Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour

Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.Đánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora Lour.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN HỒNG XUÂN

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC,

TÍNH AN TOÀN VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM TỪ TRÁI DÂU HẠ CHÂU

(Baccaurea ramiflora Lour.)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 9540101

NĂM 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN HỒNG XUÂN MÃ SỐ NCS: P1120005

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC,

TÍNH AN TOÀN VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM TỪ TRÁI DÂU HẠ CHÂU

(Baccaurea ramiflora Lour.)

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 9540101

NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS TS NGUYỄN CÔNG HÀ

NĂM 2024

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học và thực hiện luận án tiến sĩ, tôi đã nhận được sự ủng hộ, trợ giúp cũng như các góp ý chân thành từ quý Thầy Cô, quý đồng nghiệp, các bạn học viên, sinh viên, các đơn vị và các tổ chức Tôi xin trân trọng và chân thành cảm ơn:

Ban Giám hiệu Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Sinh hóa - Thực phẩm, Phòng Tổ chức - Hành chính, Phòng Quản lý Khoa học và Phòng Tài chính Kế toán Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ, đã ủng hộ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình học

Ủy Ban Nhân dân Thành phố Cần Thơ đã duyệt và cấp học phí cho tôi trong suốt ba năm học theo chương trình đào tạo

Tập đoàn Vingroup, Chương trình học bổng thạc sĩ, tiến sĩ trong nước của Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn đã hỗ trợ và tài trợ học bổng tiến sĩ cho tôi học tập và nghiên cứu với mã số là VINIF.2021.TS.154

Sở Khoa học và Công nghệ, Thành phố Cần Thơ đã hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinh từ dự án “Hoàn thiện quy trình sản xuất và phát triển sản phẩm từ dâu Hạ Châu”

Ban Giám hiệu Đại học Cần Thơ, Ban Giám hiệu Trường Nông Nghiệp, Ban Lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Khoa học Tự nhiên, Phòng Đào tạo, Khoa Sau đại học và Phòng tài vụ Đại học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện quá trình học tập và nghiên cứu trong ba năm qua PGS.TS Nguyễn Công Hà, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Đại học Cần Thơ, người thầy hướng dẫn luôn hết lòng chỉ bảo, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu giúp tôi hoàn thành luận án

Quý Thầy và Quý Cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm thuộc Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm; Khoa Khoa học Tự nhiên và Trường Nông Nghiệp; Bộ môn Công nghệ Sinh hóa - Thực phẩm, Trường Đại hoc Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ đã chân thành góp ý, tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu, trau dồi kiến thức, hoàn thành chương trình học và nghiên cứu

Các bạn học viên và sinh viên Đại học Cần Thơ và Trường Đại hoc Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ đã đồng hành và hết lòng hỗ trợ trong quá trình các thí nghiệm được tiến hành

Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn thân thương đến gia đình và ba mẹ đã luôn bên cạnh, là điểm tựa, ủng hộ và giúp đỡ bằng tất cả lòng yêu thương, cho tôi an tâm phấn đấu vượt qua khó khăn, thử thách

Xin trân trọng cảm ơn!

NCS Nguyễn Hồng Xuân

TÓM TẮT

Dâu Hạ Châu (Baccaurea ramiflora Lour.) là một loại trái cây đặc sản đặc trưng của huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ đã được Bộ Khoa học và Công nghệ, Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam công nhận nhãn hiệu hàng hóa Tuy nhiên, trái chín theo mùa và đa số được dùng để ăn tươi Hiện nay, việc nghiên cứu chuyên sâu để đánh giá toàn diện về giá trị sử dụng của cả trái dâu là chưa có; cũng như sản phẩm từ trái dâu vẫn chưa có sự xuất hiện trên thị trường Để góp phần giải quyết vấn đề này, luận án được thực hiện với các mục tiêu (i) Đánh giá thời điểm thu hoạch, hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng tồn trữ dâu Hạ Châu; (ii) Ứng dụng kỹ thuật chân không chế biến syrup dâu Hạ Châu; (iii) Nghiên cứu chế biến nước ép dâu Hạ Châu; (iv) Khảo sát thị hiếu và sự chấp nhận của người tiêu dùng Luận án tiến hành những thí nghiệm in vivo trên mô hình chuột nhắt trắng để đánh giá tính an toàn của trái dâu; đồng thời thực hiện những phương pháp thường quy và hiện đại ở mức độ in vitro trong việc thu thập mẫu, xử lý mẫu, phân tích các chỉ tiêu lý - hóa học, đánh giá khả năng kháng khuẩn, ức chế enzyme, khả năng chống oxy hóa của nguyên liệu dâu và các sản phẩm từ trái dâu; áp dụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm; đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với các sản phẩm từ trái dâu

Kết quả của nghiên cứu đã ghi nhận được trái dâu chín (ngày 130 tính từ lúc cây đậu trái) có màu vàng nhạt; có chứa polypheol, vitamin C và khả năng chống oxy hóa Việc tồn trữ dâu kéo dài đến 20 ngày ở điều kiện môi trường (30±2oC), 30 ngày ở (4±2oC) và trên 6 tháng ở điều kiện lạnh đông (-20±2oC) Cao chiết từ vỏ, thịt quả và hạt dâu có khả năng ức chế vi khuẩn (Staphylococcus aureus, Propionibacterium acnes, Escherichia coli và Bacillus cereus); có khả năng ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase (có liên quan đến bệnh đái tháo đường type 2) Thí nghiệm in vivo trên chuột cho thấy các thành phần của trái dâu không gây độc tính cấp ở liều 5000 mg/kg; không gây độc trong 90 ngày sử dụng liên tục liều 400 mg/kg Thịt quả dâu có độ ẩm cao (81,73%), độ Brix 17,5 (oBrix) cùng độ acid 9,05 (g/L) tạo nên vị chua ngọt hài hòa thích hợp cho việc chế biến các sản phẩm thực phẩm như nước giải khát Quá trình nghiên cứu khảo sát đã chọn nước ép dâu Hạ Châu và syrup dâu Hạ Châu để tiến hành các thi nghiệm tìm điều kiện tối ưu cho quy trình chế biến Cả hai sản phẩm đều trải qua quá trình xử lý nguyên liệu vừa hạn chế hiện tượng hóa nâu, nâng cao hiệu suất trích dịch ép, phối chế các tỷ lệ thành phần, xử lý nhiệt; vừa đảm bảo cho sản phẩm duy trì được các hợp chất chức năng, khả năng chống oxy hóa, đồng thời an toàn vệ sinh thực phẩm sau 6 tháng trữ mát (10±2oC) và 5 tháng ở nhiệt độ thường (30±2oC) Nguyên liệu trái dâu chín sau thu hái được rửa sạch, bỏ vỏ, chần ở 90oC trong 90 giây, chà vỡ cấu trúc múi dâu, chỉnh pH môi trường (4,5), bổ sung 0,07% (v/w) enzyme pectinase và ủ 60 phút ở 50oC Sau quá trình ủ, dịch quả được sử dụng để phối chế theo từng loại sản phẩm Đối với nước ép dâu, dịch quả được pha trộn với nước theo tỷ lệ (2:3); đường (để dung dịch đạt Brix là 14); citric acid (0,3%); ascorbic acid (0,3%); rót nóng vào chai, ghép nắp, thanh trùng đến nhiệt độ tâm của sản phẩm đạt 90oC trong 90 giây Đối với

syrup dâu, dịch quả được bổ sung đường đến Brix 35; 0,3% citric acid; 0,35% ascorbic acid và tiến hành cô đặc Kỹ thuật chân không được áp dụng trong quá trình cô đặc với độ chân không là 650 mmHg trong 60 phút giúp sản phẩm sau cô đặc có độ Brix trên 60 và duy trì tốt hàm lượng polyphenol, vitamin C và khả năng chống oxy hóa Syrup dâu sau cô đặc được rót chai và thanh trùng đến nhiệt độ tâm của sản phẩm đạt 85oC trong 2 phút Kết quả khảo sát thị hiếu của người tiêu dùng gồm 411 người nam (49%) và nữ (51%) ở bốn nhóm độ tuổi (18-25, 26-35, 36-50 và trên 50) trong tình trạng đi học (60%) và đi làm (40%) đều cho thấy sự yêu thích đối với hai sản phẩm này; trong đó có trên 40% là yêu thích cực độ Ngoài ra, giá bán, chất lượng, thương hiệu, mẫu mã và khuyến mãi cũng được người tiêu dùng quan tâm Mục đích và căn cứ để chọn mua sản phẩm qua khảo sát thể hiện sự khác nhau giữa các đối tượng Kết quả thu được của luận án đáp ứng được tính khoa học và tính ứng dụng trong thực tiễn cùng tiềm năng thương mại hóa cho sản phẩm nước ép và syrup dâu Hạ Châu

Từ khóa: cô đặc, chân không, dâu Hạ Châu (Baccaurea ramiflora Lour.), polyphenol, syrup, vitamin

ABSTRACT

Dau Ha Chau (Baccaurea ramiflora Lour.) is a typical specialty fruit of Phong Dien district, Can Tho city that has been recognized as a trademark by the Ministry of Science and Technology and the National Office of Intellectual Property of Vietnam However, the fruit ripens seasonally and is mostly eaten fresh Currently, there is no in-depth research to comprehensively evaluate the use value of the whole dau; and dau products have not yet penetrated the market To contribute to ameliorating the situation, the thesis was carried out with the objectives (i) Examining the influence of harvest time, biological activity, safety and storage capacity of dau Ha Chau; (ii) Application of vacuum technique in syrup dau Ha Chau processing (iii) Research on dau Ha Chau juice processing; (iv) Survey of consumer tastes and acceptance of dau Ha Chau products The thesis conducts in vivo experiments on a white mouse model to evaluate the safety of dau fruit; and at the same time implement routine and modern methods at in vitro level in sample collection, sample processing, analysis of physical - chemical indicators, assessment of antibacterial ability, enzyme inhibition, anti-oxidation ability of dau raw materials and dau products; applying vacuum technique in product processing; assessing the level of consumer acceptance for dau products; meeting scientific rigour and expertise; and practical application

