Sản xuất tỏi đen từ tỏi Lý Sơn

thì hàm lượng flavonoid tăng 
6,2 - 6,9 lần so với tỏi tươi nguyên 
liệu. Như vậy, kích thước tép tỏi 
nguyên liệu có ảnh hưởng đến hàm 
lượng flavonoid trong tỏi đen trong 
quá trình lên men. Trong ba loại tỏi 
Hình 3. Ảnh hưởng của tỏi nguyên liệu lên tổng lượng 
flavonoid sản phẩm (NT: Tỏi nhiều tép; IT: Tỏi ít tép; 
CD: Tỏi đơn (một tép))
LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 165
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
nguyên liệu tỏi được thử nghiệm thì tỏi tươi nguyên liệu một tép có hàm lượng flavonoid 
tăng cao nhất, tuy nhiên không khác biệt lắm với tỏi nguyên liệu ít tép.
1.3.3. Hàm lượng đường tự do
Hàm lượng đường tự do có trong sản phẩm tỏi đen ảnh hưởng trực tiếp đến vị ngọt, 
ngon của sản phẩm nên là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng, mức 
độ ưa chuộng của người sử dụng. Nhờ lượng đường tự do tăng lên trong tỏi đen so với tỏi 
nguyên liệu mà tỏi đen có vị ngọt và dể ăn hơn tỏi tươi nguyên liệu. Kết quả phân tích ảnh 
hưởng của kích thước tép tỏi nguyên liệu đến hàm lượng đường tự do trong quá trình lên 
men tỏi đen Lý Sơn thể hiện ở hình 4.
Trong quá trình lên men tỏi đen, hàm lượng đường giảm trong tỏi đen phụ thuộc vào 
hai yếu tố. Thứ nhất, polysaccharide trong tỏi đã bị thủy phân tạo thành đường đơn tự do. 
Thứ hai, đường tự do bị phân hủy 
trong phản ứng Maillard. Trong 
quá trình xử lý nhiệt để tạo thành 
tỏi đen, hàm lượng đường tăng 
dần trong cả ba loại nguyên liệu 
ban đầu. Lượng đường tự do 
trong tỏi đen thành phẩm sau thời 
gian 30 ngày tăng không đáng kể, 
thậm chí đối với tỏi nguyên liệu 
nhiều tép còn có xu hướng giảm 
ở ngày thứ 40.
Sau thời gian 30-40 ngày ủ 
nhiệt để sản xuất tỏi đen, đối với 
nguyên liệu tỏi nhiều tép, hàm 
lượng đường tự do tăng khoảng 
3,7 - 3,8 lần; đối với tỏi nguyên 
liệu ít tép thì hàm lượng đường tự do tăng khoảng 7,2 - 7,5 lần; còn đối với tỏi đơn (tỏi một 
tép) thì hàm lượng đường tự do tăng 6,3 - 6,5 lần so với tỏi tươi nguyên liệu. Như vậy hàm 
lượng đường tự do trong tỏi nguyên liệu ít tép tăng cao nhất và thời gian tối ưu cho quá trình 
sản xuất tỏi đen là 30 ngày.
1.3.4. Hàm lượng S-allyl cysteine (SAC)
Những thay đổi về hàm lượng SAC ở các nhiệt độ khác nhau trong quá trình sản xuất 
tỏi đen được thể hiện ở hình 5. Hàm lượng SAC tăng đáng kể khi quá trình xử lý nhiệt diễn 
ra trong 10 ngày đầu tiên, sau đó hàm lượng SAC tăng chậm hơn và sau 30 ngày hàm lượng 
tăng không đáng kể.
Sau thời gian 30-40 ngày ủ nhiệt để sản xuất tỏi đen, đối với nguyên liệu tỏi nhiều tép, 
hàm lượng SAC tăng 7,2 - 7,4 lần; đối với tỏi nguyên liệu ít tép thì hàm lượng SAC tăng 
khoảng 7,6 - 7,8 lần; còn đối với tỏi đơn (tỏi một tép) thì hàm lượng SAC tăng 7,4 - 7,5 lần 
so với tỏi tươi nguyên liệu. Như vậy hàm lượng SAC trong ba loại tỏi nguyên liệu tăng gần 
như nhau.
