Nghiên ứu điều kiện công nghệ thu nhận lycopene từ cà chua có sử dụng chế phẩm enzyme

Lycopene có nhiều trong các loại thực phẩm nhƣ cà chua, gấc, dƣa hấu, bƣởi đỏ và ổi đào… Lycopene có thể đƣợc trích ly từ cà chua bằng cách dùng môi hữu cơ nhƣ hexane, acetone, ethanol,

-

VŨ PHƯƠNG NAM

Em xin g i l cử ời ảm ơn chân thành cảm ơn tới các cán b c a B môn Thộ ủ ộ ực

phẩm và Dinh dưỡng, Vi n Công nghi p Th c phệ ệ ự ẩm đã động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình th c hiện đề tài ự

Em xin cảm ơn tới các th y cô giáo và cán b công tác t i Vi n Công ngh ầ ộ ạ ệ ệSinh h c và Công ngh ọ ệThực phẩm, trường Đạ ọi h c Bách Khoa Hà Nội đã dạy d ỗ

và t o mạ ọi điều ki n thu n l i cho em trong suệ ậ ợ ốt thời gian học tậ ại trườp t ng

n bè, nh i luôn luôn bên c nh

Em cũng xin cảm ơn gia đình và bạ ững ngườ ạ

động viên, khích lệ, giúp em vượt qua nh ng ữ khó khăn trong quá trình họ ậc t p và nghiên c u ứ

Hà Nội ngày 28 tháng 3 năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

t qu c a lu t qu nghiên c u c a tôi Tôi xin cam đoan: Kế ả ủ ận văn này là kế ả ứ ủ

đƣợc th c hi n t i Vi n Công nghi p Th c ph m ự ệ ạ ệ ệ ự ẩ

N i dung luộ ận văn có tham khảo và s d ng các tài liử ụ ệu, thông tin đƣợc đăng

tải trên các tác phẩm, t p chí theo danh m c tài li u tham kh o c a luạ ụ ệ ả ủ ận văn

Hà Nội ngày 27 tháng 3 năm 2018

MỤ C LỤC TRANG PH BÌA Ụ

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC CH ẾT TẮT ỮVI

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

M Ở ĐẦU 1

PHẦN 1: T NG QUAN 3 Ổ 1.1 LYCOPENE 3

1.1.1 Tính chất vật lý và hóa h c 3 ọ 1.1.2 Tính chất sinh h c 4 ọ 1.1.3 Vai trò của Lycopene trong cơ thể con người 5

1.1.4 Ngu n cung c p Lycopene 7 ồ ấ 1.2 CÀ CHUA 9

1.2.1 M t s gi ng cà chua ộ ố ố ở Việt Nam 9

1.2.2 Thành ph n hóa hầ ọc và cấu trúc c a qu ủ ảcà chua 10

1.2.3 S phân b Lycopene trong cà chua 13 ự ố 1.3 M T S K THU T TRÍCH LY CÁC HOỘ Ố Ỹ Ậ ẠT CHẤT SINH HỌC TỪ THỰC VẬT 14

1.3.1 K thu t trích ly b ng dung môi 14 ỹ ậ ằ 1.3.2 Vai trò b sung các ch ph m enzyme trong trích ly các ho t chổ ế ẩ ạ ất sinh học từ thực vật 16

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U TRÍCH LY LYCOPENE T Ứ ỪCÀ CHUA 18

1.4.1 Trích ly Lycopene t ừcà chua bằng dung môi 18

1.4.2 ng d ng các ch ph m enzyme x Ứ ụ ế ẩ ử lý cà chua để trích ly Lycopene 20

1.5 Một số phương pháp thu nhậ ản s n ph m chẩ ứa hoạt chất sinh h c 22 ọ 1.5.1 Phương pháp cô đặc dịch chiết 22

1.5.2 Phương pháp kết tinh 24

1.6 Tình hình sản xuất các sản xuất các sản phầm giàu Lycopene 24

PHẦN 2: NGUYÊN V T LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 Ậ 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 27

2.1.1 Nguyên li u 27 ệ 2.1.2 Thiế ịt b 27

2.1.3 Hóa ch t 28 ấ 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.2.1 Nghiên c u l a chứ ự ọn các điều ki n x lý nguyên li u cà chua b ng ch ệ ử ệ ằ ế ph m enzyme 28 ẩ 2.2.2 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp trích ly Lycopene bằng dung môi 30

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu lựa chọn các thông số cô đặc chân không thích hợp 31 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu điều ki n k t tinh Lycopene 32 ệ ế 2.2.5 Phương pháp thu nhận ch ph m b ng s y chân không 34 ế ẩ ằ ấ 2.3 Các phương pháp phân tích 34

2.3.1 Phương pháp đo pH 34

2.3.2 Phương pháp xác định độ ẩ m 35

2.3.3 Các phương pháp xác định Lycopene 35

PHẦN 3 - KẾT QUẢVÀO TH O LUẢ ẬN 37

3.1 NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KI N CÔNG NGH TÁCH CHIỆ Ệ ẾT LYCOPENE T CÀ CHUA 37 Ừ 3.1.1 Nghiên c u x lý nguyên li u cà chua b ng ch ph m enzyme 37 ứ ử ệ ằ ế ẩ 3.1.2 Nghiên cứu các điều ki n tách chi t Lycopene t Paste cà chua sau khi ệ ế ừ x lý enzyme 45 ử 3.2 NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KI N CÔNG NGH THU NH N CH Ệ Ệ Ậ ẾPHẨM LYCOPENE 51

3.2.1 Nghiên cứu các đ ềi u ki n thu hệ ồi dịch Lycopene cô đặc 51

3.2.2 Nghiên cứu các điều ki n kệ ết tinh Lycopene 52 3.2.3 Nghiên cứu các điều ki n thu h i tinh th Lycopene 58 ệ ồ ể

3.3 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG S N PH M 62 Ả Ẩ PHẦN 4 K T LU N 64 Ế Ậ KIẾN NGH 65 Ị TÀI LIỆU THAM KH O 66 Ả PHỤ Ụ L C 72

DANH MỤ C CÁC CH ẾT TẮT Ữ VI

T viừ ế t tắt Tên đầy đủ

BBC British Broadcasting Corporation

Thông tấn xã qu c gia Anh ốDNA Deoxyribonucleic acid

TNF- α Tumor necrosis factor α

Y u t ho i t khế ố ạ ử ối u α

ICAM-1 Intecellular adhesion molecule 1

Phân t g n kử ắ ết các tế bào nhóm 1 ROS Reactive oxygen species

Gốc tự do oxy hóa

EC 50 Half maximal effective concentration

Nồng độ hiệu qu trung bình ảBHT Butylated hydroxytoluene

DANH MỤC CÁC BẢNG

B ng 1.1 Tính chả ất vật lý c a Lycopene ủ 4

Bảng 1.2 Hàm lượng Lycopene trong một số loại rau quả 7

B ng 1.3ả Hàm lượng Lycopene ong cà chua và 1 s s n ph m ch bi n tr ố ả ẩ ế ế

B ng 1.4 Thành ph n hóa h c a ả ầ ọc ủ cà chua 11

B ng 1.5.ả Hàm lượng Lycopene ở thờ ỳ chín đỏ ủi k c a một số ố gi ng cà chua 14

B ng 2.1 H ng s ả ằ ố riêng và bước sóng cực đại của các dung môi 34

B ng 3.1 ả Ảnh hưởng c a ủ loại dung môi tới hiệu qu k t tinh Lycopene ả ế

B ng 3.2 ả Ảnh hưởng c nhiủa ệ ột đ s y t i hi u qu s y tinh th Lycopene ấ ớ ệ ả ấ ể 58

B ng 3.3 ả Ảnh hưởng của áp suất chân không tới hiệu qu s y tinh th ả ấ ể

B ng 3.4 ả Ảnh hưởng của thời gian s y tấ ới hiệu qu s y tinh th Lycopene ả ấ ể 61

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu lý hóa của chế phẩm Lycopene 50% 62

Hình 3.2 Ảnh hưởng của các dung môi đến hiệu suất trích ly Lycopene 43

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu tới hiệu suất trích

Hình 3.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất trích ly Lycopene 45

Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệ ột đ và thời gian đến hi u suệ ất trích ly

Hình 3.6 Ảnh hưởng c a số ầủ l n trích ly t i hiệớ u su t trích ly Lycopene ấ 47

Hình 3.7 Ảnh h ng c a nhiưở ủ ệ ột đ và áp suất cô đặc tới tỷ l Lycopene ệ

Hình 3.8 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi : nhựa dầu Oleoresin tới hiệu quả

Hình 3.9 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới hiệu quả kết tinh Lycopene 52

Hình 3.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu quả kết tinh Lycopene 53

Hình 3.11 Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu quả kết tinh Lycopene 54

M Ở ĐẦU Lycopene là một hydrocarbon tetraterpenic (C40) có chứa 11 liên kết đôi liên hợp tuyến tính, chịu trách nhiệm cho màu đỏ đậm và đặc tính chống oxy hóa mạnh của quả cà chua chín [52] Khả năng vô hiệu hóa các oxy nguyên tử của Lycopene gấp 2 lần β carotene và cao hơn gấp 10 lần so với α- -tocopherol, do đó Lycopene có tác dụng chống lại các bệnh ung thư, xơ vữa động mạch và các bệnh liên quan đến động mạch vành Lycopene có nhiều trong các loại thực phẩm như cà chua, gấc, dưa hấu, bưởi đỏ và ổi đào… Lycopene có thể được trích ly từ cà chua bằng cách dùng môi hữu cơ như hexane, acetone, ethanol, chloroform, petroleum, ether, tetrahydrofuran Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, Lycopene có thể được trích ly bằng cách sử dụng một số phương pháp khác như: trích ly có sự hỗ trợ của sóng siêu âm; quá trình trích ly với sự hỗ trợ của vi sóng/siêu âm, trích ly bằng phương pháp CO2 lỏng siêu tới hạn, phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của enzyme

