Nghiên cứu chế biến trà đóng chai từ quả mãng cầu xiêm (Annona muricata)

Nghiên cứu được thực hiện để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy (65, 75, 85 và 95oC); ảnh hưởng của tỷ lệ nước và thịt quả mãng cầu xiêm (20/1, 25/1, 30/1 và 35/1 mL/g); ảnh hưởng của nhiệt độ (65, 75, 85 và 95oC) và thời gian trích ly (15, 30, 45 và 60 phút); cũng như ảnh hưởng của thời gian (15, 20, 25 và 30 phút) và nhiệt độ thanh trùng (65, 75, 85 và 95oC) đến hàm lượng các hợp chất sinh học (phenolic, tannin, flavonoid, alkaloid và saponin), hoạt động khử gốc tự do DPPH của sản phẩm.

Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (3), 2020 NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN TRÀ ĐÓNG CHAI TỪ QUẢ MÃNG CẦU XIÊM (ANNONA MURICATA) Nguyễn Chí Thanh*, Nguyễn Duy Tân Trường Đại học An Giang *Tác giả liên lạc: ncthanh.dh15tp@gmail.com (Ngày nhận bài: 20/7/2020; Ngày duyệt đăng: 28/9/2020) TÓM TẮT Nghiên cứu thực để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy (65, 75, 85 95oC); ảnh hưởng tỷ lệ nước thịt mãng cầu xiêm (20/1, 25/1, 30/1 35/1 mL/g); ảnh hưởng nhiệt độ (65, 75, 85 95oC) thời gian trích ly (15, 30, 45 60 phút); ảnh hưởng thời gian (15, 20, 25 30 phút) nhiệt độ trùng (65, 75, 85 95oC) đến hàm lượng hợp chất sinh học (phenolic, tannin, flavonoid, alkaloid saponin), hoạt động khử gốc tự DPPH sản phẩm Kết cho thấy nhiệt độ sấy tối ưu 85oC; tỷ lệ thịt mãng cầu xiêm nước 1/30 (g/mL); nhiệt độ thời gian trích ly 85oC 45 phút Dịch trích thu có màu sắc mùi vị hấp dẫn, mức độ ưa thích cao, chứa hàm lượng hợp chất sinh học cao Sản phẩm điều vị rót vào chai thủy tinh, đóng nắp tiến hành trùng với nhiệt độ 85oC thời gian 25 phút, sản phẩm trì hàm lượng hợp chất sinh học mức cao đảm bảo an toàn tiêu vi sinh vật Từ khóa: DPPH, Mãng Cầu Xiêm STUDY ON PROCESSING BOTTLED TEA FROM SOURSOP (ANNONA MURICATA) Nguyen Chi Thanh*, Nguyen Duy Tan An Giang University *Corresponding Author: ncthanh.dh15tp@gmail.com ABSTRACT The study was carried out to investigate the effect of the drying temperature (65, 75, 85 and 95°C); the effect of the ratio of water to soursop flesh (20/1, 25/1, 30/1 and 35/1, mL/g); iii) the effects of temperature (65, 75, 85 and 95°C) and the extraction time (15, 30, 45 and 60 minutes); iv) the effects of time (15, 20, 25 and 30 minutes) and pasteurization temperature (65, 75, 85 and 95oC) on the content of bioactive compounds (phenolic, tannin, flavonoid, alkaloid and saponin), DPPH free radical scavenging activity of product The results showed that the optimum drying temperature was 85oC; the ratio of water to soursop flesh was 30/1 (mL/g); the temperature and extraction time were 85oC and 45 minutes, respectively The obtained extract was attractive color and flavor, and had high preferred level, there was high levels of bioactive compounds The product was flavored and poured into glass bottles, capped and pasteurized at 85oC for 25 minutes, product still maintained high levels of bioactive compounds and ensured safety of microbiological criteria Keywords: DPPH, Soursop trồng số quốc gia Đông Nam Á, số quần đảo Thái Bình Dương Quả mãng cầu xiêm to có gai mềm, thịt chua GIỚI THIỆU Mãng cầu xiêm hay cịn gọi mãng cầu gai, có tên khoa học (Annona muricata), địa vùng