Đang tải... (xem toàn văn)
Ảnh hưởng của quá trình lên men lên tính chất chống oxy hóa của một số loại ngũ cốc và các loại giả ngũ cốc
Ảnh hưởng của quá trình lên men lên tính chất chống oxy hóa của một số loại ngũ cốc và các loại giả ngũ cốc Tóm tắt (Abstract) Sự ảnh hưởng của quá trình lên men do hai loại vi sinh vật (vi khuẩn lactic acid Lactobacillus rhamnosus, và nấm men Saccharomyces cerevisiae) lên hoạt tính chống oxy hóa và tổng hàm lượng phenol của 4 loại ngũ cốc, cụ thể là kiều mạch, lúa mì, lúa mạch và lúa mạch đen, đã được xác định và so sánh với các hoạt động chống oxy hóa và tổng hàm lượng phenol của 4 loại ngũ cốc trên mà không lên men. Tổng hàm lượng phenol (TPC), được xác định theo phương pháp Folin-Ciocalteu, tăng khi lên men. Hoạt tính chống oxy hóa (AOA) được đánh giá bằng các phương pháp như khả năng khử 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), năng lực chống oxy hóa bằng phương pháp khử ion Fe 3+ (FRAP), và phương pháp thiobarbituric acid (TBA). Sự có mặt của những vi sinh vật là quan trọng ít hay nhiều đến mức độ tăng lên của hoạt tính chống oxy hóa. Như vậy quá trình lên men lá một phương pháp làm tăng khả năng hoạt tính sinh học của các sản phẩm ngũ cốc. 1. Giới thiệu (Introduction) Mặc dù chất chống oxy hóa tổng hợp như butylated hydroxytoluene (BHT), butylated hydroxyanisole (BHA) và tert-butylhydroquinone (TBHQ), cũng như propyl gallate (PG), đã được sử dụng rộng rãi trong việc làm chậm quá trình oxy hóa lipid, nhưng gần đây tính an toàn của chúng đã được đặt nghi vấn do độc tính và có thể gây ung thư (Shahidi, 2000). Như vậy, việc phát triển của chất chống oxy hóa tự nhiên, an toàn hơn, từ chiết xuất của các loại thực vật có thể thay thế chất chống oxy hóa tổng hợp, đã được quan tâm (Branen, 1975). Chất chống oxy hóa thực phẩm như acid amin, peptide, protein, chất flavonoid và các hợp chất phenol khác có thể đóng một vai trò quan trọng như là chất chống oxy hóa sinh lý và dinh dưỡng, do đó làm tăng sức đề kháng tự nhiên của cơ thể để giảm đi tác hại của oxy hóa (Shahidi, 2000). Mức độ quan trọng của các chất chống oxy hóa đã được phát hiện trong các loại ngũ cốc và các sản phẩm của các ngũ cốc trên (Baublis, Decker, & Clydesdale, 2000; Emmons, Peterson, & Paul, 1999). Ngũ cốc và các loại giả ngũ cốc là một nguồn quan trọng của chất dinh dưỡng. Hạt ngũ cốc cung cấp một lượng lớn năng lượng, protein và vi chất dinh dưỡng thiết yếu trong chế độ ăn uống của động vật và con người. Thành phần hóa học và sinh khả dụng của các chất dinh dưỡng thì khác nhau giữa các loài và giống cây ngũ cốc, và cũng có 1 thể bị ảnh hưởng bởi các hình thức chế biến làm ra thức ăn và thực phẩm (Senter, Horvat, & Forbus, 1983). Ngũ cốc cũng chứa một loạt các chất hóa học với hoạt tính chống oxy hóa (Adom & Liu, 2002). Ngũ cốc rất giàu axit phenolic và saponins, trong khi phy-toestrogens và flavonoids có mặt với số lượng nhỏ (Senter et al., 1983). Chiết xuất từ lúa mì như là các phenol lúa mì đã thể hiện tiềm năng chống oxy hóa như một chất chống oxy hóa mạnh mẽ, thông qua việc khử triệt để hay đào thải ion kim loại (LiyanaPathirana, Dexter, & Shahidi, 2006; Liyana-Pathirana & Shahidi, 2006), trong khi lúa mạch có chứa một lượng đáng kể các hợp chất phenol chống oxy hóa, khử hiệu quả các peroxyl, DPPH, và các gốc hydroxyl, và kiểm soát hiệu quả quá trình oxy hóa của LDL cholesterol, do đó có một tiềm năng rất lớn trong sự phát triển của các chất dinh dưỡng giàu chất chống oxy hóa (Madhujith & Shahidi, 2006, 