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.

GIỚI THIỆU

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- 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

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

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

Điểm mới của luận án

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).

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu

Các chỉ tiêu được phân tích và đo đạc theo các phương pháp tiêu chuẩn được trình bày ở Bảng 3.1

Bảng 3 1: Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu

TT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Phụ lục

1 Giá trị pH Theo hướng dẫn của ISO 1842:1991

(TCVN 7806:2007) sử dụng máy đo pH

2 Hàm lượng ẩm (%) Phương pháp sấy ở 100-105 o C đến khối lượng không đổi (Sổ & Thuận, 1991) A-1

3 Hàm lượng acid tổng (g/L) Phương pháp chuẩn độ (Sổ & Thuận, 1991) A-2

4 Giá trị màu sắc (L, a, b) Đánh giá theo hệ thống CIE (L*, a*, b*) thông qua sử dụng máy đo màu

6 Hàm lượng chất khô hòa tan ( o Brix) Phương pháp xác định bằng khúc xạ kế

7 Hàm lượng đường tổng (%) Phương pháp so màu dung dịch phản ứng với Nitro Salicylic acid (DNS) A-3

8 Khả năng chống oxy hóa (EC50) (mg/L) Phương pháp so màu từ phản ứng với dung dịch DPPH (Mensor et al., 2001) A-4

9 TFC (mgQE/L) Phương pháp so màu với phức Aluminium chloride (Goyal et al., 2013) A-5

10 TPC (mgGAE/L) Phương pháp Folin - Ciocalteu (Goyal et al.,

11 Hoạt tính ức chế enzyme α- amylase Phương pháp quang phổ (Trang et al., 2012) A-7

12 Hoạt tính ức chế enzyme α- glucosidase Phương pháp quang phổ (Shai et al., 011) A-8

13 Sàng lọc khả năng kháng khuẩn Phương pháp khuếch tán giếng thạch (Ngân et al., 2016) A-9

14 Đánh giá độc tính cấp Phương pháp in vivo trên chuột thí nghiệm theo Quyết định 141/QĐ-K2ĐT của bộ Y tế và (Kandimalla et al., 2016) A-10

15 Đánh giá độc tính bán trường diễn

Phương pháp in vivo trên chuột thí nghiệm theo Quyết định 141/QĐ-K2ĐT của bộ Y tế và (Kandimalla et al., 2016) A-11

16 Gallic acid (mg/L) Phương pháp HPLC (Arceusz &

17 Vitamin C (ascorbic acid) (mg/L) Phương pháp HPLC theo TCVN 8977:2011,

18 Khả năng kháng oxy hóa tổng (total antioxidant capacity) Phương pháp quang phổ (Prieto et al., 1999) A-14

Khản năng trung hòa ABTS •+

(2,2-azino-bis(3- ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid))

Phương pháp quang phổ sử dụng ABTS

TT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Phụ lục

20 Năng lực khử RP (Reducing power) Phương pháp quang phổ (Ferreira et al.,

21 Khả năng trung hòa hiệu quả gốc tự do DPPH (2, 2-

Phương pháp quang phổ sử dụng DPPH (Sharma & Bhat, 2009) A-17

22 Khả năng khử sắt (FRAP,

Phương pháp quang phổ (Benzie & Strain,

23 Khả năng trung hòa gốc tự do nitric oxide (NO • ) Phương pháp quang phổ với thuốc thử

24 Hiệu suất thu hồi dịch quả (%) Tỷ lệ % khối lượng dịch lọc và khối lượng hỗn hợp ban đầu A-20

25 Tổng số nấm men, nấm mốc (CFU/g) Thực hiện theo TCVN 8275-1:2010 A-21

26 Tổng số vi sinh vật hiếu khí (CFU/g) Thực hiện theo TCVN 5165-1990 A-22

27 Đánh giá cảm quan Phương pháp QDA A-23

28 Mức độ ưa thích của người tiêu dùng Phương pháp sử dụng thang 9 điểm Hedonic A-24

29 Thị hiếu của người tiêu dùng Sử dụng thang nhị thức (Có/Không) A-25 3.2.2 Phương pháp xử lý số liệu

Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với một, hai hoặc ba nhân tố và ba lần lặp lại Kết quả thích hợp nhất thu được của thí nghiệm trước được sử dụng làm điều kiện cố định cho các thí nghiệm tiếp theo Các số liệu được trình bày dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (STD) Dữ liệu được phân tích thống kê theo phần mềm thống kê Stagraphics Centurion 19, Minitab 18 và phần mềm Microsoft Excel 2013 Phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định LSD để kết luận về sự sai khác giữa trung bình các nghiệm thức Sự khác biệt ở mức ý nghĩa của các nghiệm thức khảo sát ở mức độ tin cậy 95% Phương trình hồi quy logistic được ứng dụng để phân tích số liệu về đánh giá thị hiếu và sự chấp nhận của người tiêu dùng sản phẩm Phương trình đa thức dự đoán các chỉ tiêu theo dõi: Y  o  k i  1  i X i  i k  1  ii X i 2   i k   1 1 k j  2  ij X i X j theo các nhân tố ở các thí nghiệm thực hiện tối ưu hóa Trong đó, Y là chỉ tiêu thu nhận; βo là hằng số; βi là hệ số tuyến tính; βii là hệ số bình phương; βij là hệ số tưong tác; Xi, Xj là các biến khảo sát; k là số nhân tố được tối ưu hóa Hệ số xác định R 2 và giá trị P của Lack-of-fit đánh giá mức độ phù hợp của mô hình dự đoán Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu của bề mặt đáp ứng lên mặt phẳng hai trục tọa độ ở những điều kiện khác nhau của mô hình dự đoán được thiết lập, phản ánh ảnh hưởng của hai biến độc lập đến chỉ tiêu theo dõi; đối với thí nghiệm 3 nhân tố thì biến thứ ba được đặt ở điểm trung tâm Biểu đồ hình chiếu thể hiện các đường cong khép kín đồng tâm với tâm là giá trị ở điều kiện tối ưu.

