồng phổ biến ở các tỉnh: Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh,… Trong đó, Đồng Tháp là tỉnh có diện tích trồng sen để lấy hạt đứng đầu cả nước. 2.1.2. Phân loại Dựa vào công dụng, cây sen được chia làm 3 loại: + Loại sen cho củ: thường cho hoa màu trắng, có một ít hoa màu đỏ. Nhóm sen này ít bông và gương. + Loại sen cho gương: giống này được trồng phổ biến ở Đồng Tháp. + Loại sen cho bông để trang trí: loại này bông có nhiều màu nhưng ít được trồng ở nước ta. 2.2. THỜI GIAN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY SEN Thời gian sinh trưởng và phát triển của sen từ 4÷5 tháng, thời gian này phụ thuộc vào từng loại giống. - Nếu sử dụng giống bằng cây con gieo từ hạt thì thời gian từ khi nẩy mầm đến khi thu hoạch là 5 tháng. - Nếu sử dụng giống bằng ngó sen thì thời gian từ khi nẩy mầm đến khi thu hoạch là 4 tháng. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 4 2.3. GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY SEN Sen không những là một loại hoa tiêu biểu cho đồng ruộng Việt Nam, mà còn là cây trồng giúp cho nhiều nông dân tăng thêm thu nhập, xóa đói, giảm nghèo. So với nhiều loại cây trồng khác thì cây sen có hiệu quả kinh tế cao hơn hẳn. Hơn nữa, cây sen có lợi thế là tận dụng được các vùng đất trũng ruộng thấp thường bị ngập nước. Đối với trồng sen lấy ngó, vốn bỏ ra ít - hai công đất chỉ đầu tư từ 800 nghìn đến một triệu đồng, sau ba tháng là có thu hoạch. Lao động trồng sen cũng không vất vả như trồng lúa, cứ cách hai ngày lấy ngó một lần, mỗi lần thu được từ 40 đến 50 kí ngó, bán tại chỗ với giá 2.500 đồng/kí cũng được hơn 100 nghìn đồng, còn cao hơn giá lúa. ( Đối với trồng sen lấy gương, một gương sen có lúc lên tới 3.100 đồng vào đầu tháng 3/2005. Nông dân thu hoạch đạt năng suất 40.000 ÷ 60.000 gương/ha. Cho dù giá thấp nhất là 300 đồng/gương thì thu nhập cũng gấp ba lần so với trồng lúa. ( Ngoài ra, việc thu hoạch củ sen cũng đem lại thu nhập cao cho nông dân. Củ sen có thị trường lớn hơn so với các bộ phận khác, theo số liệu thống kê từ 1997 – 1998 của Bộ Nông lâm ngư Nhật về lượng sen tươi nhập khẩu của Nhật đều từ Trung Quốc và củ sen chế biến chiếm trên 99%. (www.dalatrose.com.htm) Trồng sen còn có lợi ở chỗ chỉ cần đầu tư một lần, nếu được chăm sóc tốt thì thời gian thu hoạch có thể kéo dài vài năm. Chính vì trồng sen có hiệu quả cho nên nhiều hộ nông dân đã bỏ lúa chuyển sang trồng sen, kết hợp đào ao nuôi tôm cá, lên bờ lập vườn trồng cây ăn trái, tạo ra thu nhập cao hơn hẳn so với việc trồng lúa trước đây. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 5 2.4. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN Hạt sen có chứa hàm lượng tinh bột khá cao. Ngoài ra, trong hạt sen còn chứa các chất khoáng và vitamin cần thiết cho cơ thể như: kali, canxi, phospho,…, vitamin B1, B2, niacin. Thành phần dinh dưỡng của hạt sen được cho trong bảng 1. Bảng 1: Giá trị dinh dưỡng của 100 g hạt sen Thành phần Hạt tươi Nước (g) 13 Năng lượng (kcal) 335 Năng lượng (kj) 1402 Protein (g) 17,1 Chất béo (g) 1,9 Đường (g) 62 Chất xơ dễ tiêu (g) 1,9 Calcium (mg) 190 Phosphorus (mg) 650 Sắt (mg) 3,1 Natri (mg) 250 Kali (mg) 1100 Vitamin B1 (mg) 0,26 Vitamin B2 (mg) 0,1 Niacin (mg) 2,1 Vitamin C (mg) 0 Q.V.Nguyen & D Hicks, 2001 Thành phần dinh dưỡng của hạt sen - Protein: là thành phần cơ bản của vật chất sống. Nó tham gia vào thành phần của mỗi một tế bào và là yếu tố tạo hình chính. - Chất béo: cung cấp năng lượng, cấu thành các tổ chức, duy trì nhiệt độ cơ thể và bảo vệ các cơ quan trong cơ thể, thúc đẩy việc hấp thu các vitamin hòa tan trong chất béo. - Đường: cung cấp năng lượng, ngoài ra đường còn tạo vị ngọt làm tăng giá trị cảm quan cho hạt sen. - Canxi: vai trò của canxi trong cơ thể người như sau: + Xây dựng, duy trì mô xương và sự hình thành răng. + Là thành phần cần thiết cho sự chuyển hóa prothrombin thành thrombin là enzym cần thiết cho sự đông máu. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 6 - Phospho: tham gia vào cấu trúc của xương, liên kết với mỡ tạo thành phức hợp phospholipid là chất béo phức tạp tham gia thành phần cấu tạo của các màng sinh học, ngoài ra phospho còn tham gia thành phần phức hợp chứa năng lượng sinh học có nhiệm vụ cung cấp năng lượng - ATP. - Kali: bài xuất ion natri giúp ngăn ngừa bệnh cao huyết áp; tạo thành hệ thống đệm giúp cơ thể ổn định trước các biến đổi của môi trường. - Vitamin B1: các chức năng của thiamin trong cơ thể: + Tham gia vào quá trình chuyển hóa acid pyruvic thành acetaldehyde nên có tác dụng chống viêm thần kinh. + Giữ vai trò chủ đạo trong chuyển hóa năng lượng, nhất là chuyển hóa glucid. - Vitamin B2: + Tham gia vào thành phần cấu tạo các flavoprotein và hoạt động như những enzym. + Cần thiết cho quá trình chuyển hóa protein. - Vitamin C: có các vai trò quan trọng sau: + Có khả năng chống oxy hóa. + Duy trì sức đề kháng của cơ thể và sự khỏe mạnh của các mô: da, sụn, thành mạch máu,... + Tạo điều kiện dễ hấp thu sắt. + Tăng đào thải các chất kim loại độc như chì và các chất ô nhiễm khác. 2.5. SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA RAU QUẢ NÓI CHUNG Trong tế bào sống không ngừng xảy ra các quá trình chuyển hóa và trao đổi chất nên thành phần dinh dưỡng của rau quả cũng không ngừng biến đổi trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển. Thành phần dinh dưỡng của rau quả phụ thuộc vào giống, loại, độ già chín của rau quả, điều kiện gieo trồng và chăm sóc. 2.5.1. Sự thay đổi hàm lượng glucid Glucid luôn là thành phần có thay đổi lớn và mạnh nhất trong quá trình sinh trưởng và phát triển của rau quả tươi. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 7 Với các loại rau đậu, hàm lượng tinh bột tăng lên trong quá trình già chín, đồng thời hàm lượng đường giảm đi. Hiện tượng này là do quá trình chuyển hóa đường thành tinh bột. Quả thì thường ngược lại: khi xanh tinh bột nhiều hơn khi chín, ví dụ: chuối tiêu xanh chứa 20,6% tinh bột nhưng khi chín chỉ còn 1,95%; ngược lại hàm lượng đường tăng nhanh từ 1,44% lên 16,48%. Sự tích tụ đường trong thời kì chín không chỉ do đường hóa tinh bột mà còn do sự thủy phân hemicellulose. Khi bị thủy phân, hemicellulose tạo thành các đường xilose, manose, galactose, arabinose và cấu trúc tế bào bị phá hủy. 2.5.2. Sự thay đổi hàm lượng protein Vào thời kì chín của hạt cốc, xảy ra sự vận chuyển mạnh mẽ các hợp chất nitơ phi protein (chủ yếu là acid amin) từ các cơ quan dinh dưỡng của thực vật vào cơ quan sinh sản, vào quá trình tổng hợp protein trong hạt. Đối với các loại củ: quá trình tổng hợp protein diễn ra theo chiều hướng tăng nhanh dần từ giai đoạn hình thành củ đến lúc củ già. Đối với các loại quả thì khi chín hàm lượng protein giảm do quá trình phân giải protein thành các acid amin (Lê Doãn Diên và cộng sự, 1970). 2.5.3. Sự thay đổi các chất khoáng • Canxi và kali Hàm lượng kali và canxi giảm dần trong thời kì phát triển của cây, đến khi cây trổ hoa hàm lượng kali và canxi tăng cho đến khi trái chín. • Phospho Hàm lượng phospho tăng dần và đạt cực đại khi cây trổ hoa, sau đó giảm nhẹ đến giai đoạn tích lũy tinh bột (Surajit K.De Datta, 2000). 2.5.4. Sự thay đổi của các vitamin Các vitamin được tổng hợp ở cơ quan dinh dưỡng, chủ yếu ở lá, còn khi thực vật già, các vitamin chuyển vào hạt. Hàm lượng của nhiều vitamin như B1 và B2 trong thời kì chín hoàn toàn thường gấp rưỡi đến hai lần so với những giai đoạn đầu của sự tạo hạt. Hàm lượng caroten (tiền vitamin A) giảm mạnh do trong thời gian chín, caroten bị phân hủy nhiều. Đối với các loại củ: hàm lượng vitamin B1, B2, C và caroten thường đạt cực đại vào trước lúc thu hoạch với một khoảng thời gian khác nhau phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 8 • Vitamin B1 Hàm lượng vitamin B1 trong lá cây thay đổi trong suốt thời kì sinh dưỡng. Trong những cây còn non thì thiamin tương đối ít nhưng trong quá trình sinh trưởng, lượng vitamin B1 tăng lên và đạt cao nhất ở giai đoạn ra hoa. Sau khi đã ra hoa, hàm lượng thiamin trong lá lại giảm xuống. Khi chín, đặc biệt đối với cây có hạt, có sự vận chuyển vitamin B1 từ lá và thân cây vào trong hạt (Lê Doãn Diên và cộng sự, 1970). • Vitamin C Trong rau quả hàm lượng vitamin C khá nhiều đặc biệt là trong các loại rau quả có tính acid, vitamin C là thành phần dinh dưỡng chủ yếu, hàm lượng vitamin C cao nhất có thể từ 130÷170 mg%. Trong hoa màu củ, hạt thì chứa ít hoặc hầu như không có vitamin C. Ở thực vật, vitamin C được tổng hợp từ tiền chất là glucose thông qua L- galactono-1,4-lacton hoặc D-glucosone và L-sorbosone (Nicholas Smirnoff, 1996). Hàm lượng vitamin C giảm đáng kể chủ yếu là do khi chín các mô rau quả bị phá hủy bởi các quá trình khử trong mô tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của khí oxy dẫn đến oxy hóa vitamin C dưới tác dụng của ascorbate oxidase và ascorbate peroxidase. 