2007). Chất chống oxy hóa từ thực phẩm ngữ cốc được xem như có lợi cho sức khỏe do giảm tỷ lệ mắc các bệnh mãn tính liên quan đến lão hóa bao gồm cả bệnh tim và một số loại ung thư (Miller, Rigelhof, Marquart, Prakash, & Kanter, 2000). Mặt khác, các loại ngũ cốc được biết đến có chứa một lượng nhất định các thành phần phi dinh dưỡng, như muối của axit phytic (hexakisphosphates myoinositol, phytates),mà chúng khó tiêu hóa và không dễ hòa tan (Guenter, 1997), cũng như chứa các hemicellulose được liên kết với cellulose và các chất pectic, và bao gồm nhiều polysaccharides không phải tinh bột, cellulose, như xylans (arabinoxylans và glucuronoxylans 4-0-methyl), galactomannans, glucomannans, ß-D-glucans (3 và 4 liên kết), ß-D- glucan-callose (3 liên kết ), và xyloglucans (4-liên kết ß-D-glucans với mạch phân nhánh) (Chesson, 1987). Các ß- glucans và arabinoxylans đã được công nhận là yếu tố phi dinh dưỡng trong ngũ cốc (Bedford, 1995). Trong suốt lịch sử, quá trình lên men đã được sử dụng để cải thiện tính chất sản phẩm. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các vi sinh vật bắt đầu thay đổi thành phần thực vật trong quá trình lên men (Katina, Liukkonen et al., 2007). Nhiều thay đổi sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men, dẫn đến thay đổi tỉ lệ của các thành phần dinh dưỡng và phi dinh dưỡng của thực vật, làm ảnh hưởng đến đặc tính sản phẩm như hoạt tính sinh học và khả năng tiêu hóa (Heiniö et al 2003,; Katina, Laitila et al, 2007). Vì vậy mục tiêu của đề tài này là để thử nghiệm ảnh hưởng của các quá trình lên men khác nhau (lên men nấm men và lên men axit lactic) vào hoạt tính chống oxy hóa và tổng hàm lượng hợp chất trong ngũ cốc được lựa chọn. 2. Vật liệu và phương pháp 2.1 Vật liệu 2 Các mẫu ngũ cốc được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm lúa mạch(Fagopyrum esculentum) được sản xuất bởi Organic Biopharm, Trung Quốc và lúa mì chưa xát vỏ (Triticum aestivum), lúa mạch đen(Secale cereale) và lúa mạch(Hordeum vulgare) được sản xuất từ KLAS, Sarajevo. Các hợp chất 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), acid thiobarbituric (TBA) và axit gallic được mua từ Sigma–Aldrich Chemie GmbH (Taufkirchen, Đức), thuốc thử Folin-Ciocalteu đã được mua từ Merck & Co., Inc (New York, Mỹ), tất cả các hóa chất và dung môi khác có chất lượng cao nhất mua từ Lachema Ltd (Brno, Cộng hòa Séc) và Fluka Chemie GmbH (Buchs, Thụy Sĩ) và sử dụng ngay không cần tinh chế thêm. Vi sinh vật được sử dụng trong nghiên cứu này (Lactobacillus rhamnosus A71 và Saccharomyces cerevisiae) đến từ một bộ sưu tập của Phòng thí nghiệm Vi sinh của Khoa Công nghệ và Luyện kim, Belgrade. Môi trường nuôi cấy MRS và Tryptic soy được mua từ Merck & Co., Inc. (New York, Mỹ). 2.2. Tách chiết và chuẩn bị mẫu 2.2.1. Chuẩn bị giống nuôi cấy vi sinh Giống nuôi cấy vi sinh Lactobacillus rhamnosus A71 đã được giữ ở dạng đông khô và kích hoạt trong 10 ml MRS 1% và giống vi sinh vật Saccharomyces cerevisiae nuôi trong thạch agar ở 4 o C và kích hoạt ở 10ml Tryptic soy 1%. Ủ trong 24 giờ được thực hiện 37 o C cho L.rhamnosus và 30 o C cho S.cerevisiae. Sau 3 bước, giống vi sinh vật mới thu được sử dụng để cấy vào mẫu ngũ cốc xay. 2.2.2. Chuẩn bị chiết xuất ngũ cốc Mẫu ngũ cốc được chuẩn bị thành ba mẫu. Hạt ngũ cốc (100 g) được ngâm trong nước cất trong 24 giờ, sau đó được lọc và nghiền với 400 ml nước cất. Ngũ cốc nghiền sau đó được vô trùng trong nồi hấp trong 1 giờ và làm mát bằng nước. Mẫu đầu tiên của mỗi ngũ cốc