Nghiên cứu công nghệ loại bỏ các chất đắng chát (tanin) trong dịch ép từ thịt trái điều

Nhóm tác giả đề cập việc sử dụng hai loại tinh bột này có hiệu quả tách loại tanin tốt, dựa vào mức độ trong của tinh bột và hiệu quả kinh tế mà chọn loại tinh bột phù hợp trong quá trìn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Văn Thịnh

Đơn vị công tác: Viện Nghiên cứu kỹ thuật cao NTT

Thời gian thực hiện: 02/2020 đến tháng 08/2020

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021

NTTU-NCKH-04

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Văn Thịnh

Đơn vị công tác: Viện Kỹ thuật Công nghệ cao NTT

Thời gian thực hiện: 02/2020 đến tháng 08/2020

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 9

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 12

1.1 Phân tích thành phần và giá trị của thịt quả điều 16

1.2 Ý nghĩa về dược tính [14] 18

1.3 Tình hình chế biến thịt trái điều 20

1.4 Tình hình nghiên cứu trong nước 26

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Nguyên liệu 33

2.2 Dụng cụ - hóa chất 33

2.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 34

2.5 Nội dung nghiên cứu 34

Khảo sát ảnh hưởng chất trợ lọc bằng tinh bột sắn tới hàm lượng tannin và độ trong của dịch ép trái điều [37] 34

Khảo sát ảnh hưởng của lòng trắng trứng tới hiệu quả tách tannin 38

Nội dung 4 Khảo sát ảnh hưởng của các nồng độ xử lý nước muối đến hiệu quả tách tanin 39

Nội dung 5 Khảo sát ảnh hưởng của của Polyvinylpyrolidone (PVP) đến hiệu quả tách tanin 40

Nội dung 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của Gelatin đến hiệu quả tách tanin 42

Nội dung 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp kết hợp đến hiệu quả tách tanin 44

2.6 Phương pháp nghiên cứu 45

2.6.1 Xác định hàm lượng tanin theo phương pháp Lowenthal 45

2.6.2 Xác định hàm lượng polyphenol 46

2.6.3 Khả năng bắt gốc tự do theo DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 46

2.6.4 Xác định hiệu suất tách loại tanin 47

2.6.5 Xử lý số liệu 47

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Đánh giá cảm quan: hình dạng và màu sắc 48

3.1.1 Xác định khối lượng, đường kính quả chỗ to nhất, chiều cao từ đáy lên cuống

quả 48

3.1.3 Màu sắc của quả điều (Thang đo L*ab) 50

3.1.4 Thành phần hóa lý cơ bản 51

3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tinh bột sắn (khoai mì) tới quá trình lọc trong và hàm lượng tannin có trong nước ép trái điều 52

3.3 Ảnh hưởng của lòng trắng trứng đến hiệu quả tách tanin 54

3.4 Ảnh hưởng của các nồng độ xử lý nước muối đến hiệu quả tách tanin 59

3.5 Ảnh hưởng của PVP (Polyvinylpyrolidone) đến hiệu quả tách tanin 60

3.6 Ảnh hưởng của pH hay lượng Ca(OH)2 sử dụng đến hiệu quả tách Tanin 61

3.7 Ảnh hưởng của pH hay lượng Gelatin sử dụng đến hiệu quả tách Tanin 62

3.8 Ảnh hưởng của các biện pháp kết hợp đến hiệu quả tách tanin 64

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHỤ LỤC 3: MINH CHỨNG ĐI KÈM 72

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Hình ảnh vườn điều và trái điều 12

Hình 1 2 Hình trái điều (quả thật và quả giả) 13

Hình 1 3 Sản lượng hạt điều xuất khẩu năm 2016 14

Hình 1.4 Quả điều bị vứt bỏ trong quá trình thu hoạch 16

Hình 1.5 Giá trị dược liệu của nước ép hạt điều [14] 19

Hình 1.6 Thị trường xuất khẩu hạt điều Việt Nam 26

Hình 2 1 Quả điều đươc sử dụng trong nghiên cứu 33 Hình 2 2 Sơ đồ tóm tắt sắp xếp, bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian, hàm lượng tinh bột sắn đến chất lượng nước ép quả điều 35

Hình 2 3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của công suất đánh trứng 36

Hình 2 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian đánh trứng 36

Hình 2 5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tốc độ khuấy khuấy tới hiệu quả tách loại tannin 37

Hình 2 6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thời gian khuấy tới hiệu quả tách loại tannin 38

Hình 2 7 Quy trính thí nghiệm xác định hiệu quả tách loại tanin bằng lòng trắng trứng 39

Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối tới hiệu quả tách tanin 40

Hình 2.9 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PVP tới hiệu quả tách tanin 41

Hình 2.10 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Ca(OH)2 tới hiệu quả tách tanin 42

Hình 2 11 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng gelatin tới hiệu quả tách tanin 43

Hình 2 12 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất tách tanin của gelatin 44

Hình 2.13 Phương trình đường chuẩn axit gallic 46

Hình 3 1 trái điều nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu 48

Hình 3 2 Ảnh hưởng của hàm thượng tinh bột sắn tới khả năng tách loại tanin trong

dịch ép trái điều 53

Hình 3 3 Ảnh hưởng của thời gian ủ tới khả năng loại bỏ tanin có trong dịch ép trái điều của tinh bột sắn 54

Hình 3 4 Ảnh hưởng của mức độ đánh trứng tới khả năng tách loại tanin 55

Hình 3 5 Ảnh hưởng của thời đánh trứng tới khả năng tách loại tanin 56

Hình 3 6 Ảnh hưởng của mức độ khuấy trộn tới hiệu suất tách loại tanin 57

Hình 3 7 Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn tới hiệu suất tách loại tanin 58

Hình 3 8 Biểu đồ ảnh hưởng của hàm lượng lòng trắng trứng tới khả năng tách loại tanin 59

Hình 3 9 Biểu đồ ảnh hưởng của hàm lượng muối tới khả năng tách loại tanin 60

Hình 3 10 Biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng PVP tới khả năng tách loại tanin 61

Hình 3 11 Ảnh hưởng của pH hay lượng Ca(OH)2 sử dụng đến hiệu quả tách Tanin 62

Hình 3 12 Hiệu quả tách loại tanin bằng gelatin ở các nồng độ khác nhau 63

Hình 3 13 Hiệu quả tách loại tanin bằng gelatin ở các nhiệt độ khác nhau 64

Hình 3 14 Ảnh hưởng của các biện pháp kết hợp đến hiệu quả tách tanin 65

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần chính của nhân khô hạt điều [6] 15

Bảng 1.2 Các thông số hóa lý của dầu nhân hạt điều [7] 16

Bảng 1.3 Các thông số hóa lý của dầu vỏ hạt điều [8] 16

Bảng 1.4 Một số thành phần dinh dưỡng ở quả điều [9] 17

Bảng 1.5 Thành phần của dịch trái điều [12] 18

Bảng 1 6 Một số các chỉ tiêu dinh dưỡng trong dịch ép quả điều ban đầu [42] 28

Bảng 1.7 Hàm lượng vitamin trong một số loại quả tươi (tính theo 100g trái) [44] 28

Bảng 2 1 Danh mục hóa chất 3

3 Bảng 2 2 Danh sách thiết bị 34

Bảng 2 3 Phương pháp phân tích đánh giá tính chất nguyên liệu 45

Bảng 3 1 Thông số kích thước và đặc điểm hình thái của quả điều trong các giai đoạn phát triển 49

Bảng 3.2 Thông số kích thước và đặc điểm hình thái của quả điều trong các giai đoạn phát triển 50

Bảng 3.3 Kết quả đo màu quả điều ở các giai đoạn trưởng thành khác nhau 50

Bảng 3.4 Tính chất hóa học của dịch quả điều 51

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Thời gian thực hiện:

Thời gian nộp cuốn báo cáo:

MỞ ĐẦU

Cây điều (đào lộn hột) có tên khoa học Anacardium occidentale, là cây trồng sinh

trưởng và phát triển tốt ở những quốc gia thuộc khu vực cận xích đạo, nơi có nhiệt độ và

độ ẩm cao Ở Việt Nam, điều là cây kinh tế vườn quan trọng trong cơ cấu cây trồng của các tỉnh phía Nam như: Bình Phước, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Bình Thuận, Gia Lai, Bình Định với tổng diện tích thu hoạch hơn 300 nghìn hecta [1] Theo ước tính năm