Hình 4. Ảnh hưởng của tỏi nguyên liệu lên tổng lượng 
đường tự do trong sản phẩm ( NT: Tỏi nhiều tép; IT: 
Tỏi ít tép; CD: Tỏi đơn (một tép))
166 LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 167
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
1.4. Ảnh hưởng của kích thước tép tỏi nguyên liệu đến hoạt tính kháng oxi hóa 
của tỏi đen
Hoạt động bắt gốc DPPH của các chất có trong mẫu tỏi nguyên liệu trong quá trình 
chuyển hóa thành tỏi đen được thể hiện ở hình 6. Hoạt tính bắt gốc DPPH cho thấy khả năng 
của một hợp chất/nhóm hợp chất chống oxy hóa để cho electron hoặc hydro, do đó chuyển 
đổi DPPH thành một phân tử ổn định hơn với độ hấp thụ màu giảm. Kết quả cho thấy khả 
năng bắt gốc DPPH của mẫu tỏi đen cao hơn nhiều so với mẫu tỏi tươi tương ứng.
Sau thời gian 30-40 ngày trong quy trình sản xuất tỏi đen, đối với nguyên liệu tỏi nhiều 
Hình 6. Ảnh hưởng của tỏi nguyên liệu lên hoạt tính oxi hóa trong sản phẩm
( NT: Tỏi nhiều tép; IT: Tỏi ít tép; CD: Tỏi đơn (một tép))
Hình 5. Ảnh hưởng của tỏi nguyên liệu lên hàm lượng SAC trong sản phẩm
Ghi chú: NT: Tỏi nhiều tép; IT: Tỏi ít tép; CD: Tỏi đơn (một tép)
LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 167
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
tép, khả năng kháng oxy hóa tăng khoảng 41 lần; đối với tỏi nguyên liệu ít tép thì khả năng 
kháng oxy hóa tăng khoảng 11 lần; còn đối với tỏi đơn (tỏi một tép) thì khả năng kháng oxy 
hóa tăng 10,6 lần so với tỏi tươi nguyên liệu. Như vậy, sau quá trình lên men, tỏi đen thuộc 
loại nhiều tép tăng khả năng kháng oxy cao nhất so với tỏi nguyên liệu. Tuy nhiên về tương 
quan khả năng kháng oxy hóa với thử nghiệm DPPH thì tỏi nguyên liệu cũng như tỏi đen 
được sản xuất từ tỏi đơn (tỏi một) là cao nhất.
Dự án đã nghiên cứu một số yếu tố của tỏi nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình lên 
men tỏi đen từ tỏi Lý Sơn. Các kết quả đã khảo sát cho thấy: Nhiệt độ, độ ẩm, kích thước 
của tép tỏi nguyên liệu có ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành các hoạt chất có lợi cho 
sức khỏe và chất lượng của sản phẩm tỏi đen sau khi lên men.
Qua khảo sát quá trình lên men của ba loại tỏi nguyên liệu bao gồm tỏi nhiều tép, tỏi ít 
tép và tỏi đơn (tỏi một). Kết quả cho thấy độ ẩm sản phẩm, thành phần có lợi cho sức khỏe 
cũng như khả năng kháng oxy hóa của sản phẩm tỏi đen lên men sau 30 ngày đạt hàm lượng 
tốt nhất, khoảng thời gian kéo dài quá trình lên men đến 35 hoặc 40 ngày không làm gia tăng 
đáng kể các ch tiêu chất lượng trên. Do vậy, để tiết kiệm chi phí sản xuất, dự án lựa chọn 
điều kiện tối ưu lên men là 30 ngày.
2. Quy trình công nghệ sản xuất tỏi đen từ tỏi Lý Sơn
2.1. Chọn lọc, phơi sấy tỏi nguyên liệu
Tỏi nguyên liệu được chọn lọc kỹ từ nguồn tỏi Lý Sơn có kích thước lớn (kích thước 
mong muốn từ 2,5 – 3,5 cm), tép to đều, củ không sâu bệnh, không hư thối.