đã được thêm L. rhamnosus (5 ml sinh khối), mẫu thứ hai được cấy vào S. cerevisiae (5 ml sinh khối), và mẫu thứ ba là mẫu không cấy. Tất cả ba mẫu của từng loại được cho lên men ở 30 o C trong 24 giờ. Các mẫu được chiết xuất với 70%(v/v) ethanol (700ml) trong 3 giờ trên các khuấy từ (Heidolph MR 3001, Sigma- Aldrich Chemie GmbH, Taufkirchen, Đức) và sau đó ly tâm ở 3060g (4500rpm) trong 10 phút bằng cách sử dụng máy ly tâm đa năng SIGMA 2-16 (MBI, Dorval, Canada). Chất chiết xuất được đổ vào đĩa thí nghiệm và lượng dư đã được tái chiết với 70% (v / v) ethanol (300 ml) trong 3 giờ bằng khuấy từ và và ly tâm ở 3060g (4500 rpm) trong 10 phút. Các dịch trích được trộn lại. Lượng chất chiết xuất được khoảng 1.200ml và giữ trong tủ lạnh cho đến khi làm khô. Trước khi sấy, mẫu được cô đặc tới 100ml bằng 3 Buchi rotavapor R 210/215 (Buchi Labortechnik AG, Flawil, Thụy Sĩ) (nhiệt độ 50 o C, áp suất 50-150 mbar). Dịch chiết cô đặc đã được sấy khô bằng cách sử dụng Máy sấy phun Buchi B290 loại nhỏ(Buchi Labortechnik AG, Flawil, Thụy Sĩ) sau khi hòa tan trong nước để thu được thấp hơn 20% (v / v) nồng độ ethanol, đó là điều kiện làm việc cho máy này. Nhiệt độ đầu vào và bơm được điều chỉnh tương ứng là 120-125 o C và 15-20%, dẫn nhiệt độ đầu ra là 60-63 o C. Mẫu khô được lưu giữ trong các đĩa được bịt kín trong tủ lạnh cho đến khi phân tích thêm. 2.2.3. Xác định tổng hàm lượng phenol Hàm lượng tổng phenol thông qua chiết xuất được xác định bằng phương pháp Folin- Ciocalteu đã được chỉnh sửa (Singleton & Rossi, 1956). Một cách ngắn gọn, 100µl của từng dịch trích được lắc trong 1 phút với 500 µl thuốc thử Folin-Ciocalteu và 6 µl nước cất. Sau khi hỗn hợp được lắc, 2 ml 15% Na 2 CO 3 được thêm vào và hỗn hợp được lắc một lần nữa trong 0,5 phút. Sau cùng, dung dịch được thêm nước cất lên đến 10 ml. Sau 2 giờ, độ hấp thu đo được bằng máy quang phổ UV/nhìn thấy (Ultrospec 3300 pro, Amersham Bioscience, Thụy Điển) tại bước sóng 750 nm (25 o C) sử dụng cuvettes chống khoảng trắng (100 µl nước cất thay cho mẫu thử nghiệm). Chuẩn TPC được thẩm định bằng cách vẽ các đường chuẩn axit gallic (1-1500 lg / ml) và diễn tả như miligam tương đương axit gallic (GAE) mỗi gram chiết xuất khô. Các phương trình cho đường cong hiệu chuẩn axit gallic là Y = 1,34577×X − 0,07823 (trong đó X = nồng độ tương đương axit gallic (GAE) diễn tả như milligram GAE mỗi gram của chiết xuất khô; Y = hấp thụ đo được) và hệ số tương quan là R 2 = 0,9897. 2.2.4. Xác định hoạt động loại bỏ gốc tự do DPPH Hoạt động chống oxy hóa của các chiết xuất bằng ethanol khô(ethanol không có nước) được đo trên cơ sở hoạt động loại bỏ của sự ổn định gốc 1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl (DPPH) (Cuendet, Hostettmann, & Potterat, 1997). Trong một đĩa thí nghiệm chứa 50 µl mẫu thử ở các nồng độ khác nhau được thêm vào: 3,95 ml methanol và 1 ml 0,2 mM dung dịch DPPH methanol. Sau 30 phút ủ trong bóng tối ở nhiệt độ phòng, độ hấp thụ đo được trừ đi mẫu trắng (methanol) tại bước sóng 517 nm bằng cách sử dụng máy quang phổ UV/nhìn thấy(Ultrospec 3300 pro, Amersham Bioscience, Thụy Điển). Sự ức chế gốc DPPH được tính toán là một tỷ lệ phần trăm (%) bằng công thức: Tỷ lệ ức chế(%) = [(A control – A sample )/A control ]×100 4 Trong đó, A control là độ hấp thụ của các phản ứng điều khiển (có chứa tất cả các chất phản ứng trừ hợp chất thử nghiệm), A sample là độ hấp thụ của hợp chất thử nghiệm. Giá trị IC 50 (nồng độ của mẫu cần thiết để loại bỏ 50% của các gốc tự do) được tính