đồ án tốt nghiệp nghiên cứu phát triển sản phẩm nước quả từ dịch ép quả điều

Nội dung: - Phân tích các chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu dịch quả điều; - Khảo sát sự ảnh hưởng của xư lý enzyme đến khả năng khử vị chát trong dịchquả điều, gồm 3 yếu tố: thời gian gi

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Chữ ký của GVHD

SVTH Đào Vũ Thanh Vân 2

Trang 2

Viện: Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm

1 Đề tài: “Nghiên cứu phát triển sản phẩm nước quả từ dịch ép quả điều”

Nội dung:

- Phân tích các chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu dịch quả điều;

- Khảo sát sự ảnh hưởng của xư lý enzyme đến khả năng khử vị chát trong dịchquả điều, gồm 3 yếu tố: thời gian (giờ), nhiệt độ ( C), nồng độ enzyme (% theo hàmolượng Tannin) đến một số chỉ tiêu chất lượng của dịch quả điều;

- Nghiên cứu và phát triển công thức phối trộn sản phẩm nước quả từ dịch épquả điều giả;

- Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất nước quả từ dịch ép quả điều giả 2 Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Hạnh

Bộ môn CN Thực phẩm – Viện CNSH&CNTP – Đại học Bách Khoa Hà Nội 3 Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

4 Ngày hoàn thành đồ án:

Ngày…….tháng……năm 20…

(Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên)

Trang 3

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày.……tháng……năm…

(Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên)

Trang 4

Lời cảm ơn

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Hạnh người đã đưa ra ýtưởng, truyền cảm hứng và dẫn dắt tận tình cho em trong suốt quá trình thực hiện đềtài nghiên cứu này.

Em xin cảm ơn Ths Nguyễn Thị Hoài Đức đã cung cấp dụng cụ thí nghiệm vàtrực tiếp hướng dẫn tôi sử dụng dụng cụ, thiết bị thí nghiệm.

Chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các bạn sinh viên trong nhóm nghiên cứu đãluôn sát cánh cùng tôi trong thời gian vừa qua

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô Viện CNSH & CNTP – Nhữngngười đã tâm huyết dạy dỗ cho em những kiến thức bổ ích trong suốt 4 năm học tập đểem hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Mình cũng xin gửi lời cảm ơn tới những người bạn thân thiết đã cùng mình chia sẻniềm vui có, nỗi buồn có, khó khăn có,…trong khoảng thời gian sinh viên tươi đẹpnhất.

Cuối cùng, tôi hy vọng rằng hành trình 4 năm đã khép lại, nhưng sẽ mở ra rấtnhiều những cơ hội mới trong tương lai Tôi sẽ luôn giữ vững tinh thần và cố gắngthực hiện được những dự định còn đang ấp ủ

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 5

Trang 6

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Ngày nay với sự lên ngôi của lối sống “eat clean, live healthy” các sản phẩm từnước ép ngày càng được trở nên phổ biến Không chỉ xuất hiện nhiều tại các quầyhàng siêu thị mà các loại nước ép từ thực vật còn có mặt ở khắp mọi nơi trên các conphố, trên gánh hàng rong với các mặt hàng đa dạng Trên các kệ bán nước quả, ta cóthể phát hiện được vô số loại nước quả được phối chế khác nhau, tuy nhiên một trongnhững loại quả tiềm năng mà Việt Nam vẫn chưa tận dụng được trong việc sử dụngnhư sản phẩm nước giải khát, đó chính là quả điều giả.

Để góp phần nâng cao giá trị của quả điều giả và tận dùng nguồn lực tiềm năng

của ngành công nghiệp điều, đề tài “Nghiên cứu phát triển sản phẩm nước ép từdịch quả điều” đã được đề ra nhằm tận dụng nguồn lực về ngành điều trong nước

Trong nghiên cứu này, nước quả điều giả được phân tích một số chỉ tiêu chấtlượng sau đó tiến hành khử chát bằng phương pháp sử dụng enzyme Tannase thôngqua ảnh hưởng của 3 yếu tố: nhiệt độ, nồng độ, thời gian đến hiệu suất tách chiếtTannin, Polyphenol cũng như một số chỉ tiêu khác Kết quả nghiên cứu cho thấy việcsử dụng enzyme Tannase với nồng độ 0,6%, dưới tác động của nhiệt độ tại 60 C trong04-6 giờ sẽ cho hiệu quả tách chiết Tannin tốt nhất, trong khi hàm lượng Polyphenol,vitamin C, hàm lượng axit và nồng độ chất khô hòa tan tổng số vẫn còn giữ được trongsản phẩm với hàm lượng đạt yêu cầu Sau đó được đem đi phối chế với acid citric (0,2- 0,4%) và (13 – 17 Bx) thành bốn mẫu với nồng độ khác nhau Kết quả nghiên cứu0cho thấy mẫu được phối chế với 0,2% acid citric, với nồng độ Bx = 15 có chất lượngcảm quan tốt nhất Sản phẩm cuối cùng được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như: hàmlượng chất khô hòa tan tổng số, axit tổng số, pH, vi sinh vật tổng số và chất lượng cảmquan.

Trang 7

Trang 8

Thesedays, with the uprising trend of “eat clean, live healthy”, products from fruitjuice are becoming more and more in favour to a large part of our population.Everywhere in the street, we can easily spot a juice products from a big mall’s stall tothe street vendor and even pedlars pushing cart from dusk till dawn are seen to tradethis kind of products to the youngs and olds There are hundreds products from juiceselling in Vietnam’s current market, but the cashew apple juice are not on many, andeven on none of those seller’s racks.

In order to enhance the value of cashew apple and utilize the potential nutrionaluse of this so-called industrial waste, in this study, we go into the: “Research andDevelop Juice Products from Cashew Apple Juice.”

In this study, the Cashew Apple juice was put through pre-treatment with enzymeTannase In these part, we examine the impact of 3 elements: temperature, time andconcentration on tannin removal efficiency, Polyphenol content, as well as othercontents affecting the biological activity and nutritional factor The results showed themost suitable statistics of Enzyme regarding the studied factors (including: Vitamin Ccontent, Acid content, Polyphenol content, Tannin content, Soluble solids content) isat 0,6%, at 60 degree Celcius, in 4-6 hours The acceptable model was then preparedinto 4 different sample with addition of lime bowder (0,2-0,4% acid) and sugar syrup(13-17 degree Brix) The most acceptable sample is sample 2 with 0,2% lime powderand Sugar Bx of 15 The final product’s contents, including: Polyphenol content,vitamin C content, Acid content, Soluble solids content and Total microbial count, arethen determined.

MỤC LỤC

Trang 9

LỜI MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 13

1.1 Tổng quan về quả điều 13

1.1.1 Cấu tạo và giá trị của thịt quả điều 13

1.1.2 Các thuộc tính chính của quả điều giả 14

1.1.3 Giải pháp quả điều giả 17

1.2 Tannin và Tannin trong quả điều 21

1.2.1 Tannin và ảnh hưởng của Tannin đối với các sản phẩm đồ uống 21

1.2.2 Tannin trong nước quả điều 33

1.3 Chế phẩm Enzyme Tannase 33

1.3.1 Giới thiệu chung về chế phẩm enzyme tannase 33

1.3.2 Hình thức của hoạt động thủy phân 34

1.3.3 Các nguồn thu nhận enzyme tannase 35

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme tannase 37

1.3.5 Ứng dụng của enzyme tannase trong công nghiệp thực phẩm 39

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

2.3.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 71

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 74

3.1 Khảo sát một số chỉ tiêu chất lượng của dịch quả điều giả 74

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của xử lý enzyme tannase để khử chát trong dịch quả điều 76

Trang 10

3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến một số chỉ tiêu chất lượng của

3.3 Khảo sát công thức pha chế nước quả điều 87

3.4 Hoàn thiện quy trình công nghệ 89

3.4.1 Quy trình công nghệ 89

3.4.2 Thuyết minh quy trình 91

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

Trang 11

Bảng 1.4: Sản phẩm thủy phân của các loại Tanin khác nhau bởi enzyme…… 26

Bảng 1.6: Thời gian lưu trú của dịch ảnh hưởng đến độ

Bảng 1.7: Ảnh hưởng của các loại thực phẩm đến cảm nhận chát của người

Bảng 2.1: Chỉ tiêu sản phẩm enzyme từ hãng Kikkoman

Bảng 2.7: Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp bảo quản dịch quả điều 67

Bảng 3.5: Khảo sát xử lý enzyme tannase thông qua các thay đổi về chỉ tiêu

Bảng 3.6: Khảo sát ban đầu việc xây dựng công thức phối chế cho sản phẩm

Trang 12

Trang 13

quả thịt quả điều trong chế biến nước quả em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu phát triểnsản phẩm nước quả từ dịch ép quả điều” Qua phần nghiên cứu của bản thân, em sẽ

tái triển khai các nghiên cứu hiện đã được ứng dụng cũng như đưa thêm hiểu biết củabản thân để nghiên cứu sâu hơn về việc sử dụng phần phế phẩm quả giả để tạo ra cácsản phẩm có thể sản xuất, cũng như góp phần tạo ra sản phẩm truyền thống tiềm năngcủa Bình Phước nói riêng, Việt Nam nói chung.