Trung Mỹ Ngày 33 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (3), 2020 Mỗi trái mãng cầu xiêm chứa đến 67.5% thịt quả, 20% vỏ, 8.5% hạt, 4% lõi nguồn cung cấp vitamin dồi Với tỷ lệ cao 20,6 mg vitamin C 100 g thịt Ngoài ra, loại chứa lượng đáng kể vitamin nhóm B B1, B2, B3, B5, B6, B9 nhiều loại khống chất calci, phosphor, sắt có lợi cho sức khỏe Chất chiết từ thịt mãng cầu xiêm có chứa glycosid, protein, saponin, tannin, alkaloid, phenolic, flavonoid, steroid vitamin C (Sarah et al., 2015) Mãng cầu xiêm cịn xanh có tác dụng làm săn da, phơi khơ tán bột dùng chữa kiết lỵ sốt rét Nước ép từ mãng cầu dùng trị nóng sốt, giúp lợi sữa trị tiêu chảy, kháng vi khuẩn, kháng nấm, kháng ký sinh trùng đường ruột giun sán, hạ thấp huyết áp, chống trầm cảm rối loạn thần kinh (George et al., 2015) Qua cho thấy, mãng cầu xiêm chứa nhiều thành phần dinh dưỡng hợp chất sinh học quý tốt cho sức khỏe Tuy nhiên, phần lớn người thường biết sử dụng mãng cầu xiêm thức uống (sinh tố), mứt quả, pure, nước ép từ quả, chưa có nhiều nghiên cứu chế biến trà thịt mãng cầu xiêm Vì vậy, nghiên cứu chế biến trà đóng chai từ thịt mãng cầu xiêm thực nhằm tạo loại sản phẩm mới, với giá trị cảm quan tốt, hàm lượng hợp chất sinh học cao, tiện ích hỗ trợ tốt cho sức khỏe người sử dụng, góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm trà thị trường saponin, colchicine, 2,2-diphenyl-1picrylhydrazyl (DPPH) (Sigma/Aldrich, Mỹ Merck, Đức); Na2CO3, CH3COONA, Ethanol, AlCl3, FeCl3 (AR, Trung Quốc Hemidia, Ấn Độ) Thiết bị bao gồm: Tủ sấy (JP SELECTA S.A., EN61010, Tây Ban Nha); Bể điều nhiệt (Menmert, WNE22, Đức); Máy so màu UV-VIS Spectrophotometer (SPUVS, SP-1920, Nhật) Cân phân tích (Adventer, Nhật Bản); Đo pH pH kế (HANNA HI2002-02, Mỹ); Đo tổng chất khơ hịa tan brix kế (Atago, Nhật) Phương pháp nghiên cứu Quy trình chế biến: Nguyên liệu (quả mãng cầu xiêm) → bóc vỏ → cắt miếng → sấy → trích ly → lọc → điều vị → rót chai → trùng → thành phẩm Dựa vào quy trình chế biến, nghiên cứu thực thí nghiệm cơng đoạn sấy, trích ly trùng Các thí nghiệm bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với nhân tố với lần lặp lại Lấy thông số tối ưu thí nghiệm trước làm thơng số cho nghiên cứu Các thí nghiệm bao gồm: i) Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy (65, 75, 85 95oC); ii) Khảo ảnh hưởng tỷ lệ nước/thị mãng cầu xiên (20/1, 25/1, 30/1 35/1 mL/g); iii) Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ (65, 75, 85 95oC) thời gian trích ly (15, 30, 45 60 phút); iv) Khảo sát ảnh hưởng thời gian (15, 20, 25 30 phút) nhiệt độ trùng (65, 75, 85 95oC) đến hàm lượng hợp chất sinh học (phenolic, tannin, flavonoid, tannin, alkaloid saponin), hoạt động khử gốc tự DPPH, giá trị cảm quan sản phẩm Phương pháp phân tích tiêu Xác định hàm lượng hợp chất sinh học: Tannin theo phương pháp Folin-Denis, kết thể milligram đương lượng acid tannic gram (mgTAE/g) Flavonoid theo phương pháp Aluminium Chloride Colorimetric, kết thể milligram đương lượng quercetin gram (mgQE/g) Alkaloid theo phương pháp mô tả Dutta (2014), kết VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên vật liệu Nguyên liệu: Quả mãng cầu xiêm thu nhận từ vườn trồng mãng cầu xã Mỹ Hòa, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang Chọn trái mãng