Để hạn chế tối đa việc sử dụng các dung môi hữu cơ trích ly sử dụng enzyme là lựa , chọn khả thi và thân thiện với môi trường “xanh” Các enzyme có hoạt tính cellulolytic, hemicellulolytic và pectinolytic, có khả năng phân cắt mạng lưới cellulose, hemicellulose và pectin trong cấu trúc thành thực vật của cà chua Vì thế làm tăng sự thâm nhập của dung môi và sự hòa tan Lycopene đã xuất hiện ngay khi các hợp chất polysaccharide của thành tế bào bị các enzyme phân cắt [5], dẫn đến hiệu suất của quá trình trích ly tăng lên

Lycopene từ cà chua đã được thế giới công nhận là an toàn và được phép sử dụng trong các loại sản phẩm thực phẩm và dược phẩm Theo d báo c a BBC, ự ủtháng 9 năm 2011, thị trường toàn cầu đố ới v i Lycopene c d ng ch t màu ph gia ở ả ạ ấ ụthực ph m và ch t b ẩ ấ ổ sung dinh dưỡng tăng từ 66 triệu Đô la Mỹ (USD) năm 2010 lên 84 triệu USD năm 2018 Tuy nhiên, Vi t Nam vệ ẫn chưa sản xuất được các chất

màu đỏ Lycopene t ừ cà chua để làm ph gia thụ ực ẩm và dượph c phẩm trong khi đó ngu n nguyên li u cà chua cồ ệ ủa nước ta là khá l n ớ Việ ạc t o ra các s n phả ẩm àu đỏm

ở Vi t Nam là rệ ất có ý nghĩa cho việc b o v s c khả ệ ứ ỏe người tiêu dùng, trong b i ố

c nh chúng ta không kiả ểm soát được vi c s d ng các ch t màu có ngu n g c hóa ệ ử ụ ấ ồ ố

học tổng hợp độc h i trong ch bi n thạ ế ế ực phẩm hi n nay ệ

Ở Vi t Nam, ệ cà chua được trồng gần như quanh năm trên cả nước với sản lượng lớn và giá cả hợp lý Năm 2012 diện tích trồng cà chua cả nước đạt xấp xỉ 24 nghìn ha, sản lượng đạt khoảng 617 nghìn tấn Trong những năm gần đây, một số sản phẩm chế biến từ cà chua như: cà chua đóng hộp nguyên quả, nước cà chua cô đặc, tương cà chua, mứt cà chua đã được sản xuất trong nước, nhưng nhìn chung sản phẩm chưa đa dạng và chưa tương xứng với tiềm năng của cây cà chua Việt Nam Do đó, vấn đề ‘‘Nghiên cứu điều ki n công ngh thu nh n Lycopene t cà ệ ệ ậ ừ

chua có s dử ụ ng chế phẩm enzyme” không chỉ tạo ra một công nghệ sản xuất thân

thiện với môi trường mà còn là tiền đề để tạo ra các sản phẩm mới có giá trị cao từ loại nguyên liệu quen thuộc này Đề tài được thực hiện nhằm mục đích xác đị nh được các điều ki n công ngh ch y u thu nh n Lycopene t cà chua v i các n i ệ ệ ủ ế ậ ừ ớ ộdung nghiên cứu như sau:

- Nghiên cứu các điều ki n công ngh tách chi t Lycopene t ệ ệ ế ừcà chua

- Nghiên cứu các điều ki n công ngh thu nh n ệ ệ ậ chế ph m Lycopene ẩ

Hình 1.1 Cấu trúc c a Lycopene d ng ủ ạ all - trans

Do trong c u trúc phân t có ch a nhi u liên kấ ử ứ ề ết đôi nên Lycopene có tới 1.056 đồng phân khác nhau nhưng chỉ có m t ph n nh ộ ầ ỏ được tìm th y trong t ấ ựnhiên Trong huyết tương người, Lycopene là m t h n hộ ỗ ợp đồng phân trong đó

đồng phân cis chi m kho ng 60% ế ả All-trans, 5-cis, 9-cis, 13-cis và 15-cis là những

dạng đồng phân ph ổ biến nh t c a Lycopene [51] ấ ủ Hoạt tính ch ng oxy hoá cố ủa

Lycopene được làm n i b t b i tính ch t d p t t oxy nguyên t (singlet oxygen-ổ ậ ở ấ ậ ắ ửquenching) và kh ả năng bẫy các g c t do peroxyl ố ự Khả năng dậ ắp t t oxy nguyên t ử

c a Lycopene cao g p hai l n so vủ ấ ầ ới -carotene, g p 10 l n so vấ ầ ới tocopherol và butylated hydroxyl toluene [54 ]

-Bảng 1.1 Tính chấ t vật lý của Lycopene Công thức phân t : ử C40H56

Tính tan: Tan trong chloroform, hexane, benzene carbon disulfide,

acetone, ether dầu và dầu; không tan trong nước, ethanol và methanol

Tính ổn định: Nhạy c m v i ánh sáng, oxy, nhiả ớ ệt độ cao, axit, ch t xúc tác ấ

và ion kim lo i ạ1.1.2 Tính chất sinh học

Lycopene trong cơ thể người được h p th t bấ ụ ừ ữa ăn chiếm kho ng 10% - ả30% [43] Lycopene được h p th hi u qu khi b sung thêm ch t béo do nó là m t ấ ụ ệ ả ổ ấ ộ

chất ưa béo Các y u t v l i sống như hút thuốế ố ề ố c lá, tiêu thụ rư u, lipid máu, và các ợ

y u t sinh hế ố ọc chẳng hạn như tuổi ho c tr ng thái hoóc môn ặ ạ có ảnh hưởng đế ựn s

h p th Lycopene [35] Dấ ụ ạng đồng phân c a Lủ ycopene cũng ảnh hưởng đến s hự ấp

t tính sinh h c c a Lycopene trong th c ph m ph c vào nhi u y u

t [20]ố Lycopene được h p th tấ ụ ốt hơn từ ch ế độ ăn giàu chất béo và th c phự ẩm đã qua ch biế ến hơn là từ thực phẩm chưa qua chế ế bi n Lycopen sau khi h p th ấ ụ được phân b ố đi khắp cơ thể ngườ ằi b ng h ệthống tu n hoàn Lycopene là carotenoid ch ầ ủ

y u trong huyế ết tương người và có th i gian bán hu là t 2-3 ngày Các b ph n có ờ ỷ ừ ộ ậ

nồng độ ycopene cao đượ L c tìm thấy là gan, mô thượng th n và mô sinh d c (cao ậ ụ

g p 10 l n so v i các lo i mô khác) Nấ ầ ớ ạ ồng độ Lycopene n m trong kho ng t 0,2 ằ ả ừ –21,4 nmol/g mô Lycopene không được phân b ố đồng đều trong các b ph n S ộ ậ ựkhác bi t này ch ra r ng có nhệ ỉ ằ ững cơ chế ụ c thể cho s phân b c a Lự ố ủ ycopene, đặc

bi t là tuyệ ở ến thượng th n và tinh hoàn Các nghiên cậ ứu đã báo cáo nồng độLycopene cao nh t trong tinh hoàn cấ ủa người, ti p theo là tuyế ến thượng th n> gan> ậtuy n ti n li t> vú> t y> da> ru t k t> bu ng tr ng> ph i> d dày> th n> mô mế ề ệ ụ ộ ế ồ ứ ổ ạ ậ ỡ>

c t cung M c Lycopene ổ ử ứ trong huyết tương có thể thay đổi gi a nhữ ững ngườ ừi t các quốc gia khác nhau [20]

1.1.3 Vai trò của Lycopene trong cơ thể con người

M t vài nghiên c u gộ ứ ần đây đã công bố ch ế độ ăn giàu cà chua và các sản

ph m t cà chua có ch a Lycopene giúp b o v ẩ ừ ứ ả ệchống l i nhi u lo i b nh mãn tính ạ ề ạ ệ

nh ho t tính ch ng oxy hoá Ch ờ ạ ố ế độ ăn uống giàu Lycopene b o v lipit, protein và ả ệDNA khỏi quá trình oxy hoá Thêm vào đó, chế độ ăn uố ng có ch a Lycopene làm ứ

gi m các b nh mãn tính và mả ệ ức độ Lycopene trong huy t thanh và các mô có liên ếquan đến nguy cơ mắc nh ng b nh này M t vài nghiên c u d ch t hữ ệ ộ ứ ị ễ ọc đã công bố

mối tương quan tỉ ệ l ngh ch gi a cà chua và ch ị ữ ế độ ăn giàu cà chua đố ớ ỉ ệ ắc i v i t l mcác bệnh v ề ung thư

i b

Tác dụng đối vớ ệnh ung thư

Ung thư tuyến ti n li t là m t bề ệ ộ ệnh thường xuyên được chuẩn đoán nhất Các

t ế bào phơi nhiễm b oxy hóa có th là nguyên nhân phát tri n nhi u lo i b nh ung ị ể ể ề ạ ệthư Các carotenoid như Lycopene là m t trong nh ng ch t có tính ch ng oxy hóa ộ ữ ấ ố

và kh ả năng phá hủy g c t do m nh Các nghiên c u cho th y r ng h p th mố ự ạ ứ ấ ằ ấ ụ ột

lượng l n Lycopene có th ớ ể ngăn ngừa các b nh ệ ung thư tuyế ụn t y, tr c tràng và vú ự[52] B sung Lycopene trong thành ph n thổ ầ ức ăn của chu t làm gi m kh i u th ộ ả ố ửnghiệm di căn trong ống nghi m gây ra b i t bào gan cệ ở ế ủa người Nghiên cứu tương

t ự cũng chỉ ra r ng Lycopene c ch s phát tri n c a ung thằ ứ ế ự ể ủ ư đại tràng ở người

b ng cách làm gi m nằ ả ồng độ ế t bào HT-29 [22] Trong nuôi c y t bào, Lycopene ấ ế