Mục tiêu nghiên cứu:

Để góp phần nâng cao giá trị của quả điều giả và tận dùng nguồn lực tiềm năng

của ngành công nghiệp điều, đề tài “Nghiên cứu phát triển sản phẩm nước ép từdịch quả điều” đã được đề ra nhằm tận dụng nguồn lực về ngành điều trong nước

Nội dung nghiên cứu:

Trong nghiên cứu này, nước quả điều giả được phân tích một số chỉ tiêu chấtlượng sau đó tiến hành khử chát bằng phương pháp sử dụng enzyme Tannase thôngqua ảnh hưởng của 3 yếu tố: nhiệt độ, nồng độ, thời gian đến hiệu suất tách chiếtTannin, Polyphenol cũng như một số chỉ tiêu khác Sau đó được đem đi phối chế vớiacid citric (0,2 - 0,4%) và (13 – 17 Bx) thành các mẫu với nồng độ khác nhau để chọn0ra sản phẩm có độ chấp nhận cao nhất Sản phẩm cuối cùng được đánh giá dựa trêncác chỉ tiêu như: hàm lượng chất khô hòa tan tổng số, axit tổng số, pH, vi sinh vật tổngsố và chất lượng cảm quan.

Trang 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 Tổng quan về quả điều

1.1.1 Cấu tạo và giá trị của thịt quả điều

Quả điều (Cashew Apple) thuộc họ Đào Lộn Hột hay còn gọi là họ Xoài, là đế hoahay còn gọi là quả giả của cây điều (Anacardium Occidentale L.) Cây thuộc giớiPlantae, bộ Sapinadales, họ Anacarrdiaceae, chi Anacardium Điều hay còn gọi là đàolộn hột là một loại cây công nghiệp dài ngày thuộc họ Xoài Cây này có nguồn gốc từđông bắc Brasil, nơi nó được gọi bằng tiếng Bồ Đào Nha là Caju hay Cajueiro Ngàynay nó được trồng khắp các khu vực khí hậu nhiệt đới để lấy nhân hạt chế biến làmthực phẩm Cây điều (đào lộn hột) cao từ khoảng 3 - 9m Lá mọc so le, cuống ngắn.Hoa nhỏ, màu trắng có mùi thơm dịu Quả khô, không tự mở, hình thận, dài 2–3 cm,vỏ ngoài cứng, mặt hõm vào, cuống quả phình to thành hình trái lê hay đào, màu đỏ,vàng hay trắng Do vậy người ta thường có cảm tưởng phần cuống quả phình ra là quả,còn quả thật đính vào là hạt, do đó mà có tên đào lộn hột (tức đào có hột nằm ngoàiquả) Hạt hình thận, có chứa dầu béo Phần quả giả có vị chát, ngọt, tùy thuộc vàogiống, thời điểm thu hái địa phương trồng điều.

Hạt điều có giá trị thương phẩm cao, phần quả giả rất dễ bị dập cũng như có thờihạn bảo quản không cao, có vị chát không phù hợp với cảm quan của người tiêu dùng.Giá trị thương phẩm của quả thật cao nên được hái riêng, còn quả giả bị tách khỏi phần“hạt điều” khi tiếp xúc với môi trường bên ngoài gây khó khăn trong việc bảo quản,thậm chí còn gây ô nhiễm vi sinh.

Thịt quả chín có thể được ăn sống, nấu thành cà ri hoặc lên men thành giấm hoặcđồ uống cồn Tại Campuchia, cây điều được trồng như cây cảnh và được coi như mộtmón cao lương mỹ vị khi ăn cùng với muối Khi sử dụng ăn liền như một loại quả, vịchát của quả có thể được loại bỏ bằng cách hấp quả trong 5 phút trước khi đem đi rửatrong nước lạnh hoặc ngâm trong nước muối nóng trong 5 phút Đôi khi trái giả cònđược dùng làm các loại mứt: Jam, Preserve, Chutney ở một số đất nước Đặc biệt cácđồ uống có cồn cũng như không có cồn từ thịt quả còn là những sản phẩm truyềnthống ở Ấn Độ và Châu Phi Ở Brazil nước quả ép và bã thịt quả điều được sử dụng

Trang 15

làm đồ ngọt, nước giải khát, rượu mạnh cachaça Ở Panama thịt điều khi chế biếncùng nước, đường trong một khoảng thời gian dài để tạo thành món tráng miệng dạngJam mang tên dulce de marañón, đôi khi được kết hợp với một số thành phần khácnhư tinh bột để tạo thành dạng bánh

Với mỗi một tấn hạt điều được thu hoạch, ta có tất cả từ 10-15 tấn thịt quả điều vàhiện tại ở Việt Nam, thịt quả điều đang được sử dụng như thức ăn gia súc, đặc biệt trênthế giới hơn 80% thịt quả được xử lý như phế phẩm của ngành điều.

Hình 1.1: Cấu tạo quả điều

Thịt quả đã và đang là trung tâm chú ý của các nhà nghiên cứu với những tiềmnăng về mặt vi sinh, dinh dưỡng, cảm quan cũng như một loại thực phẩm chức năng,một bài thuốc quý Điều đặc biệt thu hút ở thịt quả chính là sự có mặt của vô vàn chấtkhoáng và vitamin,… đặc biệt là vitamin C và các polysaccharide.

1.1.2 Các thuộc tính chính của quả điều giả

1.1.2.1 Tính chất hóa lý đa dạng

Ảnh hưởng của quá trình thanh trùng lên nước quả

Nước quả sau khi được thanh trùng có lượng đường tổng, đường khử hầu nhưkhông đổi Lượng pH, lượng chất khô tổng số, nồng độ axit giảm nhẹ trong giảm nhẹtrong 100 giờ đầu Lượng vitamin C theo thời gian giản đi rất nhanh chóng, đặc biệt làtại 5 tiếng sau khi được thanh trùng (tại 90°C/12s).

Trang 16

chất este, 16 hợp chất terpen, 9 hợp chất hydrocarbon, 7 axit carboncyliccx, 7 hợp chấtaldehide, 3 hợp chất cồn, 2 hợp chất ketone, 2 lactone và 1 hợp chất norisoprenoid.Thịt quả điều chín đều thường có hương ngọt hoa quả nhờ hợp chất metyl 3-metyl-trans-2-butenoate và metyl 3-metyl pentanoate Hương lá cây nhờ các aldehyde 5 hoặc6 carbon như: cis-3-hexenol, hexanal, 2-metyl-2-pentenal, hương thối của quả giảhỏng là của 2-metyl butanoic acid Bên cạnh các hợp chất thơm trong thịt quả, một sốnghiên cứu đã định tính được một số tinh dầu trong thịt quả đỏ và vàng Trong đó, axitpalmitic, axit oleic có mặt thường xuyên trong trái đỏ, trái vàng và bao gồm các tinhdầu chính như: furfural, axit palmitic, axit 4-hydroxydodecanoic, lactone, (E)-hex-2-enal, (Z)-hex-3-enol và hexadecanol

Ảnh hưởng trong quá trình nuôi trồng và bảo quản

Mặc dù là loại quả tuân theo mô hình hô hấp thường biến (non-climateric), nhưngThịt quả lại có tốc độ hô hấp cao (62-72 ml/kg.h) và lượng gia tăng của etylen ổn định(200-400 ml/kg.h) Lượng etylen và các thành phần dễ bay hơi thoát ra sau thu hoạchgiảm mạnh Đi kèm với đó là sự gia tăng đột ngột của acid abscisic ở cuống và toàn bộquả giả ở cuối quá trình phát triển làm giảm các khoang trống cũng như độ cứng củaquả Chính vì lớp da mềm của quả hậu thu hoạch, thịt quả dễ bị tấn công bởi ruồi giấmmang trong nó các bào tử nấm như Rhizopus, Aspergilus và Collectorichum Để giảmnguy cơ xâm hại của các tác nhân gây hại và khử trùng bề mặt các quả giả, ta cầnnhúng nhanh thịt quả vào dung dịch 0,25% axit citric hoặc 0,1 % - 0,3% axit ascorbictrước khi ăn tươi cũng như đưa vào quá trình sản xuất

Từ đó, ta thấy một loạt các dấu hiệu về sự biến đổi liên tục của các thông số: hóahọc, cảm quan, hóa lý,… của trái điều trong suốt các quá trình: thanh trùng, tiệt trùng,phát triển, chín, thu hái, bảo quản, và các quá trình chế biến khác.

