Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPNGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM S K L 0 0 9 6 0 7 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG POL
TỔNG QUAN
Tổng quan về sữa chua
2.1.1 Định nghĩa về sữa chua
Sữa chua là sản phẩm sữa lên men cung cấp đường lactose và các chủng vi khuẩn sống, điển hình là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus Đây là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng thiết yếu như protein, canxi, kali, phốt pho và vitamin B2, B12, giúp tăng cường giá trị dinh dưỡng Sữa chua thường được lên men và acid hóa với các vi khuẩn sống xác định rõ, tạo ra sản phẩm đặc, hương vị và thời hạn sử dụng dài Ngoài ra, sữa chua còn chứa các chất dinh dưỡng cần thiết và là phương tiện để tăng cường khoáng chất như probiotic, chất xơ, vitamin và khoáng chất.
Quá trình lên men đã được con người sử dụng để bảo quản sữa từ rất lâu trong lịch sử Mặc dù nguồn gốc hình thành của sữa lên men vẫn chưa được xác định rõ ràng, nhưng nó được cho là có nguồn gốc từ khu vực Trung Đông thậm chí trước cả thời đại Phoenicia Ở Ai Cập, việc tiêu thụ các loại sữa lên men truyền thống như laban rayeb và laban khad đã có từ khoảng năm 7000 trước Công Nguyên Theo luận thuyết Ấn Độ-Aryan, một loại sản phẩm tên dadhi lên men giống với sữa chua lên men ngày nay đã xuất hiện từ khoảng 5000 năm trước Công Nguyên và được cho là sở hữu các đặc tính trị liệu Dadhi vẫn là một thành phần quan trọng trong chế độ ăn uống của người Nam Á và được sản xuất ở hầu hết các hộ gia đình Ấn Độ.
Nam Á, bao gồm Ấn Độ, Pakistan, Nepal và Bangladesh, cùng với Tây Nam Á, bao gồm Iran, Iraq, Balkan, Thổ Nhĩ Kỳ và Syria, là những khu vực sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm sữa lên men lớn nhất trên thế giới.
Người ta tin rằng cuộc xâm lược của người Mông Cổ và các nhà cai trị châu Á khác đã góp phần vào sự lan rộng của sữa chua và sữa lên men từ Nga và châu Âu đến các khu vực khác trên thế giới Ngày nay, sữa chua đã trở thành một sản phẩm phổ biến và là một phần quan trọng trong chế độ ăn uống ở Châu Âu, Úc và nhiều nơi khác Sữa chua và sữa lên men hiện đang được sản xuất thương mại ở hầu hết các quốc gia lớn, đồng thời các cách sản xuất sữa chua truyền thống vẫn được duy trì ở nhiều vùng.
Các nước Trung Đông được coi là cái nôi của sữa chua do khí hậu cận nhiệt đới với nhiệt độ khoảng 40°C tạo điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn trong sữa, từ đó dẫn đến quá trình đông tụ và hình thành sữa chua cũng như các loại đồ uống và sản phẩm sữa lên men khác.
Năm 1909, Elie Metchnikoff, người đoạt giải Nobel, đã đề xuất cơ sở lý luận khoa học về tác dụng có lợi cho sức khỏe của vi khuẩn sữa chua tại Viện Pasteur ở Paris Ông đưa ra giả thuyết rằng S thermophilus và L delbrueckii ssp bulgaricus kiểm soát các bệnh nhiễm trùng do mầm bệnh đường ruột gây ra và điều chỉnh độc tố trong máu, đóng vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa và tử vong Ông cũng liên hệ tuổi thọ và sức khỏe tốt của nông dân Bulgaria với việc họ tiêu thụ nhiều sữa chua và các sản phẩm sữa lên men khác Sau đó, người ta phát hiện ra rằng vi khuẩn khởi động sữa chua phổ biến là S thermophilus và L delbrueckii ssp bulgaricus không thể cấy vào ruột, nhưng L acidophilus được phân lập từ phân người ở trẻ sơ sinh lại có các đặc tính chữa bệnh, làm cho nó trở thành một sinh vật hỗ trợ được ưa chuộng hơn.
2.1.3 Lợi ích của sữa chua
Các sản phẩm sữa chua đã được công nhận là có lợi cho sức khỏe đường ruột từ lâu, ngay cả trước khi có các nghiên cứu khoa học cụ thể Quá trình lên men trong các sản phẩm thực phẩm này giúp tăng cường hoạt động trao đổi chất và cải thiện thành phần của hệ vi sinh đường ruột, từ đó duy trì sự cân bằng vi sinh vật lành mạnh trong ruột, đặc biệt là khi hệ tiêu hóa bị rối loạn.
Các yếu tố như căng thẳng, sử dụng thuốc kháng sinh và các bệnh khác có thể ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong cơ thể Tuy nhiên, vi khuẩn khởi động sữa chua, như L delbrueckii ssp Bulgaricus và S thermophilus, có khả năng tạo ra các chất kháng khuẩn giúp ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh Các nghiên cứu đã chứng minh rằng những vi khuẩn này có thể sản sinh ra các protein hoặc peptide có hoạt tính kháng khuẩn Đặc biệt, chúng đã được chứng minh là có khả năng chống lại một loạt các sinh vật gây bệnh, bao gồm Salmonella, Shigella, Escherichia coli và Pseudomonas.
Sữa chua mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe nhờ thành phần chính là sữa, bao gồm cả canxi, photpho, magie và các protein có khả năng sinh học cần thiết cho sự phát triển và tăng trưởng xương khỏe mạnh Ngoài ra, casein trong sữa còn tạo thành một lớp màng mỏng trên men răng, bảo vệ răng trước sự tấn công của acid thực phẩm và giảm khả năng gây nhiễm khuẩn Do đó, sữa chua không chỉ thừa hưởng các lợi ích của sữa mà còn chứa các chất chuyển hóa từ quá trình lên men và khối lượng lớn các vi khuẩn có lợi tích lũy trong quá trình này.
Vi khuẩn S thermophilus và L delbrueckii ssp bulgaricus là những vi khuẩn khởi đầu trong quá trình lên men sữa chua, đồng thời cũng được coi là chế phẩm sinh học nhờ tác dụng tăng cường sức khỏe Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng vi khuẩn trong sữa chua hỗ trợ tiêu hóa đường lactose, giảm hoặc ngăn ngừa các bệnh tiêu chảy, và tăng cường khả năng phòng vệ miễn dịch Ngoài ra, vi khuẩn trong sữa chua cũng được ghi nhận là vẫn tồn tại và sống trong suốt đường tiêu hóa của con người Việc sử dụng các sản phẩm chứa probiotics trong chế độ ăn uống có thể giúp tái tạo hệ vi sinh vật đường ruột của con người, đặc biệt là khi hệ vi sinh vật này bị mất cân bằng do các yếu tố như căng thẳng, tuổi tác, rối loạn tiêu hóa và liệu pháp kháng sinh.
❖ Lợi ích đối với thành ruột dạ dày và ruột non (Tiêu hóa đường lactose)
Lactase là một enzyme quan trọng được bao bọc bởi màng và nằm trong đường viền bàn chải của các tế bào biểu mô ruột non Khi hoạt động của lactase bị suy giảm, lactose không được phân hủy hoàn toàn và đi vào ruột già, nơi nó bị lên men bởi hệ vi sinh vật tự nhiên, tạo ra các acid hữu cơ, CO2, CH4 và H2 Quá trình này có thể dẫn đến các triệu chứng khó chịu ở những người không dung nạp lactose.