2017, lần đầu tiên nước ta vươn lên là nước xuất khẩu hạt điều đứng đầu thế giới với tổng sản lượng xuất khẩu đạt hơn 360 nghìn tấn hạt điều và giá trị đạt hơn 3 tỷ đô la Mỹ [2]

Quả điều gồm hạt điều và cuống điều (hay còn gọi là quả điều giả, trong dân gian gọi là quả điều, ở đề tài này cũng gọi là quả điều) Theo các nghiên cứu tại Ấn Độ, Brasil, Nigeria hàm lượng vitamin C trong dịch ép quả điều đạt tới 219 mg/100mL cao gấp 5 lần cam, 12 lần so với dứa [3,4] Dịch ép quả điều còn chứa hàm lượng cao các hợp chất tanin, polyphenol là các hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên rất có lợi cho sức khỏe giúp ngăn ngừa ung thư và phòng chống các vi khuẩn gây viêm dạ dày [3] Thế nhưng khi đến mùa thu hoạch hạt điều được giữ lại để chế biến, quả điều bị vứt bỏ, nguyên nhân do chứa hàm lượng tanin (250-470 mg/100mL) cao gây chát, sít lưỡi và khô rát vòm họng khi sử dụng Theo thống kê, cứ khoảng 8-10 tấn quả điều sẽ thu về khoảng 1 tấn hạt điều thô, như vậy lượng quả điều đang bị bỏ hiện nay của nước ta ước khoảng 2,5-3 triệu tấn [5]

Quả điều rất giàu dinh dưỡng, có khả năng kháng oxy hóa cao là bạn của sức khỏe, nhưng đang bị vứt bỏ vừa gây ô nhiễm môi trường, vừa lãng phí Nếu loại bỏ được

vị chát tận dụng được nguồn nguyên liệu quả điều, mang nhiều ý nghĩa to lớn Theo các nghiên cứu trước đây, để tách loại hàm lượng tanin thường sử dụng gelatin, casein, lòng trắng trứng, tinh bột gạo, tinh bột sắn… nhằm tạo kết tủa protein-tanin loại ra khỏi dung dịch [4] Năm 2015 S C A Emmanuelle và cộng sự [4] đã thực hiện nghiên cứu tối ưu quá trình lọc tanin bằng tinh bột sắn và tinh bột gạo Tinh bột sắn ở sắn ở hàm lượng 6.2

nước ép 93.75% Mặt khác đối với tinh bột gạo ở mức 10mL/L trong 193 phút giảm được 42.14% tanin với độ trong 94.8% Nhóm tác giả đề cập việc sử dụng hai loại tinh bột này

có hiệu quả tách loại tanin tốt, dựa vào mức độ trong của tinh bột và hiệu quả kinh tế mà chọn loại tinh bột phù hợp trong quá trình xử lý nước ép điều Nghiên cứu mới nhất về quá trình giảm hàm lượng tanin được thực hiện bởi Đào và cộng sự (2020) [5], tác giả thực hiện quá trình chần ở các điều kiện nhiệt độ, thời gian và nồng độ muối chần khác nhau nhằm giảm hàm lượng tanin, duy trì chất lượng dinh dưỡng trong quá điều Kết quả

đồng thời làm thất thoát hơn 20% vitamin C Bên cạnh đó các yếu tố như màu sắc bị mất nhiều trong quá trình chần Các pháp truyền thống này có nhược điểm là tiến hành ở nhiệt

độ cao 60-80oC làm mất đi các vitamin B, C có trong dịch quả điều Đặc biệt các hợp chất như vitamin C và Polyphenol cái mà chiếm hàm lượng lớn trong quả điều bị thất thoát nhiều bởi nhiệt độ cao [6-8]

Với các lý do đã đề cập, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên các công

nghệ loại bỏ các chất đắng chát (tanin) trong dịch ép từ thịt trái điều” nhằm mục đích

nghiên cứu sử dụng các phương pháp hóa lý khác nhau để xử lý tách loại tanin hiệu quả, giảm vị quá chát Phương pháp xử lý tanin phù hợp giúp tiết kiệm về mặt hiệu suất và hiệu quả kinh tế cái mà hổ trợ chuyển đổi nguồn phụ phẩm thành phực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Nghiên cứu làm cơ sở để phát triển các sản phẩm có giá trị cao từ dịch

ép quả điều và thúc đẩy sự phát triển cho ngành công nghiệp trồng điều

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Cây điều có tên khoa học là Anacardium occidentale Linn., còn được gọi là cây đào

có chứa các thành phần dinh dưỡng tốt cho sức khỏe con người (vitamin, khoáng, hàm lượng polyphenol, ) và có thể ăn được nên nhanh chóng được phổ biến rộng rãi trên khắp thế giới

Chi: Đào lộn hột (Anacardium)

Loài: Đào lộn hột (Anacardium occidental)

Hình 1 1 Hình ảnh vườn điều và trái điều

Điều là cây công nghiệp lâu năm có tuổi thọ lên tới 40 năm tuổi; cây thường cho năng suất ổn định trong giai đoạn từ 10 đến 20 năm sau khi trồng Cây điều phát triển tốt

ở những nơi có ánh sáng mạnh, thân cao khoảng từ 3-8 m, trong điều kiện sinh trưởng tốt cây có thể cao tới 10 m Thân và cành cây thường có nhiều mủ, cành thường phát sinh theo chiều ngang, tán cây có dạng hình dù

Sau khi hoa điều được thụ phấn thành công thì quả thật (hạt điều) sẽ phát triển kích thước rất nhanh trong vòng 1,5 tháng đạt kích thước tối đa Từ đó quả ngừng phát triển chuyển sang phình to phần cuống quả tạo thành quả giả, ở quả điều thường có hai phần là quả giả và quả thật

Hình 1 2 Hình trái điều (quả thật và quả giả)

Trong những năm gần đây, hạt điều đã qua chế biến trở thành mặt hàng cao cấp ngày càng được ưa chuộng và tiêu thụ mạnh trên khắp thế giới như: Mỹ, Anh, Pháp, Nhật Bản, Theo thống kê của FAO, hiện nay có 32 quốc gia trồng điều với tổng sản lượng hạt điều thô trên toàn thế giới từ 1.500-1.600 ngàn tấn Cây điều sinh trưởng và phát triển tốt ở những quốc gia thuộc khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới - nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao, do vậy việc canh tác cây điều được phân bố chủ yếu ở các nước như Ấn Độ, Brasil, Việt Nam, Thái Lan, Indonesia, Philippin, các nước ở Tây Phi và Đông Phi [1]

Sản lượng điều toàn cầu ở giai đoạn 2015-2016 đạt gần 3,25 triệu tấn hạt điều tươi: Tây Phi đứng đầu về sản lượng điều toàn cầu (45%), tiếp theo là Ấn Độ (22%), Việt Nam (12%), Đông Phi (9%) sau đó ở các nước: Brasil, Indonesia, Campuchia (Hình 3) Việt Nam lần đầu tiên vươn lên là nước chế biến và xuất khẩu hạt điều đứng đầu thế giới, chiếm thị phần trên 60% tổng giá trị xuất khẩu hạt điều toàn cầu, xếp trên cả Ấn Độ và Brasil [2]

Sản lượng chế biến đạt 1,65 triệu tấn hạt điều thô; xuất khẩu 391.000 tấn nhân điều, đạt kim ngạch xuất khẩu 3,52 tỷ USD, tăng 7,8% về lượng so với năm 2017 Tới tháng 11/2019, khối lượng xuất khẩu (XK) điều nhân của Việt Nam ước đạt 47 nghìn tấn với giá trị 334 triệu USD, đưa khối lượng XK điều nhân 11 tháng ước đạt 419 nghìn tấn

và 3,04 tỷ USD, tăng 23,6% về khối lượng nhưng giảm 1,8% về giá trị so với cùng kỳ năm 2018 [2] Với năng lực chế biến lớn nước ta phải nhập khẩu điều thô từ các nước châu Phi, Campuchia… Trong đó các quốc gia thuộc khu vực châu Phi sản lượng điều

chế biến rất ít, hơn 90% lượng điều thô của các quốc gia thuộc khu vực này đều được xuất khẩu sang Việt Nam, Ấn Độ, Brasil Hiện nay các quốc gia châu Phi đang có nhiều

nỗ lực nhằm gia tăng năng lực chế biến hạt điều [2]

Theo Tổng cục Hải quan, ước tính xuất khẩu hạt điều Việt Nam tháng 9/2019 đạt

40 nghìn tấn, trị giá 276 triệu USD Lũy kế 9 tháng đầu năm 2019, xuất khẩu hạt điều đạt