toán từ phương trình hồi quy, chuẩn bị từ nồng độ mẫu và tỷ lệ ức chế sự hình thành các gốc tự do (tỷ lệ ức chế DPPH được khảo nghiệm). Acid L-ascorbic tổng hợp được có hoạt tính chống oxy hóa sử dụng kiểm soát tốt và tất cả các thử nghiệm đã được tiến hành ba lần. 2.2.5. Phương pháp FRAP Trong phương pháp FRAP màu vàng của phức hợp Fe 3+ -TPTZ giảm xuống thay bằng màu xanh của phức hợp Fe 2+ -TPTZ bởi các chất nhường điện tử (electron-donating substances) trong điều kiện có tính acid. Bất kỳ chất nhường điện tử với một nữa phản ứng của thế oxi hóa khử thấp hơn so với Fe 3+ /Fe 2+ -TPTZ sẽ điều khiển phản ứng và sự hình thành của các phức hợp chuyển tiếp màu xanh. Để chuẩn bị thuốc thử FRAP, một hỗn hợp của 300mmol/l dung dịch đệm acetate pH 3.6 (bao gồm 6,4 ml dung dịch 2M Natri acetate và 93,6 ml 2M dung dịch acid acetic pha loãng trong bình định mức 1 lít), 10 mmol/lít TPTZ (trong 40 mmol/lít HCl) và 20 mmol/lít sắt clorua (10: 1: 1, v: v: v) được làm trước. 150µl dịch chiết thực vật được pha trộn với 4.5ml thuốc thử FRAP. Việc đọc độ hấp thu được bắt đầu sau 5 phút và chúng được thực hiện ở bước sóng 593nm bằng máy quang phổ UV/nhìn thấy (Ultrospec 3300 pro, Amersham Bioscience, Thụy Điển). Mẫu trắng gồm thuốc thử FRAP. Độ hấp thu chính thức của từng mẫu được so sánh với đường cong tiêu chuẩn thu được từ sắt sunfat(FeSO 4 ×7H 2 O) (200-1000µmol/l). Kết quả được thể hiện trong nmol Fe 2+ /mg chiết xuất khô. 2.2.6. Kiểm tra acid Thiobarbituric (TBA) Xét nghiệm axit Thiobarbituric được thực hiện theo phương pháp của Afanas'ev, Dorozhko, Brodskii, Kostyuk, và Potapovitch (1989) để xác định các chất phản ứng TBA (TBARS) từ lipid peroxy. Lipid peroxy được đo trong liposome rimifon Lipotech 10 (0,3 g lecithin/ml). Hỗn hợp chứa 20µl FeSO4 (0,075 M), 50µl liposome, 10µl mẫu thử nồng độ khác nhau (1-10% w/v), 20µl axit L-ascorbic (0,1 M) và 3,9 ml đệm phosphate pH 7.4 (chứa 5 ml 0,2 mol/l dung dịch KH 2 PO4 và 3,91 ml 0,2 mol/l dung dịch NaOH pha loãng trong bình định mức (20 ml)). Hỗn hợp này được duy trì ở mức 37 o C trong 1 giờ ở máy điều nhiệt và sau đó trộn với 0.2ml acid axit ethylenediaminetetraacetic (EDTA) (0,1 M) và 1.5ml thuốc thử TBA(3g axit thiobarbituric, 120g axit trichloroacetic và 10,4 ml axit pecloric trong 800 ml nước đã khử khoáng). Sau khi làm nóng ở 100 o C trong 15 phút và ly tâm ở 1107g (3000 rpm) 5 trong 10 phút bằng máy ly tâm SIGMA 2-16 Versatile (MBI, Dorval, Canada), độ hấp thụ của bề mặt được đo ở bước sóng 532 nm so với mẫu trắng (nước cất) bằng cách sử dụng máy quang phổ UV/nhìn thấy (Ultrospec 3300 pro, Amersham Bioscience, Thụy Điển). Sự ức chế peroxy lipid đã được tính toán bằng phần trăm (%) theo công thức: Tỷ lệ ức chế(%) = [(A control – A sample )/A control ]×100 Trong đó, A control là độ hấp thụ của các phản ứng điều khiển (có chứa tất cả các chất phản ứng trừ hợp chất thử nghiệm), A sample là độ hấp thụ của hợp chất thử nghiệm. 2.2.7. Phân tích thống kê Tất cả các phân tích để xác định các hoạt động chống oxy hóa và thử nghiệm để xác định tổng hàm lượng phenol (TPC) đã được thực hiện trong ba lần. Các giá trị trung bình và độ lệch chuẩn được tính toán bằng phần mềm Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). Phân tích phương sai (ANOVA) được sử dụng để đánh giá sự khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý khác nhau với các tiêu chí P <0,05. 