2.5.5. Sự thay đổi hàm lượng lipid Quá trình tổng hợp và tích lũy chất béo trong hạt có dầu diễn ra từ khi hình thành hạt cho đến khi hạt chín. Ngay sau khi ra hoa, người ta phát hiện sự tạo thành các tế bào mới và sự sinh trưởng khá nhanh của các tế bào tạo hạt. Cường độ tích lũy lipid lúc này thấp. Khi hạt bắt đầu vào giai đoạn chín thì tinh bột chuyển thành lipid nhờ chu trình glyoxylat (Vũ Văn Vụ và cộng sự, 1998). Hàm lượng lipid trong thực vật nói chung không cao (trừ một số cây thuộc họ đậu và trong hạt của các cây có dầu). Hàm lượng lipid giảm trong quá trình chín của rau quả là do sự thủy phân lipid dưới tác dụng của enzym lipase. 2.5.6. Sự thay đổi hàm lượng nước Nước là thành phần chủ yếu của chất nguyên sinh. Nó có vai trò quan trọng không những trong việc hòa tan các chất dinh dưỡng mà còn là môi trường để tiến hành các loại phản ứng. Nước tự do có liên quan đến quá trình trao đổi chất, nghĩa là trong tế bào, hàm lượng nước tự do càng nhiều thì cây sinh trưởng càng tốt. Khi hàm lượng đường dễ tan nhiều thì áp suất thẩm thấu lớn và sự hút nước của tế bào cũng lớn. Ngược lại, khi tinh bột nhiều thì áp suất thẩm thấu giảm dẫn đến hút nước kém (Lê Doãn Diên và cộng sự, 1970). Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 9 2.6. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN 2.6.1. Những nghiên cứu trong nước Các nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng chủ yếu thực hiện trên các loại nguyên liệu trái cây khác: xoài, chuối cau, ... như đề tài nghiên cứu: - “Khảo sát sự thay đổi một số đặc tính trái xoài Châu Hạng Võ ở giai đoạn tiền thu hoạch” của tác giả Bùi Thị Cẩm Hường và Nguyễn Bảo Vệ. Kết quả nghiên cứu cho thấy TSS (tổng số chất khô hòa tan) của trái tăng theo thời gian thu hoạch trái. Vào thời điểm 67 ngày sau khi trổ (NSKT), TSS của trái là thấp nhất (5,98%), sau đó TSS tiếp tục tăng vào thời điểm 74÷102 NSKT nhưng mức độ tăng chậm không đáng kể. TSS cao nhất ở thời điểm thu hoạch trái đợt cuối 109 NSKT (7,56%). Hạt sen được nghiên cứu phần lớn là các đề tài luận văn tại trường Đại học Cần Thơ như: - “Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt trong chế biến nước hạt sen nước đường đóng hộp” - Nguyễn Thị Thanh My (2006). Kết quả thu được: sen càng già thì cấu trúc càng mềm là do tinh bột hút nước, làm cho cấu trúc hạt lỏng lẻo dẫn đến kết quả là hạt bị vỡ nát. Hạt sen bị sậm màu dần theo ngày tuổi. Tinh bột nhiều thì nước đường bị đục. Chọn sen ở 18 và 21 ngày tuổi cho giá trị cảm quan tốt. - “Xây dựng quy trình chế biến hạt sen chiên chân không” - Trần Văn Sang (2006). Kết quả thu được: hạt sen có độ ẩm cao và hàm lượng tinh bột thấp thì sản phẩm chiên có cấu trúc mềm, không giòn. Ngược lại, hạt sen có tinh bột nhiều và độ ẩm thấp thì sản phẩm có cấu trúc giòn. - “Khảo sát thành phần dinh dưỡng của hột sen qua các giai đoạn sinh trưởng” – Trần Thị Kĩnh Như (2004). Đề tài đã khảo sát thành phần dinh dưỡng ở các ngày tuổi: 5, 10, 15, 20, 25 sau khi hoa rụng cánh. Kết quả nghiên cứu cho thấy: + Hàm lượng nước, vitamin C, phospho giảm dần theo sự tăng trưởng của hạt sen. + Hàm lượng protein, lipid, đường tổng, kali, canxi tăng dần theo thời gian tăng trưởng của hạt sen. 2.6.2. Các nghiên cứu ngoài nước Chương trình nghiên cứu “Exporting lotus to seed: An agronomic and physiological study” (Nguyễn Quách Trọng và Hicks Dick, 2001) nghiên cứu về nguồn gốc của sen, giá trị dinh dưỡng và y học của hạt sen, điều kiện trồng trọt và thống kê sản lượng xuất khẩu sen ở một số nước. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 10 Tiến sĩ Subhuti Dharmananda cũng đã nghiên cứu về hạt sen với đề tài: “Lotus seed: Food and medicine”. Đề tài đã nghiên cứu về xuất xứ cây sen, công dụng làm thực phẩm, làm thuốc cũng như cách trồng và bảo quản hạt sen. Do đặc điểm của hạt sen có thể được sử dụng để ăn tươi, dùng trong các món chè, mứt,… tùy theo từng mục đích sử dụng mà sen được thu hoạch ở các độ tuổi khác nhau ứng với thành phần hóa học khác nhau. Vì vậy, việc xác định sự thay đổi thành phần dinh dưỡng của hạt sen theo ngày tuổi là thật sự cần thiết. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 11 CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1. PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 3.1.1. Thời gian và địa điểm thực hiện - Thời gian thực hiện: từ ngày 26/02/2007 đến ngày 18/05/2007. - Địa điểm thực hiện: phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2. Dụng cụ - thiết bị thí nghiệm - Cân điện tử, cân phân tích - Hệ thống vô cơ hóa đạm - Hệ thống cất đạm - Thiết bị phân tích ẩm - Máy Soxhlet - Máy quang phổ - Nồi đun cách thủy, bếp gas - Dụng cụ thủy tinh sử dụng để phân tích Một số dụng cụ cần thiết khác. 3.1.3. Hóa chất sử dụng - Ether dầu hỏa - H2SO4 đậm đặc - Dung dịch HCl 1% - Dung dịch acid oxalic 1% - Dung dịch acid boric 2% - Dung dịch NaOH - Dung dịch (CH3COO)2Pb 30% - Dung dịch Na2SO4 bão hòa - Đường glucose chuẩn - K3Fe(CN)6 - ZnSO4 - KI - Dung dịch Na2S2O3 Và một số hóa chất cần thiết khác Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 12 3.2. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.2.1. Cách chọn và xử lý mẫu phân tích - Sau khi trổ hoa, gương sen sẽ được theo dõi để lấy mẫu phân tích. - Chọn mẫu phân tích là những gương sen sau khi hoa sen rụng cánh hoa 10 ngày cho đến khi hạt chín. - Phần ăn được của hạt sen sẽ được phân tích liên tục và phân thành các giai đoạn kể từ ngày hoa sen rụng cánh như sau: Giai đoạn Thời điểm sau khi hoa sen rụng cánh (ngày) 1 2 3 4 5 6 7 10 15 17 19 21 23 25 - Mẫu sau khi cắt sẽ được trữ lạnh (4oC÷6oC) và mang về phòng thí nghiệm phân tích ngay. - Trước khi phân tích hạt được loại bỏ vỏ xanh, vỏ lụa và tâm hạt. 3.2.2. Phương pháp nghiên cứu Sen sau khi thu hoạch ở độ tuổi đã chọn, được tiến hành phân tích các chỉ tiêu hóa học. - Độ ẩm: đo bằng máy đo độ ẩm Moisture Anylyzer AND - Protein: xác định theo phương pháp Kjeldahl - Lipid: phân tích bằng hệ thống Soxhlet - Tinh bột: xác định theo phương pháp thủy phân bằng acid - Đường tổng số hòa tan, đường khử: phương pháp Hagedorn-Jensen - Vitamin C: phương pháp Muri - Vitamin B1, B2: phương pháp sắc kí - Xác định hàm lượng phospho bằng phương pháp so màu - Xác định lượng kali, canxi bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 13 3.2.3. Nguyên tắc phân tích các chỉ tiêu hóa học ™ Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp sấy Nguyên tắc: Dùng nhiệt làm bay hơi nước nguyên liệu. Cân trọng lượng nguyên liệu trước và sau khi sấy khô ở 105oC đến khối lượng không đổi (bằng cân phân tích), sau đó tính ra phần trăm nước có trong nguyên liệu. ™ Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl Nguyên tắc: Khi đun nóng mẫu vật có chứa nitơ (đạm) trong H2SO4 đậm đặc với sự hiện diện của chất xúc tác thích hợp thì tất cả các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa còn NH3 được giải phóng ra liên kết với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4. Dùng kiềm mạnh (NaOH) trong điều kiện đun nóng đẩy NH3 từ muối (NH4)2SO4 hình thành ra thể tự do. NH3 tạo thành được lôi cuốn bằng hơi nước và được cất qua bình hứng có chứa dung dịch acid boric và hỗn hợp thuốc thử. (NH4)2SO4 + 2 NaOH = 2 NH4OH + Na2SO4 NH3 + 4H3BO3 Æ (NH4)2B4O7 Sau đó định lượng amoni tetraborat tạo thành bằng dung dịch H2SO4 0,1N theo phản ứng sau: (NH4)2B4O7 + H2SO4 + 5H2O Æ (NH4)2SO4 + 4H3BO3 Dựa trên thể tích dung dịch H2SO4 0,1N dùng để chuẩn độ, xác định hàm lượng đạm trong mẫu phân tích. ™ Xác định hàm lượng lipid trong hạt sen bằng máy Soxhlet Nguyên tắc: Trong tế bào, lipid ở dạng tự do và liên kết. Lipid tự do tập trung chủ yếu ở các cơ quan dự trữ như hạt, quả (ở thực vật) và mô mỡ (ở động vật). Trong thực tế, sự xác định lipid dựa vào hàm lượng lipid được rút ra khỏi nguyên liệu bằng