ức ch kh i u vú hi u qu ế ố ệ ả hơn so với các loại carotenoid khác như α và β carotene [52]

i ch

Tác dụng đối vớ ứ ng xơ v ữa độ ng mạch

Các ch t trung gian gây viêấ m như TNF α, interleukin (IL 1β) và IL- - -8 gắn LDL-cholesterol v i nớ ội mô và làm tăng biểu hi n các phân t k t dính b ch cệ ử ế ạ ầu trên nội mô trong quá trình gây xơ vưa động m ch M t nghiên cạ ộ ứu đã kết lu n r ng ậ ằLycopene làm suy y u TNF-ế α gây kích hoạt NF, bi u hi n ICAM-1 Trong mể ệ ột nghiên c u chéo trên tình nguyứ ện viên người kho m nh, 5,7 mg Lycopene trong 26 ẻ ạngày đã kiểm soát đáng kể ự ả s s n xu t TNF-ấ α [25]

i gan

Tác dụng đối vớ

Tác d ng b o v gan cụ ả ệ ủa ycopene đã được đánh giá đố ớL i v i viêm gan siêu

vi galactosamine/lipopolysaccharide ở chuột nh t [22] S d ng Lycopene ắ ử ụ ở liều 10mg/kg s làm gi m m c cholesterol, triglyceride và axit béo t do, ti p theo là ẽ ả ứ ự ế

gi m các phospholipids trong huyả ết thanh và gan Lycopene cũng phục h i các ồenzyme chống oxy hóa như glutathione peroxidase, glutathione transferase [47]

t

Tác dụng đối với mắ

Các nghiên c u d ch t h c cung c p b ng ch ng r ng các ch t ch ng oxy ứ ị ễ ọ ấ ằ ứ ằ ấ ốhóa làm ch m s n tri n cậ ự tiế ể ủa đục th y tinh th ủ ể và thoái hóa điểm vàng liên quan

đến tu i tác Nghiên c u v Lổ ứ ề ycopene cũng cho thấy Lycopene có th b o v dòng ể ả ệ

t bào bi u mô s c t võng m c cế ể ắ ố ạ ủa người ARPE-19 đểchống l i stress oxy hóa gây ạ

ra peroxit Lycopene đóng một vai trò quan tr ng trong viọ ệc ngăn ngừa đục th y ủtinh thể Nó cũng ngăn ngừa s ự thay đổi hình thái gây ra do đường và điều ch nh ỉtình trạng ch ng oxy hoá c a các tếố ủ bào bi u mô mể ắt của con người [11]

i b

Tác dụng đối vớ ệnh loãng xương

Stress oxy hóa gây ra b i ROS là m t trong nh ng y u t chính liên quan ở ộ ữ ế ố

đến bệnh loãng xương Lycopene có tác dụng làm tăng sinh và phân hóa các t bào ế

t o ạ xương Carbonyl là s n ph m c a oxy hóa protein và dả ẩ ủ ẫn đến stress oxy hóa và chứng loãng xương Do đó các chấ ổt b sung Lycopene trong điều tr ị loãng xương làm giảm m c carbonyl [24] ứ

i vô sinh nam

Tác dụng đối vớ

ROS ch a các g c oxy t ứ ố ự do đã được xác định là m t trong nh ng nguyên ộ ữnhân gây ra vô sinh nam gi i Lycopene là m t thành phở ớ ộ ần trong cơ chế chống oxy hóa của con người ch ng l i các g c t ố ạ ố ự do Nó được tìm thấy ở ồng độ cao ntrong tinh hoàn, huyết tương tinh dịch, và đã được ch ng minh làm gi m t l vô ứ ả ỉ ệsinh ở nam gi i Vi c s d ng Lycopene cho nam giớ ệ ử ụ ới vô sinh làm tăng đáng kể

nồng độ tinh trùng [17]

1.1.4 Nguồn cung cấp Lycopene

Các lo i rau qu giàu Lycopene bao g m nho, hạ ả ồ ồng, đu đủ ỷ ử ấc, dưa hấu , k t , g

và cà chua Ngu n cung c p Lycopene t bồ ấ ừ ữa ăn thông qua cà chua, tương cà chua

và nước ép cà chua [15] Cà chua chưa qua chế bi n cung c p mế ấ ột lượng r t nh ấ ỏLycopene có ho t tính sinh hạ ọc Đó là vì ycopene trong cà chua chưa qua chế ếL bi n

nằm sâu trong các bó sợi thực vật khiến cho cơ thể con người khó h p th ấ ụ được

Bả ng 1.2 Hàm lượng Lycopene trong mộ t số loạ i rau qu [14] ả

Nguồn cung c p ấ Hàm lượng Lycopene (mg/100g chất khô)

Cà chua ch bi n ế ế 3,7

phẩm) M t s s n ph m ch bi n t ộ ố ả ẩ ế ế ừ cà chua khác như súp cà chua, pizzas, pasta

v i sớ ốt cà chua và phomat có hàm lượng Lycopene thấp hơn B ng 1.3 ả đưa ra hàm lượng Lycopene trong cà chua tươi và mộ ố ảt s s n ph m ch bi n t cà chua [10] ẩ ế ế ừƯớc tính hơn 80% khẩu ph n Lycopene cầ ủa người M là t cà chua bao g m ỹ ừ ồketchup, nước cà chua, s t pizza, s t spaghetti [42] ố ố

Bả ng 1 Hàm lượ3 ng Lycopene ong cà chua và 1 s s n ph m ch n tr ố ả ẩ ế biế

t cà chua ừ [10] STT Thực ph m ẩ Hàm lượng Lycopene

(mg/kg sả n phẩm)

1 Các loại cà chua tươi 33,26 103,70 –

2 Cà chua cô đặc 298,07 358,42 –

3 Các loại cà chua đóng hộp 70,40 218,27 –

4 Cà chua phơi khô 79,23 93,79 –

5 Pasta v i s t cà chua khác nhau ớ ố 11,17 45,11 –

1.2.1 Một số giống cà chua ở Việt Nam

Ở nước ta, các giống cà chua đang được trồng chủ yếu thuộc 3 nhóm sau (Mai Thị Phương Anh, 2003):

 Cà chua múi: Quả to, nhiều ngăn tạo thành múi Quả có vị chua, nhiều hạt,

ăn không ngon nhưng cây mọc khỏe, sai quả, chống chịu sâu bệnh khá

 Cà chua hồng: quả hình quả hồng, không có múi hoặc có múi không rõ Thịt quả nhiều bột, ăn ngon Cây trồng chịu sâu bệnh kém hơn cà chua múi

 Cà chua bi: Quả bé, cây sai quả, quả ăn chua, hơi ngái Cây chống chịu sâu bệnh khá Nhóm cà chua này dễ trồng, nhưng giá trị kinh tế thấp Nông dân

tự trồng trong vườn để tự cung cấp cho gia đình

Hình 1.3 Một số ố gi ng cà chua Vi t Nam ở ệ

Một số ố gi ng cà chua thích h p cho ch ợ ếbiế ở nước ta:n

- Các gi ng cà chua ph bi n ố ổ ế ở miề n B c: ắ m t s giộ ố ống cà chua lai trong nước như C95, VT5, VT10, HP5, Hồng Lan, Montavi…

- Các gi ng cà chua ph bi n c 2 mi n B ố ổ ế ở ả ề ắc – Nam: Giống cà chua lai TN30, HT21, PT18, MV1, VL44, Red Crown 250, Savior…

1.2.2 Thành phần hóa học và cấu trúc của quả cà chua

Các loại cà chua thường có thành ph n hóa h c khác nhau tùy theo giầ ọ ống, độchín, nơi trồng và th i tiờ ết Hàm lượng ch t khô trung bình trong cà chua chi m t ấ ế ừ4,5 - 7,5% Các polysaccharid chính c a cà chua bao g m pectin (7%), cellulose ủ ồ(6%) và hemicellulase (4%) Thành ph n chính ầ trong cà chua được trình bày b ng ở ả1.4 [38]

5 Axit mallic 4 13 Axit ascorbic 0,5

8 Pectin 7 16 Chất bay hơi 0,1

Cellulose có b n ch t là mả ấ ột polyme được hình thành nh các liên kờ ết βglucozit tuy n tính Các h p ch t hemicellulase bao g m các xyloglucan và xylan, ế ợ ấ ồhình thành nên mạng lưới ch c chắ ắn và được b c trong m t khung b ng gel c a các ọ ộ ằ ủ

-1,4-h p c-1,4-h t pectic ngợ ấ ậm nước [29,49] Các nhóm phân t cellulose t p h p l i vử ậ ợ ạ ới nhau thành các s i nh v i s hình thành vùng k t tinh có tr t t cao và vùng vô ợ ỏ ớ ự ế ậ ự

định hình m r ng (Hình 1.4) Thành t ở ộ ế bào cũng chứa một lượng nh protein d ng ỏ ạglucoprotein là c u trúc tham gia vào c u t o và gia c ho c tái c u trúc thành t ấ ấ ạ ố ặ ấ ế

bào [45]