Phản ứng chủ yếu của quá trình lên men tỏi đen chính là phản ứng Maillard (một phản 
ứng hóa học của a it amin và đường nhằm tạo hương vị hấp dẫn cho thực phẩm chín vàng) 
cho nên tỏi nguyên liệu có kích thước khác nhau thì thời gian lên men cũng khác nhau do 
tiết diện của củ tỏi tiếp xúc với môi trường và thể tích của chúng. Thông thường quá trình 
lên men sẽ ít ngày hơn đối với những củ có kích thước nhỏ.
Quá trình lên men sẽ dẫn tới sự mất nước của tỏi. Tỏi tươi có độ ẩm tính theo khối 
lượng trong khoảng 80% – 90%, trong khi đối với tỏi đã phơi/sấy khô hàm lượng độ ẩm nằm 
trong khoảng 65% - 70%. Chính vì vậy, nguyên liệu đã phơi/sấy khô sẽ rút ngắn thời gian 
lên men cho quy trình lên men tỏi đen Lý Sơn.
Kết quả thí nghiệm cho thấy tỏi nguyên liệu có độ ẩm (tính theo khối lượng) cao thì 
thời gian lên men lâu hơn tỏi nguyên liệu có độ ẩm thấp. Cụ thể với loại tỏi nguyên liệu tươi 
(độ ẩm 85%) thì thời gian lên men là 743 giờ, trong khi tỏi nguyên liệu đã phơi 7 ngày (độ 
ẩm 80%) thì thời gian lên men còn 715 giờ và loại tỏi đã phơi khô (độ ẩm 67%) thì thời gian 
lên men chỉ còn 690 giờ. Như vậy, phương án lựa chọn là tỏi nguyên liệu đã phơi khô (độ 
ẩm 67%).
2.2. Quá trình lên men
Giai đoạn lên men là giai đoạn mấu chốt trong quy trình sản xuất tỏi đen. Trong nghiên 
cứu này, tỏi đã được lên men thành tỏi đen ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Các ngưỡng nhiệt 
độ không đổi 60, 70 và 900C cho quá trình lên men tỏi đen Lý Sơn. Trên cơ sở của nhiệt độ 
áp dụng vào quá trình lên men tỏi đen dự án xác định phạm vi thời gian thay đổi nhiệt độ 
của các giai đoạn lên men. Qua đó, nhận thấy sự hình thành của màu tỏi đen có liên quan 
168 LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 169
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
đến nhiệt độ và thời gian. Tỏi ở điều kiện nhiệt độ cao có thể tạo thành một số lượng lớn các 
hắc tố melanin. Trên cơ sở của quá trình lên men nhiệt độ không đổi, tỏi đã được lên men 
với các giai đoạn lên men nhiệt độ thay đổi. Sự kết hợp của các dải nhiệt độ dự án đã chọn 
là: 60 – 900C, 70 – 900C, 90 – 600C, 90 – 700C. Thời gian giai đoạn lên men đầu là 10 – 13 
ngày, và thời gian giai đoạn lên men sau là 14 – 17 ngày. 
Trên cơ sở đó xác định các thông số công nghệ tối ưu của quá trình lên men tỏi đen. Dữ 
liệu được thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel. Kết quả cho thấy những tác động của 
các dải nhiệt độ kể trên trong quá trình lên men tỏi đen là khác nhau và điều kiện tốt nhất cho 
quá trình lên men như sau: Sử dụng các giai đoạn nhiệt độ thay đổi trong quá trình lên men, 
kết hợp nhiệt độ đã chọn là 90 – 600C, giai đoạn đầu lên men là 10 – 13 ngày, giai đoạn lên 
men sau là 14 – 17 ngày. Các sản phẩm tạo ra có một màu đen đồng nhất, có vị chua và ngọt 
kết hợp, có mùi thơm; Hầu như không có mùi hăng, không còn vị cay và hôi của tỏi tươi.
Tỏi khô
Phân loại
Xử lý
Rửa sạch
Xấy khô và ổn định
Lên men
(02 giai đoạn)
Phân loại
Dóng gói
Tỏi đen
- Nhiệt độ
- Thời gian
Củ sâu, hư hỏng
• 20-300C
•150 giờ
Củ hư, không đạt 
yêu cầu
•Nhiệt độ: 50 - 900 C
•Thời gian: 690 giờ
Hình 7: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men tỏi đen từ tỏi Lý Sơn.
LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 169
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
Bảng 3: Ảnh hưởng các ngưỡng nhiệt độ đến quá trình lên men tỏi đen Lý Sơn.
TT
Ngưỡng nhiệt 
độ (0C)
Kết quả
Màu sắc Mùi Vị Độ dẻo
1 60 – 90 Đen Khét nhẹ, không hăng Nhẫn Khô
2 70 - 90 Đen Khét nhẹ, không hăng Đắng Khô, cứng
3 90 -60 Đen Thơm, không hăng Ngọt và chua Dẻo
4 90 -70 Đen Thơm, không hăng Ngọt và chua Khô
Trong quá trình lên men, ngoài nhiệt độ, độ ẩm cũng đóng vai trò rất quan trọng tới sự 
lên men và chất lượng tỏi đen sau lên men. Tỏi nguyên liệu phải được ủ trong nhiệt độ cao 
và độ ẩm cao trong khoảng thời gian đầu. Dự án chọn mức nhiệt là 90 – 600C, giai đoạn đầu 
lên men là 10 – 13 ngày, giai đoạn lên men sau là 14 – 17 ngày, đồng thời với các mức độ 
ẩm là 100 – 70%, 100 – 60%, 90 – 70%, 90 – 60%.
Kết quả cho thấy độ ẩm tác động rất lớn đến quá trình lên men và sản phẩm sau lên 
men. Và điều kiện độ ẩm tốt nhất cho quá trình lên men là mức ngưỡng trên – ngưỡng dưới 
tương ứng là 100% – 60%. Sản phẩm sau lên men có độ dẻo vừa phải, tỉ lệ tỏi đen bị ướt, bị 
dập ở mức trung bình 20%.
Kết quả cũng cho thấy khi lên men với biên độ độ ẩm trong khoảng 100%-60% cũng 
cho tỉ lệ phụ phẩm thấp hơn hẳn so với nghiệm thức có ngưỡng độ ẩm trong khoảng 100%-
70%.
Từ các thông số trên, dự án đã xây dựng thành công quy trình vận hành thiết bị phù 
hợp với nguyên liệu tỏi Lý Sơn ở bảng sau.
Bảng 4: Thông số quy trình sản xuất tỏi đen từ tỏi Lý Sơn.
Chu trình Thời gian (giờ) Nhiệt độ Độ ẩm
1 1 85 80
2 2 80 80
3 24 75 80
4 273 67 70
5 48 65 70
6 48 60 70
7 96 60 65
8 108 58 65
9 96 55 60
10 144 55 55
2.3. Tiêu chuẩn kỹ thuật, chất lượng sản phẩm
Ứng dụng quy trình trên sản xuất thử nghiệm, dự án đã thu được sản phẩm tỏi đen với 
các chỉ tiêu chất lượng rất khả quan. Hàm lượng phenol đạt 18.57 mg GAE/g mẫu khô và 
hàm lượng flavonoit đạt 11.04 mg QE/g mẫu khô là tương đối cao so với một số công bố 
về chất lượng tỏi đen lên men từ tỏi của địa phương khác. Khả năng kháng oxy hóa của sản 
170 LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 171
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
phẩm tỏi đen từ quy trình của dự án đạt khá cao, ở mức 17.91 mg GAE/g chất khô. Hàm 
lượng đường tự do của dự án khá cao so với một số công bố trước đây, 186.39 mg/g vật chất 
khô.
Sản phẩm tỏi đen từ tỏi Lý Sơn sản xuất theo quy trình của dự án có chất lượng tương 
đối cao so với một số sản phẩm cùng loại trên thị trường về hàm lượng các hợp chất có hoạt 
tính sinh học, gồm có polyphenol, flavonoit, SAC. Sản phẩm cũng có khả năng kháng oxy 
hóa mạnh.
Bảng 5: Sản phẩm và tỉ lệ thu tỏi đen.