1.1.2.2 Giá trị dinh dưỡng cao

Bài thuốc quý với hoạt tính sinh học cao

Thịt quả điều được định danh là một loài cây thuốc có nguồn gốc từ lục địa NamMỹ Quả giả với hàm lượng ẩm 65-85%, có thể chiết xuất thành nước quả giàu cácchất khoáng, đường, polyphenol và Tannin Trong đó, theo một số nghiên cứu về cácgiống điều, thịt quả tại Ariyalur, Ấn Độ, tuy trái đỏ có hàm lượng nước và hàm lượng

Trang 17

chất khoáng cao hơn trái vàng, giá trị dinh dưỡng (hàm lượng đường tổng, đường khử,protein, vitamin C) ở trái vàng lại cao hơn trái đỏ, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu dinhdưỡng của cả hai loại thịt quả này đều cao hơn so với của các quả thông thường Bởivậy, nước thịt quả điều và sản phẩm phụ của chúng là dược phẩm tiềm năng cho cácchứng đau nhức cơ bản, cũng như nước giải khát tăng lực cho những ngày nóng bức.Tiêu thụ nước từ thịt quả điều nguyên chất giúp giảm các bệnh đường ruột mãn tính,giảm rát họng và giảm vôi hóa xương khớp Nhờ các thuộc tính của các chất chát,nước Thịt quả chưng cất được cho là giúp giảm đau thấp khớp và đau dây thần kinh.Thịt quả còn có thể được dùng làm nước tăng lực nhờ giá trị dinh dưỡng và giá trịnăng lượng cao Fructose trong Thịt quả chỉnh insulin và ổn định lượng đường trongmáu, trong khi đó Glucose trong Thịt quả hoạt động như nguồn cung năng lực tức thời.Lượng đồng trong Thịt quả giúp lưu thông máu và oxy trong máu, lượng Canxi giúpchắc khỏe các khớp, xương Bên cạnh đó, các nước giải khát tươi, lên men từ trái giảgiúp giảm chuột rút, thoái hóa điểm vàng và mất ngủ ở người lớn tuổi Nước Thịt quảchứa vô số hợp chất chống oxi hóa với hàm lượng vitamin C lên đến 800mg vitaminC/l dịch Với hàm lượng vitamin C lớn như vậy, nước ép này còn giúp nướu và lợichắc khỏe, tăng sức khỏe răng, vòm miệng nói chung Với hàm lượng xơ lớn, tiêu thụquả tươi cũng như nước quả giả làm tăng mức độ oxy hóa các chất béo trong mô mỡvà cholesterol, do đó được khuyến nghị sử dụng cho những người muốn giảm béo.

Các sản phẩm phụ từ nước ép có khả năng kháng vi sinh cao

Thịt quả được sử dụng cho các vấn đề về đường ruột như loét dạ dày, axitanacardic trong Thịt quả có khả năng tác động lên Helicobacter pylori - vi khuẩn gâyviêm loét dạ dày tá tràng và giảm nhiễm trùng, nước Thịt quả có khả năng làm giảmhoạt động của vi khuẩn Salmonella typhimurium, gây ra các bệnh về gan Ngâm hạtđiều tươi trong nước táo làm giảm sự hư hỏng do Escherichia coli và Salmonellaaureus Thịt quả được tương truyền như một bài thuốc chữa ung thư do khả năngchống oxy hóa của các hoạt tính sinh học khác nhau trong nước ép Một số thành phầndễ bay hơi được phân lập từ Thịt quả cho thấy tác động lớn đối với sự tăng trưởng vàphát triển của một số vi sinh vật thuộc giống Bacillus (B.subtilis và B.amoniagenes),Salmonella (S aureus, S cerevisiae và S mutans), Escherichia (E coli và E.

Trang 18

aerogenes), Pseudomonas (P.acnes, P.aeruginosa, P.vulgaris, P.chrysogenum),Trichophyton mentagrophytes và Calathea Pracis Các hợp chất dễ bay hơi gây ức chếhoạt động chống lại vi sinh vật là car-3-enema, limonene, furfural, benzaldehyde,nonanal, 2-metylpentan-1-ol, a-terpinene và 8-caryophyllene.

1.1.3 Giải pháp quả điều giả

1.1.3.1 Các ứng dụng tiềm năng của quả điều giả

* Các sản phẩm từ quả giả trải qua thẩm thấu đường, thẩm thấu muối

Ngâm thịt quả hoặc các lát cắt thịt quả qua đêm (10-12 tiếng), ngập trong dungdịch đường nồng độ Brix 50-70°, 2% Canxi Clorua và 0,6% Kali Metabisulphat ởnhiệt độ thường, duy trì trong 3-4 ngày rồi đem đi phơi khô và xử lý bề mặt, ta có cácsản phẩm kẹo ngọt Thay dung dịch đường bằng dung dịch muối cùng một số gia vịnhư bột nghệ, bột ớt ngọt, ớt cay,…cùng 2% Canxi Clorua và 0,6% KaliMetabisulphat; ta có sản phẩm bánh kẹo mặn.

* Thức ăn chăn nuôi

Quả điều tươi sau khi đã tách hạt ra được đem phơi khô, nghiền thành bột hoặc ủlên men với bột sắn, rơm khô tỷ lệ lần lượt 6% và 9% làm thức ăn cho bò, động vậtnhai lại, giúp tăng chất lượng sữa do giàu các hợp chất polyphenol trong thành phầnthịt

* Nguyên liệu phụ cho các ngành công nghiệp khác:

Các hợp chất gluxit và các chất dinh dưỡng trong thịt quả chính là tiềm năng đểphát triển hàng loạt các sản phẩm đồ uống có, không có cồn và hàng loạt các sản phẩmcho các ngành công nghiệp khác từ việc lên men nước thịt quả với các vi khuẩn địnhtính, định lượng trước:

Bảng 1.1: Các vi khuẩn dùng để lên men

Trang 19

Bacillus subtilis Chất hoạt động bề mặt hữu cơ

* Các sản phẩm từ quả và nước quả không có cồn

Quả tươi đem đi rửa, loại khỏi bụi, đất, các vi sinh gây hại và lấy hạt Nước đượcép qua máy, thêm một số chất trợ lọc, dùng vải lọc để tinh sạch nước quả và các hợpchất tạo cấu trúc, hương, vị không mong muốn Sau đó, thêm một số phụ gia tạo cấutrúc, điều vị hoặc kết hợp với nước cốt hoa quả khác như cốt chanh (lime) hoặc cốtdừa vào ta sẽ có một sản phẩm nước uống giải khát

Bên cạnh đó, một số giải pháp tiềm năng của sản phẩm quả giả bao gồm có dầmchua với nước dầm gừng, nghệ, mù tạt, muối, ; siro và mứt jam phết bánh kết hợp vớimột số loại rau quả nhiệt đới như xoài, chanh leo,…

* Các sản phẩm từ nước quả có cồn

Ở Ấn Độ, rượu lên men và chưng cất Feni đã được người Goan coi như một loạinước uống truyền thống nơi đây và đã được cấp chứng nhận là đặc sản rượu địaphương Goa, Ấn Độ vào năm 2009 Trong đó, phải kể đến các thành phần bao gồm vôsố hợp chất hydrocarbon dễ bay hơi và khoáng: ethanol (42.85%), acetic acid(12.28%), ethyl acetate (55.97%), acetaldehyde (18.28%), furfural (3.22%) và đồng(1.04%)

Cũng như các sản phẩm nước ép, các loại rượu thịt quả có những bước sơ chế cơbản như trên: thịt quả tươi trước hết cần rửa sạch, lọc khỏi các tác nhân sinh-lý-hóabên ngoài và khử một số các hợp chất không mong muốn (Tannin), rồi đem đi lên menvới Saccharomyces cerevisae, qua pha chế một số loại phụ gia