7 loại men cùng với lượng nước quá mức theo hướng thẩm thấu ngược vào ruột già là nguyên nhân chính gây ra các triệu chứng khó chịu như đau bụng, chướng bụng, chuột rút, tiêu chảy và đầy hơi Tuy nhiên, sữa chua lại là một lựa chọn tốt cho những người thiếu lactose vì quá trình lên men đã chuyển hóa một phần lactose, giúp cơ thể hấp thụ dễ dàng hơn Khi lactose trong sữa chua được phân hủy thành glucose và galactose, chúng trở nên dễ hấp thụ hơn nhờ enzyme lactase, giúp giảm thiểu các triệu chứng khó chịu trên.
❖ Hỗ trợ tiêu hóa và tăng cường dinh dưỡng
Sữa chua và các sản phẩm sữa lên men khác cũng rất giàu vitamin A, B2, B1, B6 và
Vi khuẩn lactic đã được chứng minh là có khả năng tổng hợp một số loại vitamin B, chẳng hạn như acid folic, trong quá trình lên men Tuy nhiên, một số loại vitamin B khác, như vitamin B12, lại có thể giảm trong các sản phẩm lên men do vi khuẩn lactic sử dụng chúng trong quá trình lên men.
Lượng vitamin A trong sữa chua thường cao hơn so với sữa thông thường Lý do là vitamin A là một loại vitamin tan trong chất béo, vì vậy nồng độ của nó phụ thuộc vào mức độ chất béo có trong sản phẩm Theo nghiên cứu của Chandan và cộng sự (2017), phần lớn các loại sữa chua có lượng vitamin A cao hơn sữa do thành phần chất béo trong sữa chua cao hơn.
Sữa chua được biết đến là dễ tiêu hóa hơn so với sữa thông thường, nhờ vào khả năng hỗ trợ tiêu hóa đường lactose và protein Quá trình chế biến sữa chua, đặc biệt là bước làm nóng, giúp biến tính whey protein, giảm thiểu khả năng gây dị ứng Quá trình lên men tiếp theo cũng góp phần tiêu hóa casein và whey protein bằng các enzyme thủy phân protein, làm cho sữa chua trở nên dễ hấp thụ hơn Ngoài ra, hàm lượng acid lactic và vitamin B cao trong sữa chua cũng hỗ trợ quá trình tiêu hóa tổng thể, tạo nên một lựa chọn tuyệt vời cho những người muốn cải thiện sức khỏe tiêu hóa.
❖ Phòng ngừa và điều trị tiêu chảy
Tổng quan về cây ổi và lá ổi
2.2.1 Tổng quan về cây ổi
Psidium guajava, còn được biết đến với tên gọi phổ biến là ổi, là một loài cây nhiệt đới nổi tiếng được trồng rộng rãi để thu hoạch quả Loài cây này thuộc chi Magnoliophyta, lớp Magnoliopsida và họ Myrtaceae, thường được tìm thấy ở các vùng khí hậu ấm áp.
Tên khoa học: Psidium guajava Linn(Rai và cộng sự, 2009)
Chi Psidium bao gồm khoảng 133 chi và hơn 3.800 loài, trong đó Psidium guajava là một loài nổi bật với lịch sử lâu đời về giá trị y học Cây ổi, còn được biết đến với tên gọi chung là "Guava" trong tiếng Anh, phát triển rộng rãi ở các vùng nhiệt đới do khả năng trồng trên nhiều loại đất Mexico là một trong những quốc gia trồng ổi nhập khẩu, với diện tích trồng lên đến 36.447 mẫu Anh và sản lượng thu được khoảng 192.850 tấn mỗi năm.
Ổi là loại trái cây có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới của Mỹ, nhưng hiện nay nó có thể được trồng ở nhiều quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới trên toàn thế giới Trái ổi đang được canh tác thương mại ở nhiều vùng đất, bao gồm Pakistan, Ấn Độ, Bangladesh, Thái Lan, Brazil, Cuba, Nam Phi, Philippines, New Zealand, California, Việt Nam, Venezuela, Haiti, Florida, Thái Lan và West Indies Pakistan là nhà sản xuất trái ổi lớn thứ hai trên thế giới, trong khi Ấn Độ đứng đầu về sản lượng trái ổi toàn cầu.
Cây ổi là loại cây thường phát triển cao từ 6-25 ft với các nhánh trải rộng, lá dài và được sắp xếp trái ngược chứa các tĩnh mạch phân nhánh Những bông hoa ổi có màu trắng, chứa bốn đến năm cánh hoa, chiều dài 2 cm, có nhị hoa giống và có mùi thơm đặc trưng Quả ổi có đường kính tròn, thường từ 3-10cm, có trọng lượng 100-400g, và chuyển sang màu vàng đỏ khi phát triển, với hình dạng đa dạng như hình tròn, hình trứng hoặc giống như quả lê Khi chín, quả ổi có mùi xạ hương đặc biệt, rất mạnh nhưng dễ chịu, và cùi của nó có màu hơi sẫm, chứa các hạt màu hơi vàng.
Vỏ ổi mỏng có những đốm màu xanh lục dễ dàng loại bỏ bằng băng tải rửa trái cây, đồng thời chứa hàm lượng lớn các hợp chất kháng khuẩn Ngoài ra, chiết xuất etanolic của thân cây ổi cũng cho thấy hoạt tính chống bệnh tiểu đường cao Ổi còn chứa một lượng lớn chất chống oxy hóa và các hợp chất sinh học như tinh dầu, polysaccharides và khoáng chất, mang lại giá trị dinh dưỡng cao cho người sử dụng.
Guavas are rich in 12 vitamins, enzymes, and alkaloid acids, including triterpenoid, steroid, glycoside, tannin, flavonoid, and saponin They are an excellent source of vitamins C and A, as well as pectin, a vital dietary fiber Guavas also contain high levels of flavonoids, fructose, and carotenoids The Psidium guajava, or guava, has been a historically valuable plant, and current studies focus on its phytochemical and medicinal properties, highlighting its importance as a useful plant species.
Ổi hiện nay có đa dạng các giống, và việc phân loại có thể dựa trên màu sắc như màu hồng hoặc màu trắng Các giống ổi không hạt đang ngày càng phổ biến trên toàn cầu vì chứa nhiều dinh dưỡng hơn Tại Việt Nam, người tiêu dùng có thể tìm thấy nhiều loại ổi chất lượng cao với màu sắc và hình dáng bắt mắt, đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường.
Ổi nữ hoàng hiện là giống ổi ngon nhất hiện nay, nổi bật với quả to, tròn đều, da nhẵn mịn và ít hạt cứng Khi thưởng thức, bạn sẽ cảm nhận được vị ngọt thanh, giòn ngon và đặc biệt là mùi thơm nhẹ rất dễ chịu.
Ổi màu tím là một giống ổi mới được cấy ghép, hoàn toàn khác biệt với các giống ổi truyền thống Điểm đặc trưng của loại quả này là màu đỏ tím sẫm bao phủ toàn bộ quả, từ cuống đến ruột, cùng với mùi vị thơm ngon đặc trưng.
Ổi Đông Du là giống ổi cho trái quanh năm, mang lại năng suất cao và chất lượng vượt trội Khi chín, quả ổi có vị giòn và thanh mát, không quá ngọt, nhưng vẫn giữ được độ ngọt cao Đặc biệt, mùi thơm của ổi Đông Du rất đặc trưng và không lẫn vào đâu được, tạo nên hương vị độc đáo và thu hút người thưởng thức.