The results of the study showed that ripe dau fruit (fruit at day 130 from the commencement of fruit bearing) had a light yellow color with polypheol, vitamin C and anti-oxidation ability Dau fruit can be stored for up to 20 days at ambient conditions (30±2oC), 30 days at (4±2oC) and over 6 months in frozen conditions (-20±2oC) Extracts from dau, fruit pulp and seeds have the ability to inhibit bacteria (Staphylococcus aureus, Propionibacterium acnes, Escherichia coli and Bacillus cereus) and the ability to inhibit the enzymes α-amylase and α-glucosidase (associated with type 2 diabetes) In vivo experiments on rats showed that components of dau fruit did not cause acute toxicity at a dose of 5000 mg/kg; no toxicity was recored during 90 days of continuous dosing of 400 mg/kg Dau pulp has high moisture (81.73%), 17.5oBx and a 9.05 g/L acidity, creating a harmonious sweet and sour taste suitable for processing food products such as fruit juice The research experiements were conducted on dau Ha Chau juice and dau Ha Chau syrup to find optimal conditions for the processing procedures Both products have undergone a material treatment process to limit browning, improve the efficiency of extracting juices, mixing ingredients ratios, and heat treatment; while ensuring the product maintains functional compounds, anti-oxidation ability, and food safety and hygiene after 6 months of cool storage (10±2oC) and 5 months at normal temperature (30±2oC) Raw materials of ripe dau after harvesting were washed, peeled, blanched at 90oC for 90 seconds; their the dau pulp structure was scrubbed, the pH of the medium (4.5) adjusted, 0.07% (v/w) of pectinase enzyme added and incubated for 60 min at 50oC After incubation, the juice was used to mix according to the type of product For dau Ha Chau juice, the juice was mixed with water in the ratio (2:3); sugar

(14oBx); 0.3% citric acid; 0.3% ascorbic acid; poured hot into the bottle, the cap was closed, pasteurization at 90oC for 90 seconds For dau Ha Chau syrup, the juice was added sugar to 35oBx; 0.3% citric acid; 0.35% ascorbic acid and concentrate Vacuum technique was applied during the concentration process with a vacuum of 650 mmHg for 60 minutes to help the product after concentration have Brix degrees above 60 and maintain good polyphenol content, vitamin C and antioxidant capacity The concentrated dau syrup was bottled and pasteurized at 85oC for 2 minutes The results of a survey of consumer tastes with a population of 411 men (49%) and women (51%) in four age groups (18-25, 26-35, 36-50 and over 50) in school (60%) and work (40%) showed their liking for both products; of which over 40% were very pleased Besides, consumers were also interested in the selling price, quality, brand, design and promotion According to the survey, the attained findings of the thesis align with both the scientific depth and the practical applicability of dau Ha Chau, further bolstering the commercial potential of dau Ha Chau juice and syrup

Keywords: concentration, dau Ha Chau (Baccaurea ramiflora Lour.), polyphenol, syrup, vacuum, vitamin

LOI CAM DOAN

T6i xin cam doan c6c ktit qui nghiCn ciru cira lufln 6n ld c6ng trinh md t6i tl6 thqchiQn mQt cfch nghiOm tfc, trung thgc vd kh6ng c6 sg trung lEp v6i c5c nghiOn cfu kh6cdd dugc cdng b6 Th6ng tin ducvc sri dtmg trich d6n trong lu6n rin c6 ngu6n g6c rd rdng,tl6ng tin cdy, dd ducr c c6ng b6 rQng r6i.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT……… ……… ……xvii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU……… 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 3

1.5.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.6 Điểm mới của luận án 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU………. 5

2.1 Tổng quan về nguyên liệu dâu 5

2.1.1 Giới thiệu chung 5

2.1.2 Đặc điểm phát triển và phẩm chất của trái dâu Hạ Châu (DHC) 6

2.2 Các chất có hoạt tính sinh học trong trái dâu 7

2.4 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến trái cây và sản phẩm nước trái cây 19

2.4.1 Động học của quá trình tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt 19

2.4.2 Các ứng dụng của quá trình xử lý nhiệt 21

2.4.3 Các biến đổi thuộc tính chất lượng sản phẩm nước trái cây qua quá trình xử lý nhiệt 25

2.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 29

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 29

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 30

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 32

3.1 Phương tiện nghiên cứu 32

3.1.1 Địa điểm, thời gian 32

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ 32

3.1.3 Hóa chất 32

3.2 Phương pháp nghiên cứu 33

3.2.1 Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu 33

3.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 34

3.3 Nội dung nghiên cứu 35

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 35

3.3.2 Nội dung 1: Đánh giá thời điểm thu hoạch, hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng tồn trữ trái dâu Hạ Châu (DHC) 35

3.3.3 Nội dung 2: Ứng dụng kỹ thuật chân không chế biến syrup dâu Hạ Châu 41

3.3.4 Nội dung 3: Nghiên cứu chế biến nước ép DHC 45

3.3.5 Nội dung 4: Khảo sát thị hiếu và sự chấp nhận sản phẩm của người tiêu dùng 47 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………. 49

4.1 Đánh giá thời điểm thu hoạch, hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng tồn trữ trái dâu Hạ Châu (DHC) 49

4.1.1 Ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến màu sắc và đặc tính hóa học 49

4.1.2 Hoạt tính sinh học của trái DHC 54

4.1.3 Khả năng tồn trữ dâu tươi sau thu hoạch 57

4.1.4 Tính an toàn của các thành phần trái DHC 60

4.2 Ứng dụng kỹ thuật chân không chế biến syrup dâu Hạ Châu 74

4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hiệu suất thu hồi và giá trị dinh dưỡng của nước ép dâu 74

4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân đến hiệu suất thu hồi và giá trị dinh dưỡng của dịch ép dâu 77

4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu trước cô đặc (oBrix) đến chất lượng của sản phẩm syrup dâu 85

4.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ citric acid và ascorbic acid phối chế đến chất lượng của sản phẩm syrup DHC 96

4.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm 96

4.2.6 Khả năng bảo quản sản phẩm syrup dâu 99

4.3 Nghiên cứu chế biến nước ép DHC 102

4.3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế đến giá trị cảm quan nước ép dâu giải khát 102

4.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm nước ép dâu giải khát 104

4.3.3 Đánh giá ảnh hưởng của nguyên liệu được xử lý đến chất lượng của sản phẩm nước ép dâu giải khát 105

4.3.4 Khả năng bảo quản sản phẩm nước ép dâu giải khát 107

4.4 Thị hiếu và sự chấp nhận sản phẩm của người tiêu dùng 110

4.4.1 Kết quả kiểm chất lượng, vệ sinh thực phẩm các sản phẩm 110

4.4.2 Thị hiếu và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nước giải khát từ DHC 111

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 134

5.1 Kết luận 134

5.2 Kiến nghị 135

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 136

PHỤ LỤC A: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH……… pl-1 PHỤ LỤC B: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU pl-13 PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ THỐNG KÊ……… … pl-18 PHỤ LỤC D: KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM SẢN PHẨM VÀ CHẤP NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG TƯ VẤN ĐẠO ĐỨC……….………pl-92

Bảng 4 3: Một số thành phần lý - hóa học của thịt quả DHC 51

Bảng 4 4: Thành phần cơ bản của hạt DHC tươi 52

Bảng 4 5: Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum Inhibitory Concentration - MIC) cao chiết từ vỏ, thịt quả và hạt DHC 55

Bảng 4 6: Hoạt tính ức chế enzyme (Enzyme inhibiting activity -IC50) của cao chiết vỏ, thịt quả và hạt DHC 55

Bảng 4 7: Khả năng chống oxy hóa (giá trị EC50) của các thành phần cao chiết từ vỏ, thịt quả và hạt trái DHC 56

Bảng 4 8: Sự thay đổi hàm lượng vitamin C (µg/mL) trong trái DHC ở các điều kiện tồn trữ khác nhau theo thời gian 58

Bảng 4 9: Mô hình hành vi của chuột được đánh giá khi sử dụng cao chiết từ liều 5 đến 5000 mg/kg khối lượng chuột 61

Bảng 4 10: Giá trị LD50 của các cao chiết 62

Bảng 4 11: Phân loại độc tính cấp theo giá trị LD50 gần đúng (Bộ Y Tế, 2007) 62

Bảng 4 12: Một số chỉ tiêu và khối lượng và glucose huyết ở chuột thử nghiệm 65

Bảng 4 13: Các chỉ tiêu sinh hóa và huyết học ở chuột thử nghiệm 66

Bảng 4 14: Mô hình hành vi của chuột được đánh giá khi sử dụng cao chiết liều 400 mg/kg khối lượng chuột ở ngày thứ 90 69

Bảng 4 15: Một số chỉ tiêu khối lượng và glucose huyết ở chuột sau 45 ngày thử nghiệm… 72

Bảng 4 16: Một số chỉ tiêu khối lượng và glucose huyết ở chuột sau 90 ngày thử nghiệm… 72

Bảng 4 17: Hàm lượng polyphenol tổng số, vitamin C, khả năng chống oxy hóa (giá trị EC50) và hiệu suất thu dịch ép sau quá trình chần múi dâu ở các mức nhiệt độ và thời gian……… 75

Bảng 4 18: Phương trình hồi quy dự đoán cho các chỉ tiêu về hiệu suất thu hồi và giá

trị dinh dưỡng thu nhận khi thủy phân thịt quả DHC 78

Bảng 4 19: Điều kiện tối ưu của quá trình thủy phân của các chỉ tiêu phân tích 84

Bảng 4 20: Phương trình hồi quy dự đoán các chỉ tiêu phân tích khi cô đặc chân không…… 87

Bảng 4 21: Điều kiện tối ưu của quá trình cô đặc chân không đến mỗi chỉ tiêu phân tích……… 94

Bảng 4 22: Mật số vi sinh vật qua các chế độ thanh trùng khác nhau 97

Bảng 4 23: Ảnh hưởng của chế độ bảo quản đến mật số vi sinh vật trong sản phẩm syrup DHC theo thời gian 99

Bảng 4 24: Mật số vi sinh vật qua các chế độ thanh trùng khác nhau 104

Bảng 4 25: Ảnh hưởng của chế độ bảo quản đến mật số vi sinh vật trong sản phẩm nước ép DHC theo thời gian 107

Bảng 4 26: Các chỉ tiêu vi sinh và hóa sinh của sản phẩm syrup DHC 110

Bảng 4 27: Các chỉ tiêu vi sinh và hóa sinh của sản phẩm nước ép DHC 111

Bảng 4 28: Sự quan tâm đến giá bán sản phẩm 114

Bảng 4 29: Sự quan tâm đến giá bán sản phẩm theo độ tuổi khảo sát 114

Bảng 4 30: Sự quan tâm đến chât lượng sản phẩm 115

Bảng 4 31: Sự quan tâm đến chât lượng sản phẩm theo giới tính 115

Bảng 4 32: Sự quan tâm về thương hiệu của người tiêu dùng 116

Bảng 4 33: Sự quan tâm về mẫu mã và bao bì của người tiêu dùng 117

Bảng 4 34: Sự quan tâm đến mẫu mã và bao bì của sản phẩm theo độ tuổi khảo sát 117 Bảng 4 35: Sự quan tâm đến khuyến mãi đối với sản phẩm của người tiêu dùng 117

Bảng 4 36: Sự quan tâm đến các hợp chất chức năng trong sản phẩm của người tiêu dùng…… 119