Trang 20

Bảng 1.2: Bảng so sánh hoạt lực và khả năng của một số tác nhân lắng trong(Fining) trong các sản phẩm nước quả và rượu

Bảng so sánh hoạt lực và khả năng của một số tác nhân lắng trong (Fining)

trong các sản phẩm nước quả và rượu - Theo Zoecklein (1987) và Wine MarketDepots

Loại bỏmàu

Loại bỏTannin

Có xu hướngvượt quá mứclắng cần thiết

Làmtrong và

ổn định

Thiệt hại chấtlượng

1.1.3.2 Các phương pháp chính để lọc tiền xử lý Tannin trong nước quả điều

Khi nhắc đến lọc, ta không thể không nhắc đến cơ chế lọc bằng lưới lọc, và ở đâyviệc lọc bằng vi lọc cũng là một phương pháp tiềm năng trong trong dây chuyền sản

Hoạt lực/ Ảnh hưởng tăng

Trang 21

xuất nước quả đục Tuy nhiên tại Việt Nam, với tiếp cận về thương mại của quả điềugiả, việc sử dụng vi lọc là không thiết thực, vậy nên các phương pháp được liệt kêdưới đây sẽ là các phương pháp lọc trong, tinh sạch sử dụng các hợp chất enzyme vàphi enzyme Cơ chế của việc lắng trong (fining) là quá trình tạo nhũ tương ổn địnhhoặc bán ổn định của các carbonhydrat thực vật dạng keo (giúp nâng đỡ cấu trúc lơlửng của nước quả đục) Đã có rất nhiều loại thực phẩm: bia, rượu và vô vàn sản phẩmnước quả không cồn sử dụng bước làm trong (fining) để loại bỏ các hợp chất hữu cơgây ảnh hưởng xấu đến hương vị (sulfit, protein, polyphenol, benzenoid, ion đồng).Các nhóm tác nhân được sử dụng để lọc trong có thể chia thành 7 nhóm dựa vào bảnchất của các hợp chất

trên Lần lượt là: (1) Đất (bentonite, kaolin, diatomit); (2) Proteins (gelatine,isinglass, casein, lòng trắng trứng); (3) Polysaccharides (agars); (4) Carbons (than hoạttính); (5) Polymer tổng hợp (PVPP, nylon); (6) Silicon dioxide (kieselsols); and (7)Khác, trong đó bao gồm: chất kết tủa kim loại, enzymes, nấm men khô,… (Zoecklein,1988)

Mỗi một phương pháp khác nhau từ những người xử lý khác nhau thực chất khôngcó cùng chung một cơ chế hoạt động, đặc biệt sự khác biệt rõ ràng nhất là ở cơ chế lọctrong bằng enzyme, sẽ được chỉ rõ ở phần dưới Ở thời điểm hiện tại (2022), hầu hếtcác phương pháp xử lý nước điều đã trở nên thuận lợi hơn về mặt kinh tế và các vậtliệu cần cũng đã dễ tiếp cận hơn với những nước đang phát triển Những hạn chế chínhđược ghi lại trong quá trình sản xuất nước ép thịt quả tại một số địa phương đã sử dụngnước ép, chính là sự thiếu kiểm soát về thời gian và liều lượng tác nhân lọc sử dụng.Một số nghiên cứu về việc tiền xử lý Tannin trong nước thịt quả điều bao gồm nhữngphương pháp như sau:

Bảng 1.3: Một số nghiên cứu vè việc tiền xử lý Tannin trong nước thịt quả điều

Trang 22

Không gây biến

đổi về vị giác Giá thành cao, khó kiếm nguồn chuẩnGelatin Hiệu suất cao Cần hàm lượng lớn, ảnh hưởng đến

cảm quan và kinh tế

Vi lọc

Đã có một sốnghiên cứu về vilọc trong lọc trongnước quả.

Tốn kém

Sử dụng phụ gia

Phụ gia có thểkiềm hãm lại mộtsố tác nhân gâychát

Một số phụ gia có hại cho sức khỏe gâyngộ đọc trường diễn

Tinh bột sắn

Cách truyền thốngđã được ứng dụngvà nghiên cứunhiều

Hiệu quả cao

Lâu (8h) , từ đó dễ lên men

1.2 Tannin và Tannin trong quả điều

1.2.1 Tannin và ảnh hưởng của Tannin đối với các sản phẩm đồ uống

1.2.1.1 Tannin

Tannin là một thuật ngữ hóa học có định nghĩa lỏng lẻo, cho đến hiện tại với kiếnthức thường thức được mọi người sử dụng, Tannin được biết đến như một tác nhângây vị chát cũng như hậu vị chát trong một số sản phẩm chè, rượu, các sản phẩm từhoa quả nói chung, dưới đây là một số định nghĩa về Tannin được tổng hợp lại:

Trang 23

“Tannin” là thuật ngữ được cho là bắt nguồn từ ngôn ngữ Celtic cổ đại (Trung Âu)mang nghĩa “cây sồi” – nguồn cung cấp nguyên liệu để xử lý thuộc da điển hình(Tannin) Việc dùng các hợp chất hữu cơ này từ gỗ sồi đã giúp cho những bộ lạc từthời tiền sử cho đến ngành dệt may ngày nay có thể thuộc được da tạo nên các sảnphẩm không chỉ giữ ấm cho cơ thể mà còn rất bền theo thời gian và tạo nên các giá trịlớn về mặt thời trang Tuy nhiên, hiện nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ,Tannin không còn là hợp chất tiết ra từ cây sồi với chức năng thuộc da, mà nó đượcnghiên cứu là một hợp chất đa gốc phenol tồn tại trong hầu hết các bộ phận của thựcvật như nhành cây, gỗ, lá, quả, hạt, rễ Thông thường, việc tiết ra nhiều Tannin là dấuhiệu ngã bệnh của cây, từ đó ta có thể kết luận rằng: Tannin có vai trò như một hợpchất kháng khuẩn, kháng côn trùng, tác nhân gây hại Tannin thưởng có màu vàng nhạthoặc bột trắng vô định hình hoặc lấp lánh, gần như không màu, cấu trúc lỏng lẻo vớimùi lạ và vị chát.

Dựa trên các công thức cấu tạo cũng như nguồn gốc hiện đã khám phá và vai tròcủa chúng trong việc sinh trưởng và phát triển của thực vật, Tannin được định nghĩanhư các hợp chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật, chúng có thể là các este galloyl vàcác đồng phân của chúng Các gốc galloyl sẽ gắn vào các gốc polyol, catechin và cáchợp chất triterpenoid, bởi vậy có thể nói Tannin là các chuỗi proanthocyanidin kết nốivới nhau bởi các liên kết polymer, trong đó các gốc flavanyl thường được kết nối vớicác gốc thay thế khác Các liên kết trong Tannin có thể bị phân cắt bởi axit, bazo, hoặcmột số enzyme, trong đó galloTannin (thuộc nhóm Tannin thủy phân) sau khi đượcthủy phân sẽ tạo thành glucose và axit gallic Về công thức cấu tạo, Tannin ngoài việclà một hợp chất polyphenol cao phân tử ra, không có các danh pháp rõ ràng về các gốccòn lại của chúng, thậm chí vẫn còn nhiều hợp chất Tannin đang được tranh cãi bởikhông phải tất cả những chất polyphenol có khả năng thuộc được da là Tannin, vàkhông phải những chất Tannin có thể thuộc được da (Karamali Khanbabaee andTeunis van Ree).

Bae-Smith và Swain định nghĩa Tannin là hợp chất phenol tan được trong nướcvới phân tử lượng từ 300-3000, có các tính chất hóa lý khác giống như của một hợpchất phenol như khả năng kết tủa alkaloid, gelatin và các protein khác.

Trang 24

Haslam đã thay thế thuật ngữ “Tannin” bằng thuật ngữ “polyphenol”, để nhấtmạnh sự tồn tại của rất nhiều gốc phenol trong cấu trúc phân tử của những hợp chấtnày Ông nhấn mạnh, khối lượng phân tử của nó lên đến 20,000 và các hợp chất nàykhông chỉ tạo hợp chất với protein, alkaloid mà còn với một số polysaccharide Tuynhiên một số tác giả vẫn sử dụng thuật ngữ “Tannin” để nhấn mạnh các khả năng đặcbiệt của Tannin mà chỉ có hợp chất phenolic này có: khả năng kết tủa protein.