Hình 1.4 Cấ u trúc t bào th c vật ế ự Hình 1.5: Mặ t cắt ngang c a cà chua ủ

Hàm lượng nước c a cà chua khá cao t 93-95% S khác nhau gi a t l ủ ừ ự ữ ỉ ệ

phần trăm chất khô trong thành ph n cà chuầ a là do lượng mưa, tính chất đất và điều

ki n thuệ ỷ l i [46] Các ch t rợ ấ ắn không hoà tan trong nước ép cà chua kho ng t 15-ả ừ20% trên t ng s ổ ốchấ ắt r n và ch y u là lignin cellulose và pectin [31]ủ ế Đường t do ựcũng là một thành ph n chính c a ch t r n hoà tan Do v y mà cà chua có v ng t, ầ ủ ấ ắ ậ ị ọtính mát, có tác d ng tụ ạo năng lượng, làm cân b ng t ằ ế bào và tăng sức s ng [1,3] ốCác loại đường kh là thành ph n c a y u cử ầ ủ ế ủa đường t do trong cà chua [34] ựGlucose và fructose là các loại đường kh chính chi m kho ng 50-60% ch t r n ử ế ả ấ ắHàm lượng đường t ng s c a cà chua chi m kho ng t 2,19-3,55% [16] Cà chua ổ ố ủ ế ả ừcòn ch a nhiứ ều các polysaccharide như xylan, pectin, cellulose, arabinoxylan và arabino galactan Các polysaccharide này chiếm khoảng 0,7% trong nước ép cà chua Trong s ố các polysaccharide, arabinogalactant và pectin có hàm lượng cao

nh t và chi m 1/2 t ng s polysaccharide trong khi cellulose và xylan ch ấ ế ổ ố ỉ chiếm 25% và 28% t ng s ổ ố polysaccharide, tương ứng Axit citric cũng như citric monohydrate là các axit chính của cà chua Cà chua cũng chứa một lượng nh các ỏaxit khác như succinic, oxalic và tartaric Các axit amin trong cà chua bao gồm 19 loại Axit amin có hàm lượng cao nhất trong nước ép cà chua là axit glutamic, chiếm 1/2 trong t ng s axit amin Axit aspatic ổ ố là axit amin đứng th hai sau axit ứglutamic

Pinela và c ng s ộ ự (2012) đã điều tra v thành phề ần dinh dưỡng và các chất chống oxi hoá trong cà chua [39] Thành ph n c a chúng bao g m các ch t ch ng ầ ủ ồ ấ ốoxy hóa ưa nước (anthocyanin, phenolic, vitamin C, flavonol) và ưa dầu ycopene, (L

β-caroten và tocophenol Cà chua tròn có hoạt tính chống oxi hoá cao hơn so với các lo i cà chua khác (giá tr ạ ị EC50 ≤1,63) mg/ml), phenolics 31,23mg gallic acid/g chất chi t, flavonols 6,36mg Quercetin/g ch t chi t và carotenoids (Lycopene ế ấ ế9,49mg/100g và -carotene 0,51mg/100g) trong khi các lo i cà chua vàng l i có β ạ ạhàm lượng tocophenol cao hơn (1,44 mg/100g), fructose (3,42 g/100g) và glucose (3,18g/100g) Chất chống oxi hoá thường xu t hi n trong cà chua là vitamin C (160-ấ ệ

240 mg/kg), provitamin A carotene (6-9 mg/kg), Lycopene (30-200 mg/kg) h p ợchất phenolic như flavonoids (5-50 mg/kg) và phenolic axit (10-50 mg/kg) Cà chua còn chứa vitamin E với hàm lượng kho ng t 5-20 mg/kg cà chua M s ả ừ ột ố chất khoáng quan tr ng ọ cũng xuất hi n trong cà chua là các ch t c n thiệ ấ ầ ết để ổ t ng hợp các enzyme ch ng oxi hoá Trong s các ch t khoáng, kố ố ấ ẽm có hàm lượng t 1-24 ừmg/kg, đồng 0,1-0,9 mg/kg và mangan 1-1,5 mg/kg cà chua [32]

1.2.3 Sự phân bố Lycopene trong cà chua

Lycopene nằm ở ị v trí r t sâu trong c u trúc màng t ấ ấ ế bào, hàm lượng c a nó ủtăng mạnh trong quá trình sinh t ng h p t quá trình chín c a qu (quá trình l c l p ổ ợ ừ ủ ả ụ ạchuyển đổi thành s c l p) H u h t các t bào trong v qu g n bi u bì t ng h p ắ ạ ầ ế ế ỏ ả ầ ể ổ ợ

Lycopene cao hơn các mô bên trong của cà chua [48]

Theo công b cố ủa Sharma & Le Maguer năm 1996, Lycopene được phân b ốkhác nhau trong các ph n c a qu ầ ủ ả cà chua như: vỏ qu , phả ần không tan trong nước

và các chất hòa tan trong nước có tính c ả chất xơ hòa tan [48] Có đến 72-92% Lycopene được tìm thấy trong phần chất xơ không tan và vỏ quả Phần vỏ của bã thải

cà chua có chứa Lycopene lên đến hơn năm lần so với nước ép cà chua (tính theo khối lượng ướt), nhưng có độ m cao và nh y cẩ ạ ảm với vi sinh vật làm cho việ ảc b o quản và

xử lý loại bã thải này g p khá nhiặ ều khó khăn Năm 2001, Barrett và cộng sự đã xác định được rằng hàm lượng Lycopene trong v cà chua, bã cà chua chỏ ế biến, cà chua

nguyên quả và nước ép cà chua giảm dần, tương ứng là 376; 176; 84 và 47 mg/kg [8] Tương tự theo k t quế ả phân tích của Ranveer và cộng sự (2013) thì hàm lượng Lycopene trong vỏ cà chua, bã thải cà chua, cà chua nguyên qu ả và nước ép cà chua cũng giảm tương ứng từ 420, 195 mg/kg, mg/kg và 47 mg/kg [44] 84

Hàm lượng Lycopene trong cà chua còn được tăng dần trong t ng giừ ai đoạn chín c a cà chua Nghiên c u c a Nguy n Th H ng Minh ủ ứ ủ ễ ị ồ (2012) đã cho thấy s ựkhác nhau của hàm lượng Lycopene v qu và th t qu trong th i k ở ỏ ả ị ả ờ ỳ chín đỏ ủa c

m t s gi ng cà chua (bộ ố ố ảng 1.5) Trong đó, hàm lượng Lycopene trong v qu cỏ ả ủa các giống đề đạ ừ 87,9 đến 112,9 mg/kg, cao hơn đáng kểu t t so v i th t qu ớ ị ả chỉ đạt

1.3.1 Kỹ thuật trích ly bằng dung môi

Trích ly là phương pháp sử ụng dung môi để d tách các ch t tan ra kh i các mô ấ ỏ

thực v t S n phậ ả ẩm thu được c a quá trình trích ly là m t dung d ch c a các chủ ộ ị ủ ất

hòa tan trong dung môi Dung dịch này được g i là d ch trích ly Có ba quá trình ọ ịquan trọng đồng thời xảy ra trong trích ly là:

- S hòa tan cự ủa chất tan vào dung môi

- S khuy ch tán c a chự ế ủ ất tan trong dung môi

- S d ch chuy n c a các phân t ự ị ể ủ ửchất tan qua vách t bào thế ực vật

Các yế ố ảnh hưởu t ng lên ba quá trình này (b n ch t c a ch t tan, dung môi, ả ấ ủ ấnhiệt độ, áp su t, c u t o c a vách t ấ ấ ạ ủ ế bào, kích thước v t li u ) s quyậ ệ ẽ ết định chất lượng và hi u qu c a quá trình trích ly ệ ả ủ

Các phương pháp trích ly gồm có ngâm và ng m ki t: ấ ệ

- Phương pháp ngâm dựa trên nguyên lý t o cân b ng nạ ằ ồng độ T o cân b ng ạ ằ

nồng độ là thời điểm t m d ng quá trình khu ch tán gi a d ch chi t và nguyên liạ ừ ế ữ ị ế ệu

và đạt đến h s khuệ ố ếch tán K, nghĩa là gradient nồng độ ữ gi a d ch chi t và nguyên ị ế

liệu tiến đến 0 K t l gi a nlà ỷ ệ ữ ồng độ ủ c a ch t chi t trong d ch chi t/ nấ ế ị ế ồng độ ủa cchất chiết trong nguyên liệu Phương pháp ngâm bao gồm: ngâm, ngâm nhi u l n và ề ầngâm động l c: ự

+ Ngâm là phương pháp chiết mà m u chiẫ ết được ngâm v i m t lo i dung môi ớ ộ ạ

v i mớ ột số ầ ắ l n l c ho c khu y trong ngày nhiặ ấ ở ệ ột đ phòng

+ Ngâm nhi u lề ần là phương pháp ngâm có sự ổ b sung dung môi Sau khi gạn

hoặc lọc, bã nguyên liệu được chiết thêm m t s l n v i dung môi m ộ ố ầ ớ ới

+ Ngâm động lực là phương pháp chiết mà m u chiẫ ết được ngâm v i m t loớ ộ ại dung môi nhiở ệt độ phòng và toàn b kh i nguyên liộ ố ệu được thi t k gế ế ắn trên m t sàn chuyộ ển động, nhằm làm tăng quá trình khuếch tán ho t ch ạ ất

- Trong phương pháp n ấg m kiệt, dung môi được d ch chuyị ển trong kh i v t ố ậliệu theo m t chiộ ều xác định v i 1 tớ ốc độ nhất định Trong quá trình d ch chuy n, ị ểcác ch t tan trong v t li u tan vào dung môi và nấ ậ ệ ồng độ dung dịch tăng dần cho tới khi bão hòa u kia c a kh i v t li u ở đầ ủ ố ậ ệ Như vậy, ng m ki t là 1 quá trình trích ly ấ ệngược dòng v i nớ ồng độ ịch trích ly tăng dầ ừ đầ ớ d n t u t i cu i kh i v t li u Dung ố ố ậ ệ

môi m i ti p xúc v i v t liớ ế ớ ậ ệu có lượng ho t ch t th p nh t do v y quá trình trích ly ạ ấ ấ ấ ậđược th c hi n triự ệ ệt để hơn Các y u t nh hế ố ả ưởng đến quá trình ng m ki t bao ấ ệ

g m: lo i dung môi, tồ ạ ốc độ nhỏ ọ ủ gi t c a d ch chi t, nhiị ế ệt độ chi t So vế ới phương pháp ngâm, phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp hơn Lượng nguyên liệu cho một lần chiết không nhiều