3. Kết quả và thảo luận 3.1 Tổng lượng phenol và hoạt tính chống oxy hóa của các thực vật Hoạt tính chống oxy hóa và tổng phenol của 4 loại ngũ cốc tự nhiên được kiểm tra trình bày trong bảng 1. Bảng 1: Tổng số phenol và hoạt tính chống oxy hóa của nguyên liệu thực vật tự nhiên và được lên men. Tên mẫu TPC A (mg GAE/g dried extract) * DPPH B (IC 50 ) ( l g/ml) * FRAP C (nmol Fe 2+ /mg dried extract) * TBARS inhibition D (%) * Kiều mạch (Fagopyrum esculentum) Tự nhiên 50.7 ± 0.04 a 76.7 49.43 ± 0.49 a 45.6 ± 0.55 a Lên men với L. rhamnosus 59.4 ± 0.06 b 63.4 51.54 ± 0.65 a 50.2 ± 0.45 b Lên men với S. cerevisiae 53.2 ± 0.02 c 66.3 49.76 ± 0.62 a 49.1 ± 0.85 a Lúa mạch (Hordeum vulgare) Tự nhiên 16.4 ± 0.04 a >200 15.56 ± 0.67 a 50.8 ± 0.75 a Lên men với L. rhamnosus 20.1 ± 0.08 b >200 20.0 ± 0.54 b 60.9 ± 0.75 b 6 Lên men với S. cerevisiae 18.5 ± 0.09 c >200 19.83 ± 0.51 b 52.4 ± 0.50 a Lúa mì (Triticum durum) Tự nhiên 16.2 ± 0.07 a >200 12.15 ± 0.60 a 55.2 ± 0.35 a Được lên men với L. rhamnosus 20.7 ± 0.06 b >200 15.11 ± 0.57 a 61.7 ± 0.75 b Được lên men với S. cerevisiae 18.4 ± 0.08 c >200 12.25 ± 0.62 a 56.5 ± 0.70 a Lúa mạch (Secale cereale) Tự nhiên 13.2 ± 0.06 a >200 8.94 ± 0.86 a 57.6 ± 0.45 a Được lên men với L. rhamnosus 18.4 ± 0.06 b 196.3 13.94 ± 0.91 a 62.4 ± 0.60 a Được lên men với S. cerevisiae 16.2 ± 0.04 c >200 10.68 ± 0.83 a 60.0 ± 0.65 a A Tổng số hàm lượng phenol (TPC) theo phương pháp Folin-Ciocalteu. B Hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH C Khả năng khử sắt của plasma (FRAP). D Phương pháp Thiobarbituric (TAB). * Những giá trị có những chữ cái viết ở trên khác nhau (a,b,c) thì bên trong mỗi loại ngũ cốc riêng thì khác nhau đáng kể ( P =0.05) Tất cả thực vật cho thấy tổng lượng phenol đáng kể và hoạt tính chống oxy hóa hiệu quả (Bảng 1). Bột kiều mạch có lượng phenol cao nhất với hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH và khả năng khử Fe 3+ cao nhất, nhưng khả năng ức chế quá trình peroxide lipid thấp nhất. Những số liệu thí nghiệm này cho thấy trong việc làm chậm quá trình peroxide lipid thì nó ngăn chặn giai đoạn bắt đầu của các chuỗi phản ứng gốc tự do hơn là chấm dứt hay di chuyển gốc tự do sinh ra trong chuỗi truyền phản ứng của gốc tự do (Yu, Haley, Perret, & Harris, 2002). Những thực vật khác thì tương tự TPC và AOA. Quá trình lên men dẫn đến tăng hàm lượng phenol, được đo bằng phương pháp TPC, và hoạt tính chống oxy hóa cao hơn hay thấp hơn , được đo bằng 3 phương pháp. Hoạt tính chống oxy hóa được nghiên cưú trong mẫu được lên men với L. rhamnosus cao hơn so với mẫu được lên men với S.cerevisiae ( Bảng 1). Phenol liên kết- sự quan trọng của nó trong tổng thành phần phenol (TPC) được công nhận bởi một trong những nghiên cứu rất sớm của Naczk 7 và Shahidi (1989)- có lẽ bị thất thoát bởi alkali, acid hay cách xử lí enzyme của mẫu trước khi trích ly (Krygier, Sosulski, & Hodge, 1982a,b; Bartolome & Gomez- Cordoves ,1999), điều này có thể được sử dụng để giải thích bằng quá trình lên men tự phát làm tăng TPC dẫn đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết ngũ cốc được lên men cao hơn. 3.2 Tổng hàm lượng phenol Như được trình bày ở bảng 1, tổng hàm lượng phenol trong ngũ cốc và giả ngũ cốc thì cao nhất là ở trong bột kiều mạch, 50.7 mg GAE/g dịch chiết khô. Hàm lượng phenol của bột kiều mạch tương tự được báo cáo bởi Velioglu, Mazza, Gao, và Oomah (1998). Tổng hàm lượng phenol thấp hơn có trong lúa mì và lúa mạch ( tương ứng với 16.2 và 16.4 mg GAE/g dịch chiết khô) và thấp nhất là trong lúa mạch đen 13.2 mg GAE/g dịch chiết khô. Những số liệu thí nghiệm được báo cáo bởi Zhou