Hiện tại có rất nhiều ý kiến trái chiều về định nghĩa Tannin dựa trên cấu trúc phântử cũng như các đặc tính của chúng, sau đây là một số định nghĩa:

“Tannin là một polyphenol với những tính chất đặc trưng: tạo vị chát, tạo màusẫm cho nước quả, có khả năng chống oxi hóa, kết tủa với các hợp chất alkaloid, muốikim loại và một số polysaccharide”.

“Tannin là những hợp chất của polyphenol có trong thực vật, trong phân tử khôngcó nitơ Tannin có phân tử lượng từ 300 đến 3000 Da thậm chí lên đến 20000 Da.Tannin tan trong nước, cồn, axeton, không tan trong ete và chlororm, có vị chát vàđược phát hiện dương tính với thí nghiệm thuộc da”

Một số lượng lớn các nhóm phenolic hydroxyl cho phép Tannin tạo phức với cácprotein và một lượng thấp hơn thì hình thành phức hợp với các đại phân tử khác nhưcellulose và pectin (Mueller Harvey et al, 1987)

Hình 1.2: Cấu tạo của Tannin

Sau lignin, Tannin là nhóm thứ hai chứa nhiều phenolic nhất trong thực vật Taninđược coi là hợp chất thứ cấp vì chúng không tham gia vào quá trình trao đổi chất (Bhatet al, 1998) Tannin có chức năng làm lành vết thương và hoạt động như các sắc tố

Trang 25

Tannin bảo vệ cây khỏi sự tấn công bởi vi khuẩn, làm bất hoạt virut và xâm lấnenzym ngoại bào của vi sinh vật Các vi sinh vật tấn công bằng cách tiết enzym sẽ bịbất hoạt toàn bộ hoặc một phần bởi sự hình thành phức hợp giữa cơ chất của vi sinhvật với protein (không phải enzym) trong thực vật, và phân tử Tannin (Lekha vàLonsane, 1997) Tannin cũng đóng góp vào sự phòng vệ hóa học, bảo vệ thực vậttrước côn trùng và động vật có vú ăn cỏ (Hartzefelt et al, 2002) Tannin gây ảnh hưởngxấu lên động vật, vi sinh vật, môi trường Một lượng lớn nhóm phenol hydroxyl chophép Tannin tạo phức hợp không hòa tan và khó tiêu hóa, chủ yếu với protein, tinhbột, cellulose, pectin và các enzym tiêu hóa Do đó, chúng làm giảm giá trị dinh dưỡngcủa thức ăn và lượng thức ăn hấp thu được ở động vật, đặc biệt đối với động vật nhailại Chúng cũng ức chế sự tăng trưởng của một số vi sinh vật và chống lại vi khuẩn tấncông bằng cách ức chế enzym thông qua phá vỡ màng tế bào Tannin trong chất thảinông nghiệp gây ô nhiễm nghiêm trọng trong môi trường Do đó, Tannin có tác độngtiêu cực đến các sinh vật sống (Kumar et al, 1999)

Ảnh hưởng Tannin đến quần thể sống trên trái đất:

Tannin có mặt ở trong vô số loại thực vật, được tận dụng như nguồn thực phẩm vàthức ăn chăn nuôi Tannin được ví như một con dao hai lưỡi, bởi mặc dù chúng mangcác hoạt tính chống các chất hóa học, gốc tự do sinh ung thư và gây đột biến, Tanninđồng thời có thể giúp hình thành các khối u, độc tính với gan hoặc các hoạt độngkháng dinh dưỡng Khối lượng phân tử của phân tử Tannin đã được nghiên cứu là cóảnh hưởng đến các thuộc tính, cơ chế hoạt động của Tannin Tannin với khối lượngphân tử cao hơn có lượng chất phản dinh dưỡng nhiều hơn và có hoạt tính sinh họcgiảm Các Tannin có khối lượng phân tử nhỏ hơn thì có ít các chất kháng dinh dưỡngvà dễ được hấp thụ hơn.

Mặc dù Tannin có khả năng gây độc đến các sinh vật sống, một số vi sinh vật cókhả năng kháng Tannin và phá hủy cấu trúc Tannin thành các oligomeric Tannins vàmột số đồng phân có lợi khác như acid gallic và pyrogallol GalloTannin bị phân hủybởi một số vi khuẩn, nấm men và mốc, trên cơ chế thủy phân các este galloyl củaTannin.

1.2.1.2 Phân loại Tannin

Trang 26

Nếu dựa trên kinh nghiệm, tập quán từ xưa cũng như các nghiên cứu hiện có, ta cóthể chia các loại Tannin thành Tannin ngưng tụ, Tannin thủy phân, Tannin khác.

* Tannin ngưng tụ (CT): hay Proanthocyanidin, là các polymer của các

flavonoid phenols Được hình thành từ những đơn phân cơ bản là catechin vàepicatechin, đó là hai chất đồng phân của nhau Phân tử cơ bản thuộc loại flavonoid cócacbon số 4 là nhóm metylen (-CH2-) dễ ngưng tụ thành các polyme Sự ngưng tụthường xảy ra ở dây nối cacbon – cacbon, ví dụ giữa C8 của catechin và C4 củaepicatechin tạo thành dimer

Hình 1.3: Cấu tạo của Tannin thủy phân (a), Tannin ngưng tụ (b)

1 Flavan-3-ols (-)Epicatechin (+)Catechin

2 Thêm một gốc phenolic thứ 3 ở vòng B sẽ có: (-)Epigallocatechin và(+)Gallocatechin Không thuộc được da nhưng có thể biến thành các hợp chất có thể

ở phản ứng với acid butanol (dùng để định lượng Tannin).

5 Flavan-3,4-diols hay luecoanthocyanidins thường hay bị nhầm với

proanthocyanidins, mặc dù chúng không liên kết hay tạo phức với protein Nó chuyển

Trang 27

sang dạng anthocyanidin khi được xử lý bằng acid và nhiệt Không thuộc được danhưng có thể biến thành các hợp chất có thể thuộc da.

6 Flavan-4-ols là luecoanthocyanidin nhưng lại kém bền vững Nó chuyển sang

dạng anthocyanidin khi được xử lý bằng acid gốc rượu ở nhiệt độ phòng.

7 Pro-3-deoxyanthocyanidins tồn tại ở một số thực vật, nhưng ít được thấy

* Tannin thủy phân (HT): là các este của gallic acid và các đường có thể thủy

phân thành các hợp chất Tannin khác, trong đó một trong các cấu trúc đơn giản nhấtcũng như quan trọng nhất của Tannin thủy phân là GalloTannin và EllagiTannin:

1 Dẫn xuất từ Gallic acid (cấu trúc phức tạp hơn).

2 GalloTannin: Tannin thủy phân đơn giản nhất, là các este polygalloyl củaglucose E.g: PGG (pentagalloyl glucose).

3 EllagiTannin: sự liên kết oxi hóa của 2 nhóm galloyl trong gallotanin tạo thànhellagiTannin E.g: HHDP (hexahydroxydipheric acid).

* Tannin phức hợp:

Có một nhóm Tannin trung gian cũng tồn tại mà nó là sự kết hợp cả hai đặc tínhcủa Tannin thuỷ phân và Tannin ngưng tụ Tannin phức hợp được cấu tạo từ catechinhay epicatechin liên kết glycozit với một galloTannin hoặc một ellagiTannin Tanninphức hợp thủy phân tạo catechin hoặc epicatechin và axít ellagic hoặc axít gallic(Mingshu et al, 2006) Các Tannin catechin khá phổ biến trong các loại đậu, cây bụinhiệt đới và lá chè (Bhat et al, 1998)

CT thường được cho là có lợi hơn HT do CT có pH và khả năng protein phù hợpvới ứng dụng F&B cũng như bền và kém độc hơn HT.