326 nghìn tấn, trị giá 2,381 tỷ USD, tăng 20,2% về lượng, nhưng giảm 6,0% về trị giá so với 9 tháng đầu năm 2018 [3] Nhu cầu tiêu thụ hạt điều chế biến qua nhiều thập niên ngày một gia tăng do ở hạt điều mang lại hàm lượng dinh dưỡng và năng lượng cao Cụ thể, các quốc gia có mức tăng trưởng tiêu thụ nhanh nhất gồm: Liên Bang Nga, các nước Trung Đông và Canada với lượng tiêu thụ điều nhân lần lượt là 15,6%, 8,7% và 5,6%

Hình 1 3 Sản lượng hạt điều xuất khẩu năm 2016

(Nguồn: International Nut and Dried Fruit Council, 2017)

Cây điều là cây có giá trị kinh tế nhờ những ưu thế về tính đa dạng của sản phẩm Nhân điều là thực phẩm dinh dưỡng cao, chiếm phần lớn giá trị trong các sản phẩm được chế biến từ hạt điều (giá FOB xuất khẩu xấp xỉ 5000 USD/tấn) Bên cạnh đó còn có các phụ phẩm như: dầu vỏ hạt điều dùng để sản xuất sơn chống thấm, vecni, vật liệu cách điện ; gỗ điều làm đồ mộc dân dụng, ván nhân tạo , trái điều có thể sử dụng làm đồ uống Đến nay cây điều đã có mặt trong sản xuất ở bốn Châu Lục, với trên 50 nước thuộc vùng nhiệt đới Tập trung ở các Châu: Châu Mỹ La Tinh (Brasil, Colombia, Costarica, Guatemala, El Salvado, Venezuela), Châu Phi (Angola, Benin, Guine Bissau, Nigeria, Senegan, Tanzania ), Châu Á (Ấn Độ, Inđonesia, Malaysia, Philippines, Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam) và Châu Úc Với tổng sản lượng gần 1 triệu tấn hạt thô/năm

Các nước có sản lượng điều lớn và xuất khẩu chủ yếu trên thế giới là: Ấn Độ, Brasil, Việt Nam, Tanzania, Indonesia, Mozambic, Nigenia và Kenia Thị trường tiêu thụ nhân điều trên thế giới chủ yếu là các nước công nghiệp phát triển, trong đó Mỹ là nước nhập khẩu lớn nhất chiếm khoảng 50%

Thành phần của trái điều bao gồm: thịt trái điều và hạt điều [4] Nhân điều chiếm

26 - 30% của hạt điều Thành phần chính của nhân khô hạt điều được trình bày trong Bảng 1 Ngoài ra, khoáng chất gồm các nguyên tố chủ yếu là Ca, P, Fe trong đó Ca chiếm 0,005%, P chiếm 0,45% và Fe chiếm 0.005%

Dầu nhân hạt điều (CNSL) tương tự dầu hạnh nhân và có các tính chất được trình bày trong Bảng 2 Thành phần acid béo chủ yếu gồm acid oleic (47,1%), acid linoleic (7,7%) còn lại là acid stearic và acid panmitic (6,4%) [4]

Vỏ hạt điều chứa 37 ‒ 61% dầu Dầu vỏ nhớt, là một chất nhựa dầu màu nâu để ngoài không khí chuyển thành nâu đen, ít tan trong nước, không tan trong rượu và ete, chỉ tan trong một số dung môi (hexan, toluen, axeton ) và ăn da Bảng 1 trình bày các thông

số hóa lý của dầu vỏ hạt điều Thành phần chính của dầu là acid anacardic và cacdol Acid anacardic chiếm 90%, màu xanh lơ hoặc vàng, trong suốt, có vị nồng và thơm, tan

có 76,74% cacbon; 9,3% hyđro và 13,95% oxy Khi chế biến ở 200°C tạo thành cacdanol

Bảng 1.2 Các thông số hóa lý của dầu nhân hạt điều [7]

1.1 Phân tích thành phần và giá trị của thịt quả điều

Quả giả (thường gọi là quả điều) chiếm trọng lượng rất lớn từ 85-90% khối lượng toàn quả, có dạng hình quả lê, khi chín thường có màu hồng hoặc màu vàng, chiều dài khoảng 3-20 cm, chiều rộng từ 3-12 cm trọng lượng thường từ 30-50g Ở quả điều chứa nhiều đường (glucose, fructose), vitamin, khoáng và một số acid amin, phenolic, acid hữu

cơ, chất chống oxy hóa và được xem như nguồn cung cấp năng lượng (Bảng 1.4)[9] Tuy nhiên ở quả chứa nhiều hàm lượng tanin gây vị chát gắt, se khít vòm họng khi sử dụng nên sau thu hoạch hạt điều, quả giả bị vứt bỏ (Hình 1.4)

Hình 1.4 Quả điều bị vứt bỏ trong quá trình thu hoạch

Bảng 1.4 Một số thành phần dinh dưỡng ở quả điều [9]

Alanin, phenylalanin, serin, leucin, acid

Acid gallic, acid protocatechuic, lutein,

Thịt trái điều là một phụ phẩm đạt sản lượng rất lớn (khoảng 6-8 tấn/ha/năm) Bình quân mỗi năm, có khoảng 600.000 ‒ 700.000 tấn trái điều không được sử dụng, mặc

dù trái điều là một loại thực phẩm dễ tiêu hóa, thơm ngọt, chứa nhiều nước, giàu chất khoáng và các vitamin C, B1, B2, PP, caroten… đặc biệt là hàm lượng vitamin C nhiều gấp 5‒6 lần trái chanh, 7‒8 lần so với quýt, bưởi và gấp nhiều lần so với chuối [4][10] Đặc biệt, thịt điều cung cấp nhiều Fe, Ca, P Thịt trái điều có thể được xem là một loại quả nhiệt đới tương tự như xoài, dứa, đu đủ Trong 100 mL dung dịch nước ép trái điều

có chứa 250 mg vitamin C và có hương vị hấp dẫn không thua kém các loại trái cây khác [9] Tuy nhiên, trong trái điều có chứa đến 0,2 ‒ 0,4% lượng tannin gây vị chát, đắng nên gây trở ngại lớn nhất trong việc sử dụng, chế biến [5] Do đó, thịt trái điều chưa được quan tâm đúng mức, đa phần chỉ bỏ đi, một số ít thì dùng làm phân bón, gây lãng phí rất lớn đồng thời cũng tác động gây ô nhiễm môi trường gây trở ngại cho sự tăng trưởng giá trị kinh tế cây điều, hơn nữa thị trường hiện nay dần dần đã da dạng sản phẩm từ trái điều Và bảo quản đang là vấn đề cần được quan tâm Hàm lượng vitamin C giảm dần tùy theo thời gian bảo quản và phương pháp xử lý nguyên liệu [11]

Bảng 1.5 Thành phần của dịch trái điều [12]

30 lần so với chanh, Ca, P Trung bình trọng lượng quả đạt 50 g và độ pH của dịch quả

3,9 ‒ 4,1 Tổng chất khô hoà tan 12-13%, độ acid 0,2-0,35%, tanin 0,3-0,5% Ngoài chất gây chát, một báo cáo cho rằng polyphenol có trong dịch trái điều gây ra vị đắng gắt [13] Trên thực tế có nhiều dạng trái điều khác nhau tuỳ theo hình dáng và màu sắc, nhưng về mặt thành phần hoá học của dịch quả thì không không đáng kể Bã trái điều sau khi chiết xuất dịch quả còn chiếm tỷ lệ 30 ‒ 40% so với quả [13] Trong bã quả còn chứa khoảng 9% protein, 4% lipid, 8% cellulose, 1% pectin Ngoài ra còn chứa nhiều Ca, Fe và P thích hợp làm thức ăn gia súc [13]

1.2 Ý nghĩa về dược tính [14]

Theo truyền thống, trái điều được sử dụng để chữa một số các bệnh mãn tính như bệnh Scorbut (scurvy), tiêu chảy, dịch tả và thấp khớp [14] Ngoài ta, còn dùng để chữa rối loạn dạ dày và được sử dụng để điều trị viêm họng nhiễm trùng ở Cuba và Brasil Ở Bolivia, nó được coi là chất kích thích não bộ để tăng cường trí nhớ của con người, giúp

lợi tiểu và được biết là có tính chất sudorific (thuốc làm thoát mồ hôi) Nước ép trái điều