Ổi lê ngọt Đài Loan là giống ổi dễ trồng và thích nghi nhanh với môi trường, khiến nó trở nên phổ biến trong những năm gần đây Giống ổi này không chỉ có chất lượng tương đương với các giống ổi hiện có mà còn sở hữu mẫu mã đẹp, thu hút nhiều người trồng.
Ổi hồng Đài Loan là một trong những giống ổi nổi bật với đặc điểm thịt quả có màu đỏ hồng đào đặc trưng Mặc dù năng suất của giống ổi này hiện tại không cao, nhưng kết quả thu được từ quá trình trồng trọt và chăm sóc cho thấy tiềm năng phát triển rất khả quan.
Ổi đá cẩm thạch là một loại ổi mới, nổi bật với giá trị kinh tế cao, do đó thị trường tiêu thụ chủ yếu tập trung vào các nước tư bản giàu có Loại ổi này có đặc điểm nhận dạng là các sọc trên bề mặt trái, khi chín ruột sẽ chuyển sang màu hồng đào vô cùng bắt mắt Không chỉ có màu sắc hấp dẫn, ổi đá cẩm thạch còn sở hữu hương thơm đặc trưng và độ giòn ngon miệng, khiến nó trở thành một sản phẩm được ưa chuộng trên thị trường quốc tế.
2.2.2 Tổng quan về lá ổi
2.2.2.1 Thành phần hóa học chung
Lá ổi là nguồn cung cấp dồi dào các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, giúp tăng cường sức khỏe và chứa các hợp chất hoạt tính sinh học Theo nghiên cứu, lá ổi chứa 82,47% độ ẩm, 3,64% tro, 0,62% chất béo, 18,53% protein và 12,74% carbohydrate, cùng với hàm lượng cao acid ascorbic (103 mg) và acid gallic (1717 mgGAE/g tổng hợp chất phenolic).
Hình 2.1 mô tả chi tiết về quả và lá ổi, bao gồm cả chùm lá và lá đơn lẻ Cụ thể, hình ảnh cho thấy quả ổi và lá ổi với các đặc điểm nổi bật, đồng thời cũng thể hiện sự khác biệt giữa mặt lưng và mặt bụng của lá ổi Những hình ảnh này được trích dẫn từ nghiên cứu của Kumar và cộng sự vào năm 2021.
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của lá ổi
Các hợp chất Thành phần
Các nguyên tố và acid ascorbic (Dutta P và cộng sự, 2014)
Kali Phốt pho Nitơ Acid ascorbic
Carbohydrate/ phenol/ sulfat (Kim SY và cộng sự, 2016)
Fucose Rhamnose Arabinose Galactose Đường glucoza Mannose Xylose Phenol Sunfat Carbohydrate Sulfate polysaccharide
Phương pháp của Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thức (AOAC)
22.98 ± 0.036% [trọng lượng khô (DW) cơ sở]
(Jassal K và cộng sự.,2019) 9.73% (Rahman Z và cộng sự, 2013) 16.8 mg/ 100 g (Thomas LAT và cộng sự, 2017) 8.0 mg/ 100 g (Thomas LAT và cộng sự,2017)
Hoạt tính sinh học hữu ích của chiết xuất lá ổi
Lá ổi chứa các hợp chất có hoạt động sinh học đa hướng, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người Các hoạt động sinh học đáng chú ý của lá ổi bao gồm chống oxy hóa, hạ đường huyết và chống ung thư, đồng thời sở hữu nhiều hoạt tính sinh học khác.
Lá ổi là một nguồn tốt chứa triterpenoids, sesquiterpenes, tannin, psiguadials, dầu dễ bay hơi, flavonoid, benzophenone glycoside và các quinone khác (Jiang L và cộng sự, 2020)
Psiguadial D và psiguadial C trong lá ổi đã được chứng minh là có khả năng ức chế tế bào u gan ở người và protein tyrosine phosphatase 1B Các hợp chất terpenoids và flavonoid có trong chiết xuất lá ổi cũng thể hiện tác dụng chống khối u thông qua việc điều chỉnh hệ thống miễn dịch, ức chế truyền tín hiệu và kết dính tế bào khối u, đồng thời ngăn chặn sự hình thành mạch khối u và tăng sinh tế bào.
2.3.2 Chống đái tháo đường Đái tháo đường là một bệnh mãn tính chính và khoảng 10% dân số thế giới bị rối loạn chuyển hóa glucose trong máu, đặc trưng chủ yếu là tình trạng tăng đường huyết Tình trạng này được đặc trưng bởi sự tiết không đủ insulin từ các tế bào β của đảo tụy (tiểu đường loại 1) hoặc các tế bào không có khả năng phản ứng để đáp ứng với insulin được tiết ra (tiểu đường loại 2) (Mazumdar S và cộng sự, 2015; Punia S và cộng sự, 2021) Các chất chiết xuất từ lá ổi đã được sử dụng rộng rãi như thuốc ethnomedicine để quản lý bệnh tiểu đường (Luo Y và cộng sự, 2019) Flavonoid và polysaccharides trong chiết xuất lá ổi đã được báo cáo về khả năng chống đái tháo đường của chúng trong một số nghiên cứu Lá ổi được biết là có tác dụng chống đái tháo đường và được sử dụng để điều trị bệnh đái tháo đường (Schmid R và cộng sự, 1998) Với sự cải thiện hoạt động của hexokinase và glucose-6- phosphate dehydrogenase, giảm hoạt động của các enzyme gluconeogenic và glucose-6- phosphatase, mức insulin được ổn định (Vinayagam R và cộng sự, 2018)
Nghiên cứu cho thấy polysaccharide trong lá ổi có khả năng giảm đáng kể tổng lượng cholesterol, chất béo trung tính và đường huyết lúc đói Đồng thời, nó cũng giúp tăng tổng số superoxide dismutase và tổng hoạt động của enzyme chống oxy hóa trong cơ thể Các tác giả cũng phát hiện ra rằng polysaccharide trong lá ổi ức chế mạnh mẽ α-glucosidase, với tỷ lệ ức chế lên đến 99,54% ở nồng độ 100 μg/mL, từ đó có thể giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường.
Lá ổi chứa nhiều hợp chất phenolic như acid gallic, pyrocatechol, taxifolin, acid ellagic, acid ferulic và các chất khác, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động chống oxy hóa Ngoài ra, phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao cũng cho thấy sự hiện diện của bảy flavonoid chính, bao gồm quercetin, hesperetin, kaempferol, quercitrin, rutin, catchin và apigenin, cùng với các hợp chất hoạt tính sinh học khác như kaempfertin, isoquinoline và corilaginoline alkaloid Những hợp chất này là nguyên nhân chính tạo nên đặc tính chống oxy hóa của lá ổi.
Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh vai trò quan trọng của các hợp chất chống oxy hóa có trong chiết xuất lá ổi trong việc trung hòa tác hại của các gốc tự do Nhờ khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, chiết xuất lá ổi có thể trở thành một nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp bảo quản thực phẩm và sản xuất mỹ phẩm, giúp kéo dài thời gian bảo quản và tăng cường hiệu quả chăm sóc sức khỏe.
Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng lá ổi có đặc tính chống tiêu chảy hiệu quả Theo báo cáo của Mazumdar và cộng sự (2015), chất chiết xuất từ lá ổi trong etanolic đã thể hiện khả năng chống tiêu chảy ở chuột Wistar Tương tự, nghiên cứu của Ojewole và cộng sự (2008) cũng cho thấy hoạt động chống tiêu chảy của chất chiết xuất từ nước lá ổi Ngoài ra, nghiên cứu của Dewi và cộng sự (2013) đã chứng minh hiệu quả chống tiêu chảy của kết hợp giữa chất chiết xuất từ nước lá ổi và lá trà xanh Những kết quả này cho thấy rằng các chất chiết xuất từ lá ổi có thể là một giải pháp hiệu quả trong việc ngăn chặn tiêu chảy.
Lá ổi chứa các chất chống oxy hóa hữu cơ và vô cơ khác nhau, cũng như các hợp chất chống viêm, được chứng minh là có đặc tính kháng khuẩn, giúp ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây hại.
Tinh dầu lá ổi đã chứng tỏ khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ đối với nhiều loại vi khuẩn, bao gồm Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus và Bacillus subtilis Ngoài ra, các nghiên cứu cũng cho thấy tinh dầu lá ổi còn có hoạt động chống oxy hóa và chống tăng sinh, góp phần bảo vệ sức khỏe con người.
Chất chiết xuất từ lá ổi có thể mang lại lợi ích đáng kể cho sức khỏe, đặc biệt là trong việc cải thiện tình trạng kháng insulin ở gan Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng điều trị bằng chiết xuất lá ổi với nồng độ flavonoid tăng cường có thể thúc đẩy sự đề kháng insulin, từ đó hỗ trợ kiểm soát lượng đường trong máu và giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến chuyển hóa.
20 và hạn chế sự gia tăng nồng độ glucose cũng như lipid ở chuột mắc bệnh đái tháo đường týp
Tổng quan về nguyên liệu
Sữa là nguồn dinh dưỡng quan trọng nhất cho động vật non, chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết để duy trì cuộc sống Với thành phần giàu protein, vitamin và khoáng chất, đặc biệt là canxi, sữa đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của xương Để sản xuất yogurt chất lượng, sữa tươi sử dụng phải đạt yêu cầu cao về chất lượng.
- Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt;
- Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage);
- Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa;
Sữa tươi để lên men sữa chua được lựa chọn dựa theo tiêu chuẩn TCVN 7405:2018
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi tiệt trùng
Màu sắc Màu đặc trưng của sản phẩm
Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng của sản phẩm, không có mùi, vị lạ
Trạng thái Dịch thể đồng nhất
Bảng 2.3 Các chỉ tiêu lý - hoá của sữa tươi tiệt trùng
Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu
Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ hơn 11.50
Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ hơn 3.20
Tỷ trọng của sữa ở 20 o C, g/mL, không nhỏ hơn 1.027 Độ acid, o T 16 - 18
Bảng 2.4 Hàm lượng kim loại nặng của sữa tươi tiệt trùng
Tên chỉ tiêu Mức tối đa
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi tiệt trùng
Tên chỉ tiêu Đơn vị Mức cho phép
Tổng số vi sinh vật hiếu khí CFU/mL 10
Staphylococcus aureus CFU/mL KPH
Clostridium perfringens CFU/mL KPH
Ghi chú: KPH: Không phát hiện
Bột sữa đóng vai trò quan trọng trong việc làm giàu hàm lượng protein của sữa trước khi lên men, đồng thời tăng độ nhớt của sữa chua Việc bổ sung bột sữa giúp tiêu chuẩn hóa hàm lượng protein trong sữa, từ đó duy trì chất lượng ổn định của sản phẩm Có thể sử dụng cả sữa bột gầy và sữa bột nguyên kem, tuy nhiên sữa bột gầy thường được ưa chuộng hơn do không làm ảnh hưởng đến hàm lượng chất béo trong sữa nền.
Việc sử dụng sữa bột tách béo để bổ sung vào sữa chua được coi là tốt hơn so với sữa bột nguyên kem, vì sữa bột nguyên kem có liên quan đến hương vị dễ bị oxy hóa, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Việc bổ sung sữa bột tách béo vào sữa chua đã trở thành quy trình chuẩn trong ngành sản xuất sữa chua, giúp tăng cường chất dinh dưỡng và tạo ra sản phẩm chất lượng tốt Theo các nghiên cứu, bổ sung sữa bột tách béo hỗ trợ tăng độ nhớt và độ gel của sữa chua, mang lại kết quả tốt hơn so với sản xuất sữa chua không bổ sung vi chất.
Việc bổ sung sữa bột tách béo vào sữa chua không chỉ giúp tăng cường chất khô mà còn không ảnh hưởng đến độ pH và sự phát triển của vi khuẩn trong quá trình lên men, theo các nghiên cứu trước đây (2009; Patel, 2011).
Các sản phẩm được tăng cường sữa bột tách béo không chỉ nổi bật về hàm lượng tyrosine mà còn chứa nhiều khoáng chất quý giá như canxi, magiê, đồng, kẽm, kali và mangan Đặc tính kết cấu của gel sữa chua có thể được cải thiện đáng kể khi bổ sung sữa bột tách béo vào hỗn hợp sữa chua, với tỷ lệ khuyến nghị là 3-4% và tối đa là 6% Việc bổ sung 3% sữa bột tách béo được coi là mức phù hợp để nâng cao chất lượng kết cấu của sữa chua.
Sữa bột tách béo đóng vai trò quan trọng trong sản xuất sữa chua khi giúp tăng hàm lượng protein trong dung dịch sữa, đồng thời cải thiện khả năng đông tụ casein và giảm thiểu hiện tượng tách nước trên bề mặt sản phẩm Để đảm bảo chất lượng, sữa bột được lựa chọn phải tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 7979:2013.
Chất tạo ngọt phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất sữa chua là sucrose ở dạng lỏng hoặc dạng hạt Theo quy định, tổng lượng chất rắn đường trong hỗn hợp sữa chua không được vượt quá 11% để tránh ức chế quá trình nuôi cấy sữa chua truyền thống Thông thường, việc bổ sung đường vào sữa diễn ra trước khi thực hiện quá trình thanh trùng.
Giống như các LAB khác, S thermophilus không sinh bào tử, catalase âm tính, kỵ khí tùy tiện và lên men chuyển hóa Dưới kính hiển vi, S thermophilus xuất hiện dưới dạng các tế bào hình cầu hoặc hình trứng với đường kính 0.7-0.9 mm, thường mọc thành cặp hoặc chuỗi khi phát triển trong môi trường lỏng Mặc dù tên gọi của nó, S thermophilus thực sự phát triển tối ưu trong khoảng nhiệt độ 42-45 độ C.
- Vi khuẩn gram dương không sinh bào tử;
- Kớch thước tế bào khoảng 0.7-0.9àm, sống theo cặp hoặc chuỗi dài;
- Nhiệt độ sinh trưởng tối đa ở 50-52 o C, sinh sản tốt nhất ở nhiệt độ 42 o C-45 o C và không sinh trưởng ở nhiệt độ 10 o C;
- pH cuối trong quá trình nuôi cấy canh trường từ 4.0-4.5;
Giống như các loại liên cầu khuẩn khác, S thermophilus là một sinh vật dị dưỡng, đòi hỏi carbohydrate đơn giản làm nguồn năng lượng chính và thường phụ thuộc vào các acid amin đã được tạo thành trước đó làm nguồn dinh dưỡng.