cầu già, nở gai để hai ngày sau hái, bắt đầu xuất mùi thơm, không q mềm Đường RE (Cơng ty Đường Biên Hịa) Hóa chất gồm: acid gallic, acid tannic, quercetin, folin-cioalteau, folin-denis, 34 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (3), 2020 thể milligram đương lượng colchicine gram (mgCE/g) Phenolic theo phương pháp Folin-Ciocalteau, kết thể milligram đương lượng acid gallic gram (mgGAE/g) Saponins theo phương pháp mô tả Adewole et al (2013), kết thể milligram đương lượng saponin gram (mgSE/g) Xác định khả chống oxy hóa DPPH theo phương pháp Kumar et al (2012), kết thể phần trăm (%) khả ức chế gốc tự DPPH dịch trích Phương pháp phân tích thống kê Sử dụng phần mềm thống kê Stagraphich Centurition 17 Excel để phân tích ANOVA so sánh khác biệt nhỏ thông qua LSD, để chọn mẫu tối ưu vẽ đồ thị bề mặt đáp ứng contour cho tiêu thu nhận Từ kết Bảng cho thấy hầu hết hợp chất sinh học tăng dần tăng nhiệt độ từ 65-85oC đạt giá trị cao 85oC 13,35 mgTAE/g, 74,94 mgCE/g, 3,08 mgQE/g, 12,16 mgSE/g, 12,58 mgGAE/g, sau giảm xuống tăng lên 95oC Schweiggert et al (2007) cho enzyme polyphenol oxydase bị vơ hoạt hồn tồn gia nhiệt 80oC 10 phút, 80oC 90oC enzyme polyphenol oxydase bị vô hoạt, nhiệt độ thời gian sấy rút ngắn nên hạn chế phần phá hủy hợp chất sinh học nhiệt độ Ở nhiệt độ cao (95oC) phá hủy số hợp chất không bền với nhiệt Một số kết công bố cho thấy an xoa (Helicteres hirsute) giữ hàm lượng hợp chất phenolic cao sấy 80oC hay tăng nhiệt độ sấy vỏ chuối từ 75oC lên 110oC hàm lượng hợp chất sinh học tăng dần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ảnh hưởng nhiệt độ sấy Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng hợp chất sinh học Hàm lượng hợp chất sinh học Nhiệt độ (oC) Tannin Alkaloid Flavonoid Saponin Phenolic mgTAE/g mgCE/g mgQE/g mgSE/g mgGAE/g 65 6,84±0,26d 72,93±0,12c 2,19±0,11c 12,41±0,03a 5,16±0,15d 75 8,23±0,45c 73,60±0,14cb 2,31±0,19c 12,39±0,03a 6,65±0,05c 85 13,35±0,06a 74,94±0,24ab 3,08±0,08a 12,16±0,03ab 12,58±0,06a 95 12,49±0,49b 75,83±0,08a 2,74±0,04b 11,84±0,04b 9,42±0,10b Ghi chú: (*) Số liệu trung bình (n=3) ± SD (Standard Deviation) Các ký hiệu a, b, c, d theo sau cột thể khác biệt mức ý nghĩa P ≤ 0,05 Hình Khả khử gốc tự DPPH theo nhiệt độ sấy 35 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (3), 2020 Kết cho thấy khả khử gốc tự Ảnh hưởng tỷ lệ nước thịt DPPH tăng nhiệt độ sấy từ 65oC lên mãng cầu xiêm 85oC đạt giá trị tối ưu 85oC 72,62%; Tỷ lệ nước nguyên liệu trích ly giảm nhẹ sấy 95oC Một nghiên cứu yếu tố quan trọng có cơng bố cho thấy tăng nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (quyết từ 55oC lên 75oC hàm lượng chlorogenic định đến tăng hay giảm hợp chất sinh acid neochlorogenic acid giảm đáng kể, học dịch trích, đến giá trị hàm lượng hydroxycinamic acid không cảm quan) thay đổi, hoạt động chống oxy hóa Kết nghiên cứu trình Bảng mơ Cafona tăng đáng kể Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ thịt mãng cầu xiêm nước Hàm lượng hợp chất sinh học Tỷ lệ nước/nguyên liệu (mL/g) Tannin Alkaloid Flavonoid Saponin Phenolic mgTAE/g mgCE/g mgQE/g mgSE/g mgGAE/g 20/1 3,71±0,06b 110,75±0,26b 4,09±0,08c 11,93±0,05c 9,62±0,17b 25/1 4,60±0,01a 114,10± 0,33ab 4,95 ± 0,11c 17,73±0,03b 11,19±0,04a 30/1 4,63±0,13a 116,96±0,27a 5,34±0,14a 