Bảng 4 37: Sự quan tâm đến các hợp chất chức năng trong sản phẩm của người tiêu dùng theo độ tuổi khảo sát 119

Bảng 4 38: Sự quan tâm sản phẩm được làm từ loại trái cây đặc sản của người tiêu dùng…… 120

Bảng 4 39: Sự quan tâm sản phẩm được làm từ loại trái cây đặc sản theo độ tuổi khảo sát……… 120

Bảng 4 40: Các yếu tố liên quan đến mục đích mua sản phẩm nước giải khát để làm quà biếu tặng vì sản phẩm mang tính chất đặc trưng 121

Bảng 4 41: Mục đích mua sản phẩm nước giải khát để làm quà biếu tặng vì sản phẩm mang tính chất đặc trưng của vùng miền theo độ tuổi khảo sát 121

Bảng 4 42: Các yếu tố liên quan đến khả năng mua sản phẩm nước giải khát vì sở thích…… 122 Bảng 4 43: Sở thích uống nước giải khát ảnh hưởng đến việc mua sản phẩm theo giới tính……… 123 Bảng 4 44: Các yếu tố liên quan đến căn cứ mua sản phẩm do nhận được sự giới thiệu…… 123 Bảng 4 45: Các yếu tố liên quan đến khả năng chọn mua nước giải khát do việc xem quảng cáo trên TV, báo chí 124 Bảng 4 46: Căn cứu mua sản phẩm do xem quảng cáo trên TV, báo chí theo giới tính……… 125 Bảng 4 47: Các yếu tố liên quan đến khả năng chọn mua nước giải khát do việc xem thông tin trên internet 125 Bảng 4 48: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet theo giới tính 126 Bảng 4 49: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chọn địa điểm mua nước giải khát của người tiêu dùng………… 128 Bảng 4 50: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet dùng theo giới tính……… 129 Bảng 4 51: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet theo độ tuổi 129 Bảng 4 52: Sự chấp nhận của người tiêu dùng sản phẩm 130

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Baccaurea ramiflora Lour (Dâu ta, Rambai) 5

Hình 2.2: Dâu Hạ Châu 6

Hình 2.3: Cơ chế tạo phức chelate với kim loại của các chất phenolic chống oxy hóa 9

Hình 2.4: Cấu tạo chung của flavonoids 10

Hình 2.5: Acid ascrobic 11

Hình 2.6: Dạng gốc tự do ascorbate 11

Hình 2.7: Ascorbic acid và các dạng sản phẩm oxy hóa trong dung dịch 12

Hình 2.8: Sự hình thành cầu nối hydrogen của ascorbic acid 12

Hình 2.9: Cấu trúc của ABTS•+ 16

Hình 2.10: Cấu trúc của DPPH• 17

Hình 2.11: Phản ứng khử Fe3+-TPTZ thành Fe2+-TPTZ 17

Hình 2.12: Sơ đồ quá trình cô đặc bằng nhiệt 23

Hình 2.13: Biểu đồ nhiệt độ (T) và tỷ lệ chết vi sinh vật (L) theo thời gian 25

Hình 2.14: Cấu trúc hóa học của acid -D-galacturonic (a); pecin và sự methyl hóa (b)……… 26

Hình 2.15: Cơ chế phản ứng tách tại vị trí β 26

Hình 2.16: Cơ chế thay đổi cấu trúc của nguyên liệu dưới tác dụng của nhiệt 26

Hình 2.17: Cơ chế phân hủy ascorbic acid 29

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 35

Hình 3.2: Sơ đồ thực hiện nội dung và các công đoạn bố trí thí nghiệm 36

Hình 3.3: Sơ đồ quy trình chế biến syrup DHC và các công đoạn bố trí thí nghiệm 41

Hình 3.4: Sơ đồ quy trình chế biến nước ép dâu giải khát và các công đoạn bố trí thí nghiệm… 45

Hình 4.1: Các giai đoạn phát triển của trái DHC 49

Hình 4.2: So sánh một số thành phần lý - hóa học của vỏ (b) , thịt quả (a) và hạt (c) DHC…… 53

Hình 4.3: Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ (a), thịt quả (b) và hạt DHC (c) đối với Propionibacterium acnes (P acnes), Staphylococcus aureus (S aureus), Escherichia coli (E coli) và Bacillus cereus (B cereus) 54

Hình 4.4: Hoạt tính kháng oxy hóa từ các thành phần khác nhau của trái DHC: (a) TAC, (b) DPPH, (c) ABTS•+, (d) RP, (e) FRAP and (f) NO• 56 Hình 4.5: Các dấu hiệu thay đổi xuất hiện ở vỏ trái dâu Ha Chau ở điều kiện thường (30 ± 2oC) theo thời gian tồn trữ 58 Hình 4.6: Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) của trái DHC ở các điều kiện tồn trữ khác nhau theo thời gian 59 Hình 4.7: Sự thay đổi khả năng chống oxy hóa (EC50) của trái DHC ở các điều kiện tồn trữ khác nhau theo thời gian 60 Hình 4.8: Mẫu gan, thận và lá lách của chuột trong thí nghiệm thử độc tính cấp liều 5000 mg/kg khối lượng chuột 64 Hình 4.9: Mô bệnh học của gan và thận chuột trong thử nghiệm độc tính cấp 68 Hình 4.10: Các cơ quan nội tạng (thận, gan và lá lách) được phân lập từ các nhóm chuột…… 71 Hình 4.11: Mô bệnh học gan và thận chuột trong thử độc tính bán trường diễn ngày 90……… 73 Hình 4.12: Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân, pH dịch ép và nồng độ enzyme pectinase đến (a) hiệu suất thu hồi dịch ép, (b) hàm lượng polyphenol tổng số, (c) hàm lượng vitamin C và (d) khả năng chống oxy hóa – EC50 của dịch ép DHC 77 Hình 4.13: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) nhiệt độ thủy phân và pH của dịch ép, (b) nhiệt độ thủy phân và nồng độ enzyme pectinase, (c) pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi dịch quả 79 Hình 4.14: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) nhiệt độ thủy phân và pH của dịch ép, (b) nhiệt độ thủy phân và nồng độ enzyme pectinase, (c) pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase đến hàm lượng polyphenol tổng số 82 Hình 4.15: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) nhiệt độ thủy phân và pH của dịch ép, (b) nhiệt độ thủy phân và nồng độ enzyme pectinase, (c) pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase đến hàm lượng vitamin C 83 Hình 4.16: Biểu đồ tối ưu hóa đồng thời các chỉ tiêu quan sát theo (a) nhiệt độ thủy phân và pH của dịch ép, (b) nhiệt độ thủy phân và nồng độ enzyme pectinase, (c) pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase từ hình chiếu các bề mặt đáp ứng chồng lên nhau 85 Hình 4.17: Đánh giá ảnh hưởng của chế độ chân không, thời gian xử lý chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu (oBrix) đến (a) giá trị L, (b) giá trị a, (c) giá trị b, (d) nồng độ chất khô hòa tan sau cô đặc (oBrix), (e) hàm lượng polyphenol tổng số (mg/L), (f) hàm lượng vitamin C (mg/L) và (g) khả năng chống oxy hóa – EC50 (mg/mL) của sản phẩm syrup DHC 86

Hình 4.18: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không và thời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan đến giá trị L của syrup DHC 89 Hình 4.19: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không và thời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu đến giá trị a của syrup DHC 90 Hình 4.20: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không và thời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu đến giá trị b của syrup DHC 91 Hình 4.21: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không và thời gian cô đặc, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan, (c) thời gian cô đặc và nồng độ chất khô hòa tan đến hàm lượng vitamin C của syrup DHC 92 Hình 4.22: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không và thời gian cô đặc, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan, (c) thời gian cô đặc và nồng độ chất khô hòa tan đến khả năng chống oxy hóa – EC50 (mg/mL) của syrup DHC…… 93 Hình 4.23: Sản phẩm sau cô đặc xuất hiện váng đường cứng (a) và kết lắng, tách lớp (b)……… 94 Hình 4.24: Biểu đồ tối ưu hóa đồng thời các chỉ tiêu thu nhận theo (a) độ chân không và thời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu từ hình chiếu các bề mặt đáp ứng chồng lên nhau 95 Hình 4.25: Sản phẩm syrup DHC thành phẩm 95 Hình 4.26: Ảnh hưởng của nồng độ citric acid và ascorbic acid đến tính chất cảm quan của sản phẩm syrup DHC 96 Hình 4.27: Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượng polyphenol tổng số… 98 Hình 4.28: Ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượng vitamin C…… 98 Hình 4.29: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến khả năng chống oxy hóa (EC50 - mg/mL) 99 Hình 4.30: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản ở 10oC (a) và 30oC (b) đến các hợp chất chức năng trong sản phẩm syrup DHC theo thời gian 100 Hình 4.31: Sản phẩm syrup DHC thành phẩm trước và sau 24 tuần ở 30oC và 10oC 101

Hình 4.32: Ảnh hưởng của hàm lượng đường bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm nước ép DHC 103 Hình 4.33: Ảnh hưởng của hàm lượng (%) citric acid và ascorbic acid bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm nước ép DHC 103 Hình 4.34: Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các hàm lượng polypheol tổng số (a), vitamin C (b) và khả năng chống oxy hóa (c) của nước ép DHC 105 Hình 4.35: Ảnh hưởng của nguyên liệu được xử lý đến tính chất cảm quan của sản phẩm nước ép DHC 106 Hình 4.36: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản ở 10oC (a) và 30oC (b) đến các hợp chất chức năng trong sản phẩm nước ép DHC theo thời gian 108 Hình 4.37: Sản phẩm nước ép DHC (a); sau 24 tuần bảo quản (b) ở 30oC và 10oC 109 Hình 4.38: Đặc điểm của người tiêu dùng về giới tính (a), nghề nghiệp (b) và độ tuổi (c) trong quá trình khảo sát thị hiếu và sự chấp nhận đối với sản phẩm nước giải khát 112 Hình 4.39: Mức độ phần trăm ưa thích của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nước giải khát từ dâu DHC 113 Hình 4.40: Quy trình chế biến syrup DHC 132 Hình 4.41: Quy trình chế biến nước ép DHC 133

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

từ xanh lá (-a*) đến đỏ (+a*) ABTS 2,2-azino-bis(3-

ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid)

đánh giá tổn thương tế bào gan

đánh giá tổn thương tế bào gan

DMSO Dimethyl sulfoxide

DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl EC50 Half-maximal effective