Streptococcus thermophilus có 23% nitơ và có những điểm tương đồng về di truyền và sinh lý với các loài liên cầu khuẩn khác như S salivarius, Streptococcus pyogenes và Streptococcus pneumoniae Tuy nhiên, loài này không chứa các gen độc lực nguyên vẹn hoặc các yếu tố quyết định gây bệnh, điều này làm cho nó trở nên an toàn cho sử dụng trong thực phẩm.
❖ Lactobacillus delbrueckii subsp Bulgaricus (L bulgaricus)
Lactobacillus bulgaricus là một loại vi khuẩn lên men đồng hình yếm khí, thường được tìm thấy trong sữa chua và pho mát, với khả năng chuyển hóa hexose thành acid lactic thông qua con đường Emden-Meyerhof Loại vi khuẩn này có thể lên men đến 90% carbohydrate, bao gồm fructose, glucose và lactose Kết quả cuối cùng của quá trình lên men là acid lactic, một sản phẩm quan trọng trong quá trình sản xuất sữa chua và pho mát Đặc điểm sinh trưởng của L bulgaricus cũng rất phù hợp với điều kiện khí hậu của các nước Trung Đông, làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho sản xuất thực phẩm ở khu vực này.
- Một vi khuẩn hình que, gram dương, không di chuyển và không hình thành bào tử;
- Nhiệt độ sinh trưởng tối đa ở 62 o C, sinh sản tốt nhất ở nhiệt độ 40 o C-50 o C và không sinh trưởng ở nhiệt độ 22 o C;
- Phát triển tốt trong pH thấp (khoảng 5.5-5.8)
L bulgaricus có tất cả các thuộc tính của vi khuẩn probiotic L bulgaricus có thể tồn tại trong quá trình di chuyển qua đường tiêu hóa trên để mang lại lợi ích cho sức khỏe (Lick và cộng sự, 2001).
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.5.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Một nghiên cứu nổi bật về sữa chua bổ sung lá ổi rừng đã thu hút sự quan tâm của cộng đồng khoa học, trong đó sữa chua bổ sung dịch chiết lá ổi rừng đã cho thấy những lợi ích đáng kể Nghiên cứu này đã góp phần làm sáng tỏ vai trò của lá ổi rừng trong việc tăng cường giá trị dinh dưỡng của sữa chua.
Nghiên cứu của Hamid và cộng sự (2009) đã khảo sát ảnh hưởng của dịch chiết lá ổi ở các tỉ lệ khác nhau đến các yếu tố vi sinh và hóa học trong quá trình bảo quản sữa trong 5 ngày Kết quả cho thấy việc bổ sung 225μg/100mL dịch chiết lá ổi vào sữa không chỉ giúp tạo ra một chất chống oxy hóa tự nhiên mà còn không gây ảnh hưởng xấu đến các đặc tính cảm quan và khả năng bảo quản của sản phẩm.
Nghiên cứu của Konstantinos B Petrotos và cộng sự (2016) đã chứng minh polyphenol không vi bao và vi bao có thể được sản xuất từ nước thải của nhà máy ô liu và bổ sung vào sữa chua cùng các sản phẩm từ sữa khác Điều này mở ra cơ hội phát triển sản phẩm chứa polyphenol từ nguyên liệu thô và dạng vi bao, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có và giảm thiểu chất thải.
Nghiên cứu của Leila Arfaoui năm 2020 đã chứng minh rằng việc bổ sung chà là vào sữa chua có thể nâng cao giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe Cụ thể, hai loại sữa chua được sản xuất bằng cách thêm chà là vào sữa đã cho thấy sự gia tăng đáng kể về hàm lượng carbohydrate, khoáng chất và tổng chất rắn Ngoài ra, việc bổ sung chà là cũng làm tăng tổng hàm lượng polyphenol (TPC) và khả năng kháng oxy hóa, với mức tăng lần lượt là 34 và 37 mg GAE/100g Điều này cho thấy rằng việc kết hợp chà là vào sữa chua có thể mang lại những lợi ích sức khỏe đáng kể.
– 1 đối với sữa chua A và B, tương ứng) và hoạt tính chống oxy hóa (51% đối với sữa chua
Sữa chua bổ sung chà là có giá trị TPC và hoạt tính chống oxy hóa cao hơn đáng kể so với sữa chua thông thường, với 57% giá trị TPC cao hơn, đặc biệt khi chà là được thêm vào dưới dạng miếng nhỏ Tuy nhiên, quá trình bảo quản lạnh có thể làm giảm cả TPC và hoạt tính chống oxy hóa ở tất cả các mẫu sữa chua.
2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Mặc dù chưa có nghiên cứu cụ thể về sản phẩm sữa chua bổ sung bột và dịch chiết lá ổi rừng tại Việt Nam, nhưng thị trường hiện nay đã có nhiều sản phẩm sữa chua bổ sung trái cây giàu polyphenol, mang lại tiềm năng phát triển cho các sản phẩm sữa chua chức năng.
Hà Thị Mai Trang và cộng sự (2018) thuộc trường Đại học Nông Lâm Thành phố
Nghiên cứu về chiết xuất polyphenol từ nhân hạt xoài đã được thực hiện tại Hồ Chí Minh bằng phương pháp vi bao giọt tụ Sau đó, vi bao này được bổ sung vào quá trình chế biến yogurt Kết quả cho thấy quá trình thanh trùng là giai đoạn làm giảm hàm lượng polyphenol trong vi bao nhiều nhất, trong khi đó, việc bảo quản yogurt trong một tháng không làm giảm đáng kể hàm lượng polyphenol ở cả điều kiện lạnh và lạnh đông.
Năm 2014, nghiên cứu của Đoàn Anh Dũng và cộng sự tại Đại học Cần Thơ về sử dụng vi khuẩn probiotic Lactobacillus plantarum trong chế biến sữa chua đã cho thấy kết quả đáng khích lệ Để sản phẩm sữa chua đạt chất lượng tốt và rút ngắn thời gian lên men, cần tiến hành ủ vi khuẩn Lactobacillus plantarum trong 24 giờ để đạt mật số vi khuẩn cao nhất, khoảng 3,6 x 10^9 cfu/mL, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men và tận dụng tối đa lợi ích của thế hệ vi khuẩn probiotic.
Quá trình lên men được thực hiện với sự hỗ trợ của Lactobacillus plantarum thứ 5, với mật số 6x10^8 cfu/g, kết hợp với tỷ lệ 0.06g/kg giống thương mại bao gồm Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus Ngoài ra, sữa chua cái được lên men từ giống vi khuẩn Lactobacillus plantarum cũng được bổ sung với tỷ lệ 6% về khối lượng, nhằm tạo ra sản phẩm cuối cùng chất lượng cao.
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng
Sữa tươi được sử dụng trong nghiên cứu này do Công ty Cổ phần sữa TH sản xuất, với thành phần dinh dưỡng trong 100mL bao gồm: 3,3g chất béo, 3g protein, 4,6g cacbohydrat và 104mg canxi.
Sữa bột tách béo sử dụng trong nghiên cứu này có xuất xứ từ New Zealand và được mua tại Công ty Trách nhiệm hữu hạn dịch vụ xuất nhập khẩu Khôi Minh, địa chỉ 154/51 Vườn Lài, phường An Phú Đông, quận 12, TPHCM Nguyên liệu đường được cung cấp bởi Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một Thành Viên Đường, đảm bảo chất lượng cho quá trình nghiên cứu.