các dung môi hữu cơ. Có hai phương pháp để xác định: - Phương pháp xác định trực tiếp: chiết xuất lipid ra khỏi nguyên liệu và cân trực tiếp. - Phương pháp xác định gián tiếp: chiết xuất lipid ra khỏi nguyên liệu và cân lại nguyên liệu. Các dung môi chiết xuất lipid bình thường dùng là ether etylic hoặc ether dầu hỏa. NH4OH NH3 H2O+t o Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 14 ™ Xác định lượng tinh bột bằng phương pháp thủy phân acid Nguyên tắc: Dưới tác dụng của acid, tinh bột bị thủy phân thành đường khử. Xác định lượng đường khử tạo thành rồi nhân với hệ số 0,9 ta được hàm lượng tinh bột. (C6H10O5)n + nH2O Æ nC6H12O6 162,1 18,02 180,12 9,0 12,180 1,162 ==F ™ Xác định lượng đường tổng số hòa tan bằng phương pháp định lượng đường khử Nguyên tắc: Mẫu sau khi đã thủy phân các oligosaccharide, trung hòa và khử tạp chất thì tiến hành phân tích dựa vào tính khử của monosaccharide. Dựa vào tính khử của monosaccharide, định lượng chúng theo phản ứng oxy hóa-khử với chất oxy hóa là fericyanua kali. Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm đun nóng. Phần fericyanua kali thừa được định phân gián tiếp qua phương pháp định phân iod bằng thiosulfit natri (Na2S2O3). ™ Xác định hàm lượng đường khử theo phản ứng oxy hóa-khử Nguyên tắc: Mẫu sau khi hòa tan đường khử (không sử dụng acid để thủy phân), loại bỏ tạp chất thì tiến hành phân tích dựa vào tính khử của monosaccharide. Dựa vào tính khử của monosaccharide, định lượng chúng theo phản ứng oxy hóa-khử với chất oxy hóa là fericyanua kali. Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm đun nóng. Phần fericyanua kali thừa được định phân gián tiếp qua phương pháp định phân iod bằng thiosulfit natri (Na2S2O3). ™ Định lượng vitamin C theo phương pháp Muri Nguyên lý: Định lượng vitamin C dựa trên tính khử của nó đối với thuốc thử 2,6- diclorophenol indophenol. Dạng oxy hóa của thuốc thử 2,6- diclorophenol indophenol có màu xanh bị khử bởi acid ascorbic có trong dịch chiết của nguyên liệu thành dung dịch không màu. Ở điểm cân bằng tất cả acid ascorbic thì thuốc thử dư thừa không bị khử có màu hồng trong môi trường acid. ™ Xác định hàm lượng vitamin B1 bằng phương pháp sắc kí Nguyên tắc: Vitamin B1 phản ứng với K3Fe(CN)6 tạo thành thiochrome là chất có khả năng phát huỳnh quang. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 15 Đo mẫu phân tích ở bước sóng 365nm để kích thích thiochrome phát huỳnh quang, sau đó đo cường độ huỳnh quang ở bước sóng 435nm. Dựa vào đường cong chuẩn suy ra hàm lượng vitamin B1 có trong mẫu. ™ Xác định hàm lượng vitamin B2 bằng phương pháp sắc kí Nguyên tắc: Vitamin B2 có khả năng phát huỳnh quang, đo cường độ huỳnh quang phát ra ở bước sóng 565nm, sau đó tra trên đường cong chuẩn suy ra hàm lượng vitamin B2. ™ Xác định hàm lượng phospho bằng phương pháp so màu Nguyên lý: Trong các môi trường acid, các ion orthophosphate tạo thành phức màu vàng với ion molybdate. H3PO4 + 3NH4+ + 12MoO42- + 21H+ = (NH4)3[P(Mo3O10)4] + 12H2O Sau khi thêm acid ascorbic và Sb, ion MO6+ bị khử thành MO5+ hoặc MO3+ làm cho dung dịch có màu xanh. Cường độ màu xanh thay đổi tùy theo hàm lượng P có trong dung dịch, pH và điều kiện khử của môi trường. Mẫu được đo trên máy so màu Spectrophotometer có bước sóng 720 nm hoặc 880 nm (thường đo ở 880 nm). ™ Xác định lượng kali, canxi bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử Nguyên tắc: Mẫu sau khi được tro hóa thì đem đi hòa tan bằng dung dịch HCl, trộn đều, để yên rồi cho nước cất đến vạch 50ml. Sau đó đem đi lọc lấy phần dịch trong. Phân tích kali và canxi sẽ được thực hiện bằng máy hấp thụ nguyên tử. Từ dịch lọc lấy ra 1ml sau đó pha loãng mẫu bằng nước cất rồi đem đo trên máy hấp thụ nguyên tử. Dựa vào đường chuẩn, suy ra hàm lượng kali và canxi. 3.3. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM ™ Khảo sát sự thay đổi thành phần dinh dưỡng của hạt sen theo ngày tuổi Mục đích: Xác định sự thay đổi thành phần dinh dưỡng của hạt sen theo độ tuổi thu hoạch. Các chỉ tiêu hóa học khảo sát: - Độ ẩm - Hàm lượng protein - Đường tổng số hòa tan, đường khử - Tinh bột - Lipid Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 16 - Vitamin: C, B1, B2 - Các chất khoáng: kali, canxi, phospho. ™ Xây dựng mối tương quan giữa thành phần dinh dưỡng và độ tuổi thu hoạch Mục đích: Nhằm xác định mối tương quan giữa sự thay đổi các thành phần dinh dưỡng theo ngày tuổi. Tiến hành thí nghiệm: Dựa vào số liệu thu được ở thí nghiệm 1, dùng phần mềm Excel hay phần mềm thống kê phù hợp để vẽ đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ tuổi và một số thành phần dinh dưỡng. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 17 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1. THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN QUA CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, thành phần hóa học của thực vật luôn luôn thay đổi. Sự biến thiên có thể là sự tăng lên hay giảm xuống của thành phần nào đó. Thành phần dinh dưỡng của hạt sen cũng luôn thay đổi nhanh chóng theo độ tuổi. Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng của hạt sen ở từng thời điểm tăng trưởng được thể hiện qua 2 bảng kết quả: thành phần dinh dưỡng của hạt sen ở các độ tuổi khác nhau theo căn bản ướt (bảng 2) và thành phần dinh dưỡng theo căn bản khô (bảng 3). Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng hạt sen ở các thời điểm tăng trưởng (tính trên 100g mẫu tươi) Thời điểm Thành phần dinh dưỡng 10 ngày 15 ngày 17 ngày 19 ngày 21 ngày 23 ngày 25 ngày Độ ẩm, % 89,68 83,59 72,91 69,83 64,32 61,40 51,57 Protein, g 0,39 3,72 6,97 7,59 8,56 9,21 10,89 Đường tổng số hòa tan, g 7,35 6,87 5,92 6,42 7,10 5,10 3,76 Đường khử, g 3,37 0,75 1,19 0,93 1,03 0,97 1 Tinh bột, g 0,94 5,18 12,31 14,99 18,31 23,46 33,52 Lipid, g 0,12 0,44 0,88 0,96 1,39 1,76 1,98 Vitamin C, mg 32,52 27,26 20,08 16,45 17,85 18,30 6,10 Vitamin B1, ppm 0,47 0,48 0,57 1,26 2,66 2,84 1,48 Vitamin B2, ppm 0,27 0,36 0,33 1,35 2,33 1,97 0,86 Kali, g 0,42 0,33 0,46 0,40 0,51 0,47 0,59 Canxi, ppm 94,67 190,15 251,12 314,63 454,79 536,73 673,42 Phospho, g 0,11 0,08 0,12 0,14 0,18 0,16 0,20 Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 18 Bảng 3: Thành phần dinh dưỡng hạt sen ở các thời điểm tăng trưởng (tính trên 100g mẫu khô) Thời điểm Thành phần dinh dưỡng 10 ngày 15 ngày 17 ngày 19 ngày 21 ngày 23 ngày 25 ngày Protein, g 3,73 22,65 25,72 25,16 23,99 23,87 22,48 Đường tổng số hòa tan, g 71,23 41,86 21,86 21,28 19,91 13,21 7,76 Đường khử, g 32,70 4,57 4,38 3,07 2,89 2,51 2,06 Tinh bột, g 9,08 31,54 45,46 49,68 51,31 60,78 69,21 Lipid, g 1,16 2,67 3,26 3,40 3,91 4,57 5,24 Vitamin C, mg 315,10 166,10 74,12 54,52 50,03 47,41 12,59 Vitamin B1, ppm 4,55 2,90 2,12 4,16 7,49 5,87 3,83 Vitamin B2, ppm 2,64 2,17 1,23 4,48 6,54 4,06 2,22 Kali, g 4,02 2,03 1,72 1,33 1,43 1,22 1,22 Canxi, ppm 917,3 1158,7 926,98 1042,8 1274,6 1390,5 1390,5 Phospho, g 1,09 0,49 0,44 0,45 0,51 0,42 0,42 Từ kết quả bảng 2 và bảng 3 cho thấy: - Trong những giai đoạn đầu khi hạt sen mới hình thành, hàm lượng nước chiếm tỉ lệ rất cao (89,68%), còn các thành phần chất khô khác chiếm tỉ lệ thấp. Ở các giai đoạn sau thì hàm lượng nước giảm dần, nhường chỗ cho các thành phần chất khô khác như: tinh bột, protein, lipid, ... được tích lũy. Vật chất khô tổng số trong hạt sen tăng dần trong suốt khoảng thời gian khảo sát. - Trong thành phần chất khô, đường tổng số hòa tan chiếm tỉ lệ cao hơn các thành phần chất khô khác ở giai đoạn đầu (10 ngày tuổi), sau đó giảm dần. Tinh bột, protein và lipid được tích lũy dần theo ngày tuổi. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 19 4.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỰ THAY ĐỔI TỪNG THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA HẠT SEN QUA CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG 4.2.1. Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen ở các độ tuổi khác nhau Độ ẩm của hạt sen được xác định dựa trên khối lượng mẫu trước và sau khi sấy khô ở nhiệt độ 105oC đến khối lượng không đổi. Kết quả phân tích độ ẩm của hạt sen ở các độ tuổi khác nhau được trình bày ở bảng 4. Bảng 4: Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen ở các thời điểm tăng trưởng Ngày tuổi 10 15 17 19 21 23 25 Độ ẩm, % 89,68g 83,59f 72,91e 69,83d 64,32c 61,40b 51,57a Các chữ cái giống nhau trên cùng một hàng biểu hiện sự khác biệt không có ý nghĩa ở mức độ 5% Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen theo độ tuổi thu hoạch được thể hiện ở đồ thị hình 1. Hình 1: Sự thay đổi độ ẩm của hạt sen theo ngày tuổi Hàm lượng nước trong hạt sen tuy không có giá trị về mặt dinh dưỡng nhưng lại ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Cùng với sự thay đổi của độ ẩm, các thành phần khác cũng thay đổi theo. Qua kết quả phân tích thống kê cho thấy độ ẩm của hạt sen ở 7 thời điểm tăng trưởng khác biệt có ý nghĩa và giảm dần theo ngày tuổi. Ở 10 ngày tuổi, độ ẩm hạt sen đạt 89,68% đến ngày tuổi 25 độ ẩm chỉ còn 51,57%. Mối tương quan giữa hàm lượng nước và độ tuổi được thể hiện theo phương trình bậc 1 với hệ số a = -2,5189, điều này chứng tỏ hàm lượng nước chiếm tỉ lệ cao ở giai đoạn đầu, sau đó giảm dần do sự tích lũy các thành phần chất khô trong hạt. 4.2.2. Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng Trong thực vật, hàm lượng đạm thường chiếm tỉ lệ không cao (trừ một số loại thuộc họ đậu) tuy nhiên hàm lượng đạm trong thực vật nói chung và hạt sen nói riêng cũng là một trong những thành phần góp phần làm tăng giá trị dinh dưỡng. Kết quả phân y = -2.5189x + 117.25 R2 = 0.964 40 60 80 100 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Ngày tuổi Đ ộ ẩm , % Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 20 tích hàm lượng protein của hạt sen qua các độ tuổi khác nhau được thể hiện trong bảng 5. Bảng 5: Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng (tính trên 100g mẫu) Ngày tuổi 10 15 17 19 21 23 25 Protein, g 0,39a 3,72b 6,97c 7,59d 8,56e 9,21f 10,89g Protein, g (mẫu khô) 3,73a 22,65b 25,72e 25,16d 23,99c 23,87c 22,48b Các chữ cái giống nhau trên cùng một hàng biểu hiện sự khác biệt không có ý nghĩa ở mức độ 5% Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen qua các độ tuổi khác nhau được thể hiện ở đồ thị hình 2. Hình 2: Sự thay đổi hàm lượng protein của hạt sen theo độ tuổi Đồ thị hình 2 cho thấy hàm lượng protein trong hạt tăng dần theo thời gian phát triển của hạt. Tuy nhiên sự gia tăng này chỉ có tính chất biểu kiến do hàm lượng nước giảm dần và sự tích lũy vật chất khô của hạt tăng dần từ khi hình thành hạt cho đến khi hạt già. Xét trên tương quan với vật chất khô trong hạt, hàm lượng protein tăng nhanh từ giai đoạn 1 đến giai đoạn 2, sau đó tăng chậm và có xu hướng giảm ở các giai đoạn sau - sự thay đổi hàm lượng protein ở 21 và 23 ngày tuổi khác biệt không ý nghĩa. Phương trình tương quan thể hiện sự thay đổi hàm lượng protein theo quá trình phát triển của hạt tuân theo phương trình bậc hai: y = -0,2167x2 + 8,6787x - 60,543 với hệ số R2 = 0,9616 (CB khô) Hệ số a trong phương trình có giá trị âm, điều này chứng tỏ thành phần protein trong hạt sen được hình thành chủ yếu ở giai đoạn đầu, do sự vận chuyển mạnh mẽ của các hợp chất nitơ phi protein - chủ yếu là acid amin - từ các cơ quan dinh dưỡng của cây vào hạt. Đồ thị tương quan tuân theo phương trình bậc hai, chứng tỏ hàm lượng y = -0.2167x2 + 8.6787x - 60.543 R2 = 0.9616 0 5 10 15 20 25 30 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Ngày tuổi Pr ot ei n, g /1 00 g CB ướt CB khô Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 21 protein sẽ đạt cực đại ở độ tuổi nhất định (17 ngày tuổi), sau đó giảm dần. Kết quả này là do cường độ tổng hợp tinh bột được tăng lên đến mức đáng kể nên cường độ tổng hợp protein bị giảm xuống so với thời kì đầu (Lê Doãn Diên và cộng sự, 1970). 4.2.3. Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng Trong thành phần dinh dưỡng của hạt sen, đường tổng số hòa tan là thành phần quan trọng làm tăng giá trị cảm quan cho hạt sen ăn tươi và chiếm tỉ lệ cao sau độ ẩm. Tuy nhiên, thành phần này luôn biến đổi trong quá trình phát triển của hạt sen. Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen theo độ tuổi được thể hiện qua bảng 6. Bảng 6: Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng (tính trên 100g mẫu) Ngày tuổi 10 15 17 19 21 23 25 Đường tổng số hòa tan, g 7,35g 6,87e 5,92c 6,42d 7,10f 5,10b 3,76a Đường tổng số hòa tan, g (mẫu khô) 71,23f 41,86e 21,86d 21,28d 19,91c 13,21b 7,76a Các chữ cái giống nhau trên cùng một hàng biểu hiện sự khác biệt không có ý nghĩa ở mức độ 5% Đồ thị hình 3a biểu diễn sự biến thiên hàm lượng đường tổng số hòa tan qua các giai đoạn tăng trưởng của hạt sen. Hình 3a: Sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen theo độ tuổi Đồ thị hình 3a cho thấy hàm lượng đường tổng số hòa tan giảm theo quá trình tăng trưởng của hạt sen. Ở sen 10 ngày tuổi, do quá trình quang hợp trong cây và sự vận chuyển glucid từ cây vào hạt diễn ra mạnh mẽ nên hàm lượng đường tổng số hòa tan trong thành phần chất khô chiếm tỉ lệ rất cao. Hàm lượng đường tổng số hòa tan ở 17 ngày tuổi là 21,86g/100g và 19 ngày tuổi là 21,28g/100g (theo căn bản khô) khác biệt không ý nghĩa ở mức độ tin cậy 95%. Ở các ngày tuổi tiếp theo, hàm lượng này giảm dần là do quá trình chuyển hóa đường thành tinh bột tích lũy cho hạt. 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 2 1 2 3 2 5 2 7 N g à y t u ổ i Đ ườ ng T S hò a ta n, % C B ư ớ t C B k h ô Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 22 Tiến hành thiết lập ảnh hưởng của sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan theo giai đoạn tăng trưởng cho thấy, đường hồi quy của quan hệ này tuân theo phương trình bậc một: y = -4,1881 x + 108,08 với R2 = 0,9604 Trong đó: y: hàm lượng đường tổng số hòa tan (% theo căn bản khô) x: độ tuổi thu hoạch của hạt sen (ngày tuổi) Mối tương quan giữa hàm lượng đường tổng số hòa tan của hạt sen theo độ tuổi được thể hiện qua đồ thị hình 3b. Hình 3b: Mối tương quan của hàm lượng đường tổng số hòa tan theo độ tuổi 4.2.4. Sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen qua các giai đoạn tăng trưởng Giống như hàm lượng đường tổng số hòa tan, hàm lượng đường khử luôn thay đổi nhanh chóng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của hạt sen. Biến thiên hàm lượng đường khử của hạt sen theo ngày tuổi được trình bày trong bảng 7. Bảng 7: Sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen qua 7 thời điểm tăng trưởng (tính trên 100g mẫu) Ngày tuổi 10 15 17 19 21 23 25 Đường khử, g 3,37d 0,75a 1,19c 0,93b 1,03b 0,97b 1b Đường khử, g (mẫu khô) 32,70d 4,57c 4,38c 3,07b 2,89b 2,51ab 2,06a Các chữ cái giống nhau trên cùng một hàng biểu hiện sự khác biệt không có ý nghĩa ở mức độ 5% Kết quả phân tích thống kê cho thấy, hàm lượng đường khử ở các độ tuổi khác nhau cũng biến đổi theo qui luật của sự thay đổi hàm lượng đường tổng số hòa tan. Đường khử giảm dần theo ngày tuổi do chúng tham gia vào quá trình tổng hợp tinh bột trong y = -4,1881x + 108,08 R2 = 0,9604 0 10 20 30 40 50 60 70 80 10 13 16 19 22 25 28 Độ tuổi của sen (ngày) Đ ư ờ ng tổ ng s ố (% cb k) Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 23 hạt và quá trình chuyển hóa đường glucose thành acid ascorbic (Nicholas Smirnoff, 1996). Biến thiên hàm lượng đường khử của hạt sen theo thời gian tăng trưởng được thể hiện ở đồ thị hình 4a. Hình 4a: Sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen theo độ tuổi Kết quả phân tích ở bảng 7 cho thấy, có sự giảm mạnh hàm lượng đường khử trong hạt sen từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 15 sau khi sen rụng cánh hoa. Ở giai đoạn từ 15 ngày tuổi trở đi, sự giảm hàm lượng đường chậm dần do lượng đường khử còn lại rất ít. Khi tiến hành so sánh sự khác biệt về hàm lượng đường khử trong hạt sen 10 ngày tuổi với hạt sen từ 15 đến 25 ngày tuổi, kết quả thống kê cho thấy, hàm lượng đường khử ở 15 và 17; 19, 21 và 23 ngày tuổi khác biệt không ý nghĩa (theo căn bản khô). Tuy nhiên, khi tiến hành thiết lập mối tương quan giữa sự thay đổi hàm lượng đường khử của hạt sen ở độ tuổi dao động từ 15 đến 25 ngày tuổi, đồ thị ở hình 4b cho thấy, sự thay đổi này tuân theo phương trình bậc 1: y = -0,262x + 8,4867 (R2 = 0,9339) với x là độ tuổi thu hoạch của hạt sen (ngày tuổi) và y là hàm lượng đường khử (%cbk). Hình 4b: Mối tương quan của hàm lượng đường khử theo độ tuổi y = -0,262x + 8,4867 R2 = 0,9339 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 12 15 18 21 24 27 Độ tuổi hạt sen (ngày) Đ ư ờ ng k hử (% cb k) 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 9 1 1