Trích ly b ng dung môi là k thu t c ằ ỹ ậ ổ điển nhất được biết đến Tùy theo t ng ừloạ ậi v t ch t trích ly mà ch n dung môi trích ly cho phù h p V nguyên tấ ọ ợ ề ắc, đểtrích ly các ch t phân c c (các glycoside, các mu i c a alkaloid, các h p chấ ự ố ủ ợ ất polyphenol ) thì ph i s d ng các dung môi phân cả ử ụ ực Để trích ly các ch t kém ấphân c c (ch t béo, tinh d u, carotenoid, các triterpen và steroide t do ) thì phự ấ ầ ự ải

s d ng các dung môi kém phân c c Trên th c t , c n vử ụ ự ự ế ồ ới các độ ồ c n khác nhau là dung môi hay được dùng C n có th ồ ể hòa tan được nhi u nhóm ho t ch t, không ề ạ ấ

độc, r ti n và d ki m Trong mẻ ề ễ ế ột vài trường h p, v t liợ ậ ệu tươi được th t t trong ả ừ ừ

c n sôi vồ ừa để di t enzym vệ ừa để hòa tan ho t ch ạ ất

Ngoài các k thu t trích ly c ỹ ậ ổ điển như trên, các kỹ thuật trích ly mới như trích ly v i s h c a sóng siêu âm, vi sóng, trích ly ch t l ng siêu t i h n, trích ớ ự ỗtrợ ủ ấ ỏ ớ ạ

ly dưới áp su t cao, trích ly s dấ ử ụng enzyme đã được phát triển để nâng cao hi u ệ

qu ả cũng như chất lượng trích ly

1.3.2 Vai trò bổ sung các chế phẩm enzyme trong trích ly các hoạt chất sinh học từ thực vật

Enzyme được s dử ụng đặc biệt để ử x lý nguyên v t liậ ệu trước khi trích ly

bằng phương pháp thông thường Enzyme d dàng gi i phóng các ch t chi t nh ễ ả ấ ế ờquá trình phá h y v t li u th c vủ ậ ệ ự ật để ạ t o ra c u trúc nh và m ấ ỏ ở hơn Các loại enzym khác nhau như cellulase, pectinase và hemicellulase phá v c u trúc c a ỡ ấ ủthành t bào th c vế ự ật, do đó nâng cao khả năng trích ly các hoạt chất sinh h c t ọ ừthực v t Các enzyme th y phân thành ph n c a vách t bào, ậ ủ ầ ủ ế do đó làm tăng độthẩm th u vào t bào th c v t và k t qu là hi u su t trích ly các h p ch t có hoấ ế ự ậ ế ả ệ ấ ợ ấ ạt

tính sinh học cao hơn Để ử ụ s d ng các enzyme hi u qu nh t cho trích ly c n phệ ả ấ ầ ải

hiểu được kh ả năng phân giải, cơ chế tác động và các điều ki n hoệ ạt động tối ưu ủa c

loại enzyme ho c hỗặ n hợp enzyme dùng để ử x lý các nguyên liệu th c vậ ự t

S dử ụng enzyme để ử x lý các polysaccharide c a v xoài nủ ỏ ồng độ enzyme 0,1% w/w đã tăng hàm lượng trích ly ch t ch ng oxi hóa t ấ ố ừ 1,7 đến 7,4 g/kg nguyên liệu trọng lượng khô [13] Enzyme cũng cải thi n hi u su t trích ly Lycopene t cà ệ ệ ấ ừchua Enzyme cellulase và pectinase h cho quá trình trích ly Lycopene t mô cà ỗtrợ ừchua trong điều ki n tệ ối ưu hóa kết qu ả làm tăng đáng kể hàm lượng Lycopene (206% so v i mớ ẫu đối ch ng) [7] Gứ ần đây, chúng tôi đã quan sát thấy r ng các ằenzyme có th ể được s dử ụng để phá v h p ch t pectin-cellulo trong v cam quýt ỡ ợ ấ ỏ

và tăng cường s n xu t flavonoid [41] ả ấ

- Giả m giá thành s n ph m ả ẩ

Làm gi m s l n chiả ố ầ ết, thông thường quá trình trích ly di n ra t ễ ừ 2 đến 3 lần

để thu h i triồ ệt để ch t chi t Tuy nhiên, enzyme phá h y liên k t gi a các t bào ấ ế ủ ế ữ ếthực v t, giúp cho quá trình chi t di n ra hi u qu ậ ế ễ ệ ả hơn, dịch chi t lế ần 1 đặc hơn và trong nhiều trường h p ch c n chi t 1 l n Làm giợ ỉ ầ ế ầ ảm độ nhớt trong quá trình cô đặc

ho c bặ ốc hơi, do vậy có th làm gi m thể ả ời gian và năng lượng do enzyme có th ểlàm gi m kh ả ả năng giữ nước Các polyme th c vự ật như carbohydrate (xylan, - βglucan), tinh b t, pectin và protein ngay c nộ ả ở ồng độ thấp đều có kh ả năng làm

giảm độ nh t và kh ớ ả năng giữ nước c a ch t chi t t ủ ấ ế ừ thực v t Enzyme có th làm ậ ểphá v các polyme này, làm giỡ ảm chi phí năng lượng và th i gian cho quá trình bay ờhơi hoặc cô đặ ảc s n ph m ẩ

- Nâng cao ch ấ t lư ợ ng s ả n phẩ m

Một số chất chiết t ừthực vật hoặc thảo dược có thể bị k t t a trong quá trình ế ủbảo quản K t tế ủa này r t phấ ức tạp vì nó là k t tế ủa c a pectin polyphenol protein ủ – –Pectin – protein có th bể ị phá h y trong quá trình sủ ản xuất thành các phân t ửnhỏ mà chúng không thể t o thành k t tạ ế ủa được, do vậy làm tăng độ b n c a s n phề ủ ả ẩm Công

nghệ này có thể sử d ng trong sụ ản xuất nước quả và trong sản xuất chè cô đặ ởc Trung Quốc

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÍCH LY LYCOPENE TỪ CÀ CHUA

1.4.1 Trích ly Lycopene từ cà chua bằng dung môi

D a vào tính ch t tan t t c a Lycopene trong dung môi không phân c c, ít tan ự ấ ố ủ ựtrong cồn và không tan trong nước, người ta thường trích ly Lycopene kh i cà chua ỏ

bằng cách ban đầu hòa tan chúng trong các dung môi không phân cực được phép s ử

d ng trong th c ph m Ti p theo, tách pha l ng có ch a dung môi và Lycopene ụ ự ẩ ế ỏ ứ ở

l p trên c a h n hớ ủ ỗ ợp đểtiến hành cô đặc và k t t a ho c kế ủ ặ ết tinh Lycopene Sau đó, ethanol hoặc nước s ẽ được s dử ụng để ử r a và k t t a ho c k t tinh l i các k t tế ủ ặ ế ạ ế ủa

hoặc tinh thể Lycopene thu được

Lycopene là h p ch t không phân c c ợ ấ ự nên thường được trích ly t cà chua ừ

b ng các dung môi hằ ữu cơ riêng lẻ như hexan, ac etone, ethanol, ethyl acetate [27,33] H n h p các dung môi phân c c và không phân cỗ ợ ự ực như hexan:acetone,

hexan:acetone:ethanol, hexan:ethanol… ớv i các t l khác nhau v th ỷ ệ ề ể tích cũng thường được s d ng do hi u su t thu hử ụ ệ ấ ồi và độ ổn định c a Lycopene t các h n ủ ừ ỗ

hợp này cao hơn so với các dung môi khác

Các điều ki n cệ ủa quá trình trích ly như: ạlo i dung môi trích ly, t l dung ỉ ệmôi/nguyên li u, nhiệ ệt độ, pH, th i gian, s lờ ố ần trích ly…ảnh hưởng r t lấ ớn đến kh ảnăng trích ly Lycopene trong quá trình ch bi n [36] ế ế

Lavechia và Zuoro (2008) đã so sánh hiệu qu trích ly Lycopene t v cà ả ừ ỏchua c a m t s dung môi có s h ủ ộ ố ự ỗ trợ ủ c a enzyme K t qu ế ả cho thấy, hàm lượng Lycopene trích ly b ng h n h p hexane:ethanol:ằ ỗ ợ acetone (50:25:25 v/v) đạt cao nhất (4.402 mg/kg), cao hơn so với trích ly b ng hexane (3.464 mg/kg) và ethyl acetate ằ(3.3343 mg/kg) 5] K t qu [5 ế ả tương tự cũng được quan sát th y trong nghiên c u ấ ứ

c a Kaur và c ng s (2008) vủ ộ ự ới hàm lượng Lycopene đạt được là 4.602 mg/kg v ỏ

cà chua [23], hay trong nghiên c u c a Poojari và Passamonti (2015) v i hi u suứ ủ ớ ệ ất thu hồi Lycopene đạt 94,7% [40]

Lycopene nói chung khá nh y c m v i nhiạ ả ớ ệ ột đ , b phá hị ủy ở nhiệ ột đ cao [ ; 921] Mayeaux và c ng s ộ ự (2006) đã nghiên cứu độ ề b n v ng v i nhi t cữ ớ ệ ủa Lycopene trong quá trình trích ly và nh n th y s khác bi t quá l n v ậ ấ ự ệ ớ ề hàm lượng Lycopene trong v t li u thô và các loậ ệ ại cà chua đã được ch bi n nhi t K t qu cho ế ế ệ ế ảthấy, 50% Lycopene đã bị ất đi ở m 100°C sau 60 phút; 125°C sau 20 phút và t ừ150°C tr ở lên dưới 10 phút [28] Việc lựa chọn nhiệt độ trích ly thường bị giới hạn bởi nhiệt độ sôi của dung môi được sử dụng, cần phải tránh các phản ứng có thể xảy

ra ở nhiệt độ này như là sự đồng phân hóa hay sự oxy hóa các hợp chất carotenoid Nhiệt độ tối đa khi trích ly bằng dung môi hexane là 600C vì nhiệt độ sôi của hexane là 690C, trong khi nhiệt độ khi trích ly bằng acetone không được lớn hơn

50oC do nhiệt độ sôi của dung môi này là 560C [50]