TTC Biên Hòa- Đồng Nai
Chủng vi sinh vật: được xuất xứ từ Công ty CHR.Hansen (Đan Mạch) từ loại giống
Lá ổi rừng được thu hái từ huyện M'drak, tỉnh Đắk Lắk, Việt Nam vào tháng 10, với tọa độ cụ thể là 12°43'28.2"N 108°53'30.1"E Các lá ổi thu hái có chiều dài khoảng 10-12cm/lá, được chọn từ lá thứ 4 trở xuống và không bị sâu hại Sau khi thu hái, lá ổi được rửa sạch và sấy khô ở nhiệt độ 50ᵒC cho đến khi đạt độ ẩm 0.05).
Dựa trên hai nghiên cứu trước đó, chúng tôi đã quyết định lựa chọn các thông số và yếu tố quan trọng để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất sữa chua Sau đó, chúng tôi sẽ xác định thông số tối ưu nhất của từng yếu tố để tạo ra các mẫu thí nghiệm tại tâm trong bảng quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa quá trình sản xuất sữa chua cũng như các chất hoạt tính sinh học có trong sữa chua.
❖ Thông số: (Chọn được khoảng tối ưu của 3 thông số)
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên men trong khoảng 37-43 o C với bước nhảy 3 o C;
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy trong khoảng 1-3% (v/v) với bước nhảy 1%;
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng trong khoảng 0.275-1 (mg/mL) với bước nhảy 0.3425 (mg/mL);
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng trong khoảng 100-375 (μl/100mL) với bước nhảy 137.5 (μl/100mL)
Dựa trên các thông số công nghệ đã xác định trước, chúng tôi đã xây dựng mô hình Central Composite Design tối ưu bằng phương pháp đáp ứng bề mặt thông qua phần mềm Design Expert 12 Quá trình này đã giúp chúng tôi xác định được giá trị biên của các thông số, cung cấp cơ sở quan trọng cho việc phân tích và đánh giá hiệu suất của hệ thống Kết quả thu được đã được trình bày chi tiết trong bảng 4.2, cung cấp thông tin quan trọng cho việc tối ưu hóa các thông số công nghệ.
Bảng 4.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm mã hóa các biến độc lập
Tên biến Mức nghiên cứu
Biến thực Biến mã hóa
X2: Tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng (mg/mL)
X3: Tỉ lệ cấy giống VSV
Ảnh hưởng của ba thông số nhiệt độ lên men, tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng và tỉ lệ cấy giống đến hàm lượng TPC tổng, hàm lượng TFC và khả năng kháng oxy hóa ABTS của sữa chua được trình bày trong bảng 4.3 Hàm lượng TPC được xác định dựa trên chất chuẩn acid gallic (mgGAE/100g sản phẩm), trong khi hàm lượng TFC được tính dựa trên chất chuẩn quercetin (mgQE/100g sản phẩm) và khả năng kháng oxy hóa ABTS được dựa trên chất đối chứng dương trolox (mgTE/100g sản phẩm).
4.2.1 Ảnh hưởng của các thông số lên men đến hàm lượng TPC
Bảng 4.4 Phân tích Anova ảnh hưởng của các yếu tố đến TPC
Giá trị Tổng các bình phương
X2- Tỉ lệ bổ sung bột lá ổi 15.41 1 15.41 44.30 0.0002
Sự thiếu phù hợp 2.58 5 0.5168 7.79 0.0608 Không có nghĩa
Bảng 4.5 Kết quả phân tích sự phù hợp của mô hình và thực nghiệm của TPC
Thông số Giá trị Thông số Giá trị Độ lệch chuẩn 0.5898 R 2 0.8947
Giá trị trung bình 18.40 R 2 hiệu chỉnh 0.7763
Hệ số biến thiên CV(%) 3.20 R 2 dự đoán 0.2464 Độ chính xác phù hợp 9.4175
Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho thấy mô hình có ý nghĩa với độ tin cậy 95% và giá trị F-value là 7.55 Giá trị R² được chấp nhận là 0.8947, cao hơn mức chấp nhận 0.75 (Chauhan và Gupta, 2004), cho thấy mô hình có tính phù hợp khá cao Tuy nhiên, giá trị R² dự đoán là 0.2464 chênh lệch đáng kể so với giá trị R² điều chỉnh là 0.776, cho thấy mô hình có vấn đề và cần được kiểm định lại thông qua mẫu kiểm chứng xác nhận để đảm bảo tính chính xác.
Độ chính xác phù hợp thể hiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu là một chỉ số quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của mô hình Kết quả độ chính xác phù hợp là 9.418 lớn hơn 4 cho thấy mô hình này có một tín hiệu thích hợp và đáng tin cậy Điều này có nghĩa là mô hình có thể được sử dụng để điều hướng không gian thiết kế một cách hiệu quả, giúp người dùng đưa ra quyết định sáng suốt hơn.
Giá trị P-value của Lack of Fit phản ánh mức độ rời rạc của mô hình Nếu giá trị P-value này không có ý nghĩa (hay không tin cậy), điều đó chứng tỏ mô hình có sự rời rạc ở mức độ cho phép Kết quả này được minh họa rõ ràng trong bảng 4.4, nơi giá trị P-value lớn hơn 0,05, cho thấy mô hình tối ưu có tính phù hợp cao.
Các yếu tố công nghệ khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến mô hình, trong đó các yếu tố có giá trị p nhỏ hơn 0.05 cho thấy tác động quan trọng đến hàm mục tiêu Kết quả từ mô hình chỉ ra rằng các biến X1, X2 và X3 có giá trị p-value nhỏ hơn 0.05 là những biến quan trọng ảnh hưởng đến hàm mục tiêu với độ tin cậy 95%.
X2X3, X1X3, X1 2, X2 2, X3 2 cũng có sự ảnh hưởng đến hàm mục tiêu nhưng không có ý nghĩa về mặt thống kê do p-value của các giá trị này > 0.05
Sau khi xử lý số liệu bằng Design Expert, ta thu được phương trình hồi quy thể hiện ảnhbhưởng của ba thông số đến TPC như sau:
Các hệ số hồi quy không có ý nghĩa sẽ được loại bỏ khỏi phương trình để tăng độ chính xác của mô hình Tuy nhiên, các biến đơn mặc dù không có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu (p>0.05) nhưng vẫn có tác động đến các biến tương tác, do đó sẽ được giữ lại trong mô hình để tiến hành tối ưu hóa Sau khi loại bỏ các hệ số hồi quy không có ý nghĩa, phương trình hồi quy của mô hình sẽ được cập nhật để đạt được kết quả tối ưu.
X2: Tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng (mg/mL)
Để khảo sát tác động tương tác của các thông số ảnh hưởng đến TPC, đồ thị không gian ba chiều đã được xây dựng bằng phần mềm Design Expert, giúp cung cấp cái nhìn tổng quan về mối quan hệ giữa các thông số này Tỉ lệ cấy giống (% v/v) là một trong những yếu tố quan trọng được xem xét trong quá trình này.
Hình 4.1 minh họa bề mặt đáp ứng thể hiện mối tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng với các yếu tố ảnh hưởng Cụ thể, hình này cho thấy tương tác giữa nhiệt độ và tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng (a), tương tác giữa nhiệt độ và tỉ lệ cấy giống (b), cũng như tương tác giữa tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng và tỉ lệ cấy giống (c) Những tương tác này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các yếu tố và hàm lượng polyphenol tổng, từ đó có thể tối ưu hóa quá trình sản xuất.