FRAP Ferric reducing-antioxidant power

thấp

LYM Lymphocyte Bạch cầu Lympho

hồng cầu

concentration Nồng độ huyết sắc tố trung bình hồng cầu

QDA Quantitative descriptive analysis Phân tích mô tả định lượng

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

Đặt vấn đề

Trái cây đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng của con người và được khuyến khích sử dụng rộng rãi vì đây là nguồn cung cấp các loại vitamin, chất khoáng, chất chống oxy hóa, chất chống viêm (Rekhy & McConchie, 2014) Sản phẩm chế biến từ trái cây vì vậy đã trở thành mục tiêu nghiên cứu của nhiều nhà khoa học nhằm đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao giá trị sử dụng đồng thời kéo dài thời gian bảo quản Đặc biệt, nhiều loại trái cây bản địa được quan tâm phát triển thành sản phẩm thực phẩm vì những đặc tính dinh dưỡng đặc trưng của trái

Cây dâu có tên khoa học là Baccaurea ramiflora Lour thuộc họ Euphorbiaceae là một loại cây ăn trái nhiệt đới dễ trồng, dễ chăm sóc và được tìm thấy ở nhiều nơi thuộc Châu Á trong đó Ấn Độ và Malaysia là đất nước có diện tích trồng lớn nhất (Haegens, 2000) Tại Việt Nam, theo Phạm Hoàng Hộ (1999), cây dâu cũng thuộc loài Baccaurea ramiflora Lour như ở các nước thuộc khu vực Đông Nam Á

Về mặt dinh dưỡng, trái dâu chứa nhiều nước, carbohydrate, chất xơ và một số hàm lượng magie, kali, phospho, sắt, v.v…rất tốt cho cơ thể; đặc biệt với lượng vitamin C dồi dào có vai trò như một chất chống oxy hóa dạng hòa tan cũng rất cần thiết cho sức khỏe của con người (Padayatty et al., 2003) Theo y học cổ truyền, cây dâu là loại thực vật có dược tính được sử dụng như một chất kháng viêm và giảm đau trong điều trị chấn thương, viêm thấp khớp, viêm mô tế bào hoặc áp xe (Lin et al., 2003) Tại Ấn Độ, vỏ cây dâu tươi được ép lấy nước uống để giảm hiện tượng táo bón (Khan, 2008) Hiện nay, một số nhà khoa học đã và đang nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng, khả năng chống oxy hóa và dược tính của các thành phần từ cây dâu (Raghavan & Ramjan, 2018) Cây dâu Hạ Châu là một giống cây được tuyển chọn và nhân giống từ các giống dâu địa phương tại huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ, Việt Nam Với vị chua ngọt hài hòa, hương thơm đặc trưng cùng lợi thế là một đặc sản vùng miền đã được Bộ Khoa học Công nghệ, Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam công nhận nhãn hiệu hàng hóa vào năm 2006 Với hương vị thơm ngon, thuộc nhóm quả chứa nhiều nước và các hợp chất chức năng có lợi cho sức khỏe, trái dâu rất thích hợp để tạo ra sản phẩm nước ép giải khát và nước dâu cô đặc Đây là hai loại thức uống có thành phần chính từ nước ép trái cây mà qua quá trình xử lý thích hợp duy trì được tính chất vật lý, hóa học, cảm quan và các đặc tính dinh dưỡng của nước trái cây tự nhiên (Codex, 2005) Nước ép trái cây sau xử lý được xem là một sự thay thế hợp lý so với trái cây tươi nguyên quả vì có thời gian sử dụng lâu hơn, tiện lợi và năng động hơn cho cuộc sống bận rộn hoặc những trường hợp gặp khó khăn trong vấn đề nhai thực phẩm (Bates et al., 2001)

Nước trái cây ép vừa giúp thanh nhiệt, giải khát đồng thời góp phần bổ sung vitamin, chất có hoạt tính sinh học và có khả năng chống oxy hóa cho cơ thể con người Theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7946:2008) nước trái cây ép còn là nguyên liệu để chế biến các sản phẩm khác, trong đó có nước quả cô đặc Ngược lại, từ nước quả cô đặc, người ta có thể hoàn nguyên để sản xuất nước quả đồng thời góp phần đơn giản hóa trong việc xử lý nước trái cây đặc biệt là khâu bảo quản; giảm chi phí vận chuyển tới cơ sở sản xất và tiêu thụ vì sản phẩm cô đặc là dạng tinh chất của nước trái cây tươi

Mặc dù với lợi thế là một loại cây ăn trái mang nét đặc trưng vùng miền và một số nghiên cứu bước đầu cung cấp thông tin về chất lượng cũng như tiềm năng phát triển, đến nay trái dâu chủ yếu vẫn được tiêu dùng bằng cách ăn tươi và sản phẩm về dâu Hạ Châu vẫn chưa có sự xuất hiện trên thị trường Điều này dẫn đến giá trị sử dụng của trái dâu Hạ Châu chưa thật sự được nâng cao dẫn đến hạn chế sự phát triển cho loại trái này

Vì vậy, việc nghiên cứu toàn diện và chuyên sâu về chất lượng, khả năng tồn trữ trái; đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, ức chế enzyme, tính an toàn các thành phần của trái là rất cần thiết nhằm sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu dâu Hạ Châu; đồng thời có sự chọn lọc các kết quả từ đề tài nghiên cứu về đa dạng hóa một số sản phẩm nước giải khát làm từ dâu Hạ Châu với mã số 11/HĐ-SKHCN để phát triển sản phẩm dạng nước ép giải khát và syrup dâu có ứng dụng kỹ thuật cô đặc chân không tạo ra sản phẩm tiện lợi có cảm quan cao cùng thời gian bảo quản lâu dài đồng thời mở rộng quy mô chế biến để có thể phát triển sản phẩm tại hộ gia đình và cơ sở sản xuất nhỏ

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu chính là đánh giá cơ bản toàn diện về giá trị sử dụng và tính đặc trưng của trái dâu Hạ châu; sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu dâu vào chế biến sản phẩm thực phẩm có giá trị gia tăng Qua đó, nội dung nghiên cứu góp phần đáp ứng được mục tiêu tăng hiệu quả sử dụng, tạo ra sản phẩm có chất lượng, tiện lợi và phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng Ngoài ra, quá trình nghiên cứu cung cấp khả năng giải quyết tình trạng khan hiếm nguyên liệu dâu ở thời điểm trái mùa cho quá trình sản xuất

Nội dung nghiên cứu

Trên cơ sở mục tiêu đề ra, các nội dung nghiên cứu sẽ triển khai cụ thể như sau: - Đánh giá thời điểm thu hoạch, hoạt tính sinh học (tính kháng khuẩn và ức chế enzyme), tính an toàn của các bộ phận của trái và khả năng tồn trữ trái dâu Hạ Châu

- Khả năng sử dụng hiệu quả trái dâu Hạ Châu trong chế biến sản phẩm syrup dâu áp dụng kỹ thuật chân không

- Khả năng sử dụng hiệu quả trái dâu Hạ Châu trong chế biến sản phẩm nước ép dâu Hạ Châu

- Khả năng đảm bảo nguyên liệu dâu cho quá trình sản xuất sản phẩm từ trái trong thời điểm nghịch mùa

- Đánh giá thị hiếu và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm từ trái dâu Hạ Châu

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Luận án tiến hành nghiên cứu trên đối tượng là trái dâu Hạ Châu được trồng tại huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ Loại trái được công nhận nhãn hiệu hàng hóa “Dâu Hạ Châu Phong Điền” Phạm vi nghiên cứu của luận án là xác định toàn diện và chuyên sâu về chất lượng, khả năng tồn trữ trái; đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, ức chế enzyme, tính an toàn các thành phần của trái nhằm sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu Trên cơ sở đó, các nghiên cứu tạo sản phẩm tiện lợi, có giá trị và thích hợp với đặc tính của trái là syrup dâu và nước ép giải khát được tiến hành Đồng thời, quy trình chế biến các sản phẩm ở quy mô thí nghiệm mở rộng được thực hiện để chọn lọc và hoàn thiện góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và tối ưu hóa các điều kiện thí nghiệm

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 1.5.1 Ý nghĩa khoa học

Luận án sử dụng những kỹ thuật thường quy và hiện đại trong việc thu thập mẫu, xử lý mẫu, phân tích các chỉ tiêu lý hóa học, đánh giá khả năng kháng khuẩn, ức chế enzyme, hoạt tính kháng oxy hóa của nguyên liệu và các sản phẩm từ trái dâu; đồng thời thực hiện những thí nghiệm in vivo trên mô hình chuột nhắt trắng để đánh giá tính an toàn của trái dâu; đáp ứng được tính khoa học Kết quả của luận án là cơ sở dữ liệu khoa học về tính đặc trưng, khả năng tồn trữ phục vụ cho chế biến, tính an toàn và khả năng sử dụng hiệu quả Dâu Hạ Châu Phong Điền trong chế biến sản phẩm thực phẩm góp phần đa dạng hóa sản phẩm từ trái dâu

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Nội dung của luận án cung cấp thông tin về chất lượng của trái dâu, khả năng duy trì nguồn nguyên liệu cho quá trình chế biến sản phẩm ở thời điểm trái vụ, quy trình chế biến sản phẩm từ trái dâu an toàn vệ sinh thực phẩm, phù hợp thị hiếu của người tiêu dùng và có thể áp dụng chế biến thực tế ở quy mô hộ gia đình và cơ sở sản xuất nhỏ

Điểm mới của luận án

Kết quả nghiên cứu của luận án về trái Dâu Hạ Châu Phong Điền có những điểm mới như sau:

- Xác định được chất lượng của trái dâu (vỏ, thịt quả, hạt) tại thời điểm thu hoạch - Đánh giá khả năng tồn trữ dâu tươi sau thu hoạch, xác định hoạt tính kháng khuẩn, ức chế enzyme và tính an toàn từ các thành phần của trái dâu

- Xây dựng được quy trình chế biến sản phẩm nước ép dâu Hạ Châu giải khát an toàn vệ sinh thực phẩm và phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng

- Xây dựng được quy trình chế biến sản phẩm syrup dâu Hạ Châu ứng dụng kỹ thuật cô đặc chân không, an toàn vệ sinh thực phẩm và phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng

- Đề xuất được khả năng đảm bảo nguyên liệu dâu cho quá trình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm từ trái trong thời điểm nghịch mùa

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tổng quan về nguyên liệu dâu 2.1.1 Giới thiệu chung

Cây dâu có tên khoa học là Baccaurea ramiflora Lour., họ Euphorbiaceae và tên thường gọi là khác nhau tùy vùng, tùy quốc gia Tại Thái Lan, cây dâu được gọi tên là Mafai, Mafai Ka, Khi Mi, Ham Kang, Som Fai; người Malaysia thì gọi là cây Pupor, Tempui, Tampoi, Rambai (Haegens, 2000); còn ở Việt Nam, theo Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam, cây dâu cũng có nhiều tên gọi khác nhau như dâu Da Đất, giâu Gia Đất, dâu thiên, dâu tiên