(G.A.BroderickR.J.WallaceE.R.Ørskov)

Các phương pháp đánh giá nên được dựa trên việc đánh giá các Tannin ngưngtụ do đây là thành phần Tannin chính trong nước quả (Haslam & Tanner, 1970)

Bảng 1.4: Sản phẩm thủy phân của các loại Tanin khác nhau bởi enzyme

GalloTannin tạo thành axitgallic và glucoza khi thủyphân

Epicatechin gallatetạo thành Catechin,

Các polymeproanthocyanidin,tạo thành mono flavonoid như là

Trang 28

* Hương vị: Trên thực tế, các dung dịch không “khô”, tuy nhiên, khi thử các

sản phẩm giàu Tannin như trà, rượu hầu hết mọi người sẽ cảm thấy khô – se – chát– ngăm đắng (dry, puckery, astringent, bitterness) trong vòm miệng Các vị kể trêntrên đều là tín hiệu đặc trưng của các chồi vị giác đối với kết tủa của phản ứngTannin với protein giàu proline trong nước bọt Bởi vậy ngay khi nhấp rượu, trà,phản ứng trên xảy ra và ngay lập tức tạo ra cảm giác khô, chát và đắng trong vòmmiệng

* Cấu trúc: Khi nói đến cấu trúc của đồ uống, ta nói đến một chùm cảm giác

tạo ra trong vòm miệng tạo ra từ sự hòa hợp của các hương vị, độ chua, Tannin, Bởi vậy, một số nhà làm đồ uống từ nước quả công nghiệp (giảm phần dịch quả,cider quả,…) thường cho Tannin vào sản phẩm cuối bằng chế phẩm Tannin hoặcTannin tự nhiên từ vỏ quả để tăng cấu trúc trong vòm miệng hương vị tự nhiên củaquả

* “Mouthfeel”: Khi đi qua khoang miệng, thứ gây ra cảm nhận lắng lại trong

miệng chính là Tannin Vị lắng đọng trong miệng này có thể được gọi: velvety (dịu),silky (mượt), firm (chắc), or astringent (chát).

* Chất lượng: Vị “Tannin chín”, vị Tannin có thể chấp nhận được là vị để lại

cho người cảm nhận cấu trúc và độ sâu của hương vị Tannin (đặc biệt là vị thơm đặc

Trang 29

trưng của quả chín) Ngược lại, một sản phẩm quá nhiều hợp chất Tannin có thể đưađến hậu vị khô, khiến người uống cần phải nạp thêm nước.

* Bảo quản: Tannin hoạt động như một chất bảo quản, một số người làm rượu

đôi khi thêm một lượng lớn Tannin để rượu được để được lâu dài Tannin thườngbay bớt vị khi được lưu trữ lâu dài

* Hợp chất tốt cho sức khỏe: Nhiều các fan trung thành của các sản phẩm từ

hoa quả như chè, rược vang,… thường luôn tin rằng một chút Tannin có thể kéo dàiđược tuổi thọ Khi mọi người nói: “để rượu thở”, có nghĩa là không khí có thể làmgiảm lượng Tannin (bản chất polyphenol bị oxi hóa), làm cho chúng có vị dịu êmhơn

* Cân bằng: Một sản phẩm nước quả lý tưởng sẽ tạo cho người uống một cảm

nhận cân bằng giữa sự hòa hợp của axit, Tannin và hương thơm của quả Trái lạimột sản phẩm đồ uống thiếu cân bằng là sản phẩm mà một trong các yếu tố như: độcồn, hàm lượng giấm, hàm lượng Tannin, có hàm lượng lớn hơn những vị khác,gây ra cảm giác tiêu cực về vị giác, khứu giác

1.2.1.3.1 Tính chất hóa lý của Tannin

Tannin có rất nhiều tác dụng đến hệ thống sinh học bởi vì nó là:- Chất chống oxi hóa sinh học

- Tác nhân kết tủa protein- Chất tạo phức với kim loại

Bởi vì Tannin có ý nghĩa sinh học lớn như vậy cũng như bởi hiện tồn tại rất nhiềucấu trúc phức tạp của hợp chất Tannin Các tác dụng dưới đây là một trong những tácdụng sinh học chính của Tannin.

Chất tạo phức kim loại:

Tannin có ảnh hướng đến sinh khả dụng cũng như hoạt tính của các ion kim loạibằng cách tạo phức với nó Việc tạo phức cần điều kiệu về các chất thay thế và pHphải trên pKa của các nhóm phenolic Vi khuẩn tạo phức với các gốc phenolic và có áilực rất mạnh với những kim loại thiết yếu như Fe Bên cạnh đó sự giống nhau giữa các

Trang 30

pattern của các chất thay thế ortho-dihydroxy của các dẫn xuất cuả Tannin ngưng tụ vàthủy phân đã chỉ ra rằng, Tannin có ái lực lớn đối với kim loại.

Các hợp chất ion kim loại và phenolic thường có màu và màu sắc này còn có thểđược dùng để xác định các kết cấu đặc trưng của các hợp chất phenolic Mặc dù vậycách thức này vẫn chưa được thử nghiệm nhiều cũng như không được khuyến cáo sửdụng Phức Tannin-ion kim loại không có “sinh khả dụng” Việc hấp thụ một lượnglớn trà hoặc thực phẩm chứa nhiều Tannin thường đi kèm với một số loại bệnh thiếuhụt như anemia (bệnh thiếu máu) Ở trong một số hệ sinh thái, sự phân hủy chậm củanhững lá giàu Tannin góp phần giảm các ion kim loại trong tự nhiên Các quần thể (visinh vật địa phương) microfauna đóng vai trò quan trọng đối với sự phân hủy của lá vàsự tạo thành của đất phục vụ cho việc tăng kim loại cho khu vực.

Phức ion kim loại giúp thay đổi xu hướng khử của kim loại, ngăn không cho kimloại tham gia vào các phản ứng khử Mặc dù vậy, các chất tạo phức với kim loại có thểlàm tăng cường cũng như ức chế phản ứng oxi hóa fenton.

Ứng dụng: Thí nghiệm Deoxyribose: dùng để xác định các tác dụng của Tanninđối với các gốc tự do –OH (phương pháp không đc khuyến cáo do ở đây phenolickhông chỉ hoạt động như chất quét gốc tự do –OH mà còn được sử dụng như chất tạophức kim loại.Phương pháp metmyoglobin (Randox) đơn giản và cho kết quả tốt hơn:phương pháp nhanh chóng để tìm ra mức độ chống oxi hóa của từng loại sinh vật.

* Chất chống oxi hóa:

Mặc dù các Tannin thực phẩm thường được coi như chất gây hại do khả năng ảnhhưởng tới ion kim loại hoặc việc hấp thụ protein, các ứng dụng của Tannin vẫn thểhiện vai trò tiên quyết trong một số loại thực phẩm với tác dụng là chất chống oxi hóasinh học.

Các chất chống oxi hóa dược coi là tác dụng chống lại sự phá hoại của các phảnứng oxi hóa mà là tác nhân cho hàng loạt các loại bệnh như ung thư, viêm khớp, cácbệnh liên quan đến tim và tuổi già Các tác nhân chống oxi hóa được chia thành 3 loại:enzymes (superoxide dismutase), chất chống lại sự tạo thành của các gốc tự do (Chấtchống phản ứng Fenton), tác nhân tôi các gốc tự do (vitamin E) Các chất Phenolic là

Trang 31

một chất chống oxy quan trọng bởi khả năng khử và tác dụng cân bằng các gốc tự doaryloxy.

Có rất nhiều các chất có khối lượng phân tử thấp là các polyphenol có khả năngquét gốc tự do tốt như vitamin E và A khi nghiên cứu trong ống nghiệm Nghiên cứumới nhất cho thấy các chất Tannin ngưng tụ, thủy phân cũng như các phức chất của nóvới protein thường có hoạt lực chống oxy tốt hơn các chất có khối lượng phân tử thấp.

Một số các polyphenol có khối lượng phân tử thấp là chất oxy hóa đặc biệt trongcác phản ứng Fenton bởi các polyphenol có tác dụng khử xung quanh các ion kim loạicần thiết cho sự hình thành các gốc tự do.

Có thể sử dụng các thí nghiệm Deoxyribose và Phương pháp Metmyoglobin(Randox) để đánh giá đặc tính chống oxi hóa của Tannin.

* Chất hấp thụ Protein:

Một số Protein tuyến nước bọt của một số động vật đóng vai trò như “cơ chếphòng thủ” cho các ảnh hưởng từ Tannin trong thực phẩm Tuyến giáp cũng như cáctuyến mang tai tổng hợp nên một loại protein giàu Proline, có thể được gọi là PRPs(salivary proline rich protein) PRPs đặc trưng bởi cấu trúc phân tử với 4 phần: mộtpeptide tín hiệu, phần chuyển tiếp, phần lặp lại và phần đuôi Carbon cuối cùng(Carlson, D.M et al 1991) và bởi vậy các protein này đi qua vô số các quá trình chuyểnhóa: phân giải protein, phosphoryl hóa, glycosyl hóa Trong đó, khi tiếp xúc vớiTannin, PRPs đã bị Tannin kết tủa lại và chính kết tủa này gây ra vị chát trong miệng.Một số nghiên cứu về việc tăng, giảm hàm lượng Tannin trong thực phẩm với tuyếngiáp và tuyến nước bọt của chuột thí nghiệm Khi con chuột được tăng hàm lượngTannin lên 2% trong thực phẩm, các con chuột không thể tăng cân, đẩy hàm lượng nàylên 4%, các con chuột đã giảm cân nặng trong 3 ngày, thậm chí còn chết, trong khi đónếu ta giảm lượng Tannin vào ngày thứ 3, các con chuột lại trở về với số cân nặng banđầu (Mehanso, H et al, 1983) Từ nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằngPRPs trong nước bọt giúp trung hòa các sản phẩm Tannin thực phẩm Tuy nhiên việctrung hòa này gây mất đi một phần cảm quan quan trọng trong các loại nước ép quả.