Việc tăng thời gian cùng với quá trình tăng nhiệt làm tăng sự ấ th t thoát c a các ủ

h p ch t màu [21]ợ ấ Ishida và Chapman (2009), đã nghiên cứ ảnh hưởu ng c a thủ ời gian và nhiệt độ đế n quá trình trích ly Lycopene t b t cà chua khô b ng ethyl ừ ộ ằlactate và thấy r ng, nhiằ ở ệt độ 300C, hàm lượng trans-Lycopene tăng dần trong thời gian 5 gi , n u kéo dài thêm thờ ế ời gian cũng không làm tăng hàm lượng Lycopene [19] Lycopene t ng s ổ ố đạt được cao nh t t i thấ ạ ời điểm trích ly 4 giờ Trong khi đó, ở 600C trong 1h, hàm lượng Lycopene thu được là 586 mg/kg Lycopene theo trọng lượng khô và gi m sau d n n u kéo dài th i gian trích ly do b ả ầ ế ờ ịphá h y b i quá trình oxy hóa Tuy nhiên, khi trích ly b ng dung môi ethanol:ethyl ủ ở ằlactate (3:5 v/v) 45ở 0C trong 2 gi ờ thì hàm lượng Lycopene đạt được là 724 mg/kg

b t cà chua khô ộ cao hơn khi trích ly bằng h n h p dung môi methylene chloride-ỗ ợmethanol-H2O (2:1:1 v/v) [19]

Ả nh hư ở ng c a t l dung môi/nguyên li u ủ ỉ ệ ệ

Trong m t s nghiên c u cho th y t l dung môi/nguyên li u có ộ ố ứ ấ ỷ ệ ệ ảnh hưởng nhiều đến quá trình trích ly Lycopene t cà chua Khi t l dung môi/nguyên liừ ỷ ệ ệu tăng lên thì khả năng thu hồi Lycopene cũng tăng lên [23, 40] Kaur và c ng s ộ ự(2008) xác định đượ ỷ ệ ối ưu củc t l t a dung môi/nguyên liệu đểchiết Lycopene t v ừ ỏ

qu cà chua là 30/1 [23]ả , trong khi đó Poojari & Passamonti (2015) là 40/1 [40] Việ ử ục s d ng một lượng lớn dung môi trích ly làm tăng cường s phân tán c a các ự ủchất trong kh i ma trố ận và cũng cho phép một lượng l n ph n t ch t tan hòa tan ớ ầ ử ấtrong nó (độ bão hòa gi m) [40] ả

Ảnh hưởng của các yếu tố khác

Các loại đường (glucose, sucrose) bảo vệ đáng kể dịch trích ly Lycopene khi

xử lý nhiệt [21] Các chất chống oxy hóa như BHT hay TOC ( -toco pherol 50 

mg/10 ml) được cho thêm vào dung môi trong quá trình trích ly và phân tách Lycopene cũng cho thấy hiệu quả kiểm soát sự oxy hóa và các phản ứng đồng phân hóa một cách rõ rệt [12, 19]

Đặc biệt, cũng cần tránh tác động của ánh sáng, chỉ được sử dụng ánh sáng vàng kim, vàng sáng, hoặc ánh sáng đỏ [7]

1.4.2 Ứng dụng các chế phẩm enzyme xử lý cà chua để trích ly Lycopene

Trong những năm gần đây, rất nhi u tác gi ề ả đã nghiên cứu kh ả năng hỗ ợ tr trích ly Lycopene t cà chua b ng các lo i enzyme có ho t tính pectinase, cellulase, ừ ằ ạ ạarabanase, β-glucanase, hemicellulase, xylanase, polygalacturonase, pectin methylesterase, pectin lyase, protease…[55, 7, 30] Tuy nhiên, các nghiên c u ch ứ ủ

y u s d ng các ch ế ử ụ ếphẩm enzyme có ho t tính pectinase và cellulase, r t ít nghiên ạ ấ

c u s d ng protứ ử ụ ease và đã ậnh n th y r ng pectinase cho hi u qu ấ ằ ệ ả trích ly cao hơn [7, 26, 37, 44]

Ananthanarayan & Choudhari (2007) đã sử ụ d ng ch ph m Cellulast 1,5L có ế ẩ

ho t tính cellulase và ch ph m Pectinex Ultra SP-L có hoạ ế ẩ ạt tính pectinase để ỗ h trợ

quá trình trích ly Lycopene t các mô cà chua b ng ete d u và acetone Cà chua ừ ằ ầnguyên qu , v cà chua, bã th i cà chua d ng b t và bã th i cà chua công nghiả ỏ ả ạ ộ ả ệp được x lý v i enzyme cellulase trong 15 phút 55ử ớ ở oC và được x lý v i enzyme ử ớpectinase trong 20 phút 60ở oC Sau đó, Lycopene được trích ly 3 l n v i h n h p ầ ớ ỗ ợete d u và aceton (1:1) K t qu cho thầ ế ả ấy, đố ới v i cà chua nguyên quả, vỏ cà chua và

bã th i cà chua d ng bả ạ ột, enzyme pectinase làm tăng hiệu qu trích ly Lycopene ảnhiều hơn so với enzyme cellulase Ngượ ại, đố ớc l i v i bã th i cà chua công nghi p, ả ệenzyme cellulase l i cho hi u qu ạ ệ ả trích ly cao hơn Hàm lượng Lycopene thu được

đố ới v i các m u cà chua nguyên qu , v cà chua, bã th i cà chua d ng b t và bã th i ẫ ả ỏ ả ạ ộ ả

cà chua công nghiệp là lần lượt là 108µg/g, 1104 µg 190 µg/g và 202 µg/g [7] /g,Nghiên cứ ủu c a Zuorro và c ng s ộ ự (2008) đã tiến hành trích ly Lycopene t v ừ ỏ

cà chua khô có s h ự ỗtrợ ủ c a 4 ch phế ẩm enzyme thương mại có ho t tính chính là ạpectinolytic: Citrozyme CEO và Citrozyme Ultra L (Novozyme, Đan Mạch), Peclyve LT và Peclyve EP (LYVEN, Pháp) K t qu cho th y Peclyve LT cho hiế ả ấ ệu

qu trích ly cao nhả ất, tăng 20 lần so v i mớ ẫu đối ch ng ứ Hàm lượng Lycopene thu được 440 mg Lycopene/100 g v cà chua khô ỏ ở các điều ki n trích ly tệ ối ưu Hiệu suất thu h i Lycopene t v cà chua bồ ừ ỏ ằng phương pháp trích ly có sử ụ d ng enzyme lên t i 70ớ -98%, so v i không x lý enzyme ch ớ ử ỉlà 3-40% [54]

Zuorro và c ng s ộ ự (2011) đưa ra được các điều ki n tệ ối ưu cho quy trình trích ly Lycopene có s h c a enzyme t ph n v c a bã th i ch bi n cà chua ự ỗtrợ ủ ừ ầ ỏ ủ ả ế ếlà: nhiệt độ30oC, th i gian trích ly 3,18h, tờ ỷ l enzyme 0,16 kg/kg ệ Ở điều ki n này, ệ

sản lượng trích ly tăng lên 18 l n so v i nguyên liầ ớ ệu khi không được x lý enzyme ử[56]

Ranveer và c ng s ộ ự (2013) cũng đã sử ụ d ng hai lo i enzyme pectinase và ạcellulase để ỗ ợ h tr trích ly Lycopene t bã th i cà chua công nghi p b ng dung môi ừ ả ệ ằacetone: ethanol:hexan 3:3:6 (v/v)) Hàm lượng Lycopen thu được là 847 µg/g khi

x lý b ng cellulase v i nử ằ ớ ồng độ 1,5% trong 4h; và 1262,5 µg/g khi x lý b ng ử ằpectinase với nồng độ 2% trong 4h [44]

1.5 Một số phương pháp thu nhận sản phẩm chứa hoạt chất sinh học

1.5.1 Phương pháp cô đặc dịch chiết

l y ch t r n hòa tan còn l i trong

Cô đặc là quá trình hóa hơi dung dịch để ấ ấ ắ ạ

dung d ch v i nị ớ ồng độ cao hơn Dung dịch cần cô đặc là h n h p gi a dung môi và ỗ ợ ữchấ ắn hòa tan trong dung môi, dung môi thườt r ng gặp là nước ho c các dung môi ặ

hữu cơ Cô đặc còn được định nghĩa là quá trình làm tăng nồng độ dung d ch chị ất tan không bay hơi bằng cách bốc hơi dung môi khi đun sôi dung d ch Mị ục đích là làm tăng nồng độ dung d ch ho c tị ặ ạo điều ki n k t tinh ệ ế

Trong quá trình cô đặc, hơi của dung môi t o ra gạ ọi là hơi thứ ấ c p Quá trình hóa hơi dung môi có thể là quá trình bay hơi trên bề ặ m t dung môi ho c quá trình ặsôi x y ra trong toàn b dung dả ộ ịch Quá trình cô đặc có th ểthực hiện ở điều ki n áp ệsuất thường, áp suất dư hoặc áp su t chân không Nấ ếu cô đặc ở áp suất thường thì thi t bế ị ở, cô đặ h c ở áp suất dư hay chân không thì thiế ịt b kín

Các phương pháp cô đặc bao g m cô thu h i dung môi áp su t gi m, cô ồ ồ ấ ảmàng phun, cô màng m ng ỏ

Cô thu hồ i dung môi áp su t giảm [4] ấ

Nguyên lý: Gi m áp suả ất trong thiết bị cô đặc xu ng áp su t chân không, dung ố ấmôi sôi, bay hơi, được làm lạnh ngưng tụ và thu h i Kh ồ ả năng cô thu hồi ph thu c ụ ộvào sức căng hơi bão hoà của dung môi nhiỞ ệ ột đ sôi, sức căng hơi bão hoà của dung môi là áp l c trên b mự ề ặt chấ ỏng đó, càng giảt l m áp su t, càng h ấ ạthấp nhiệt

độ sôi c a dung môi ủ

Ứ ng d ng: cô thu h i dung môi áp su t gi ụ ồ ấ ảm được áp d ng r ng rãi trong công ụ ộnghiệp dược, công nghi p th c ph m, sinh h c Trong quá trình cô, nhiệ ự ẩ ọ ệt độ sôi

thấp nên các ch t có hoấ ạt tính sinh học không b n nhiề ệt sẽ không b m t ho t tính ị ấ ạ