17,88±0.02a 11,23±0,22a 35/1 4,87±0,03a 117,13±0,30a 5,46±0,13a 17,89±0,03a 11,27±0,03a Ghi chú: (*)Số liệu trung bình (n=3) ± SD (Standard Deviation) Các ký hiệu a, b, c, d theo sau cột thể khác biệt mức ý nghĩa P ≤ 0,05 Kết Bảng cho thấy tăng tỷ lệ nước/nguyên liệu từ 20/1 đến 35/1 hợp chất sinh học có xu hướng tăng đạt hàm lượng cao tỷ lệ 35/1 4,87 mg/g, 117,13 mg/g, 5,46 mg/g, 17,89 mg/g, 11,27 mg/g, nhiên chưa có khác biệt so với mẫu có tỷ lệ 30/1 Nếu chênh lệch nồng độ cấu tử cần trích ly ngun liệu dung mơi lớn hiệu suất trích ly cao, nhiên chênh lệch lớn làm lỗng dịch trích nên cần phải xác định tỷ lệ phù hợp khối lượng nguyên liệu dung môi trích ly Một báo cáo cơng bố cho thấy tỷ lệ ngun liệu/dung mơi trích ly 1/30 (g/mL) thu hàm lượng polyphenol cao Bên cạnh đó, nghiên cứu thực xác định khả khử gốc tự DPPH dịch trích Kết Hình 2a cho thấy khả khử gốc tự DPPH tăng tăng tỷ lệ nước/ngun liệu trích ly, có giá trị cao tỷ lệ 30/1 67,14% chưa có khác biệt với tỷ lệ 25/1 35/1 điều phù hợp với xu hướng tăng hợp chất sinh học trích ly Hình Khả khử gốc từ DPPH (a) điểm đánh giá cảm quan (b) theo tỷ lệ nước/nguyên liệu 36 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (3), 2020 Tuy tỷ lệ 35/1 thu hàm lượng hợp chất sinh học cao theo điểm đánh giá cảm quan Hình 2b, cho thấy tỷ lệ 30/1 có điểm đánh giá cảm cao màu sắc, mùi, vị mức độ ưa thích 4,22, 4,56, 4,78, 8,78 Tuy nhiên chưa khác biệt với tỷ lệ 25/1, tỷ lệ lượng nước phù hợp cho trích ly, khơng làm cho màu sắc, mùi vị sản phẩm đậm hay nhạt Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trích ly Việc lựa chọn nhiệt độ thời gian trích ly thích hợp bước quan trọng chế biến trà từ chiết xuất thực vật Sự thay đổi hàm lượng hoạt chất sinh học khả chống oxy hóa theo DPPH biểu diễn Bảng 3, Hình Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trích ly đến hàm lượng hợp chất sinh học Hàm lượng hợp chất sinh học Nhiệt độ (oC) Tannin Phenolic Flavonoid Alkaloid Saponin (mg TAE/g) (mg GAE/g) (mg QE/g) (mg CE/g) (mgSE/g) 65 4,22c 78,46c 4,74c 15,55a 6,88d 75 4,28c 81,06b 5,22b 15,54a 7,07c 85 5,17a 97,85a 5,74a 15,53a 7,84a 95 4,88b 99,95a 5,25b 15,18b 7,36b Hàm lượng hợp chất sinh học Thời gian Tannin Phenolic Flavonoid Alkaloid Saponin (mg TAE/g) (mg GAE/g) (mg QE/g) (mg CE/g) (mgSE/g) 15 3,39c 78,79c 4,90c 15,36c 6,74c 30 4,63b 85,40b 5,28b 15,37c 7,22b 45 5,08a 96,60a 5,45a 15,56a 7,60a 60 4,92ab 96,53a 5,31b 15,52b 7,59a (phút) Ghi chú: (*) Các ký hiệu a, b, c, d theo sau cột thể khác biệt mức ý nghĩa P ≤ 0,05 Từ kết Bảng cho thấy tăng nhiệt độ trích ly từ 65oC lên 95oC hàm lượng hợp chất sinh học có xu hướng tăng đạt giá trị cao 85oC 5,17 mg/g, 97,85 mg/g, 5,74 mg/g, 15,53 mg/g, 7,84 mg/g, sau giảm xuống nhiệt độ 95oC Đều giải thích nhiệt độ tăng làm giảm sức căng bề mặt độ nhớt, cải thiện hòa tan chất tan vào dung mơi (Ramos et al., 2002) Tuy nhiên, nhiệt độ trích ly nâng cao nhiệt độ tối ưu hàm lượng hợp chất sinh học giảm Các hợp chất có hoạt tính sinh học nhạy cảm với nhiệt độ cao, trích ly nhiệt độ cao thời gian dài hợp chất sinh học bị phân hủy Ảnh hưởng trình trùng đến chất lượng sản phẩm Để đảm bảo an toàn cho sản phẩm thời gian bảo quản, trình trùng có giá trị F lớn Fo (giá trị F tính > Fo) cần lựa chọn Với giá trị pH trà từ thịt