Mặc dù được tìm thấy ở nhiều nơi thuộc Châu Á nhưng Ấn Độ và Malaysia là đất nước có diện tích trồng cây dâu nhiều nhất Theo Phạm Hoàng Hộ (1999), Baccaurea ramiflora Lour (Dâu ta, Rambai) (Hình 2.1) là loại đại mộc cao 10 -15 m Lá cây thon, đầu nhọn, đáy nhọn, không có lông và chùm thòng rất dài từ nhánh già Đây là loại cây đơn tính có đặc tính giống đực và giống cái riêng biệt (hoa đực có 6-10 tiểu nhụy quanh nhụy cái lép; hoa cái có noãn sào có lông); phì quả giống quả bòn bon, quả bì dày và dòn; múi bở, không dính vào trục, có ngăn

Hình 2.1: Baccaurea ramiflora Lour (Dâu ta, Rambai)

Theo điều tra tại Thái Lan, trái dâu được tách vỏ thì phần múi bên trong được ăn trực tiếp và hạt có thể nuốt khi ăn dâu; phần thịt quả dâu mềm nhão có vị chua lẫn vị ngọt Vỏ quả dâu thường được làm chutney (một loại thực phẩm ăn kèm, có loại sệt giống tương ớt) Quả dâu được chế biến làm nước quả như nước Mafai, một loại nước quả khá phổ biến ở Thái Lan, hoặc làm rượu (Subhadrabandhu, 2001) Hạt dâu được dùng làm thuốc nhuộm vải có màu cam với tên gọi “annato” Đặc biệt, lá dâu non và hoa dâu còn được người dân vùng đông bắc Ấn Độ ăn sống (Lim, 2012) Trái dâu có thể được bảo quản vài ngày ở điều kiện nhiệt độ thường Thân, vỏ, và rễ của cây dâu còn được dùng làm thuốc chữa bệnh Trước tiên, người ta sẽ phơi khô các thành phần này, sau đó nghiền mịn rồi đun sôi trong nước Ngoài ra, trái dâu còn có tác dụng chữa các bệnh về da (Janick & Paull, 2008)

Ở Việt Nam cây dâu được trồng rải rác, không tập trung và là cây ăn quả thứ yếu Cây dâu ở Đồng bằng Sông Cửu Long hiện nay có nhiều chủng loại cũng như tên gọi khác nhau như dâu Hạ Châu, dâu Xiêm, dâu Xanh, dâu Bòn Bon; trong đó giống dâu Hạ Châu (Hình 2.2) là một loại cây ăn trái đặc thù ở Phong Điền (Cần Thơ) được hình thành do quá trình tuyển chọn của nông dân từ những giống dâu địa phương

f

g

Hình 2.2: Dâu Hạ Châu

a-Trái dâu trên cây dâu trong vườn dâu; b-Hoa dâu; c-Trái dâu 1 tháng sau khi cây đậu trái (SĐT); d-Trái dâu 4 tháng SĐT; e-Trái dâu 5 tháng SĐT; f-Vỏ dâu và múi dâu sau tách vỏ

Nguồn: Ảnh chụp tại vườn trồng dâu Hạ Châu, Phong Điền, 2021

2.1.2 Đặc điểm phát triển và phẩm chất của trái dâu Hạ Châu (DHC)

Phong trào trồng DHC ở Phong Điền bắt đầu phát triển từ khoảng năm 2004 Từ 30 hecta ban đầu đến nay diện tích trồng DHC trong huyện đã tăng lên trên 350 hecta Cây dâu từ khi đậu trái đến khi thu hoạch là 130 ngày Trọng lượng trái bắt đầu tăng nhanh ở giai đoạn 80 – 90 ngày sau khi cây đậu trái (SĐT) do sự tăng trưởng của thịt trái Trái dâu có nét đặc trưng riêng như quả tròn đều; khi còn sống có màu xanh (Hình 2.2c), khi chín chuyển sang màu trắng đục hay vàng ngà (Hình 2.2f) và lá đài vẫn còn nguyên trên trái; trung bình số trái trên chùm là 7 trái, trọng lượng trung bình chùm trái đạt 13g; trọng lượng trung bình một trái đạt 14g trong đó vỏ chiếm 31,6%, thịt trái chiếm 61,4% và hạt chiếm 6,8% (Hâu, 2009)

Hàng năm, DHC ở Phong Điền bắt đầu vụ thu hoạch quả sớm từ khoảng rằm tháng 6 âm lịch, vụ chính vào khoảng tháng 7 tháng 8 và vụ trái muộn vào khoảng rằm tháng 10 âm lịch Khi trái dâu chín, ruột dâu trong; quả chín có vị ngọt thanh, vị đậm, hậu chua nhẹ phù hợp với kết quả phân tích phẩm chất trái về độ Brix rất cao 17,5%; độ chua là

2,7% tạo nên hương vị đặc trưng riêng của loại dâu này (Hâu, 2009) Trái dâu ăn ngon nhất là ở vụ chính và vụ muộn vì khi đó trời có mưa, trái dâu to, đầy đủ nước, ăn rất ngọt Người dân địa phương rất tự hào về giống cây đặc sản này Theo thống kê của Phòng Nông nghiệp huyện Phong Điền, dâu Hạ Châu chiếm diện tích đất trồng khoảng 590 ha, sản lượng thu hoạch mỗi vụ trung bình đạt từ 20 - 25 tấn/ha Năm 2006, Cục sở hữu trí tuệ, Bộ khoa học và công nghệ Việt Nam đã công nhận nhãn hiệu hàng hóa Dâu Hạ Châu Phong Điền cho Hợp tác xã dâu Hạ Châu Phong Điền

Các chất có hoạt tính sinh học trong trái dâu

Cách đây nhiều thế kỷ, thực vật và các sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật đã đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe con người do nâng cao chất lượng cuộc sống Theo (Hamid et al., 2010; Nile & Park, 2015; Sharma et al., 2015), việc tiêu thụ trái cây giàu chất chống oxy hóa có rất nhiều lợi ích trong việc cải thiện chất lượng cuộc sống vì giảm nguy cơ mắc một số bệnh do các gốc tự do gây ra như ung thư, đột quỵ, bệnh tim mạch và các yếu tố khác nhau liên quan đến vấn đề lão hóa Kết quả thu nhận từ nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của trái dâu (Baccaurea ramiflora Lour.) của (Hossain et al., 2017), trái dâu là một trong các loại trái cây có hàm lượng ascorbic acid (vitamin C) dồi dào có thể cung cấp cho cơ thể Thịt trái dâu có hàm lượng phenolic tổng số và flavonoids tổng số cao nhất, vỏ dâu xếp thứ hai và hạt dâu là ít nhất (Uddin et al., 2018) Đây là các chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa hiệu quả Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra những lợi ích sức khỏe tiềm ẩn của polyphenol thực vật do tính chống oxy hóa mạnh giúp ngăn ngừa các bệnh mãn tính liên quan đến stress oxy hóa cũng như các bệnh mãn tính (Dai & Mumper, 2010)

2.2.1 Polyphenols

Thuật ngữ “polyphenols” hay “phenolic” là đại diện cho khoảng 8000 hợp chất mà về mặt cấu tạo gồm có một hoặc nhiều vòng thơm mang một hoặc nhiều nhóm thế hydroxyl (OH), các dẫn xuất ester, methyl ether, glycoside, v.v (Cartea et al., 2011) Polyphenols thường ở dạng kết hợp với đường dạng glycoside nên hòa tan được trong nước Các polyphenol không hòa tan liên kết với các thành phần tế bào khác nhau giúp tăng tính bền cơ học cho vách tế bào và tham gia điều tiết tăng trưởng thực vật (Vladimir-Knežević et al., 2012) Tùy thuộc vào số lượng và vị trí tương hỗ của các nhóm OH với bộ khung hóa học mà các tính chất vật lý, hoá học hoặc hoạt tính sinh học thay đổi

Trong tự nhiên, các hợp chất phenolic tồn tại từ cấu trúc đơn giản (chỉ chứa một vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm OH) đến các hợp chất polymer hóa phức tạp (Balasundram, Sundram, & Samman, 2006) Trong thực phẩm, phenolics được chia thành ba nhóm chính là nhóm các phenol đơn giản và acid phenolic, dẫn xuất của acid hydroxycinnamic, và flavonoids Ngoài ra, tùy theo số lượng carbon mà các hợp chất phenolic thực vật được chia thành các nhóm như acid phenolic, flavonoids, và tannin (Garcia-Salas et al., 2010; Han et al., 2007)

Cấu trúc của các hợp chất polyphenol quyết định cơ chế hoạt động chống oxy theo các dạng như chuyển nguyên tử hydrogen (hydrogen atomic transfer, HAT), chuyển electron đơn – chuyển proton (single electron transfer – proton transfer, SET-PT), chuyển electron mất proton nối tiếp (sequential proton loss electron transfer, SPLET), tạo phức với kim loại chuyển tiếp (transition metal chelation, TMC)

- Cơ chế chuyển nguyên tử hydrogen (hydrogen atomic transfer, HAT)

Các chất phenolic chống oxy hóa (ArOH với Ar đại diện cho vòng thơm) phản ứng với các gốc tự do (R•, RO•, ROO•) theo cơ chế chuyển một nguyên tử hydrogen do việc phá vỡ liên kết O-H trong cấu trúc ArOH sang các gốc tự do (Leopoldini, Marino, Russo, & Toscano, 2004; Zeb, 2020) thể hiện qua các Phương trình 2.1, 2.2, 2.3

R• + ArOH  RH + ArO• (2.1) RO• + ArOH  ROH + ArO• (2.2) ROO• + ArOH  ROOH + ArO• (2.3) - Cơ chế chuyển electron đơn – chuyển proton (single electron transfer – proton transfer, SET-PT)

Quá trình diễn ra hai bước lần lượt là một electron từ polyphenol chuyển sang gốc tự do dẫn đến sự hình thành các gốc cation ArOH+• (Phương trình 2.4, 2.5, 2.6) và quá trình thứ hai là chuyển proton H+ từ ArOH+• sang gốc tự do đã được chuyển electron đơn (Phương trình 2.4’, 2.5’, 2.6’) (Leopoldini et al., 2004; Leopoldini, Russo, & Toscano, 2011; Zeb, 2020)

R• + ArOH  R- + ArOH+• (2.4) RO• + ArOH  RO- + ArOH+• (2.5) ROO• + ArOH  ROO- + ArOH+• (2.6) R- + ArOH+•  RH + ArO• (2.4’) RO- + ArOH+•  ROH + ArO• (2.5’) ROO- + ArOH+•  ROOH + ArO• (2.6’) - Cơ chế chuyển electron mất proton nối tiếp (sequential proton loss electron transfer, SPLET)