và Yu (2004) cho thấy tổng hàm lượng phenol trong hạt lúa mì và lúa mạch bị tác động bởi dung môi trích ly theo thứ tự giảm dần như sau: acetone > ethanol > methanol , điều này có thể được giải thích bởi lượng phenol thấp hơn có ở những thực vật này (Bảng 1). Thông qua Zielinski và Troszynska ( 2000), thời gian trích ly và phương pháp trích ly làm ảnh hưởng đến TPC trong lúa mạch đen, vì vậy thật khó có thể so sánh kết quả của chúng tôi với những người khác. Thông thường, khó có thể so sánh số liệu thí nghiệm của chúng tôi với các văn bản thí nghiệm khác bởi vì phương pháp dùng để trích ly khác nhau, cách xác định AOA khác nhau và cách giải thích số liệu khác nhau bởi các tác giả khác nhau. Quá trình lên men ảnh hưởng đến thành phần có hoạt tính sinh học (Bảng1). Trong bột kiều mạch, TPC tăng từ 50.7 mg GAE/g dịch chiết khô trong mẫu không lên men đến 53.2 mg GAE/g dịch chiết khô trong mẫu lên men với S.cerevisiae và 59.4 mg GAE/g dịch chiết khô với mẫu được lên men với L.rhamnosus. Trong lúa mì, TCP biến đổi từ 16.2 mg GAE/g dịch chiết khô đến 18.4 và 20.7 mg GAE/g dịch chiết khô, tương ứng với 3 mẫu như trên; trong lúa mạch tương ứng giá trị 16.4, 18.5, 20.1mg GAE/g dịch chiết khô. Lúa mạch đen cho thấy TPC thấp nhất của 13.3 mg GAE/g dịch chiết khô trong mẫu không lên men, 16.2 mg GAE/g dịch chiết khô trong mẫu được lên men với S.cerevisiae và 18.4 mg GAE/g dịch chiết khô trong mẫu được lên men với L.rhamnosus. Những kết quả này có thể được giải thích rằng lượng hợp chất có hoạt tính sinh học có thể bị biến đổi trong suốt quá trình lên men do hoạt động trao đổi chất của các vi khuẩn. Ngoài ra, thành tế bào hạt ngũ cốc bị phá vỡ cấu trúc trong quá trình lên men, dẫn đến sự phân giải và/ hay tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học đa dạng (Katina, Liukkonen et al., 2007). Trong suốt quá trình lên men, enzymes như 8 amylase, xylanases và proteases từ hạt và vi khuẩn sẽ đóng góp vào sự biến đổi các thành phần của hạt (Katina, Laitila et al.2007; Loponen, Mikola, Katina, Sontag-Strohm, &Salovaara,2004), và như được đề cập, phenol liên kết có lẽ bị thất thoát trong cách xử lí enzyme của mẫu trước khi trích ly (Bartolome & Gomez-Cordoves, 1999; Krygier et al., 1982a,b). Loại lên men xác định mức độ biến đổi các hợp chất có hoạt tính sinh học trong các ngũ cốc thí nghiệm. Điều này là do sự khác nhau về pH của các quá trình lên men khác nhau, pH tối ưu tác động đến sự phá hủy thành tế bào sẽ làm giảm sự hình thành enzyme từ hạt ngũ cốc (Boskov-Hansen et al.,2002). Những tác giả khác cũng đã chứng minh rằng quá trình lên men có tác động xác thực vào TPC và hoạt tính chống oxy hóa của ngũ cốc, nhưng mức độ tác động phụ thuộc vào loại vi sinh vật (Kariluoto et al. 2006). Nhiều nghiên cứu chi tiết về sự thay đổi số lượng vi khuẩn và hoạt động của enzyme thích hợp trong suốt quá trình lên men của ngũ cốc thì được yêu cầu phải xác định được cơ chế chính xác gây ra sự cải thiện giá trị dinh dưỡng của các ngũ cốc được lên men, đặc biệt được biết đến là phương pháp Folin- Ciocalteu (được sử dụng để xác định tổng lượng phenol) thì không có nguyên nhân rõ ràng và còn hạn chế khi được nghiên cứu lên men. Được biết là các hợp chất hữu cơ không phải phenol , phản ứng với thuốc thử Folin-Ciocalteu bao gồm adenine, adenosine, alanine, aniline, aminobenzoic acid, ascorbic acid, benzaldehyde, creatinine, cysteine, cytidine, cyto- sine, dimethyaniline, diphenylamine, EDTA, fructose, guanine, gua- nosine, glycine, histamine, histidine, indole, methylamine, nitrilo- acetic acid, oleic acid, phenylthiourea, proteins, pyridoxine, sucrose, sulfanilic acid, thiourea, thymine, thymidine, trimethyla- mine, tryptophan, uracil, uric acid, and xanthinethe, lượng amino acids và acids hữu cơ được hình thành trong suốt quá trình lên men có thể tăng hàm lượng phenol biểu kiến (Prior, Xianli, & Schaich, 2005). 