mãng cầu xiêm khoảng – vi sinh vật mục tiêu Clostridium Botulinum loại B Trong trường hợp chọn giá trị trùng Fo = 10, z = 9,7 Tref = 90oC 37 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (3), 2020 25 phút Sản phẩm trà thu có giá trị cảm quan tốt, hàm lượng hợp chất sinh học tannin, phenolic, flavonoid, alkaloid, saponin 4,92 mgTAE/g, 7,09 mgGAE/g, 3,57 mgQE/g, 150,45 mgCE/g, 15,73 mgSE/g khả khử gốc tự DPPH 51,71% Qua cho thấy sản phẩm mới, tiện ích, có tác dụng hỗ trợ tốt cho sức khỏe, có khả ứng dụng cao Có thể tiếp tục đầu tư nghiên cứu thử nghiệm dạng pilot để hoàn thiện quy trình sản xuất, điều tra thị hiếu, tính tốn hiệu kinh tế thương mại hóa sản phẩm (Lý Nguyễn Bình Nguyễn Nhật Minh Phương, 2010) Trên sở đó, q trình trùng thực cách ghi nhận nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian để tính tốn giá trị F trình so sánh với số Fo KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết nghiên cứu cho thấy thịt mãng cầu xiêm sấy 85oC đến độ ẩm nhỏ 10%, trích ly với tỷ lệ nước/nguyên liệu 30/1 (mL/g), nhiệt độ 85oC thời gian 45 phút, dịch trích điều vị, rót chai, đóng nắp trùng 85oC TÀI LIỆU THAM KHẢO ADEWOLE, E., AJIBOYE, B.O., IDRIS, O.O., OJO, O.A., ONIKAN, A., OGUNMODEDE, O.T., ADEWUMI, D.F., (2013) Phytochemical, Antimicrobial and Gc-Ms of African Nutmeg (Monodora Myristica) International Journal of Pharmaceutical Science Invention (5) 25-32 DUTTA (2014) Study of secondary metabolites of Gomphostemma niveum Hook.f in Assam, India Journal of Medicinal Plants Studies (5) 24-28 GEORGE, C.V., NAVEEN, D.R., KUMAR, R., SURESH, P.K., KUMAR, R.A., (2015) Antioxidant, DNA protective efficacy and HPLC analysis of Annona muricata (soursop) extracts Journal of Food Science and Technology 52 (4) 2328– 2335 KUMAR, H.N.K., NAVYASHREE, S.N., RAKSHITHA, H.R., CHAUHAN, J.B., (2012) Studies on the free radical scavenging activity of Syagrus romanzoffiana International Journal of Pharmaceutical and Biomedical Research (2) 81-84 LASLO, V., TEUSDEA, A.C., SOCACI, S.A., MIERLITA, D., VICAS, S.I., (2017) Influence of pasteurization on total phenols content and antioxidant capacity of Prunus persica L juices Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 45 (2) 553-560 SARAH, I.A., MUSTAFA, T.M., REHAB, A.A.M., (2015) Identification of some Annona muricata L (soursop) components and their antioxidant effects in rats The IRAQI Postgraduate Mediccal Journal 14 (4) 576-580 SHENG, Z.L., WAN, P.F., DONG, C.L., LI, Y.H., (2013) Optimization of total flavonoids content extracted from Flos populi using response surface methodology Industrial Crops and Products 43 778-786 38 ... (sinh tố), mứt quả, pure, nước ép từ quả, chưa có nhiều nghiên cứu chế biến trà thịt mãng cầu xiêm Vì vậy, nghiên cứu chế biến trà đóng chai từ thịt mãng cầu xiêm thực nhằm tạo loại sản phẩm mới,... pháp nghiên cứu Quy trình chế biến: Nguyên liệu (quả mãng cầu xiêm) → bóc vỏ → cắt miếng → sấy → trích ly → lọc → điều vị → rót chai → trùng → thành phẩm Dựa vào quy trình chế biến, nghiên cứu. .. LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên vật liệu Nguyên liệu: Quả mãng cầu xiêm thu nhận từ vườn trồng mãng cầu xã Mỹ Hòa, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang Chọn trái mãng cầu già, nở gai để hai