Quá trình xảy ra sự mất một proton trước khi chuyển electron từ các anion cho gốc tự do theo Phương trình 2.7, 2.8, 2.9 (ví dụ cho trường hợp gốc tự do dạng R•) (Raweh et al., 2013; Zeb, 2020)

Các polyphenol có khả năng tạo phức dạng càng cua (chelate) với các kim loại chuyển tiếp như sắt (Fe), đồng (Cu), mangan (Mg), coban (Co) tạo thành các sản phẩm ổn định (Brown et al., 1998; Leopoldini et al., 2011; Van Acker et al., 1996; Zeb, 2020) Tuy nhiên, sự tạo phức càng cua này cần điều kiện là các ion kim loại không gắn vào protein hoặc các phân tử càng cua khác Việc tạo phức càng cua với kim loại ức chế trực tiếp quá trình khử Fe3+ làm giảm sự hình thành các gốc tự do OH trong phản ứng Fenton (Perron et al., 2010)

Các acid phenolic và flavonoid có khả năng loại bỏ các gốc tự do hiệu quả tùy theo đặc điểm của cấu trúc Trường hợp flavonoids, khả năng quét gốc tự do và tạo chelate kim loại phụ thuộc vào gốc catechol (vòng B), liên kết đôi ở vị trí carbon thứ 2,3 liên kết với nhóm 4-cacboxylic trong vòng C và các gốc 3 và 5-hydroxyl (Van Acker et al., 1996) Sự hiện diện của oxy làm các phức Fe2+ của catecholate và gallate bị oxy hóa thành dạng phức Fe3+ Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa tự nhiên và xảy ra tương đối chậm Tốc độ của quá trình sẽ nhanh hơn khi có mặt các phối tử polyphenol gắn với Fe2+ (Cooper et al., 1978; Perron & Brumaghim, 2009; Zeb, 2020) Quá trình được minh họa qua Hình 2.3

Hình 2.3: Cơ chế tạo phức chelate với kim loại của các chất phenolic chống oxy hóa

(a) Polyphenol phối hợp Fe2+ xảy ra phản ứng chuyển electron với sự có mặt của oxy tạo phức polyphenol và Fe2+, (b) Polyphenol phối hợp Fe3+ dẫn đến sự hình thành

semiquinone bằng sự khử sắt và khử Fe3+ để tạo thành một loại quinone và Fe2+

Nguồn: (Perron & Brumaghim, 2009; Zeb, 2020)

2.2.2 Flavonoids

Flavonoids là một nhóm hợp chất polyphenols lớn thường gặp trong thực vật, phần lớn có màu vàng Harbourne (Harborne et al., 2013) cung cấp thông tin rằng đã có hơn 5000 hợp chất flavonoids được xác định cấu trúc Mặc dù phần lớn các chất flavonoid có màu vàng (flavonoid từ flavus có nghĩa là màu vàng) nhưng một số flavonoid lại có màu xanh, tím, đỏ hoặc không màu

Cấu trúc hóa học của flavonoids được rất nhiều tác giả đề cập đến như có cấu tạo khung 15 carbon theo kiểu (C6-C3-C6); trong đó bao gồm hai vòng benzene (A và B) nối với nhau qua một dị vòng (C) là một chuỗi chứa 3 carbon có thể đóng mạch lại với

vòng benzene A tạo thành vòng pyran Số thứ tự được đánh số bắt đầu từ dị vòng, số 1 từ dị tố oxy rồi tiếp đến vòng A, vòng B đánh số phụ Hình 2.4 Trường hợp không có vòng C (nghĩa là mạch 3C hở) thì đánh số bắt đầu từ vòng B, vòng A đánh số phụ (ví dụ chalcon) (Vermerris & Nicholson, 2007)

Hình 2.4: Cấu tạo chung của flavonoids Nguồn: Vermerris and Nicholson, 2007

Flavonoids thường liên kết với các phân tử đường và bao gồm chủ yếu là catechins, proanthocyanins, anthocyanidins, flavons và flavonols, và dạng glycosides của chúng Các flavonoid dạng glycoside tan trong nước và tích lũy trong không bào của tế bào thực vật (Harborne, 1989) Tùy mức độ hydroxyl hóa và sự hiện diện của liên kết đôi C2 - C3 trong vòng pyrone dị vòng, flavonoids có thể được chia thành 13 nhóm; trong đó những nhóm quan trọng nhất là flavonols, flavones, isoflavones, anthocyanidins hoặc anthocyanins và flavanones (Scalbert & Williamson, 2000)

Một số flavonoids phổ biến nhất bao gồm quercetin, flavonol có nhiều trong hành tây, bông cải xanh, táo và một số loại quả; naringenin, flavanone chính trong quả bưởi; cyanidin-glycoside, anthocyanin có nhiều trong các loại quả mọng (nho đen, mâm xôi, blackberry); và daidzein, genistein và glycitein, là các isoflavone chính trong đậu tương (Archivio et al., 2007)

Với bản chất là polyphenols, có chứa nhóm phenol trong cấu trúc nên các flavonoid thường có tính chống oxy hóa mạnh do khả năng ngăn chặn các chuỗi phản ứng dây chuyền gây ra bởi các gốc tự do bằng cách phản ứng trực tiếp với gốc tự do để tạo thành một gốc tự do mới bền hơn, hoặc cũng có thể tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp vốn là xúc tác cho quá trình tạo gốc tự do (Zitka et al., 2011) giúp cơ thể chống lại các tổn thương do gốc tự do một cách hiệu quả Ngoài ra, flavonoids còn có tác dụng bảo vệ tim mạch, giảm nguy cơ tử vong do các bệnh lý tim mạch như xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, hoặc đau thắt ở ngực (Ness & Powles, 1997) Bên cạnh đó, flavonoids đã được công nhận có khả năng chống dị ứng, kháng viêm và kháng virus (Harborne et al., 2013)

Hoạt tính sinh học của các chất flavonoid (chống ung thư, chống viêm, chống oxy hóa) phụ thuộc vào sự hiện diện của một số nhóm chức năng trên khung cơ sở của các hợp chất này (Limem et al., 2008) mà quan trọng là các nhóm hydroxyl và vị trí của nó (3 và 4 ' trên vòng carbon C và B tương ứng hoặc 3' và 4' trên vòng benzene B), các liên kết đôi giữa cacbon 2, 3 và 4 có chứa gốc cacbonyl của vòng carbon C Sự vắng mặt hoặc sự thay thế của các nhóm này dẫn đến việc suy giảm đáng kể các hoạt tính sinh học của flavonoids

2.2.3 Ascorbic acid

Ascorbic acid (Hình 2.5) (vitamin C, acid L-ascorbic) có công thức phân tử là C6H8O6; khối lượng phân tử 176,12 g/mol tan tốt trong nước, methanol, ethanol; không tan trong ether, benzene, toluene, chloroforme (Ronald, Eitenmiller, & Landen, 2008) Theo Dược điển Việt Nam V, ascorbic acid ở dạng tinh thể không màu hay bột kết tinh trắng hoặc gần như trắng, bị biến màu khi tiếp xúc với không khí ẩm, tồn tại được ở 100°C trong môi trường trung tính và acid, bị oxy hóa bởi oxy trong không khí và sự hiện diện của Fe và Cu, cháy ở khoảng 190oC (Bộ Y Tế, 2017)

Về cấu tạo, ascorbic acid là dạng enolic của -ketolactone Trong phân tử của ascorbic acid có cấu trúc của lactones, hai nhóm enolic hydroxyl (làm cho H của nhóm OH gắn trên C có nối đôi trở nên linh động và có khả năng phân ly cho ion H+ nên có tính acid) và 2 nhóm chức rượu Cấu trúc enediol thúc đẩy đặc tính chống oxy hóa cũng như khả năng dễ bị oxy hóa enediol thành diketones của ascorbic acid (Barrita & Sánchez, 2013) Cụ thể, ascorbate (AscH-) có thể cho một phân tử gốc tự do (R•) một nguyên tử hydrogen làm trung hòa gốc tự do và trở thành một gốc ascorbate (•Asc- hoặc Asc•-) Gốc tự do •Asc- rất ổn định vì điện tử chưa ghép đôi bị tách vị trí do cộng hưởng (được thể hiện bằng các nét đứt trong Hình 2.6)

L-ascorbic acid

Hình 2.5: Acid ascrobic Nguồn: (Bielski, 1982)

Hình 2.6: Dạng gốc tự do ascorbate (Nguồn: (Bielski, 1982)

Trong dung dịch, ascorbic acid dạng khử (AscH2) dễ bị oxy hóa thành dạng diketo là acid dehydroascorbic (DHAsc) Hình 2.5 (dễ biến đổi thành acid oxalic, acid diketogulonic hoặc acid threonic Hình 2.7) (Barrita & Sánchez, 2013; Bielski, 1982;

phân tử của các liên kết hydro (đường nét đứt trong Hình 2.8) tạo nên sự ổn định về mặt hóa học cho cấu trúc.

Hình 2.7: Ascorbic acid và các dạng sản phẩm oxy hóa trong dung dịch AscH2 (ascorbic acid dạng khử)  Asc [-] (gốc ascorbat)  DHAsc (acid dehydroascorbic) và các sản phẩm phân cắt mạch ở vị trí carbon 1 hoặc 2

(Nguồn: (Zempleni et al., 2013)

Hình 2.8: Sự hình thành cầu nối hydrogen của ascorbic acid Nguồn: (Barrita & Sánchez, 2013)

Ascorbic acid rất dễ bị mất hoạt tính bởi nhiều yếu tố khác nhau, nhất là khi có các điều kiện như gia nhiệt có mặt không khí, oxy, ánh sáng, ion kim loại (Cu 2+, Fe3+), pH môi trường Phản ứng hóa nâu Maillard làm giảm hàm lượng vitamin C đáng kể trong các loại thực phẩm Ở một số dịch quả, do ascorbic acid có thể bị oxy hóa bởi enzyme phenoloxydase làm dịch quả sậm màu hơn Để giữ acid này, người ta thường thêm một số chất ổn định như đường saccharose, acid hữu cơ, sorbitol, glycerin hoặc một số hợp chất thuộc nhóm chống oxy hóa như flavonoids (Ronald et al., 2008)

Ascorbic acid hiện diện trong nhiều loại rau quả tươi như cam, chanh, dưa chuột, ớt, thì là, rau cải, hành Tuy nhiên, các loại ngũ cốc, trứng, thịt hầu như không có ascorbic

acid Đây là một loại acid được tổng hợp ở thực vật và nhiều động vật trừ khỉ, chuột bạch, con người (Phạm & Trần, 2006)