3.3 Hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH Gốc tự do DPPH được sử dụng nhiều để đánh giá hoạt động loại bỏ gốc tự do bởi sự dễ dàng và thuận tiện của phương pháp . Hiệu quả loại bỏ của dịch chiết từ thực vật được sử dụng với hàm lượng mẫu cao nhất thì thấp cho dịch chiết từ lúa mì , với chỉ 31% sự ức chế gốc tự do DPPH (200 µg/ml) (như được trình bày ở bảng 2). Bảng 2 Hoạt động loại bỏ gốc DPPH cho thực vật tự nhiên và được lên men. 9 A Nồng độ mẫu. * Các giá trị có các chữ khác nhau (a, b) trong mỗi loài ngũ cốc riêng lẻ là sự khác biệt đáng kể (P = 0,05) 10 Tên mâu4 Sự ức chế gốc DPPH(%)* s. c.A 10 lg/ml s. c. 20 lg/ml s. c. 50 lg/ml s. c. 100 lg/ml s. c. 200 lg/ml Kiều mạch (Fagopyrum esculentum) Tự nhiên 11.6 ± 0.55a 21.6 ± 0.50a 34.8 ± 0.65a 63.3 ± 0.50a 82.5 ± 0.45a Được lên men với L. rhamnosus 14.7 ± 0.65a 23.5 ± 0.70a 42.4 ± 0.55b 70.1 ± 0.95b 86.0 ± 0.45b Được lên men với S. cerevisiae 12.6 ± 0.95a 22.0 ± 0.85a 42.4 ± 0.55b 65.4 ± 0.65a 85.3 ± 0.55a Lúa mạch (Hordeum vulgare) Tự nhiên 6.5 ± 0.45a 12.5 ± 0.65a 17.9 ± 0.75a 28.0 ± 0.75a 36.6 ± 0.95a Được lên men với L. rhamnosus 15.5 ± 0.80b 16.1 ± 0.75a 23.2 ± 0.45b 35.4 ± 0.65b 42.9 ± 0.90b Được lên men với S. cerevisiae 12.5 ± 0.55b 14.3 ± 0.65a 22.0 ± 0.80a 28.0 ± 0.95a 41.7 ± 0.65a Lúa mì (Triticum durum) Tự nhiên 6.7 ± 0.55a 12.2 ± 0.60a 15.6 ± 0.55a 23.4 ± 0.50a 31.0 ± 0.65a Được lên men với L. rhamnosus 10.1 ± 0.60a 15.9 ± 0.85a 18.5 ± 0.65a 28.2 ± 0.55b 35.9 ± 0.55b Được lên men với S. cerevisiae 8.2 ± 0.70a 13.4 ± 0.60a 16.9 ± 0.65a 27.4 ± 0.55b 34.3 ± 0.45a Lúa mì (Secale cereale) Tự nhiên 10.6 ± 0.65a 18.9 ± 0.65a 25.8 ± 0.55a 32.7 ± 0.60a 45.0 ± 0.80a Được lên men với L. rhamnosus 15.1 ± 0.65b 24.6 ± 0.50b 31.5 ± 0.55b 39.2 ± 0.65b 50.4 ± 0.65b Được lên men với S. cerevisiae 13.6 ± 0.65a 22.2 ± 0.65a 30.0 ± 0.95b 35.2 ± 0.55a 48.8 ± 0.65a [...]... vật và các hoạt độ của enzym có liên quan trong quá trình lên men ngũ cốc đã được yêu cầu để xây dựng chính xác các cơ chế gây ra các ngũ cốc lên men để nâng cao giá trị dinh dưỡng của chúng Cần nghiên cứu thêm để làm rõ đầy đủ các thành phần chiết xuất từ ngũ cốc lên men, để xác định các hợp chất chống oxy hóa trong những chất chiết xuất, và để đánh giá khả năng sử dụng của các sản phẩm ngũ cốc như chất. .. độ của nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học trong ngũ cốc và có thể được sử dụng để cải thiện tính chất sản phẩm bằng cách thay đổi tỷ lệ dinh dưỡng và các thành phần phi dinh dưỡng của thực vật Các loại lên men rõ ràng có hiệu lực trên các thành phần có tiềm năng hoạt tính sinh học của các loại ngũ cốc, bằng cách xác định mức độ thay đổi của hầu hết các hợp chất có hoạt tính sinh học Tuy nhiên, các. .. 2002) Thường có một vài sự giải thích về mối quan hệ mơ hồ giữa hoạt tính chống oxy hóa và tổng phenol: (1) Tổng thành phần phenol không bao gồm tất cả các chất chống oxy hóa như acid ascorbic, carotenoid và tocopherols ; (2) Sự kết hợp giữa các chất chống oxy hóa trong hỗn hợp làm hoạt tính chống oxy hóa không chỉ phụ thuộc vào hàm lượng chất chống oxy hóa, cấu trúc mà còn phụ thuộc vào sự tương tác... hoạt tính chống oxy hóa bởi vì hoạt tính chống oxy hóa được đo của mẩu sinh học phụ thuộc vào gốc tự do và chất oxy hóa đươc sử dụng trong phân tích (Cao,Sofic,& Prior năm 1996) Những gốc tự do khác nhau 12 được sử dụng và mức độ chất chống oxy hóa được tính toán hoàn thành bởi Cao et al.