Kết quả phân tích phương trình hồi quy của mô hình cho thấy chỉ có ba yếu tố X1, X2 và X3 có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu, với hệ số dương của hàm bậc một Điều này cho thấy mối quan hệ tuyến tính dương giữa các yếu tố này và hàm mục tiêu, trong khi không có sự tương tác đáng kể giữa các yếu tố khác.
Các yếu tố X1, X2 và X3 đều có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu TPC, trong đó tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng có tác động lớn nhất Khi tăng nồng độ bổ sung bột lá ổi rừng, hàm mục tiêu TPC tăng đáng kể Ngoài ra, nhiệt độ và tỉ lệ giống cấy cũng ảnh hưởng đến TPC, mặc dù mức độ ảnh hưởng không bằng với tỉ lệ bổ sung bột lá ổi rừng.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên men, tỉ lệ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng và tỉ lệ giống cấy đến hàm lượng TPC, hàm lượng TFC và khả năng kháng oxy hóa ABTS của sữa
Dựa trên các thông số công nghệ đã được xác định trước, mô hình Central Composite Design được xây dựng và tối ưu hóa bằng phương pháp đáp ứng bề mặt thông qua phần mềm Design Expert 12 Kết quả thu được cho phép xác định giá trị biên của các thông số, được trình bày chi tiết trong bảng 4.11, cung cấp cơ sở quan trọng cho việc phân tích và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình.
Bảng 4.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm mã hóa các biến độc lập
Tên biến Mức nghiên cứu
Biến thực Biến mã hóa
X2: Tỉ lệ bổ sung dịch chiết lỏ ổi rừng (àl/100mL)
X3: Tỉ lệ cấy giống VSV
Ảnh hưởng của ba thông số nhiệt độ lên men, tỉ lệ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng và tỉ lệ cấy giống đến hàm lượng TPC tổng, hàm lượng TFC và khả năng kháng oxy hóa ABTS trong sữa chua được thể hiện rõ ràng Cụ thể, hàm lượng TPC được tính dựa trên chất chuẩn acid gallic (mgGAE/100g sản phẩm), trong khi hàm lượng TFC được tính dựa trên chất chuẩn quercetin (mgQE/100g sản phẩm) Ngoài ra, khả năng kháng oxy hóa ABTS được đánh giá dựa trên chất đối chứng dương là trolox (mgTE/100g sản phẩm).
4.3.1 Ảnh hưởng của các thông số lên men đến hàm lượng TPC
Bảng 4.13 Phân tích Anova ảnh hưởng của các yếu tố đến TPC
Giá trị Tổng các bình phương
X2- Tỉ lệ bổ sung dịch chiết
Sự thiếu phù hợp 2.81 5 0.5617 8.50 0.0541 Không có nghĩa
Bảng 4.14 Kết quả phân tích sự phù hợp của mô hình và thực nghiệm của TPC
Thông số Giá trị Thông số Giá trị Độ lệch chuẩn 0.6131 R 2 0.8460
Giá trị trung bình 17.78 R 2 hiệu chỉnh 0.6727
Hệ số biến thiên CV(%) 3.45 R 2 dự đoán -0.1107 Độ chính xác phù hợp 7.6562
Dựa trên kết quả phân tích phương sai ANOVA và kết quả phân tích cho thấy R 2
Kết quả phân tích cho thấy mô hình có độ phù hợp cao với giá trị R 2 là 0.8460, đồng thời giá trị p của sự thiếu phù hợp lớn hơn 0.05, cho thấy mô hình tương thích với thực nghiệm Tuy nhiên, giá trị R 2 dự đoán âm (-0.1107) cho thấy khả năng dự đoán của mô hình không tốt Nhưng với độ chính xác phù hợp cao (7.6562), mô hình này vẫn có thể được sử dụng để điều hướng không gian thiết kế một cách hiệu quả.
Giá trị F của mô hình đạt 4,88, cho thấy mô hình này có ý nghĩa thống kê Chỉ có 1,79% khả năng xảy ra giá trị F lớn như vậy do nhiễu ngẫu nhiên Kết quả phân tích cho thấy các yếu tố X2 và X3 có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu với độ tin cậy 95%, trong khi các biến X1, X1X2, X1X3, X2X3 và X1² không có ảnh hưởng đáng kể.
X2², X3² cũng có sự ảnh hưởng đến hàm mục tiêu nhưng không có nghĩa về mặt thống kê ở độ tin cậy 95%
Giá trị P-value của Lack of Fit phản ánh mức độ rời rạc của mô hình, giúp đánh giá tính phù hợp của nó Khi giá trị P-value này không có ý nghĩa (hay không tin cậy), điều đó chứng tỏ mô hình có sự rời rạc ở mức độ cho phép Kết quả tính toán cho thấy giá trị P-value lớn hơn 0,05, cho thấy mô hình tối ưu này có tính phù hợp cao.
Sau khi phân tích dữ liệu bằng phần mềm Design Expert, chúng tôi đã thu được phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa ba biến số và hàm lượng polyphenol tổng (TPC), cung cấp thông tin quan trọng về ảnh hưởng của các biến này đến hàm lượng polyphenol tổng.
Sau khi loại bỏ các hệ số hồi quy không có ý nghĩa ra khỏi mô hình, các biến đơn dù không có ảnh hưởng đến hàm mục tiêu (p>0.05) nhưng vẫn được giữ lại do có ảnh hưởng đến các biến tương tác Điều này giúp đảm bảo tính toàn diện của mô hình khi tiến hành tối ưu Sau quá trình loại bỏ, phương trình hồi quy của mô hình đã được tinh chỉnh và sẵn sàng cho các bước tiếp theo.
X2: Tỉ lệ bổ sung dịch chiết lỏ ổi rừng (100àl/mL)
Để khảo sát tác động tương tác của các thông số ảnh hưởng đến TPC, đồ thị không gian ba chiều đã được xây dựng bằng phần mềm Design Expert Đồ thị này cho phép chúng ta phân tích và hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các thông số và TPC, từ đó đưa ra kết luận chính xác về tác động của chúng.
Hình 4.4 thể hiện bề mặt đáp ứng tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng với các yếu tố ảnh hưởng Cụ thể, hình (a) cho thấy tương tác giữa nhiệt độ và tỉ lệ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng, hình (b) thể hiện tương tác giữa nhiệt độ và tỉ lệ cấy giống, và hình (c) minh họa tương tác giữa tỉ lệ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng và tỉ lệ cấy giống Những tương tác này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các yếu tố và hàm lượng polyphenol tổng.
Kết quả phân tích của mô hình cho thấy chỉ có hai thông số X2 và X3 có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu, với hệ số dương của hàm bậc một Điều này cho thấy rằng hai thông số này có mối quan hệ tích cực với hàm mục tiêu, trong khi không có sự tương tác đáng kể giữa các thông số khác.
X1, X1X2, X2X3 cũng như X1X3 Từ biểu đồ bề mặt đáp ứng hình 4.4, các thông số X1, X2,
Tất cả các yếu tố X3 đều ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol tổng trong quá trình lên men yogurt bổ sung dịch chiết lá ổi rừng Trong đó, tỉ lệ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng có tác động lớn nhất đến hàm lượng polyphenol mục tiêu (TPC), khi nồng độ bổ sung dịch chiết lá ổi rừng tăng thì hàm lượng polyphenol mục tiêu cũng tăng đáng kể Để xác định mức độ tối ưu của các thông số, biểu đồ bề mặt ba chiều đã được xây dựng, thể hiện mức ảnh hưởng của tương tác giữa các thông số trong quá trình lên men.