TT Mẻ Ngày chạy
Ngày kết 
thúc
Nguyên liệu 
(kg)
Tỏi đen 
thu được
Tỉ lệ thu
1 Mẻ 1 25/5/2017 30/6/2017 254.0 149.6 58.9%
2 Mẻ 2 02/7/2017 07/8/2017 260.0 155.0 59.6%
3 Mẻ 3 09/8/2017 14/9/2017 255.0 147.8 58.0%
4 Mẻ 4 16/9/2017 21/10/2017 260.0 152.0 58.5%
5 Mẻ 5 23/10/2017 28/11/2017 258.0 150.0 58.1%
6 Mẻ 6 01/12/2017 05/1/2018 467.0 273.0 58.5%
7 Mẻ 7 07/1/2018 11/2/2018 469.0 277.6 59.2%
8 Mẻ 8 13/2/2018 18/3/2018 468.0 276.4 59.1%
9 Mẻ 9 19/3/2017 23/4/2018 470.0 275.5 58.6%
10 Mẻ 10 24/4/2018 29/5/2018 470.0 278.2 59.2%
11 Mẻ 11 02/6/2018 08/7/2018 470.0 276.4 58.6%
12 Mẻ 12 10/7/2018 15/8/2018 474.0 277.6 58.6%
Tổng cộng/trung bình 4,577.0 2,689.1 58.7%
3. Kết quả phân tích sản phẩm tỏi đen từ tỏi Lý Sơn
TT Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị tính Giá trị
1 Độ ẩm % 42,4 - 42,8
2 Cacbonhydrate % 41,1 - 45,8
3 Chất béo % 0,2 - 0,6
4 Protein % 10,8
5 Năng lượng
Kcal/100g 224 - 226,
kJ/100g 937 - 946
6 Chì mg/kg Không phát hiện
7 Thủy ngân mg/kg Không phát hiện
8 Cadimi mg/kg Không phát hiện
9 Asen mg/kg Không phát hiện
10 Nitrat mg/kg 415 - 859
11 Axit amin tổng g/100g 7,52 - 9,58
12 Tổng lượng polyphenol mg GAE/g mẫu khô 18.57 ± 0.46
13 Tổng lượng flavonoid mg QE/g mẫu khô 11.18 ± 0.04
14 Hàm lượng đường tự do mg GluE/g mẫu khô 186.39 ± 0.85
LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LĨNH VỰC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 171
KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020KỶ YẾU NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 2016 - 2020
15 Hàm lượng SAC µg/g mẫu khô 618.37 ± 2.91
16 Kháng oxy hóa (DPPH) mg GAE/g mẫu khô 17.91 ± 0.76
Kết quả phân tích của tỏi đen cho thấy sản phẩm phù hợp với các quy định về ATTP và 
có hàm lượng các hoạt chất có lợi cho sức khỏe ở mức cao so với sản phẩm tỏi đen lên men 
khác. Hàm lượng phenol đạt 18.57 mg GAE/g mẫu khô và hàm lượng flavonoid đạt 11.04 
mg QE/g mẫu khô, tương đối cao so với một số công bố về chất lượng tỏi đen lên men từ 
tỏi ở địa phương khác. 
4. Hiệu quả kinh tế - xã hội
Dự án đã giải quyết việc làm trực tiếp cho 04 lao động tại địa phương và một số lao 
động gián tiếp khác. Dự án đã thu, mua của người dân trồng tỏi 4.577 kg tỏi Lý Sơn đạt tiêu 
chuẩn, góp phần giải quyết đầu ra và nâng cao thu nhập cho người nông dân với giá mua đầu 
vào cao hơn thị trường từ 20-30%. Mở ra hướng mới cho việc sản xuất tỏi an toàn, chế biến 
nâng cao giá trị cây tỏi sau thu hoạch.
IV. KẾT LUẬN
Qua quá trình thực hiện, dự án đã đạt được các kết quả sau: Hoàn thiện quy trình, công 
nghệ sản xuất tỏi đen từ tỏi Lý Sơn, công suất 250kg/mẻ; Sản xuất được 2.689 kg tỏi đen từ 
tỏi Lý Sơn; Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỏi nguyên liệu đến quá trình lên men. 
Tuy nhiên, dự án nhận thấy vẫn còn những tồn tại, hạn chế như sau: Chưa thử nghiệm 
điều kiện lên men và hoạt chất có lợi cho sức khỏe của loại tỏi đã bóc vỏ; Chưa tìm ra và thử 
nghiệm điều kiện lên men tối ưu về thời gian để rút ngắn thời gian lên men/mẻ, qua đó giảm 
chi phí sản xuất, giảm giá thành hàng hóa bán ra