Cô màng phun [4]

Nguyên lý: Cô màng phun khác bi t vệ ới các phương pháp cô thông thường ởchỗ dung dịch cô được phun thành màng trong thi t b và th i gian ti p xúc v i ế ị ờ ế ớnhi t r t ng n, trung bình không quá 1 phút Phân b dệ ấ ắ ố ịch cô được th c hi n trong ự ệ

b ph n ch tộ ậ ế ạo đặc bi t, d a trên nguyên lý máng tràn hoệ ự ặc phun thành tia rơi

xu ng bu ng cô và t o thành màng D ch chi t khi ch y ra kh i l phân b ố ồ ạ ị ế ả ỏ ỗ ố đã đạt nhiệt độ ốc hơi, khi đi qua ngăn quá nhiệ b t, màng d ch cô ti p xúc v i h ị ế ớ ệthống ng ố

xoắn đã được đốt nóng nhiở ệt độ quá hơi, dung môi bốc hơi và đi sang buồng ngưng, còn dịch chiết đặc rơi xuống bình h ng ứ

c s d ng hi u qu trong công nghi n xu

men rượu, thu c, gia v , d ch chi t chè, cà phê, s n xu t gelatin ố ị ị ế ả ấ

Cô màng m ỏ ng [ 4]

Nguyên lý: Trong cô màng m ng d ch chi t ti p xúc r t nhanh v i nhi t Dỏ ị ế ế ấ ớ ệ ịch

cô được phun vào tr c quay c a buụ ủ ồng cô theo hướng t nh xu ng giừ đỉ ố ống như trong thi t b cô màng phun Roto quay v i tế ị ớ ốc độ nhanh được g n nhiắ ều lưỡi dao

g t, t o thành màng m ng, ti p xúc v i thành buạ ạ ỏ ế ớ ồng cô đã được đốt nóng, dung môi hoá hơi và hình thành dòng hơi quá nhiệt đi theo hướng ngượ ại sang bình ngưng c lBuồng cô có roto quay, tạo điều ki n cho d ch chiệ ị ết đã ngưng thành giọt nhưng chưa sang được bình ngưng tiế ụp t c nh n nhiậ ệt năng và tham gia vào quá trình hoá hơi Dịch cô đặc rơi xuống bình ch a phía dư i c a thi t b ứ ớ ủ ế ị

: Cô màng m ng d ng r ng rãi trong công nghi

đặc nước ép rau qu , ả …

Trong phòng thí nghi m, các h ệ ệ thống cô quay chân không t 1-3 lít/m ừ ẻđược s d ng ph bi n nhử ụ ổ ế ất để tách các lo i dung môi hạ ữu cơ ra khỏ ịi d ch trích ly Lycopne t cà chua Ph ừ ụthuộc vào loại dung môi được s d ng cho quá trình trích ử ụ

ly Lycopene t cà chừ ua để ự l a ch n các thông s cho h ọ ố ệthống cô đặc như nhiệt độ,

áp su t chân không và tấ ốc độ quay của bình cô, cũng như nồng độ ủ ả c a s n ph m sau ẩkhi cô…

1.5.2 Phương pháp kết tinh

Kết tinh là quá trình tách chất rắn hòa tan trong dung dịch dưới dạng tinh thể Tinh thể là những vật rắn đồng nhất có các hình dạng khác nhau, giới hạn bởi các mặt phẳng Tinh thể gồm cả các phân tử nước gọi là tinh thể ngậm nước Tùy theo điều kiện thực hiện quá trình mà tinh thể có thể ngậm số phân tử nước khác nhau Quá trình kết tinh bao gồm quá trình tạo mầm và quá trình phát triển mầm tinh thể

Điều kiện cần thiết để có quá trình kết tinh là phải tạo cho được những dung dịch quá bão hòa tức là làm mất pha cân bằng của hệ Do vậy người ta thường dùng các phương pháp như: kết tinh tách một phần dung môi, ết tinh với sự thay đổi knhiệt độ, ết tinh chân khôngk

Trong thành phần của nhựa ầu Oleoresin thu được sau khi cô đặc dịch trích d

ly Lycopene, hàm lượng ycopene chỉ chiếm khoảng 6%, còn lại là rất nhiều tạp Lchất, đặc biệt là các loại đường, chất béo và các chất màu không mong muốn Giori

và cộng sự (2011) đã chỉ ra rằng trong nhựa dầu Oleoresin cà chua thu được từ quá trình trích ly bằng ethyl acetate có chứa khoảng 4% ycopene, còn lại là 4,5% Lđường khử, 16,5% lipit và 14,5% các mono-di-glycerit…Chính vì vậy để thu nhận tinh thể Lycopene có độ tinh khiết cao thì cần phải loại bỏ các tạp chất nói trên

1.6. Tình hình sản xuất các sản xuất các sản phầm giàu Lycopene

Cà chua là thức ăn “lành tính” vì có hàm lượng lipid và calo thấp, không chứa cholesterol, nhưng giàu chất xơ, β-caroten, vitamin A và C, nhất là Lycopene Thành phần Lycopene rất có lợi đối với sức khỏe phụ nữ cũng như nam giới Lycopene là chất chống oxy hóa: có chức năng kháng các gốc tự do mạnh, do đó làm giảm áp lực oxy hóa trong cơ thể, giảm tỷ lệ mắc bệnh tim mạch, ung thư và các căn bệnh liên quan đến các gốc tự do trong da…

Tác dụng sinh học của Lycopene có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, bao gồm các điều kiện chế biến thực phẩm và thành phần của chế độ ăn uống Lycopene

có thể tồn tại dưới nhiều hình thức trong rau quả tươi, kể cả hỗn hợp protein trong lục lạp hoặc ở dạng tinh thể bên trong sắc lạp Chế biến và bảo quản không đúng cách (ví dụ, tiếp xúc với ánh sáng và oxy) có thể thay đổi tỷ lệ các đồng phân Lycopene hoặc làm suy giảm hoàn toàn các hợp chất và mầu sắc của Lycopene, làm cho các sản phẩm thực phẩm kém hấp dẫn đối với người tiêu dùng Mức Lycopene ăn vào hàng ngày tối thiểu nên từ 5 10 mg, đủ để duy trì mức -Lycopene để có thể phòng ngừa các bệnh mạn tính Theo điều tra của Viện Dinh dưỡng tại một số tỉnh ở Việt Nam cho thấy khẩu phần ăn ở thành phố có mức Lycopene cao nhất (1,785 mg/ngày) nhưng vẫn thấp hơn nhiều so với mức khuyến nghị của FAO năm 2008, (5 10 mg/ngày) Trong khi đó, trên thế giới, chế độ ăn -uống có chứa Lycopene thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào dân số nghiên cứu Người

carotenoid-Ý trung bình tiêu thụ tổng số carotenoid là 14,3 mg/ngày Trong đó, Lycopene chiếm tỷ trọng lớn nhất của các carotenoid trong chế độ ăn của người Ý, với một lượng trung bình là 7,4 mg/ngày Lượng ăn trung bình hàng ngày của Lycopene ở người Mỹ trong khoảng 6,6 10,5 mg/ngày đối với nam và- 5,7-10,4 mg / ngày cho phụ nữ Các báo cáo về lượng Lycopene được người dân tiêu thụ trung bình hàng ngày là 1,1 mg/ngày ở Vương quốc Anh, 1,6 mg/ngày ở Tây Ban Nha, 3,8 mg/ngày

ở Úc, 4,8 mg / ngày ở Pháp, và 4,9 mg / ngày ở Hà Lan

Vậy nên, ở Việt Nam cũng như trên thế giới đã và đang nghiên cứu chiết suất

từ các loại thực phẩm có hàm lượng Lycopene cao để cho những sản phẩm có lợi cho sức khỏe và phục vụ cho con người

Một số loại thực phẩm chức năng có chứa Lycopene được chiết suất từ cà chua được trình bày ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Một số sản phẩm bổ sung Lycopene từ cà chua

Solanum lycopersicum, Lycopene 10 %,

5 mg/viên Twinlab

Tomato

Lycopene

Bổ sung chất chống oxy hóa

Lyc-O-Mato, chế phẩm Lycopene 10

mạch

Lycopene 15 mg/viên

PHẦN 2: NGUYÊN V T LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ậ

2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU

2.1.1 Nguyên liệu

Cà chua gi ng Montavi: tr ng t i Xí nghi p rau s ch B c Hà, huyố ồ ạ ệ ạ ắ ện Đông Anh, Hà Nội Lựa chọn qu ả có kích thước đồng đều, chín đỏ, không sâu th ối

- Chế ph m enzyme Cellulast 1,5L (№vozyme ẩ – Đan Mạch) được s n xu t t ả ấ ừ

Trichoderma reesei chứa enzyme cellulase có ho t tính 700 EGU/g ạ Hoạt động tối

ưu theo công bố ủ c a nhà s n xu t là nhi t đ 50ả ấ ở ệ ộ oC, pH 4,0

- Chế ph m enzyme Viscozyme L (№vozyme ẩ – Đan Mạch) đượ ảc s n xu t t ấ ừ

Aspergillus aculeatus chứa các lo i enzyme arabanase, cellulaseạ , β-glucanase, hemicellulase, xylanase có ho t tính là 100 FBG/g ạ Hoạt động tối ưu theo công bốnhà s n xuả ất ở nhiệ ột đ 50oC, pH 4,5

- Chế ph m enzyme Pectinex Ultra SP-L (№vozyme ẩ – Đan Mạch) t ừ

Aspergillus aculeatus có chứa enzyme pectinase và hemicellulase có ho t tính ạ9.500 PGNU/ml Hoạt động tối ưu theo công bố ủ c a nhà s n xu t là nhiả ấ ở ệt độ