đã được báo cáo là có khả năng chống độc, kháng khuẩn, ức chế urease và hoạt động lipoxygenase [14] Đồng thời nó còn có khả năng chống lại vi khuẩn gram âm

Helicobacter pylori, gây ra các bệnh về dạ dày Các acid anacardic có chứa trong trái

điều tươi có khả năng kháng khuẩn, chống lại các vi khuẩn gram dương như

Streptococcus mutans, Brevibacterium ammoniagenes, Staphylococcus au reus, Bacillus subtilis và Propionibacterium acnes và có khả năng gây độc tế bào chống lại một số khối

u một số dòng tế bào[14] Acid anacardic được sử dụng trong mỹ phẩm để khử trùng Acid ascoricic và acid tannic đóng góp đáng kể vào khả năng chống oxy hóa tổng thể của nước ép

Hình 1.5 Giá trị dược liệu của nước ép hạt điều [14]

Hoạt tính chống oxy hóa của nước ép điều có tương quan tốt với số lượng phenyl alkyl, acid anacardic và cardol Các hoạt động chống oxy hóa của anacardic acid-1 (6-8 (Z), 11 (Z), 14-pentadecatrienyl acid salicylic) liên quan đến sự ức chế sản sinh

quản và chế biến nước trái cây làm giảm hàm lượng acid anacardic và do đó, nước trái cây tươi có hoạt động chống oxy hóa cao hơn so với nước trái cây chế biến (cajuina) [14] Hàm lượng acid anacardic trong nước ép tự nhiên là 17,9 mg/100g trong khi đối với các loại nước ép qua chế biến là 0,41 mg/100g [14] Kubo et al (2011) cho rằng cardol (phenolics) cũng được tìm thấy để ức chế các enzyme pro-oxy hóa khác nhau, tham gia vào việc sản xuất oxy phản ứng Các loại nước ép tự nhiên cũng như chế biến có hoạt động chống đột biến triệt để và những tính chất có thể liên quan đến các thành phần hóa

học của nước ép [14] Melo-Cavalcante et al (2008) đã đánh giá các đặc tính chống vi

sinh vật của nước ép trái điều tươi và chế biến chống lại đột biến trực tiếp (Methyl Methane Sulfonate, 4-Nitroquinoline-N-oxide) và mutagen gián tiếp (benzo (a) pyrene)

và cho rằng cả hai loại nước ép đều có thể bảo vệ tế bào chống đột biến Sự hiện diện của

các thành phần (acid ascorbic, acid anacardic, carotenoid, tannin, quercetin và các hợp chất phenolic khác) trong nước ép trái điều tươi và chế biến đã tạo nên cơ chế chống đột biến, đồng thời nó cũng đã được chứng minh có liên quan đến kích thích sắp xếp lại DNA hoặc đảo ngược tổn thương DNA Các các loại nước ép trái điều chưa và đã qua

1.3 Tình hình chế biến thịt trái điều

Cây điều có đặc điểm là quả giả thường lớn hơn 8‒10 lần quả thật [10] Từ 1kg quả

có thể cho 700‒750 g dịch quả Dịch có chứa nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là vitamin

C [15] Các sản phẩm phổ biến các sản phẩm từ trái điều như rượu mạnh, rượu vang, trái

điều phơi tẩm siro, mứt qủa điều, bơ điều, pickle, xiro trái điều [16] Ở một số nước đã tận dụng quả điều để tạo ra các sản phẩm có ích nhưng vẫn còn vị chát, mang lại giá trị kinh tế chưa cao như:

Venezuela: quả được dùng làm thực phẩm như: ăn tươi, sử dụng trong các tiệc cocktail quả nhiệt đới nhằm giúp làm tăng hàm lượng vitamin C [11] Brasil: các loại mứt được chế biến từ quả điều nổi tiếng như: doce emcalda (trái hầm nhừ trong xiro), doce (giống doce emcalda nhưng ở dạng cô đặc), caju cristalizado (thịt trái đông lạnh tạo hình viên bi và được bao đường bên ngoài), caju ameixa (trái được nấu và cô đặc đến khô trong xiro) và thạch Ngoài ra dịch quả được bổ sung mật ong để tạo thành loại nước ép

từ quả điều Theo nghiên cứu về tính ổn định của sản phẩm, cho thấy sản phẩm đáp ứng tốt các giá trị cảm quan trong suốt thời hạn sử dụng và đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng Tuy nhiên hàm lượng vitamin C có phần giảm mạnh ở cuối quá trình bảo quản [11] Nigeria: 60% dịch điều được phối trộn với 40% nước ép cam cho sản phẩm có chất lượng về hương và vị rất tốt [17] Ngoài việc được sử dụng làm thực phẩm, người dân đã sử dụng quả điều chín để diệt ấu trùng bọ gậy Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, chất acid có trong quả đã ngăn cản quá trình sinh lý của ấu trùng muỗi làm cho chúng bị chết Ngoài ra dư lượng bã từ các ngành công nghiệp sản xuất nước ép quả điều được sử dụng như một dạng bột trái cây thay thế cho bột mì trong các công thức chế biến bánh quy Giá trị pH, hàm lượng chất xơ và protein có sự thay đổi đáng kể khi thay thế bằng bã quả điều và nhận được sự chấp nhận tốt từ phía người tiêu dùng Do đó, bã quả điều là một nguồn nguyên liệu giúp đa dạng hóa các loại bánh và bổ sung một nguồn chất dinh dưỡng phù hợp [18] Khi phân tích hoá lý các đặc trưng của trái điều tại Nigeria và đánh giá với một số loại quả nhiệt đới để so sánh với trái điều và kết quả cho thấy trái

điều có hàm lượng Vitamin C cao nhất (203.5 mg/100 mL), hàm lượng này là 54.7 mg; 45.0 mg; 14.7 mg; 30.9 mg và 33.7 mg trên 100 mL dịch quả ở cam, nho, dứa, xoài và chanh tương ứng Cùng với những cải tiến về chất lượng cảm quan thì nước trái điều đã được người tiêu dùng chấp nhận [19]

Trong thời gian vừa qua, đã có một số đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích tận dụng nguồn phụ phẩm này, nâng cao giá trị sử dụng của trái điều trong công nghiệp thực phẩm như: nước quả, rượu vang, dấm điều, mứt [20]…Tuy nhiên, những nghiên cứu này vẫn còn hạn chế, nguyên nhân chính là do không thể loại trừ triệt để được hàm lượng tanin tồn dư trong dịch quả, làm cho sản phẩm có vị chát và đắng, ảnh hưởng xấu đến cấu trúc, hương vị của quả, và sẽ làm giảm đáng kể lượng vitamin C trong quả, gây bất lợi trong quá trình chế biến, đồng thời sau khi xử lý lượng chất chát giảm đi rất ít Hiện nay, trong công nghệ chế biến thực phẩm có thể làm giảm hàm lượng tanin tồn

dư trong dịch quả đến mức thấp nhất mà vẫn đảm bảo được giá trị dinh dưỡng của dịch quả sau xử lý và bảo toàn được những tính chất của nước ép, đảm bảo chất lượng cảm quan sản phẩm bằng một số phương pháp kỹ thuật hiện đại trong chế biến (kỹ thuật lọc tiếp tuyến…), hoặc kết hợp với các dịch chiết tự nhiên có nhiều hoạt chất sinh học nhằm nâng cao tính đa dạng chế biến các sản phẩm

Trái điều có thể dùng để sản xuất nước quả, mứt và dấm ăn và khi công nghệ phát triển thì sẽ có nhiều hơn nữa các sản phẩm được chế biến từ trái điều [21], Nhiều quy trình đã được công nghiệp hóa để chuyển đổi trái điều thành một số sản phẩm như nước trái cây, mứt, sirô, tương ớt và nước giải khát [22] Nước ép hạt điều (CAJ) là một trong những loại nước ép phổ biến nhất ở Brasil và được bán rộng rãi trên thị trường Brasil [23] Ngoài ra, có thể chế biến thành pickles, mứt nhuyễn và mứt dẻo Hơn nữa với công nghệ thích hợp sử dụng các chất bảo quản tự nhiên, thịt trái điều nhuyễn có thể bảo quản lâu dài Mặt khác, ứng dụng bột quả điều sấy khô (thường là 10‒30% ) bổ sung vào thành

phần của bột dinh dưỡng [21]