1.2.1.3.2 Cảm nhận về vị chát của các hợp chất Tannin

Trang 32

Vị chát là một trong những vị quan trọng khi đánh giá cảm quan một số loại thựcphẩm và đồ uống giải khát chứa nhiều polyphenol.

Dưới đây là một số tổng hợp về cảm nhận vị chát đối với các hợp chất Tannin trêncác khía cạnh khác nhau.

Ngưỡng cảm nhận vị chát của Tannic Acid và catechin, hai hợp chất hóa họcthuộc nhóm hợp chất Tannin theo đánh giá thang đo đồ thị và theo phép thử cặp đôitheo nghiên cứu của V.Helena et al đã được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 1.5: Ngưỡng cảm nhận của Tannic acid và (+)-catechin

Bảng 1.6: Thời gian lưu trú của dịch ảnh hưởng đến độ chát

Thời gian trước khi nuốt

Thời gian lưu trú (trên thang 100, 0 = khôngcảm nhận được, 100 = mạnh)

Trang 33

Acid có giảm, nhưng không quá lớn Và đặc biệt khi thêm vị chua, Tannic acid có vịchua tăng gấp đôi.

Bảng 1.7: Ảnh hưởng của vị ngọt, chua đến độ chát

Bên cạnh đó một yếu tố quan trọng trong việc cảm quan về vị chát còn thuộc vềnhãn của sản phẩm Theo nghiên cứu của C.Dinnella et al., trong các loại thực phẩmgiàu phenol, nước quả tuy có độ chát cao hơn quả, rượu, rau, chè, rượu,… nhưng lại cóchỉ số chấp nhận tốt hơn cũng như cảm nhận chát thấp hơn đối với người tiêu dùng.

Bảng 1.8: Ảnh hưởng của các loại thực phẩm đến cảm nhận chát của ngườithử

Trang 34

(“+”: chát vừa; “++”: chát mạnh; “-”: không chát lắm)

1.2.2 Tannin trong nước quả điều

Trong các loại thực vật, Tannin phân phối các lượng không theo trữ lượng nhấtđịnh nào ở khắp các bộ phận của cây trồng Trong quả điều, Tannin phần lớn tích tụ ởvỏ và hạt, phần thịt quả và nước quả cũng chiếm một phần lớn Tannin do chiếm tỷtrọng lớn trong quả

Các quả điều thường được thu hái bằng cách dùng vật dụng đụng nhẹ vào cành vàrơi xuống nơi chứa, một số nơi chỉ thu hái những quả đã rơi xuống đất để có thể thuđược quả thật đáp ứng độ chín thu hái Nhìn chung, về hiện tại cũng như tương lai, quảđiều thật vẫn mang giá trị lớn hơn rất nhiều so với phần quả giả, vậy nên việc thuhoạch thịt quả giả chín vẫn sẽ là cách tiến hành thông thường trong tương lai Điều nàytạo cơ hội vô cùng thuận lợi cho việc khử Tannin do trong quá trình chín, hàm lượngPhenol tổng số trong các loại quả giảm đáng kể, trong đó phải kể đến là Tannin thủyphân giảm đáng kể nhất ở thời kì gần chín (vẫn còn màu xanh ở phần núm quả) vàlượng Flavanoid thấp nhất ở giai đoạn chín nhất của quả (Luana Fernandes et al)

Trang 35

lượng Tannin trong quả điều không chỉ biến động dựa vào vị trí của quả điều mà nócòn Trong đó các thành phần Tannin thực vật đặc biệt phải kể đến là 7 Tannin ngưngtụ đã được liệt kê ở trên.

1.3 Chế phẩm Enzyme Tannase

1.3.1 Giới thiệu chung về chế phẩm enzyme tannase

Tannin acyl hydrolase (EC 3.1.1.20) (enzyme thủy phân gốc acyl của Tannin), xúctác thủy phân các liên kết este galloyl của Tannin Enzyme tannase hay còn gọi là AcylTannin hydrolase (EC 3.1.1.20), được sử dụng chủ yếu cho quá trình chuyển hóa sinhhọc để tạo thành 9 phân tử acid gallic và một phân tử đường Enzyme tannase xúc tácthủy phân các liên kết ester và liên kết depside có trong Tannin thủy phân để tạo thànhglucose và acid gallic Ngoài ra thì enzyme tannase còn xúc tác thủy phân liên kếtester có mặt trong các hợp chất Tannin như acid tannic, methyl gallate, ethyl gallate, n-propylgallate và izoamylgallate Phản ứng xúc tác điển hình của tannase là phá vỡ cầunối hydro của epigallocatechin-3-ol gallate.

Trong đó, nhóm acyl là một nhóm chức được tổng hợp bằng cách tách một haynhiều nhóm hydroxyl của oxoaxít Trong hóa hữu cơ, nhóm acyl thường được tổnghợp từ một axít carboxylic (RC O OH ) Do đó, công thức của nhóm acyl là RC(=O)-,với một liên kết đôi giữa nguyên tử cácbon và nguyên tử oxy (nhóm carbonyl), và mộtliên đơn giữa nhóm R với cácbon Nhóm acyl cũng có thể tổng hợp từ các axít khácnhư axít sulfonic, axít phốtphonic Kể từ khi được khám phá ra, Tannase đã có nhữngứng dụng nhất định trong các ngành thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, đồ uống, dượcphẩm cũng như trong ngành công nghiệp hóa học Đã có nhiều nhà nghiên cứu khoahọc thực phẩm, sinh học trên thế giới đã chọn nghiên cứu về tannase và các ứng dụngcủa chúng, nhưng lại có rất ít các kiến thức được khám phá ra về enzyme này ở quymô cấu trúc phân tử, bởi vậy nên các ứng dụng về tannase tại quy mô công nghiệp vẫncòn bị giới hạn Hiện tại, mới chỉ có một số chủng vi khuẩn sinh tannase được nghiêncứu Staphylococcus lugdunensis Lactobacillus plantarum, , and Enterobacter sp.

Trong đó, tannase từ L.plantarum đã được nghiên cứu kỹ lưỡng về đặc điểm cấu trúcvà thuộc tính hóa sinh L.plantarum là một vi khuẩn sinh axit lactic mà thường đượcgặp trong quá trình lên men các loại thực vật giàu Tannin Những sản phẩm lên men từ

Trang 36

loại vi khuẩn này được sử dụng trong thức ăn hàng ngày và thức ăn chăn nuôi phải kểđến như: olive, nước quả nho và một số loại lên men rau quả khác Trong số các vikhuẩn lactic, các dòng từ L.plantarum thường chứa hoạt tính của enzyme tannase,trong đó quá trình phân cắt (hạ thấp phân tử) Tannin được xảy ra do hoạt động củaenzyme tannase và enzyme gallate debocarboxylase thủy phân các axit gallic Cácđoạn gen mã hóa tannase (tanBLp, hay còn được gọi là tanLp1) và gallatedecarboxylase (lpdBCD) trực tiếp tham gia vào giai đoạn phân hủy Tannin đã đượcđịnh danh.