Ngày nay, ascorbic acid rất gần gũi và gắn bó hàng ngày với con người vì sự phổ biến cũng như tầm quan trọng trong dinh dưỡng người mà nó mang lại Hầu hết ascorbic acid trong khẩu phần ăn của con người được cung cấp từ rau quả Thật vậy, ascorbic acid tham gia trong nhiều quá trình quan trọng của cơ thể sống như tham gia vào quá trình chuyển hóa protocolagen thành colagen làm cho vết thương chóng lành sẹo; làm tăng tính đề kháng của cơ thể đối với những điều kiện không thuận lợi của môi trường ngoài, các độc tố bệnh nhiễm trùng, giảm các bệnh lý do tác dụng phóng xạ; thiếu ascorbic acid (vitamin C) (người bị bệnh scobut) sẽ có các triệu chứng như chảy máu nứu răng, các lỗ chân lông hoặc các nội quan (Phạm & Trần, 2006) Ngoài ra, ascorbic acid còn được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm với công dụng là vừa bổ sung vitamin cần thiết cho cơ thể vừa là chất chống oxy hóa hiệu quả

Gốc tự do và chất chống oxy hóa 2.3.1 Gốc tự do và sự oxy hóa

Sự oxy hóa là quá trình hóa học có sự chuyển các electron sang chất oxy hóa hình thành nên gốc tự do Gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử, phân tử, các dạng phân tử, hay ion có lớp ngoại biên chứa ít nhất một hoặc nhiều điện tử chưa ghép cặp (Gilbert, 2000) Gốc tự do có khuynh hướng đạt trạng thái ổn định; có thời gian tồn tại rất ngắn và hoạt tính rất mạnh Hoạt tính của gốc tự do tương quan nghịch với thời gian tồn tại; thời gian tồn tại càng ngắn, gốc tự do có độc tính càng cao (Gemma et al., 2007) Để đạt trạng thái ổn định, các gốc tự do lấy các electron của các chất khác làm cho phân tử của các chất này mất electron trở thành gốc tự do, từ đó tạo thành chuỗi phản ứng dây chuyền làm hỏng tế bào sống (Smith, 2020)

Các dạng oxygen hoạt động (reactive oxygen species, ROS) và nitrogen hoạt động (reactive nitrogen species, RNS) đều tồn tại ở hai trạng thái là gốc tự do và trạng thái không có gốc tự do ROS và RNS được sinh ra và tồn tại trong cơ thể do nguyên nhân nội sinh (từ các hoạt động bên trong cơ thể tại các bào quan như ty thể, peroxisomes, lưới nội chất, tế bào thực bào, v.v…những có sự tiêu thụ oxygen cao) và nguyên nhân ngoại sinh (do môi trường sống như ô nhiễm môi trường, rượu, khói thuốc lá, kim loại nặng, kim loại chuyển tiếp, dung môi công nghiệp, thuốc trừ sâu, một số loại thuốc như halothane, paracetamol và tia bức xạ) (Pham-Huy et al., 2008; Phaniendra et al., 2015) Một số dạng ROS và RNS được trình bày trong Bảng 2.1

Trong chu trình chuyển hoá của cơ thể, sự có mặt ở nồng độ thấp hoặc vừa đủ, các gốc tự do nội sinh là cần thiết cho quá trình phân huỷ và tổng hợp các chất Các phản ứng oxy hoá cơ chất để cung cấp năng lượng cho sự sống hoặc sự trao đổi electron giữa các hệ thống thường thông qua phản ứng gốc tự do Ngoài ra, khi cần thiết gốc tự do còn là vũ khí giúp cơ thể tiêu diệt các vật thể lạ xâm nhập vào (Nordberg & Arnér, 2001;

Valko et al., 2007) Tuy nhiên, ở nồng độ cao, cả ROS và RNS nội sinh kết hợp với các gốc tự do ngoại sinh gây hiện tượng stress oxy hóa cũng như stress nitro hóa tấn công vào mọi cấu trúc của tế bào, gây hại tiềm ẩn cho phân tử sinh học (Marnett, 2000; Stadtman & Levine, 2000)

Bảng 2 1: Các dạng ROS và RNS

(Nguồn: (Halliwell, 2001; Phaniendra et al., 2015)

Gốc tự do luôn được hình thành từ nhiều con đường khác nhau; gốc này mất đi thì các gốc khác lại được sinh ra Một khi gốc tự do trong cơ thể tăng lên đáng kể đến một mức độ nào đó nó sẽ phá huỷ các đại phân tử của tế bào và gây ra nhiều loại bệnh tật Chính sự tồn tại các gốc tự do quá mức đã góp phần gây nên những tác hại to lớn ảnh hưởng đến hoạt động của cho cơ thể Tuy nhiên, để tồn tại và phát triển thì cơ thể cũng có một hệ thống bảo vệ nhằm giúp cơ thể chống lại các tác hại của gốc tự do trong đó có sự đóng góp của các chất chống oxy hoá

2.3.2 Chất chống oxy hóa Khái niệm

Chất chống oxy hóa là những chất có khả năng ngăng ngừa, chống lại và loại bỏ tác dụng độc hại của các gốc tự do một cách trực tiếp hoặc gián tiếp bằng cách cho điện tử và trở thành dạng bền Chất chống oxy hóa có thể trực tiếp phản ứng với các gốc tự do hoạt động để tạo ra những gốc tự do mới kém hoạt động hơn, từ đó có thể ngăn cản chuỗi phản ứng dây chuyền được khơi mào bởi các gốc tự do Cơ chế chống oxy hóa cụ thể là dập tắt các tín hiệu bắt đầu quá trình oxy hóa; tạo phức chelate với các ion kim loại gây xúc tác cho phản ứng hoặc phân hủy các peroxide lipid; dập tắt O2 để ngăn ngừa sự hình thành các peroxide; phá vỡ chuỗi phản ứng tự oxy hóa; hoặc giảm nồng độ O2 cục bộ (Brewer, 2011; Halliwell & Gutteridge, 2015)

Trong thực phẩm, chất chống oxy hóa được chia làm hai loại là chất chống oxy hóa tự nhiên và chất chống oxy hóa tổng hợp:

- Chất chống oxy hóa tự nhiên hay chất chống oxy hóa nội sinh là một trong những hệ thống quan trọng do các mô tạo ra có vai trò khử các chất oxy hoá, gốc tự do, chất xúc tác phản ứng oxy hóa chất béo, các chất oxy hóa trung gian, các sản phẩm phân hủy thứ cấp gây hại tế bào; đây là cơ chế phản ứng duy trì hiệu quả cân bằng nội bào, chính

hệ thống bảo vệ này đã ngăn cản quá trình tạo ra nhiều gốc oxy hoạt động (reactive oxygen species – ROS) (Brown & Kelly, 2007; Halliwell & Gutteridge, 2015; Iacopini et al., 2008) Các chất chống oxy hóa này gồm có flavonoids, acid phenolic, carotenoids, ascorbic acid và tocopherols (Khanduja & Bhardwaj, 2003; Ozsoy, Candoken, & Akev, 2009a)

- Các chất chống oxy hóa tổng hợp là phụ gia thực phẩm được sử dụng với mục đích chống lại sự hư hỏng của thực phẩm do bị oxy hóa (như ôi khét của mỡ, thay đổi màu sắc) nhằm kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm Các chất này phải thỏa mãn các yêu cầu như không độc hại, có hoạt tính chống oxy hóa cao ở nồng độ thấp và bền ở các điều kiện kỹ thuật của quá trình chế biến; được sử dụng đơn lẻ hoặc phối hợp để tăng hiệu quả chống oxy hóa cho thực phẩm Một số chất oxy hóa tổng hợp thường được sử dụng là BTH (butylated hydroxyltoluen), BHA (butylate hydroxyanisole), tocopherol tổng hợp, TBHQ (Tertbutyl hydroquinone), dodecyl gallate, propyl gallate, ascorbyl palmitate (QCVN 4-6: 2010/BYT)

Ngày nay, do ảnh hưởng của môi trường sống bị ô nhiễm (tiếng ồn, chất thải) hay việc sử dụng các thực phẩm chứa nhiều chất oxy hóa đã tạo điều kiện làm gia tăng gốc tự do và các dạng oxy hoạt động Từ đó gây ra nhiều phản ứng bất lợi thậm chí gây tổn thương cho cơ thể và là nguyên nhân của nhiều bệnh nan y (Sies, 1997) Do đó, cần có những nghiên cứu về các chất có khả năng chống oxy hóa để góp phần cải thiện và mang lại sức khỏe cho con người

Các loại rau quả giàu chất chống oxy hóa

Rau quả là nguồn cung cấp chất chống oxy hóa tự nhiên một cách dồi dào Vì vậy, thói quen thường xuyên ăn rau quả đã được công nhận là làm giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính của con người (Dembinska-Kiec et al., 2008) Các loại trái cây phổ biến họ Citrus (cam, chanh, bưởi) có chứa một lượng chất chống oxy hóa tự nhiên khá cao, điển hình là vitamin C; hay trái việt quất, dâu tây, nho, mận, đậu đỏ, rau bina, cải xoăn, bông cải xanh cũng đã được chứng minh có chứa thành phần các chất chống oxy hóa cao và đã được đưa vào thực đơn của con người (Harasym & Oledzki, 2014) Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu đã tìm ra được chất glucosylate flavonoids từ dịch chiết từ lá rau bina có tác dụng chống viêm (Grossman et al., 2011) Trái cây là loại thực phẩm chứa nhiều vitamin A, C và các hợp chất phenolic (Swami et al., 2012); trái dâu (Baccaurea ramiflora Lour.) cũng là trái có các chất chống oxy hóa tiềm năng (đặc biệt là nguồn vitamin C dồi dào (Sundriyal & Sundriyal, 2003)) có khả năng chống dạng stress oxy hóa do các dạng oxygen hoạt động (ROS) (Amin & Nabi, 2015)

Các phương pháp đánh giá khả năng chống oxy hóa

Từ các công trình nghiên cứu đầu tiên về khả năng chống oxy của một số chất chiết xuất từ thực vật (Słowianek & Leszczynska, 2016), ngày nay, việc sử dụng và đánh giá khả năng chống oxy hóa của các chất chiết xuất từ thực vật có nhiều tiềm năng ứng dụng

trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Trong nhiều phương pháp khác nhau được nghiên cứu đánh giá khả năng chống oxy hóa; một số phương pháp phổ biến (Bảng 2.2) trong dược phẩm và thực phẩm

a Phương pháp chống oxy hóa tổng (total antioxidant capacity)

Phương pháp còn có tên gọi là phương pháp phosphomolybdenum, sử dụng việc đo quang phổ để xác định khả năng chống oxy hóa Nguyên lý của phương pháp là dựa trên sự khử Mo(VI) thành Mo(V) dưới dạng phức phosphate/Mo (V) có màu xanh lá cây trong môi trường acid Quá trình tăng cường độ màu xanh lá của phức được đo ở bước sóng 695 nm tỷ lệ với hàm lượng chất chống oxy hóa có trong nguyên liệu (Prieto et al., 1999; Priya et al., 2012)

b Phương pháp trung hòa gốc tự do ABTS•+ (2,2-azino-bis ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid))