(1996) hoặc tốt nhất bằng phương pháp phân tích FRAP,đây chỉ là một phân tích về đo chất oxy hóa và chất khử một cách... % , 56,5 % và 61,7 % , cho lúa mạch 50,8 % , 52,4 % và 60,9 % , tương ứng, và cho kiều mạch 45,6 % , 49,1 % và 50,2 % , tương ứng Có những tài liệu khoa học không đủ để so sánh ảnh hưởng của quá trình lên men trên khả năng ức chế lipid peroxy Điều hiển nhiên là hoạt tính chống oxy hóa của các chất chống oxy hóa tự nhiên thì phụ thuộc vào hệ thống rất nhiều và một phạm vi rộng các 15 hoạt tính có thể... trình bày trong Bảng 1 và 3 chỉ ra rằng quá trình lên men với L rhamnosus ảnh hưởng đến khả năng ức chế lipid peroxy hóa trong ngũ cốc , trong khi lên men với S cerevisiae không có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng đó Tỷ lệ lipid peroxy ức chế trong liposome là 57,6 % trong chưa lên men mẫu lúa mạch đen , 60,0 % cho các mẫu lúa mạch đen lên men với S cerevisiae và 62,4 % cho các mẫu lúa mạch đen lên men. .. như chất chống oxy hóa tự nhiên và, như là thực phẩm chức năng Ngoài ra, sự xác định của cả sinh học (ví dụ, tiêu hóa) và điều kiện chế biến thực phẩm có tác động đến sự phân bố, sự ổn định và hoạt độ của các chất chống oxy hóa của ngũ cốc là cần thiết để có thể sản xuất tối đa thực phẩm có lợi cho sức khỏe Như vậy, hoạt tính sinh học tự nhiên của các loại ngũ cốc mì có thể được tăng thêm bằng cách sử... nhau giữa các chất chống oxy hóa Đó là tại sao mà các mẫu có hàm lượng tổng phenol tương tự nhau mà lại có hoạt tính chống oxy hóa khác nhau rõ rệt ; (3) Những phương pháp khác nhau được sử dụng để đo lường hoạt tính chống oxy hóa dựa vào các cơ chế khác nhau có lẽ dẫn đến những lời nhận xét khác nhau (Sun & Ho, 2005) 3.4 Phương pháp FRAP Khả năng chống oxy hóa bằng cách khử sắt của ngũ cốc được khảo... nghiên cứu và báo cáo số liệu thí nghiệm bởi Sun và Ho (2005) Quá trình lên men với L.rhamnosus có một tác động xác thực vào hiệu quả ức chế DPPH trong mỗi loại ngũ cốc (Bảng 2) Về bột kiều mạch, hiệu quả loại bỏ gốc tự do tăng từ 82.5% trong mẫu không được lên men đến 86% trong mẫu được lên men với L.rhamnosus, dẫn đến IC50 tương ứng giá trị của 76.7 và 63.4 µg/ml (Bảng 1, bảng 2) Tương tự tăng sự loại. .. được thực hiện bởi Halvorsen et al (2002) Lên men bằng vi sinh vật được sử dụng trong nghiên cứu của chúng tôi thì không tìm thấy có bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào đến chất khả năng oxy hóa khử sắt III của các loại ngũ cốc đã kiểm tra (Bảng 1) Chỉ có trong lúa mạch, các mẫu lên men với L rhamnosus cho thấy một sự gia tăng trong FRAP cao hơn so với mẫu chưa lên men (20,00 nmol Fe 2+/chiết xuất mg khô so . Ảnh hưởng của quá trình lên men lên tính chất chống oxy hóa của một số loại ngũ cốc và các loại giả ngũ cốc Tóm tắt (Abstract) Sự ảnh hưởng của quá trình lên men do hai loại vi sinh. hưởng của các quá trình lên men khác nhau (lên men nấm men và lên men axit lactic) vào hoạt tính chống oxy hóa và tổng hàm lượng hợp chất trong ngũ cốc được lựa chọn. 2. Vật liệu và phương pháp 2.1. peroxyl, DPPH, và các gốc hydroxyl, và kiểm soát hiệu quả quá trình oxy hóa của LDL cholesterol, do đó có một tiềm năng rất lớn trong sự phát triển của các chất dinh dưỡng giàu chất chống oxy hóa