Kết quả nghiên cứu cho thấy giá trị TPC đạt mức cao tại tâm của khoảng đã được chọn, và tăng giá trị của các thông số thì giá trị hàm mục tiêu TPC cũng tăng Các yếu tố về nhiệt độ và tỉ lệ cấy giống cũng ảnh hưởng đến giá trị TPC nhưng không có ý nghĩa về mặt thống kê với độ tin cậy 95% Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đó, trong đó việc bổ sung nước ép aronia vào sữa chua làm tăng tổng hàm lượng polyphenol và flavonoid, và sữa chua bổ sung với các sản phẩm tự nhiên làm tăng TPC của sữa chua Biểu đồ bề mặt đa chiều đã được xây dựng để xác định mức độ tối ưu của các thông số, và giá trị TPC đạt tối ưu tại điểm tâm của khoảng được chọn.
4.3.2 Ảnh hưởng của các thông số lên men đến hàm lượng TFC
Bảng 4.15 Phân tích Anova ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng flavonoid
Giá trị Tổng các bình phương
X2- Tỉ lệ bổ sung dịch chiết 30.33 1
Bảng 4.16 Kết quả phân tích sự phù hợp của mô hình và thực nghiệm của flavonoid
Thông số Giá trị Thông số Giá trị Độ lệch chuẩn 0.7524 R 2 0.9407
Giá trị trung bình 21.22 R 2 hiệu chỉnh 0.8740
Hệ số biến thiên CV(%) 3.55 R 2 dự đoán 0.5985 Độ chính xác phù hợp 14.7429
Dựa trên kết quả phân tích phương sai ANOVA và kết quả phân tích cho thấy R 2
Mô hình có tính phù hợp cao với giá trị R² là 0,9407, cho thấy mô hình này phù hợp với dữ liệu thực tế Tuy nhiên, giá trị R² dự đoán là 0,5985 có sự chênh lệch lớn so với giá trị R² điều chỉnh là 0,8740, cho thấy mô hình cần được kiểm định lại Độ chính xác phù hợp của mô hình là 14,7429, lớn hơn 4, cho thấy một tín hiệu thích hợp và mô hình này có thể được sử dụng để điều hướng không gian thiết kế.
Giá trị P-value của Lack of Fit phản ánh mức độ rời rạc của mô hình, và kết quả cho thấy giá trị P-value lớn hơn 0,05, chứng tỏ mô hình này có tính phù hợp Hơn nữa, giá trị F của mô hình là 14,10, ngụ ý rằng mô hình là đáng kể với chỉ 0,05% khả năng xảy ra giá trị F lớn như vậy do nhiễu Các yếu tố có ảnh hưởng đến hàm mục tiêu được xác định là X1, X2 và X3 với giá trị p nhỏ hơn 0,05, cho thấy chúng có tác động đáng kể đến mô hình.
X2X3, X1² có ảnh hưởng đến hàm mục tiêu với độ tin cậy 95%, ngoại trừ các biếnX1X2,
X1X3, X2², X3² cũng có sự ảnh hưởng đến hàm mục tiêu nhưng không có nghĩa về mặt thống kê ở độ tin cậy 95%
Tiến hành xử lý số liệu, thu được phương trình thể hiện ảnh hưởng của ba thông số đến TFC trong sữa chua:
Các hệ số hồi quy không có ý nghĩa sẽ được loại bỏ khỏi phương trình Điều đáng lưu ý là các biến đơn dù không có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu (với p > 0.05) nhưng lại có tác động đến các biến tương tác, vì vậy chúng vẫn đóng vai trò quan trọng trong mô hình.
Kết quả xác định một số hoạt tính sinh học, vi sinh của sữa chua (yogurt) có bổ sung bột/ dịch chiết lá ổi rừng trong quá trình bảo quản
Sau quá trình tối ưu hóa quá trình lên men yogurt, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn được 2 mẫu sữa chua bổ sung bột lá ổi (OLP) và mẫu sữa chua bổ sung dịch chiết lá ổi (OLE) để so sánh với mẫu sữa chua đối chứng không bổ sung bột/dịch chiết lá ổi rừng (ĐC).
Sự thay đổi pH, độ acid chuẩn độ của sữa chua trong quá trình lên men ở 40ºC trong
5 giờ được trình bày ở hình 4.7 và 4.8
Hình 4.7 Sự thay đổi pH của sữa chua trong quá trình lên men ở 40ºC trong 5h
Kết quả phân tích ở hình 4.7 và 4.8 cho thấy quá trình lên men sữa chua bằng phương pháp nuôi cấy khởi động phụ thuộc vào hoạt động cộng sinh của hai nhóm vi khuẩn, tạo nên phản ứng hóa học phức tạp và chuyển đổi thành phần dinh dưỡng của sữa.
Lactobacillus spp facilitates the breakdown of proteins, producing amino acids and peptides that stimulate the growth of S thermophilus (Sandine & Elliker, 1970), while S thermophilus, in turn, converts carbon dioxide and formic acid, thereby promoting the growth of Lactobacillus spp.
Quá trình lên men trong sữa chua dẫn đến giảm dần pH của các mẫu, theo nghiên cứu của Kailasapathy (2006) Trong 2 giờ đầu, quá trình lên men diễn ra chậm và không có sự thay đổi đáng kể về pH ở tất cả các mẫu Tuy nhiên, từ giờ thứ 2 đến giờ thứ 5, pH giảm nhanh chóng, với độ dốc lớn hơn trên đồ thị Ban đầu, giá trị pH của các mẫu dao động ở mức 6,5.
Độ pH của các mẫu ĐC, OLP và OLE vẫn chưa cho thấy sự khác biệt đáng kể Đồng thời, độ acid của tất cả các mẫu này nằm trong khoảng giá trị được công bố đối với sữa chua thông thường, cụ thể như nghiên cứu của Kailasapathy và cộng sự (2008) cũng như Hassanein và cộng sự (2008) đã chỉ ra.
Sự thay đổi độ acid của sữa chua trong quá trình lên men ở 40ºC trong 5 giờ cho thấy mẫu chuẩn luôn thấp hơn 2 mẫu OLP và OLE Kết quả này tương đồng với báo cáo của Shabboo Amirdivani và cộng sự (2011) khi bổ sung bạc hà, thì là và quế vào sữa chua để tăng khả năng chống oxy hóa Tổng độ acid có thể chuẩn độ (TTA) là chỉ số phù hợp để đánh giá khả năng lên men của vi sinh vật, vì nó phản ánh tổng lượng các ion hydro có trong mẫu sữa lên men Việc bổ sung bột hay dịch chiết lá ổi rừng làm tăng lượng acid lactic, giúp pH của mẫu về nhanh hơn và rút ngắn thời gian lên men sản phẩm.
4.4.2 Kết quả khảo sát hàm lượng polyphenol tổng theo thời gian bảo quản
Kết quả phân tích hàm lượng polyphenol tổng của các mẫu sữa chua theo thời gian bảo quản 1,7,14,21 ngày được trình ở bảng 4.20
Bảng 4.20 Kết quả khảo sát hàm lượng polyphenol tổng của các mẫu sữa chua theo thời gian bảo quản
Thời gian ĐC (mg GAE/100g yogurt)
Ghi chú: a-d: Trong cùng một cột, những giá trị có chữ cái khác nhau là khác nhau có ý nghĩathống kê (p