55oC, pH 4,0

2.1.2 Thiết bị

Các d ng c , máy móc, thi t b s d ng nghiên c u, phân tích c a Viụ ụ ế ị ử ụ ứ ủ ện Công nghiệp th c phẩm: ự

- Thiết bị cô quay chân không Buchi (Thụy Sĩ)

- Cân điệ ửn t AND GR-200 (Nh t B n) ậ ả

- Máy đo pH Meter Toledo (Đức)

- Chiết quang k Milwauke (Ph n Lan) ế ầ

- Máy li tâm Sorvall RC6 ( Đức)

- Máy khuấy cơ IKA RW20 digital (Đức)

- Các d ng c khác: bình tam giác, cụ ụ ốc đong, bình định mức, ống nghi m, ệnhiệt kế, pipet…

2.1.3 Hóa ch t ấ

- Butylated Hydroxyl Toluen (BHT) (Ấn Độ)

Pha 0,05% BHT trong acetone (Trung Qu c) ố

- Các hóa ch t khác : n-hexan, ethanol, NaOH (Trung Quấ ốc) và m t s hóa chộ ố ất phân tích khác của Merck (Đức), Sigma (M ỹ)

2.2.1 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện xử lý nguyên liệu cà chua bằng chế

phẩm enzyme

Nghiên cứ ự u l a ch n lo i chế ọ ạ ph m enzyme thích h p ẩ ợ

M i mỗ ẫu 200g cà chua đã đƣợc xay nhuy n ph i tr n v i 600 ml Hễ ố ộ ớ 2O, sau

đó bổ sung các ch phế ẩm enzyme vào nhƣ sau:

M u 1: 0,5% Pectinex Ultra SPL ẫ

M u 2: 0,5% Cellulast 1,5L ẫ

M u 3: 0,5% Viscozyme L ẫ

M u 4: 0,25% Pectinex ẫ Ultra SPL và 0,25% Cellulast 1,5L

M u 5: 0,25% Pectinex Ultra SPL và 0,25% Viscozyme L ẫ

Mẫu ĐC: Không bổ sung ch ph m enzyme ế ẩ

Các mẫu đƣợc đƣa vào máy khuấy và quá trình thủy phân đƣợc tiến hành trong 90 phút Sau đó, các mẫu đƣợc ly tâm ở 8.000 vòng/phút, 100C trong 10 phút, thu hồi phần bột nhão cà chua (Paste) Xác định khối lƣợng Paste và phân tích hàm lƣợng Lycopene trong Paste Tiêu chí lựa chọn là lƣợng ycopene thu nhận đƣợc ở Lcác mẫu và đƣa vào các thí nghiệm tiếp theo

Nghiên cứ ự u l a ch n tỉ ệ ọ l nư c/nguyên li u thích h p ớ ệ ợ

Các thí nghiệm được tiến hành như trên nhưng chỉ ổ b sung m t lo i ch phộ ạ ế ẩm enzyme hoặc m t h n h p ch ph m enzyme ộ ỗ ợ ế ẩ đã lựa chọn, đồng th i ờ thay đổ ỉ ệi t l nước/nguyên li u là 0/1; 1/1; 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 ệ ; ; ; ; Trên cơ sở lượng Lycopene thu

nhận được, lựa chọ ỷ ệ nước thích hợn t l p nhất đưa vào các nghiên cứu ti p theo ế

Nghiên cứ ự u l a ch n n ng đ enzyme thích h p ọ ồ ộ ợ

Các thí nghiệm được tiến hành như trên nhưng chỉ ử ụ s d ng t l ỉ ệ nước/nguyên liệu đã lựa chọn và thay đổi nồng độ enzyme là 0,1%; 0,2%; 0,3% 0,4%; 0,5%; 0,6% Trên cơ sở lư ng Lycopene thu nhợ ận được, l a ch n nự ọ ồng độ enzyme thích

h p nhợ ất đưa vào các nghiên cứu ti p theo ế

Nghiên cứ ự u l a ch n pH thích h p ọ ợ

Các thí nghiệm được tiến hành như trên nhưng chỉ ử ụ s d ng nồng độ enzyme đã

l a chự ọn và điều ch nh pH d ch cà chua là 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5 b ng axit acetic ỉ ị ằ

hoặc NaOH Trên cơ sở lượng Lycopene thu nhận được, l a ch n giá tr pH thích ự ọ ị

h p nhợ ất đưa vào các nghiên cứu ti p theo ế

Nghiên cứ ự u l a ch n nhi t đ thích h p ọ ệ ộ ợ

Các thí nghiệm được tiến hành như trên với pH dịch cà chua đã lựa ch n và x ọ ử

lý ở các nhiệt độ là 30oC; 35oC; 40oC; 45oC; 50oC Trên cơ sở lượng Lycopene thu

nhận được, lựa chọn nhiệ ột đ thích h p nhợ ất đưa vào nghiên cứu ti p theo ế

2.2.2 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp trích ly Lycopene bằng dung môi

X nguyên li u cà chua ử lý ệ

Cà chua được x lý b ng ch phử ằ ế ẩm enzyme trong các điều ki n thích h p nh t ệ ợ ấ

đã lựa ch n trong nghiên c u phọ ứ ở ần trước: 3 kg cà chua được r a s ch, xay ử ạnhuyễn, sau đó được x lý b ng h n h p enzyme Pectinex Ultra SPL/Cellulast 1,5L ử ằ ỗ ợ(1:1) v i nớ ồng độ 0,3%, nhiệt độ 45ºC, pH= 4,5, khu y 150 vòng/phút trong 45 ấphút Sau , dđó ịch cà chua được ly tâm b ng máy ly tâm ằ Sorvall RC6 (Đức) ớ ốc v i t

độ 8.000 vòng/phút, trong th i gian 10 phút, 10ºC Thu bã cà chua giàu Lycopene ờ ở

để ử ụ s d ng nghiên c u trích ly Lycopene b ng dung môi ứ ằ

Nghiên cứ ự u l a ch n dung môi thích h p ọ ợ

M i m u 20g Pỗ ẫ aste cà chua được ph i tr n v i các lo i dung môi khác nhau ố ộ ớ ạhexan, axeton, ethanol, ethyl axetate theo t l dung môi/nguyên li u = 5/1 Quá ỉ ệ ệtrình trích ly được ti n hành tế ở ốc độ khu y 250 vòng/phút, nhiấ ệt độ 45ºC trong thời gian trích ly 2 giờ Sau đó lấy mẫu đem đi phân tích hàm lượng Lycopene trong

d ch trích ly theo mô t cị ả ủa Strati & Oreopoulou (2011) trên máy đo quang phổ

UV VIS - Halo DB-200 (Pháp) [50] Trên cơ sở lượng Lycopene thu nhận được, lựa chọn dung môi thích h p nhợ ất đưa vào những nghiên c u ti p theo ứ ế

Nghiên cứ ự u l a ch n t l dung môi/Paste cà chua thích h p ọ ỉ ệ ợ

n hành trích ly Paste cà chua u ki v i m t loTiế như điề ện trên, nhưng chỉ ớ ộ ại dung môi đã lựa chọn và thay đổ ỉ ệi t l dung môi/Paste cà chua là: 1/1; 3/1; 5/1; 7/1

và 9/1 Trên cơ sở lượng Lycopene thu nhận được, l a ch n t l thích h p nhự ọ ỷ ệ ợ ất đưa vào nh ng nghiên c u ti p theo ữ ứ ế

Nghiên cứ ự u l a ch n nhi t đ và th i gian thích h p ọ ệ ộ ờ ợ

Tiến hành trích ly Paste cà chua như điều kiện trên, nhưng chỉ ới ỉ ệ v t l dung môi/Paste cà chua đã lựa chọn và thay đổi nhiệt độ trích ly là 45oC; 50oC; 55oC;

60oC; 65oC Sau các kho ng th i gian 1h, 2h, 3h, 4h, 5h l y mả ờ ấ ẫu phân tích Trên cơ

s ở lượng Lycopene thu nh n, ậ được ựl a ch n nhiọ ệt độ và th i gian trích ly thích hờ ợp

nhất đưa vào nghiên cứu ti p theo ế

Trích ly Paste cà chua được ti n hành v i t t c nhế ớ ấ ả ững điều ki n thích h p ệ ợ

nhất đã ựa chọ ở l n các thí nghiệm trước Sau đó, dịch trích ly được ti n hành ly tâm ế

Bã cà chua được ti n hành trích ly l n th hai, l n ế ầ ứ ầ thứ ba Trên cơ sở lượng

Lycopene nhận được trong dịch trong nhận được c a các l n, tìm ra s l n trích ly ủ ầ ố ầ

thích hợp

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu lựa chọn các thông số cô đặc chân không thích hợp

nh nhi và áp su c thích h p, ti c 2,0 lít d ch

Để xác đị ệt độ ất cô đặ ợ ến hành cô đặ ị

trích ly Lycopene m i m u thí nghi m b ng máy cô chân không Buchi ỗ ẫ ệ ằ ở các điều

kiện khác nhau: nhiệt độ thay đổi từ 40-550C, áp suất chân không thay đổi từ 250 –

500 mbar và tốc độ quay của bình cô được gi a c nh 100 vòng/phútữ ố đị ở Cô đặc

cho đến khi đuổ ếi h t dung môi t o thành Oleoresin d ng cao sạ ạ ệt Sau đó, tiến hành

cân khối lượng Oleoresin tạo thành và phân tích hàm lượng Lycopene c a nó, t ủ ừ đó

xác định đượ ỷ ệc t l Lycopene còn lại sau cô đặc và l a chự ọn được các điều ki n cô ệ

đặc thích h p nh t ợ ấ

Hiệ u su t thu h i Lycopene c ấ ồ ủa quá trình cô đặ c:

ng Lycopene trong Oleoresin (g/kg) Trong đó: C là hàm lượ

M là khối lượng Oleoresin thu được (kg)

c là hàm lượng Lycopene trong dịch trích ly đưa vào cô đặc (mg/l)

v là th tích dể ịch trích ly đưa vào cô đặc (l)