(3-Phương pháp dựa trên khả năng làm giảm độ hấp thu của gốc tự do cation ABTS•+(Hình 2.9) là một gốc bền của các chất có hoạt tính chống oxy hóa ở bước sóng 734 nm ABTS bị oxy hóa dưới tác dụng của các gốc peroxyl tự do hoặc các chất oxy hóa khác trở thành gốc ABTS•+ là gốc có màu đậm Quá trình làm giảm màu đậm ban đầu của ABTS•+ tương ứng với độ giảm hấp thu mol phân tử gốc ABTS•+ khi cho tác nhân chống oxy hóa vào dung dịch chứa để phản ứng trực tiếp với ABTS•+ tạo thành ABTS Cường độ màu của ABTS•+ tỷ lệ nghịch với các chất chống oxi hóa và thời gian phản ứng (Miller et al., 1993; Nenadis et al., 2004; Prior et al., 2005)

Nguồn: (Prior et al., 2005)

c Phương pháp RP (Reducing power)

Phương pháp còn có tên là phương pháp (potassium ferricyanide reducing power assay, PFRAP) Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên khả năng của các chất chống oxy hoá trong việc khử phức Fe(III) của K3[Fe(CN)6] thành hợp chất phức vô cơ K4[Fe(CN)6] (kali ferrocyanide, hoặc kali hexacyanoferrat (II)) tác dụng với FeCl3 thành KFe[Fe(CN)6] có màu xanh dương Prussian) Quá trình tăng cường độ màu xanh (tăng độ hấp thu) của phức tạo thành được đo ở bước sóng 700 nm tỷ lệ với khả năng khử của các chất chống oxy hóa có trong nguyên liệu (Ferreira et al., 2007; Kumar et al., 2013) d Khảo sát hiệu quả trung hòa gốc tự do DPPH (2, 2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl)

Phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc xác định hoạt độ của các chất chống oxy hóa của các loại thực phẩm bằng phản ứng với gốc nitrogen hữu cơ DPPH• là một gốc khá bền (Hình 2.10) Các gốc DPPH tự do có độ hấp thụ cực đại tại bước sóng 517 nm và có màu đỏ tía Quá trình chuyển màu từ đỏ tía sang vàng tương ứng với độ hấp thụ mol phân tử gốc DPPH• tại bước sóng 517 nm giảm xuống khi electron tự do của gốc DPPH• bắt cặp với một electron từ chất chống oxy hóa và một nguyên tử hydrogen (tương đương hydrua) để tạo thành DPPH-H khử Kết quả sự khử màu tỷ lệ đối với lượng hydrua tương đương được giữ lại (Alam et al., 2013; Kedare & Singh, 2011) Phương pháp này không áp dụng đối với nền mẫu có lượng dầu và chất béo cao (> 50 % chất béo) (TCVN 11939:2017) Khi được so sánh với các phương pháp xác định khả năng chống oxy hóa khác, đây là một phương pháp đơn giản, nhanh chóng và có thể lập lại nhiều lần

Nguồn: (Prior et al., 2005)

e Phương pháp FRAP (Ferric reducing-antioxidant power)

Phương pháp dựa trên khả năng khử phức Fe (III) (2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine) (Fe3+-TPTZ, có màu vàng) của các chất chống oxy hóa thành phức Fe2+-TPTZ có màu xanh dương đậm ở pH thấp (Hình 2.11) Quá trình tăng cường độ màu xanh được đo ở bước sóng 593 nm tỷ lệ với hàm lượng chất chống oxy hóa có trong nguyên liệu (Benzie & Strain, 1996; Prior et al., 2005; Robak & Gryglewski, 1988)

Nguồn: (Prior et al., 2005)

f Khảo sát khả năng trung hòa gốc tự do nitric oxide (NO•)

Phương pháp còn được gọi là phương pháp Nitric oxide free radical scavenging activity Gốc tự do nitric oxide (NO•) được tạo ra từ natri nitroprusside Chất chống oxy hóa làm giảm lượng nitrite tạo thành thể hiện qua phản ứng Griess gây ra sự chuyển màu của dung dịch từ không màu sang màu hồng hoặc tím đậm thông qua việc xác định độ hấp thu quang phổ ở bước sóng 546 nm (Alisi & Onyeze, 2008; Habu & Ibeh, 2015)

Bảng 2 2: Tóm tắt một số phương pháp đánh giá khả năng chống oxy hóa phổ biến Tên phương

Bước sóng, Abs (nm)

Cơ chế Phương pháp

kháng oxy hóa tổng

Phức

denum

ethylbenzothiazoline6-sulfonic

sang không màu

ABTS được xử lý bằng Na/K persulphate hoặc

Thuốc thử Ferricyanide: Fe(III),

ET

tripyridyl triazine trong môi trường acid tạo thành dạng ferrous

trung hòa gố tự do Nitric oxide

Thuốc thử Griess Không màu

hoặc tím đậm

sodium nitroprusside với sự có mặt của thuốc thử Griess Chất chống oxy hóa làm giảm hàm lượng nitrite

Nguồn: (Flieger et al., 2021)

Ảnh hưởng của các quá trình xử lý nhiệt đến trái cây và sản phẩm từ nước trái cây

Trong nhiều năm qua, tỷ lệ trái cây sau chế biến được tiêu thụ tăng lên đáng kể cùng với sự phát triển và đa dạng hóa các loại nước trái cây; trong đó, nước trái cây cô đặc là một trong các mặt hàng phổ biến trên thị trường thế giới Vì trái cây là loại thực phẩm có pH tương đối thấp (nhỏ hơn 4,5) nên để đạt độ an toàn về mặt vi sinh, các sản phẩm từ trái cây được xử lý nhiệt nhẹ (thanh trùng) là có thể tồn trữ ổn định lâu dài ở nhiệt độ phòng Về mặt dinh dưỡng, trái cây cung cấp một số thành phần quan trọng cho cơ thể như đường, tinh bột (chuối hoặc táo chưa chín), chất béo (bơ hoặc ô liu) và các chất vi lượng như ion kali, canxi, các loại vitamin, trong đó vitamin C rất dồi dào Như vậy, xét về vi chất, trái cây và các sản phẩm từ trái cây là nguồn cung cấp vitamin C quan trọng cho cơ thể Do đó, vitamin C là chỉ tiêu được theo dõi trong quá trình chế biến và bảo quản (Renard & Maingonnat, 2012)

2.4.1 Động học của quá trình tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt

Trên bề mặt của trái cây có rất nhiều loại vi sinh vật tồn tại bao gồm hệ vi sinh thông thường cộng với vi sinh vật được cấy giống hoặc tái nhiễm trong quá trình chế biến Để hạn chế nguy cơ mối nguy từ vi sinh vật, một trong những biện pháp tiện lợi hiện nay là tăng nhiệt độ thực phẩm lên đến giá trị gây chết vi sinh vật Việc xử lý nhiệt phụ thuộc vào mức độ nhiễm vi sinh vật cũng như đặc điểm của từng loại vi sinh vật khác nhau Dựa vào khả năng tạo độc tố, hệ vi sinh vật trong thực phẩm được chia làm hai nhóm (Mẫn, 2019) là:

- Nhóm vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh cho người khi nhiễm vào thực phẩm Đây là nhóm vi sinh vật có hại và cần được xử lý bằng những giải pháp kỹ thuật trong quy trình sản xuất

- Nhóm vi sinh vật không có khả năng sinh tổng hợp độc tố thì không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, đôi khi có lợi cho sức khỏe (ví dụ, Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus trong sữa chua có lợi cho sự tiêu hóa thức ăn trong đường ruột con người) Tuy nhiên, khi có mặt trong thực phẩm, nhóm vi sinh vật này thực hiện quá trình trao đổi chất cùng với sự có mặt của các enzyme làm ảnh hưởng đến tính chất hóa học, sinh học và cảm quan của thực phẩm; từ đó dẫn đến biến đổi về chất lượng của thực phẩm theo thời gian

Khi sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật, các sản phẩm thực phẩm được chia thành hai loại dựa giá trị pH là thực phẩm có tính acid (pH <4,5) và thực phẩm không có tính acid (pH> 4,5) Đối với thực phẩm mang tính acid, Clostridium botulinum, một loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, tạo bào tử và sinh độc tố không thể phát triển được Đây là loại vi khuẩn chịu nhiệt nguy hiểm nhất được coi là đối tượng cần loại trừ đặc biệt là dạng bào tử đối với các loại thực phẩm không có tinh acid Phần lớn, trái cây là thực phẩm có tính acid với giá trị pH trong khoảng từ 1,8 (trái chanh); 3,5 (trái táo) và đến 6,5 (trái

dưa) nên mục tiêu chính của việc xử lý nhiệt là tiêu diệt vi sinh vật và khử hoạt tính của enzyme Hiệu quả của xử lý nhiệt được đánh giá bằng sự tiêu diệt vi sinh vật, ức chế hoạt động của enzyme và việc giảm chất lượng của sản phẩm, v.v…(Renard & Maingonnat, 2012) Những sự biến đổi thành phần của thực phẩm được mô hình hóa theo phương trình động học Trong hầu hết các trường hợp tiêu diệt vi sinh vật, bậc phản ứng là bậc một (Bình & Phương, 2011; Eagerman & Rouse, 1976; Mẫn, 2019); Van Boekel, 2008) nên tốc độ tiêu diệt vi sinh vật tỉ lệ với số lượng vi sinh vật hiện diện trong sản phẩm thực phẩm theo Phương trình (2.10):

N : mật số vi sinh vật hiện diện tại thời điểm t (cfu/ml) t: thời gian gia nhiệt (phút)

Như vậy, ở nhiệt độ vô hoạt không đổi, lượng vi sinh vật giảm theo hàm số mũ theo thời gian Điều này cho thấy, theo lý thuyết tổng số vi sinh vật không thể giảm đến không nên không thể bảo đảm tuyệt đối rằng tất cả các vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt bởi quá trình nhiệt

Trong thực phẩm và dược phẩm, giá trị DT được dùng thay cho kT để chỉ việc làm giảm mật số vi sinh vật ban đầu theo một đơn vị logarithm DT được gọi là thời gian chết nhiệt thập phân với ý nghĩa là giảm đi 90% số lượng các vi sinh vật, chỉ còn lại 10% là sống sót Giá trị DT chỉ dùng cho quá trình vô hoạt bậc một Khi đó, Phương trình 2.12 được viết lại là:

ln  ln(10)kTDT 2,303