Ở Bang Chiapas (Mexico), một sản phẩm mới từ thịt trái điều là dịch trái điều tươi (9°Brix) được cô đặc đến 19°Brix và điều chỉnh đến pH = 4.14, đóng chai và bảo quản

trong 3 tháng mà các phân tích hoá lý, vi sinh vật và cảm quan cho kết quả tốt [21]

Tại Brasil, từ trái điều có thể sản xuất nước quả đục nhờ sử dụng enzyme và màng lọc Dịch quả được xử lý bằng enzyme tannase và celullase trong 1 giờ và sau đó được lọc bằng màng siêu lọc với kích thước lỗ màng là 0,3 mm cùng với việc phối chế hợp lý

các thành phần và điều chỉnh pH thích hợp sẽ cho sản phẩm nước quả đục chất lượng cao

[21]

Trái điều dễ bị hư hại và hỏng nhanh trong thời gian thu hoạch, vận chuyển và bảo quản Công trình nghiên cứu ở Trường đại học Nông nghiệp Kerala, Viện CFTRI Mysore

(Ấn Độ) cho thấy các loại nấm men và nấm mốc (Collectotrichum gloéoporiodes) tấn

công và lây lan trên quả, thậm chí quả còn nguyên vẹn trên cây Các ấu trùng của côn trùng cũng góp sức phá hoại những quả rơi trên vườn [18], đã đề xuất giải pháp không làm hư hại quả bằng rửa sạch sau khi thu hoạch, nhúng quả trong dung dịch chất kháng sinh chống nấm 5%, bảo quản ở nhiệt độ phòng hoặc phòng mát thì lượng hao hụt dưới 25% trong 2 ngày đầu tiên bảo quản, loại bỏ chất đắng bằng bốc hơi quả áp suất trong 5

‒ 15 phút, xử lý trong dung dịch muối 2% hoặc acid sunfuric 0,2 N trong 4 phút đều cho

chất đắng để tạo ra dịch trái điều có chất lượng tốt cho chế biến nước uống và rượu [21]

Ngày nay trên thế giới, người ta ngày càng quan tâm đến việc sử dụng trái điều để sản xuất các loại đồ uống khác nhau vì giá trị dinh dưỡng cao của nó, đặc biệt là hàm lượng các vitamin Cách chế biến đơn giản nhất là làm các dạng đồ uống từ dịch quả xử

lý bằng gelatin 430 mg/L Cashole là một loại đồ uống carbonat từ dịch trái với độ acid dịch nâng lên 0,4%, độ đường 29°Brix, khi uống pha loãng với 3 lần nước Cajuda là đồ uống phổ biến ở Nam Brasil, là dịch trái đóng tự nhiên hoặc có thể pha với nước hay hỗn hợp với sữa [20] Cajnina là loại đồ uống từ dịch trái khử trùng bằng phương pháp Pasteur sau đó lọc trong Cajuvita: là dịch bổ sung thêm vitamin Cajuaperadiver là dịch

điều pha với rượu mía [24]

Trong các sản phẩm chế biến từ thịt trái điều, quan trọng hơn cả là sản phẩm rượu

như Brandy (Goa, Ấn Độ), rượu Arrack và Feni lên men từ dịch trái điều với sản lượng

lớn Dịch trái điều chứa đường, protein, acid và một lượng lớn vitamin C nhưng dịch điều cũng chứa một lượng đáng kể các polyphenol tự nhiên gây nên vị đắng chát, do đó không

dễ dàng được chấp nhận để sản xuất nước uống Nhưng dịch trái điều lại là môi trường lý tưởng để lên men rượu cồn vì nó chứa tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của nấm men Rượu vang điều chứa khoảng 4% cồn nhưng rất đặc trưng hương vị điều Viện nghiên cứu CFTRI, Mysore, Ấn Độ đã nghiên cứu các biện pháp tận dụng thịt

trái điều phế thải để sản xuất đồ uống có cồn [24]

Nước ép trái điều là một trong những loại nước ép phổ biến nhất ở Brasil và được bán rộng rãi trên thị trường Brasil [25] Sản phẩm này chứa một hỗn hợp phức tạp gồm vitamin, chất chống oxy hóa, fructose và glucose, muối khoáng, acid hữu cơ, acid amin, acid anacardic và carotenoids như α‒carotene, β-carotene và cryptoxanthin [26] Những thành phần này mang lại hiệu quả có lợi cho sức khỏe con người Việc bổ sung nước ép điều trong một thời gian ngắn hay kéo dài đều giúp tăng cường trao đổi chất của cơ thể, hoạt động chống oxy hóa, hoạt động tế bào miễn dịch và hoạt động tự chủ của tim trong khi tập thể dục cường độ cao Do đó, nó là một thức uống lành mạnh có tác dụng tiềm năng đối với cả thể thao và tăng cường sức khỏe

Theo Prasertsr và các đồng nghiệp, bổ sung nước ép trái điều ở mức 3,5 mL/kg khối lượng cơ thể/ngày trong 4 tuần giúp tăng cường quá trình oxy hóa chất béo khi tập thể dục cường độ cao và tăng hiệu suất sức bền ở vận động viên và người ít vận động [27] Nước ép điều có thể giúp tăng cường quá trình oxy hóa chất béo thông qua tác dụng của vitamin C đối với quá trình tổng hợp Carnitine [28] Vitamin C là một chất chống oxy hóa tan trong nước mạnh ở người Nó được gọi là chất chống oxy hóa do ngăn chặn các hợp chất khác bị oxy hóa [29]

Acid Anacardic có chứa trong dịch nước ép trái điều cũng là một chất chống oxy hóa mạnh [30] Trong xét nghiệm hypoxanthine/xanthine oxyase, chúng chủ yếu ức chế xanthine oxyase và do đó cải thiện các loại oxy phản ứng (ROS) tấn công và bảo vệ thiệt

hại DNA gây ra bởi ROS [31] Silveira Vasconcelos et al đã chỉ ra rằng nước ép điều đã

cải thiện cơ chế miễn dịch và tối ưu hóa sự cân bằng giữa ROS và chất chống oxy hóa dẫn đến việc chữa lành vết thương tốt hơn [32] Các acid anacardic cũng đã được báo cáo

là làm tăng heme oxyase-1, một loại enzyme chống oxy hóa liên quan đến hệ thống miễn dịch Nước ép điều có thể được coi là thực phẩm sức khỏe có khả năng chống ung thư đầy hứa hẹn [16]

Năm 2002 nhóm tác giả Denise Carvalho Pereira Campos et al đã công bố công

trình nghiên cứu về tính ổn định của thời gian sử dụng của nước ép trái điều được lọc bằng vi lọc liên quan đến enzyme, nhóm tác giả nhận định rằng phương pháp này tổn thất thấp hơn và ổn định vật lý tốt hơn so với các phương pháp khác Kết quả cho thấy, nước

ép vẫn giữ được chất lượng tốt, đặc biệt là hàm lượng vitamin C không bị suy giảm trong suốt 2 tháng được bảo quản ở nhiệt độ thấp [29] Cùng hướng nghiên cứu về bảo quản nước ép trái điều, năm 2003 nhóm tác giả M.C.O Costa và đồng nghiệp cho rằng nước

ép điều được đóng gói bằng cách rót nóng hoặc trải qua quá trình tiệt trùng có độ ổn định cao về chất lượng, tính chất vật lý và cảm quan trong thời gian lưu trữ 12 tháng ở nhiệt

độ phòng Đồng thời pH, chất rắn hòa tan, độ acid tổng, lượng đường tổng và màu sắc không thay đổi đáng kể trong quá trình bảo quản và cũng không bị ảnh hưởng bởi loại hệ thống rót, nạp Phân tích cảm quan cho thấy rằng sự ưa thích nước ép tăng lên trong quá trình lưu trữ [21]

Năm 2007 nhóm tác giả Joelia Marques De Carvalho và các đồng nghiệp đã bổ sung caffein (100 mg/L) vào nước ép trái điều tạo ra các đặc tính kích thích cho hỗn hợp sản phẩm Trong nghiên cứu này, sự ổn định lưu trữ của một loại nước ép điều (87.5:12.5 v/v) cũng đã được đánh giá Độ ổn định hóa lý, vi sinh và cảm quan của đồ uống pha trộn này được đánh giá trong suốt 6 tháng Kết quả, đồ uống có độ ổn định tốt cho tất cả các thông số được phân tích ngoại trừ vitamin C, tổn thất 58% so với hàm lượng ban đầu [33]

Vấn đề bảo quản nước ép điều cũng là nội dung khá quan trọng vì trái điều dễ hỏng

và thời hạn sử dụng ngắn Với mục đích bảo tồn và cải thiện thời hạn sử dụng của nước