Tannase là một enzyme thủy phân hoạt động trên nguồn cơ chất là Tannin, có khốilượng phân tử khoảng 150 kDa đến 300 kDa Nhiệt độ tối ưu từ 30-60 C, pH tối ưu lào3,5-8 tùy thuộc vào nguồn gốc của tannase Tannase ổn định trong một vài tháng ở30oC, tuy nhiên ảnh hưởng của ion kim loại đến hoạt tính của tannase cũng đã đượcmột số nghiên cứu đề cập, trong đó Mg và Hg làm tăng cường hoạt tính của tannase,2++còn một số ion khác như Ba , Ca , Zn , Hg , Ag …lại ức chế hoạt tính của tannase.2+2+2+2++

1.3.2 Hình thức của hoạt động thủy phân

Tannase được biết đến là một enzyme thủy phân các liên kết ester của acid tannicmặc dù acid tannic được biết đến là một chất làm biết tính protein Theo nghiên cứucủa Libuchi et al, 1972 thì tannase có mặt để thủy phân hoàn toàn acid tannic (hình1.4) thành acid gallic (hình V) và glucose (hình VI) thông qua 2, 3, 4, 6 tetragalloylglucose (hình III) và 2 kiểu của monogalloyl glucose (hình IV) Nguồn : Libuchi et al.(1972)

Trang 37

Hình 1.4: Con đường thủy phân acid tannic bởi enzyme tannase

1.3.3 Các nguồn thu nhận enzyme tannase

Tannase được tổng hợp khi có mặt acid tannic, vì thế chúng có ở khắp nơi trongthế giới sinh vật: thực vật, động vật, vi sinh vật.

1.3.3.1 Thu nhận tannase từ thực vật

Có rất nhiều loài thực vật có chứa Tannin, đây là nguồn cơ chất sản sinh raenzyme tannase Trong đó thì các loại thực vật giàu Tannin thủy phân và Tanninngưng tụ là nguồn chính để thu nhận enzyme tannase, Tannin thủy phân và Tanninngưng tụ có thể có trong cùng một cây nhưng lại nằm trong những mô riêng biệt trongcây (Lekha and Lonsane, 1997) Một số thực vật có chứa Tannin như: quả Myrobolan(Terminalia chebuna), quả Divi Divi (Caesalpinia coiria), gỗ sồi (Quercus rubra) và từlá của cây Karee (Rhus typhina)… Một vấn đề đặt ra ở đây là tại sao tannase lại tồn tạitrong vỏ cây và lá của thực vật? Madhavakrishna et al (1960), đã đề xuất rằng khi sinhtrưởng thực vật tổng hợp một lượng lớn các acid gallic, acid chebulinic và acidhexahydroxyphenic bị ester hóa với glucose dưới sự xúc tác của tannase để tạo thànhcác Tannin phức tạp Khi cây có hiện tượng rụng quả thì hoạt động của liên kết estertrong tannase góp phần tích cực vào việc thủy phân Tannin.

Chất Tannin trong nguyên liệu thực vật giúp cho thực vật có thể tự bảo vệ mìnhchống lại sự xâm nhập của vi sinh và sự tấn công của động vật ăn cỏ, khi lá của thựcvật bị tấn công bởi thực vật ăn cỏ thì các tế bào bị mất một số phần làm cho tannase

Trang 38

tiếp xúc với Tannin trong lá và thủy phân Tannin thành các chất độc hại trong thực vậtbậc cao.

1.3.3.2 Thu nhận enzyme tannase từ động vật

Đã có một số nghiên cứu chỉ ra rằng có một lượng nhỏ enzyme tannase được tìmthấy ở niêm mạc dạ cỏ của gia súc, tannase cũng được tìm thấy ở màng niêm mạc vàruột non của bò Hơn thế, tannase còn được sản sinh bởi các ấu trùng nốt sần phát triểntrong nốt sần thực vật để thủy phân acid tannic (Lekha and Lonsane).

1.3.3.3 Thu nhận enzyme tannase từ vi sinh vật

Vi sinh vật là nguồn cung cấp enzyme vô cùng quan trọng, trong tất cả các sinhvật có khả năng tạo enzyme tannase thì Aspergillus có khả năng sản xuất enzymethương mại hiệu quả nhất Tannase được sản xuất như màng liên kết hay enzyme trongtế bào, không phải tất cả enzyme đều hoạt động để chống lại các cơ chất Tannin khácnhau.

Tannase từ nấm hoạt động tốt hơn trong việc làm giảm Tannin thủy phân, trongkhi đó tannase từ nấm men lại làm giảm acid tannic tốt hơn và có ái lực thấp vớiTannin tự nhiên (Deschamps et al., 1983), ở đầu bên kia quang phổ tannase từ vikhuẩn có thể thủy phân Tannin tự nhiên và acid tannic rất hiệu quả (Lewis andStarkey, 1969; Deschamps et al., 1983).

Chryphonectria parasitica đã được phát hiện là gây bệnh bạc lá ở cây hạt dẻ Mỹ, tỷlệ tăng trưởng của loại nấm này đóng vai trò quan trọng trong sinh bệnh học của nấmtrong quá trình hình thành bệnh bạc lá Sự tăng trưởng cho thấy loại nấm này có thể sửdụng các chất Tannin có nhiều trong vỏ hạt dẻ Điều này cho thấy, loại nấm này có thểsử dụng Tannin trong vỏ cây như nguồn cacbon hữu cơ trong quá trình sinh bệnh ChấtTannin trong vỏ cây đóng vai trò quan trọng vì nó rất nhậy cảm với bệnh bạc lá củacây hạt dẻ.

Một số môi trường của vi khuẩn đã phát hiện thấy khả năng phân giải Tannin củatannase ngoại bào, do đó giải phóng acid gallic và glucose (Deschamps, 1983) đã chỉra rằng các chủng vi khuẩn Bacillus pumilus, Bacillus polymyxia và klebsiellaplanticola có thể sản xuất tannase ngoại bào từ vỏ hạt dẻ như là nguồn cacbon duy

Trang 39

nhất Sự phong phú của các nhóm vi khuẩn có thể phân giải Tannin được tìm thấytrong đường tiêu hóa của động vật nhai lại (Deschamps et al., 1983).

Dạng nấm sợi cũng có khả năng phân giải Tannin như một nguồn cacbon duy nhất(Lewis and Starkey, 1969; Hadi et al., 1994) Các nhà nghiên cứu cho thấy sự phângiải Tannin tăng khi bổ sung các chất trao đổi khác (Gang et al., 1977) cho rằngAspergillus niger và penicillium spp tăng trưởng tốt hơn trong môi trường có chứađường và Tannin (Bhat et al., 1997, 1998), điều này cho thấy việc bổ sung nguồncacbon và nitơ thúc đẩy sự sản xuất tannase cho sự phân cắt tiếp theo của các phân tửTannin để tăng cường giải phóng nguồn cung cấp cacbon Sự phân giải Tannin từ nấmmen đã không được đi sâu vào nghiên cứu Aoki et al (1976), đã phân lập và báo cáovề sự suy thoái galloTannin bởi các loài nấm men Candida có thể sản xuất enzymetannase Tannase từ nấm men này có thể thủy phân các liên kết ester và depside từ cácacid tannic để tạo thành acid gallic và glucose.

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme tannase

1.3.4.1 Ảnh hưởng của pH

Hoạt độ của enzyme phụ thuộc vào pH của môi trường, mỗi loại enzyme có mộtdải pH nhất định, ví dụ như enzyme tannase được phân lập từ nấm Aspergillus nigercó pH tối ưu nằm trong khoảng 5,0 - 6,0 và enzyme này cũng hoạt động ổn định ở mộtphạm vi rộng từ 3,5 - 8,0 Enzyme tannase hoạt động tối ưu nhất ở pH=5,0 Enzymetannase phân lập từ các vi sinh vật Chryphonectria parasitica có pH tối ưu là 5,5(Libuchi et al., 1968) Tannase thực vật phân lập từ cây sồi Penduculate đã cho thấyenzyme này hoạt động ở phạm vi rộng với pH tối ưu là khoảng 5,0 thì hoạt độ vẫn duytrì và ổn định tốt (Madhavakrishna and Bose, 1962) Tannase từ Candida sp hoạt độngtối ưu ở pH là 6,0 và các enzyme cũng ổn định ở phạm vi rộng, pH khoảng 3.5 - 7,5(Akio et al., 1976).

1.3.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Vận tốc phản ứng enzyme cũng như tất cả các phản ứng hóa học đều bị ảnh hưởngdo sự tăng lên của nhiệt độ Vận tốc của một phản ứng hóa học tăng cùng với sự tăngnhiệt độ (tăng nhiệt độ lên 10 C thì vận tốc phản ứng tăng lên 2 lần) Với phản ứngo

Trang 40

enzyme thì sự tăng này lớn hơn nhưng không phải là vô hạn, thường chỉ trong mộtvùng nhiệt độ giới hạn Theo các nghiên cứu trước đây, tùy vào các chủng và phươngthức nuôi cấy mà enzyme tannase có dải nhiệt độ tối ưu 30 - 60oC.

Nhiệt độ tối ưu và ổn định của tannase phân lập từ các sinh vật khác nhau đượcthể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.9: Nhiệt độ tối ưu và ổn định của enzyme tannase