ép điều bằng cách sử dụng các kết hợp và nồng độ chất bảo quản hóa học khác nhau nhóm tác giả Uma Talasila và các đồng nghiệp đã đánh giá hiệu quả của chất bảo quản hóa học bằng cách phân tích chất lượng cảm quan, hóa lý và vi sinh của nước ép theo định kỳ Kết quả cho thấy rằng sự kết hợp giữa natri benzoate và natri metabisulphite ở mức 0,1 g/L, natri benzoate và acid citric ở mức 0,1 g/L và natri metabisulphite và kali metabisulphite ở mức 0,05 g/L, kéo dài thời gian sử dụng của nước ép điều đến 20 ngày Vitamin C và tổng lượng đường của các mẫu được bảo quản đã được tìm thấy gần như ổn định Các thuộc tính cảm quan cũng cho thấy khả năng chấp nhận tổng thể tốt của nước

ép Vì vậy, nước ép hạt điều có thể được bảo quản bằng cách sử dụng chất bảo quản hóa học được tối ưu hóa ở cấp độ hộ gia đình [14]

Bên cạnh giá trị dinh dưỡng mà trái điều đem lại thì mùi hương của trái điều chín cũng rất được ưa chuộng Tuy nhiên trong quá trình chế biến các loại sản phẩm nước ép thì hầu hết hương thơm bị giảm đi rất nhiều đặc biệt là trong công đoạn cô đặc Vấn đề này cũng đã được nhiều nhà khoa học đặc biệt quan tâm, cụ thể như công trình nghiên cứu của nhóm tác giả Karina de Lemos Sampaio công bố năm 2013 Trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã xác định và định lượng sự phục hồi của các chất mùi thơm bay hơi trong quá trình cô đặc nước ép trái điều và đề xuất mô hình động học Kết quả của nghiên

cứu này chỉ ra rằng sự phục hồi hiệu quả của các chất bay hơi quan trọng đối với hương điều có thể thu được bằng cách ngưng tụ 23% nước đầu tiên bốc hơi khỏi dung dịch nước

ép trong quá trình cô đặc Khi nước ép được cô đặc từ 10,6 đến khoảng 12°Brix, sự phục hồi của các chất bay hơi sau điểm này dường như chỉ làm loãng vật liệu thu hồi, không góp phần cải thiện chất lượng cảm quan của nước ép Các este là các hợp chất chính được tìm thấy trong vật liệu được thu hồi bằng cách ngưng tụ Chúng cũng là thành phần tạo mùi hương chủ yếu đối với vật liệu được thu hồi [34]

Nguyên nhân chính của trái điều chưa được sử dụng phổ biến vì mức độ tannin cao gây ra cảm giác khó chịu nếu tiêu thụ Sirô trái điều đã được sản xuất đã không thu hút nhiều sự chú ý người tiêu dùng do vị chát gây ra bởi sự hiện diện của tannin Vì vậy loại

bỏ tannin là một nhiệm vụ quan trọng mang tính quyết định trong công nghệ sản suất nước ép từ trái điều Tanin hay tannoid là một hợp chất polyphenol có trong thực vật, có khả năng tạo liên kết bền vững với các protein và các hợp chất hữu cơ cao phân tử khác như: các amino acid, alkaloid Phân tử lượng tanin phần lớn nằm trong khoảng 500-

5000 Da có trong vỏ, gỗ, lá và quả của những cây như: sồi, sú, vẹt, thông, đước, chè…[15] Bản chất của tanin chính là các hợp chất polyphenol và các hợp chất này có chủ yếu trong thảo mộc Thành phần polyphenol khác nhau tùy theo loại thảo mộc, quy định mức chát của mỗi loại Tanin thực vật là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất phenol, tanin của thực phẩm bao gồm catechin, bucoanthocyanin và một số hydro acid Tất cả tanin đều cho màu với ion kim loại Cấu trúc hóa học của tanin rất phức tạp và không đồng nhất, tanin có thể chia làm 2 loại chính: tanin thủy phân (tanin pyrogallic) và tanin ngưng tụ (tanin pyrocatechic) [16]

Tanin thủy phân là những este của gluxid, thường là D-glucose làm lõi trung tâm với một hay nhiều acid trihiđroxibenzen cacboxylic Khi thủy phân bằng acid hoặc bằng enzym tanase thì giải phóng ra glucose, hamamelose… phần không phải đường là các acid thường gặp như: acid gallic được nối với nhau theo dây nối dipeptid để tạo thành acid digallic, acid trigallic, acid ellagic, acid luteolic… Tanin thủy phân bao gồm: Ellagitanin và Gallotanin Gallotanin là các tanin thủy phân đơn giản nhất có năm liên kết ester giống nhau được, liên kết với lõi đường glucose Tanin ngưng tụ được tạo thành từ

sự ngưng tụ các đơn vị flavan-3-ol hoặc flavan 3,4-diol, được xem là các oligomer hoặc polymer chứa các đơn vị flavonoic (có thể chứa từ 2 đến 50 đơn vị flavonoic hoặc lớn hơn) gắn với nhau bằng liên kết cacbon-cacbon nên không dễ bị thủy phân Khi đó dưới

tác dụng của acid hoặc enzym thì không bị thủy phân mà tạo thành chất đỏ tanin hay phlobaphen Phlobaphen ít tan trong nước là sản phẩm của sự trùng hợp kèm theo oxy hóa, do đó tanin pyrocatechic còn được gọi là phlobatanin

Năm 2015 tác giả Yunita Arian Sani Anwar đã nghiên cứu ảnh hưởng của enzime tannase đối với hàm lượng tannin trong nước ép trái điều Kết quả thu được ở nồng độ 0,1% (v/v) enzime tannase làm giảm đáng kể hàm lượng tannin (1,54 lần) có trong nước

ép Bên cạnh đó tác giả cũng chỉ ra rằng việc sử dụng tannase không làm thay đổi hàm lượng vitamin C, hàm lượng protein và pH của dung dịch [35] Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Arijit Jana về khả năng loại bỏ tannin của enzime tannase [36] Một cách tiếp cận khác nhằm loại bỏ tannin trong nước ép điều đã được nhóm tác giả Emmanuelle S.C.A Dedehou và các đồng nghiệp sử dụng là bổ sung tinh bột sắn và gạo Kết quả thu được, tinh bột sắn ở mức 6,2 mL/L trong 300 phút làm giảm hàm lượng tannin ở mức 34,2%, trong khi tinh bột gạo ở mức 10 mL/L trong 193 phút làm giảm hàm lượng tannin ở mức 42,14% [37] Ngoài ra tannin có thể được loại bỏ bằng các phương pháp như: lọc vô trùng[38], sử dụng hạt nhựa hấp phụ PVP và gelatine, siêu lọc [35]–[37]

1.4 Tình hình nghiên cứu trong nước

Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tổng diện tích trồng điều ở nước ta khoảng 337 nghìn hecta Trong đó tỉnh Bình Phước

có hơn 134 nghìn hecta đang được sử dụng canh tác điều, chiếm khoảng 40% diện tích trồng điều cả nước, cùng với đó là khoảng hơn 200 doanh nghiệp và

400 hộ kinh doanh tham gia vào khâu chế biến và xuất khẩu hạt điều Điều đó làm cho tỉnh này trở thành “thủ phủ” điều của cả nước [39]

Hình 1.6 Thị trường xuất khẩu hạt điều Việt Nam

(Nguồn: Vietnamexport, 2019)

Theo Tổng Cục Hải Quan Việt Nam, kết quả thống kê giá trị xuất khẩu hạt điều của Việt Nam tăng qua các năm Theo số liệu của Cục Xuất nhập khẩu (Bộ Công Thương), xuất khẩu hạt điều tháng 11/2019 đạt 40.000 tấn, trị giá 285 triệu USD, tăng 14,6% về lượng và tăng 2,9% về trị giá so với tháng 11/2018 Lũy kế 11 tháng năm 2019, xuất khẩu hạt điều đạt 412.000 tấn, trị giá 2,985 tỷ USD, tăng 21,5% về lượng Theo ước tính, giá xuất khẩu bình quân hạt điều trong tháng 11/2019 ở mức 7.125USD/tấn Theo Tổng cục Hải quan, trong 4 thị trường xuất khẩu chủ lực của ngành điều là Hoa Kỳ, Trung Quốc, Hà Lan, Đức số liệu thống kê 10 tháng, xuất khẩu điều sang, Trung Quốc đạt 450 triệu USD, tăng 36%, Đức đạt 110 triệu USD, tăng 17,5% Trong nhiều năm gần đây, xuất khẩu hạt điều của Việt Nam (HS 080132) năm sau thường cao hơn năm trước Năm

2017, cả nước xuất khẩu trên 3,52 tỷ USD, cao hơn mức 2,8 tỷ USD của năm 2016; 2,4

tỷ USD của năm 2015; 2 tỷ USD của năm 2014; Với kết quả ấn tượng này, trong nhiều năm liên tục, Việt Nam đã trở thành nước có trị giá xuất khẩu hạt điều số 1 thế giới Cả nước hiện có 1.000 cơ sở chế biến hạt điều, công suất chế biến 1 triệu tấn sản phẩm/năm

và gần 400 doanh nghiệp tham gia xuất khẩu điều, trong đó lượng doanh nghiệp có kim ngạch dưới 5 triệu USD/năm chiếm 73% Các thị trường chính tiêu thụ điều của Việt Nam như EU, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Anh, Thái Lan, Philippines, Singapore và xuất

khẩu hạt điều cả năm 2019 ước tính đạt 3,3 tỷ USD [40][41]

Khi phân tích chất lượng quả điều chín vàng (tỉnh Bình Phước) [42], sau khi tiến hành ép thu dịch thì kết quả phân tích ở bảng 6 chỉ ra dịch ép quả điều chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như: hàm lượng vitamin C đạt 211 mg/100mL cao gần gấp 2 lần quả

Vitamin C đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng sinh hóa tế bào, làm giảm sự tạo thành các gốc tự do, giúp làm chậm quá trình lão hóa, tổn thương mạch máu và ngăn ngừa bệnh ung thư Đặc biệt nó hoạt động như một đồng yếu tố cho các enzym-N-trimethyl-L-lysine hydroxylase và butyrobetaine tham gia vào quá trình oxy hóa chất béo trong xương [29] Ngoài ra ở dịch ép quả chứa nhiều các khoáng chất với hàm lượng kali cao gấp 6 lần và photpho cao

gấp 3 lần so với quả mãng cầu xiêm (Annona muricata), sắt cao gấp 5 lần so với quả dưa hấu (Citrullus lanatus)[43]

Bảng 1 6 Một số các chỉ tiêu dinh dưỡng trong dịch ép quả điều ban đầu [42]

Bảng 1.7 Hàm lượng vitamin trong một số loại quả tươi (tính theo 100g trái) [44]

Dịch ép quả điều chứa hàm lượng polyphenol (389 mgGAE/100mL) cao

gấp 1,5 lần so với quả ổi chín (Psidium guajava) [45] Khả năng bắt gốc tự do

của lá (538µg/mL), thân (616 µg/mL) và rễ (884µg/mL) của loài Nam sâm bò

(Boerhavia diffusa L.) Dịch chiết của Nam sâm bò chuyên được dùng để trị

các bệnh như: tiểu đường, kháng viêm, ung thư…[46] Điều này cho thấy khả năng kháng oxy hóa của dịch ép quả điều rất tốt Khả năng kháng oxy hóa của dịch ép điều còn được đánh giá dựa theo chỉ tiêu năng lực khử Năng lực khử

6,69 mg/mL) bao gồm: Lactarius deliciosus, Tricholoma portentosum, Lactarius

deliciousus (stipe), Tricholoma portentosum (stipe), Tricholoma portentosum, Tricholoma portentosum, Lactarius deliciosus (cap) [48] Như vậy dịch ép quả điều có

khả năng kháng oxy hóa cao, rất tốt cho sức khỏe

Hàm lượng chất khô hòa tan của dịch ép quả điều cao (10%) nên dịch ép có vị ngọt, phù hợp cho lên men rượu Theo nghiên cứu gần đây, nếu uống dịch ép quả điều trong 4 tuần liên tiếp sẽ làm tăng bạch cầu đa nhân trung tính Vì khả năng kháng oxy hóa từ malondialhydehyde và 8-isoprostane có trong dịch quả, giúp làm giảm sự lắng đọng chất béo và có tác dụng khử trùng đối với quá trình oxy hóa ti thể [49] Thí nghiệm

ở chuột khi cho uống dịch ép quả điều đã giúp cải thiện các cơ chế miễn dịch và cân bằng tối ưu giữa ROS và chất chống oxy hóa dẫn đến lành vết thương tốt hơn [31] Như vậy dịch ép quả điều là một loại nước uống rất giàu dinh dưỡng, khả năng kháng oxy hóa cao,

có tiềm năng rất lớn khi tạo ra loại thức uống tốt cho sức khỏe

Lượng nước trong trái điều chín chiếm từ 85 – 90%, chủ yếu nằm ở dạng nước tự

do trong dịch bào, phần còn lại có trong màng tế bào, khoảng giữa các tế bào và trong nguyên sinh chất Ở màng tế bào, nước liên kết với protopectin, hemicellulose, và cellulose [22] Các chất đường trong trái điều chứa với liều lượng rất khác nhau, giữa các loài và tùy theo độ chín khác nhau Lượng đường trong trái điều ít (khoảng 6–11%) Đường tự do trong trái chủ yếu ở dạng D–glucoside, D– fructose và saccharose Trong trái điều glucose còn có dạng liên kết của phân tử saccharose, tinh bột, cellulose, hemicellulose, và các glucoside [50]

Đa số đạm trong điều là protid ở dạng acid amin và amid, ngoài ra còn có muối amon và nitrat, các chất đạm kết hợp với đường tạo thành glucoside Protid trong trái điều không nhiều thường dưới 1%, hàm lượng protid này phụ thuộc vào loại và độ chín

của trái, với hàm lượng rất nhỏ nhưng chúng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình chế biến nguyên liệu [51]

Rất đáng quan tâm như đã nhắc đến trước đó, thành phần tannin là hợp chất gây vị chát và khó xử lý Trước đây, nhiều phương pháp để loại bỏ tanin ra khỏi dịch trái điều được công bố:

- Các biện pháp xử lý tanin bằng nhiệt: xử lý trái điều trước khi ép bằng cách chần

nước sôi, hấp bằng hơi nước có áp suất cao, đun trong nước muối (NaCl 2%) hay trong

phương pháp trên khi sử dụng để tách tanin có những nhược điểm sau: khi xử lý bằng

chua, xử lý bằng nhiệt sẽ làm ảnh hưởng xấu đến cấu trúc, hương vị của quả, và sẽ làm giảm đáng kể lượng vitamin C trong quả, gây bất lợi trong quá trình chế biến, đồng thời sau khi xử lý lượng chất chát giảm đi rất ít [53][54]

- Các nghiên cứu còn sử dụng các phương pháp tách tanin khác như dùng gelatin,

polyvinyl polypyrolidon (PVPP), bột cọ sagu, tinh bột… hay đã sử dụng kết hợp gelatin, bentonite, nhựa hấp phụ XAD-16, PVPP để tách tanin và bước đầu đã đạt kết quả cao

- Tách tanin bằng phương pháp gelatin: tách tanin bằng phương pháp vôi hoá dựa

trên nguyên tắc tanin kết hợp với canxi trong vôi tạo kết tủa là tanatcanxi; tách tanin bằng lòng trắng trứng dựa trên cơ sở tanin kết hợp với protein hay kim loại để tạo tủa Lòng trắng trứng gồm những protein tương đối đơn giản, đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa sự oxy hoá tanin

- Tách tanin bằng các chất hấp phụ như bentonite còn tách được một lượng đáng

kể tanin ra khỏi nước giải khát, tuy nhiên hiệu quả thấp nên thường kết hợp tách tanin với gelatin vừa có tác dụng cải thiện sự kết bông của phức hợp tanin – protein, vừa có tác dụng hấp phụ lượng gelatin dư thừa trong dịch quả [55]; Tách tanin bằng PVPP (polyvinyl polypyrrolidon) vì PVPP có chứa nhóm amid, có khả năng cố định các phân tử của hợp chất polyphenol Điều này được giải thích cũng dựa trên liên kết hydrogen tương

tự như cơ chế phản ứng giữa gelatin và tannin; tách tanin bằng nhựa hấp phụ XAD-16 cũng có tác dụng như là một chất hấp phụ khá hiệu quả lên việc giảm các hợp chất polyphenol và làm giảm sự mất màu của nước ép Các chất này khi kết hợp với gelatin

thường cho hiệu quả tách tanin rất cao, gần như tuyệt đối (>95%) Tuy nhiên, phương pháp này lại khá tốn kém, vì chúng đều là những chất đắt tiền và khó kiếm

- Tách tanin bằng màng siêu lọc: Siêu lọc là quá trình lọc các dung dịch, trong đó,

màng lọc được chế tạo dưới dạng màng vi xốp, có tác dụng như bề mặt phân chia pha, phân tách các phần tử lớn hơn phần tử dung môi (thường phân tách các phần tử có kích thước 0,05–1µm) Màng siêu lọc để tách tanin từ dịch quả có đường kính lỗ lọc nhỏ hơn

kích thước tanin trong dịch quả điều

Mặc dù trái điều có thành phần dinh dưỡng cao nhưng chưa được khai thác có hiệu quả ở Việt Nam vì một số nguyên nhân:

rác xa các trung tâm công nghiệp, trái điều dễ bị dập nát và hư thối đòi hỏi cần chế biến trước 24 giờ sau thu hái

hiện nay vẫn chưa được quan tâm đúng mức, chủ yếu chỉ quan tâm đến hạt điều

Đã có một số công trình nghiên cứu trong nước cụ thể như sau:

Ngô Tuấn Kỳ và cộng sự đã sản xuất thử nghiệm một số sản phẩm từ trái điều như sirô, nước quả ép có gas và không có gas, squash, cordial, vang Trong nghiên cứu này

pectin 0,35% để kết tủa Theo tác giả các phương pháp này không dễ dàng tách được toàn

bộ tanin và các hợp chất phenol gây hiện tượng ăn da mà hoá chất không loại trừ được còn xử lý nhiệt quá mức sẽ làm mất hương vị thơm ngon của trái, xử lý bằng muối ăn làm

thay đổi quá nhiều vị của dịch quả [15]

Nguyễn Quang Hào và cộng sự đã dùng lòng trắng trứng, dùng nước vôi tôi để xử

lý tannin, đồng thời nhóm tác giả cũng đã sản xuất thử nghiệm một số sản phẩm như: mật

điều (Sirô điều), vang điều, rượu trắng cất từ điều [56]

cho đến pH = 5,2‒5,4 tách được 81% tannin; phương pháp sử dụng gelatin 1 g/L‒1,25 g/L tách được 79‒84,… Tuy nhiên kết quả lượng tanin tách được không cao, dịch quả bị

biến đổi nhiều sau khi xử lý [50][57]

Nguyễn Thị Hiền, Trần Thị Kim Phương sử dụng chất hấp phụ như polyamid, nylon, polyvinyl pofrolidon Trong số này PVP (Poly Vinyl Pirrolidone) được dùng để

loại phenol khỏi các enzyme rất hữu hiệu làm dịch trong, màu sắc đẹp Sử dụng dịch ép

quả chưa khử các chất chát để sản xuất rượu mạnh Dịch đã khử chát để làm rượu vang

và nước ép điều cho kết quả tốt, phù hợp với thị hiếu thị trường Một số nguyên liệu đắt

tiền, ít gặp như nhựa hấp phụ XAD-16 được khuyên khó áp dụng rộng rãi cho sản xuất đại trà [57][56]

Gần đây, tác giả Võ Thị Thu Giang (2019) đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng enzyme tanase để thủy phân tanin và thử nghiệm lên men rượu vang từ dịch ép quả điều [58] Kết quả thu được cho thấy, dịch ép quả điều sau xử lý tanin vẫn lưu giữ nhiều chất dinh dưỡng, bổ sung đường saccarose, thực hiện lên men rượu vang điều bằng nấm men

Saccharomyces cerevisiae K1 V1116 (S1) ở điều kiện tối ưu là: 22°Brix, pH = 4,5 và

7,5% tỉ lệ men, trong thời gian 7 ngày lên men chính ở nhiệt độ phòng và lên men phụ 60

có độ cồn đạt 13,8% v/v, mang đậm hương điều đặc trưng

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Hình 2 1 Quả điều đươc sử dụng trong nghiên cứu 2.2 Dụng cụ - hóa chất

Các hóa chất sử dụng trong đề tài được liệt kê theo bảng 3.1 dưới đây:

Thiết bị sử dụng trong đề tài được liệt kê theo bảng 2.2:

Bảng 2 2 Danh sách thiết bị

Long, Việt Nam

2.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian: từ ngày 01 tháng 01 năm 2021 đến 01 tháng 06 năm 2021

Địa điểm: Tại khu vực thực nghiệm Viện Khoa học Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành cơ sở 331 Quốc lộ 1A, Phường An Phú Đông, Quận 12, TPHCM

2.5 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Khảo sát đặc điểm của nguồn nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

- Khảo sát đặc tính hình thái, tính chất vật lý, thành phần hóa học cơ bản và hoạt tính sinh học của quả điều

Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của tinh bột sắn (khoai mì) tới quá trình lọc trong và

hàm lượng tannin có trong nước ép trái điều

- Khảo sát đặc điểm của nguồn nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

- Nghiên cứu quy trình xử lý tannin bằng hai loại tinh bột sắn ở quy mô phòng thí nghiệm

Khảo sát ảnh hưởng chất trợ lọc bằng tinh bột sắn tới hàm lượng tannin và độ trong của dịch ép trái điều [37]

Quy trình thực hiện thí nghiệm

Hình 2 2 Sơ đồ tóm tắt sắp xếp, bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian,

hàm lượng tinh bột sắn đến chất lượng nước ép quả điềuDịch ép quả điều được bổ sung tinh bột sắn phù hợp để hiệu suất tách loại tanin đạt hiệu quả cao nhất, phương pháp được khuyến nghị bởi S C A Emmanuelle và cộng sự

với một lượng cố định 200 ml nước ép điều, khuấy đều sau đó để lắng tự nhiên trong

phút Sau đó đem hỗn dịch đi lọc bằng giấy lọc Whatman loại giấy số 1 Cuối cùng là đi xác định các chỉ tiêu khảo sát theo trình tự sau

Thí nghiệm được lặp lại 3 lần, mẫu nước cất được sử dụng làm mẫu đối chứng Phân tích phương sai (ANOVA) được sử dụng để xác định sự khác biệt đáng kể giữa độc lập các biến (p <0,05) Toàn bộ quá trình thiết kế và sử lý số liệu được thực hiện trên phần mềm JMP 9.2 (JMP, USA)

Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của lòng trắng trứng tới hiệu quả tách tannin

3.1 Khảo sát công suất đánh bông lòng trắng trứng tới hiệu quả khử tannin

200 ml dịch ép trái điều Tinh bột sắn

Hàm lượng Tannin Lọc

Hình 2 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của công suất đánh trứng Cách thực hiện:

Trứng vịt sau khi tách lòng đỏ, giữ lại lòng trắng, tiến hành định lượng sau đó đem đi khuấy Sử dụng máy đánh trứng Philips MR3705 (300W) tiến hành đánh khuấy trong 5 phút lần lượt các mức khảo sát Tiếp theo là tiến hành khảo sát ảnh hưởng của mức độ đánh khuấy đến hiệu quả tách loại tanin trong dịch ép bằng cách xác định hàm lượng tanin có trong dịch trước và sau khi xử lý

Hình 2 4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian đánh trứng

Cách thực hiện:

Trứng vịt sau khi tách lòng đỏ, giữ lại lòng trắng, tiến hành định lượng sau đó đem đi khuấy Sử dụng máy đánh trứng Philips MR3705 (300W) tiến hành đánh khuấy ở mức 3 lần lượt các mức thời gian khảo sát là 5, 10, 15, 20 và 25 phút Tiếp theo là tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian đánh khuấy đến hiệu quả tách loại tanin trong dịch ép

3.2 Khảo sát tốc độ khuấy, thời gian khuấy tới hiệu quả tách loại tannin

Hình 2 5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tốc độ khuấy khuấy tới hiệu quả tách loại tannin Cách thực hiện:

Lòng trắng trứng vịt sau khi đánh bằng máy đánh trứng, được phối chế vào 200 mL dịch

ép trái điều với hàm lượng 5g/L dịch ép, sau đó đem đi khuấy hỗn hợp (lòng trắng trứng

và dịch ép) ở các mức khảo sát (1,2,3,4 và 5) bằng máy đánh trứng Philips MR3705 (300W) trong thời gian 10 phút Để ổn định hỗn dịch trong 20 phút giúp tạo tủa, sau đó đem đi lọc và tiến hành đánh giá hiệu quả tách loại tanin trong dịch ép