Nội dung nghiên cứu

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát

Các nội dung nghiên cứu được thể hiện qua các bước theo sơ đồ nghiên cứu tổng quát ở Hình 3.1:

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 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)

Các thí nghiệm được tiến hành theo sơ đồ Hình 3.2

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

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến màu sắc và đặc tính hóa học của trái DHC

Mục đích: Khảo sát một số thành phần lý hóa học của trái dâu ở các thời điểm thu hái khác nhau giúp ích cho việc chọn lựa thời điểm thu hoạch dâu một cách thích hợp; mặt khác còn giúp người tiêu dùng phần nào đánh giá được chất lượng của những trái DHC đang được tiêu thụ trên thị trường

Chuẩn bị nguyên liệu: DHC theo các thời gian tăng trưởng khác nhau (cận thuần thục, thuần thục và sau thuần thục) được thu hái tại nhà vườn huyện Phong Điền, Thành phố Cần Thơ Trái được thu hoạch trái vào buổi sáng, cho vào các thùng xốp có lót lá dâu xung quanh và vận chuyển nhanh về phòng thí nghiệm Chọn lựa trái dâu đồng nhất về kích thước, màu sắc và tiến hành phân tích các đặc điểm về màu sắc và một số hợp chất chức năng Các nội dung cụ thể của thí nghiệm được tiến hành như sau: a) Phân tích màu sắc của vỏ dâu

Sử dụng máy so màu xác các giá trị màu sắc theo các hệ màu Lab để đo màu của vỏ trái dâu Ứng với mỗi giai đoạn tăng trưởng, 06 trái dâu sẽ được đo màu sắc của vỏ, trong đó mỗi trái dâu được đo ba giá trị ở ba vị trí khác nhau và lấy giá trị trung bình b) Khảo sát hàm lượng các hợp chất chức năng trong trái dâu ở các giai đoạn thu hoạch

Mục đích: Xác định hàm lượng các hợp chất chức năng của trái trong 03 giai đoạn thu hoạch trái

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí 2 nhân tố (3 giai đoạn phát triển và 3 thành phần của trái) với 3 lần lặp lại Vậy tổng số đơn vị thí nghiệm là 3 x 3 x 3 = 27 (đơn vị)

Cách tiến hành: Tiến hành tách vỏ, thịt quả và hạt của trái dâu ở từng giai đoạn phát triển của trái và thực hiện theo các bước ở phụ lục A-4, A-6 và A-13

Các chỉ tiêu phân tích: Phân tích hàm lượng polyphenol tổng số, ascorbic acid và khả năng chống oxy hóa c) Phân tích các chỉ tiêu lý hóa học của trái dâu chín

Mục đích: Đánh giá các giá trị lý hóa học các bộ phận của trái DHC

Cách tiến hành: Đối với trái dâu chín, phân tích các đặc điểm về tính chất lý hóa của thành phần trái dâu (vỏ, thịt quả, hạt) và tỉ lệ giữa các thành phần theo cách thực hiện được đính kèm ở phụ lục

Các chỉ tiêu phân tích: Giá trị pH; Hàm lượng gallic acid (mg/L); Hàm lượng acid tổng (mg/L); Hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/L); Hàm lượng polyphenol tổng (mgGA/L); Hàm lượng vitamin C (mg/L); Hàm lượng ẩm (%); Hàm lượng cellulose (%db); Hàm lượng chất khô hòa tan ( o Bx); Hàm lượng đường tổng số (%); Hàm lượng pectin (%wb); Khả năng chống oxy hóa (EC50 - mg/mL)

Thí nghiệm 2: Xác định hoạt tính sinh học của trái DHC

Mục đích: Xác định hoạt tính kháng khuẩn, ức chế enzyme và khả năng chống oxy hóa của trái DHC

Chuẩn bị nguyên vật liệu: Trái dâu sau khi thu về được rửa sạch, tách riêng từng bộ phận (vỏ, dịch quả và hạt) Đối với vỏ và hạt, tiến hành sấy khô ở nhiệt độ từ 50 -

55 o C (Trang và ctv., 2012) Mẫu sau khi khô được xay nhuyễn thành mẫu bột nguyên liệu vỏ và hạt Bột nguyên liệu được cho vào trong túi vải và ngâm dầm trong ethanol 99,5% Mẫu được ngâm 3 lần, mỗi lần ngâm 24 giờ, dịch chiết từ các lần ngâm được gộp lại, lọc qua giấy lọc Whatman đường kính 110 mm, với kích thước lỗ lọc 20 - 25 àm, dịch lọc được cụ quay đuổi dung mụi ở 60 o C để thu được cao sệt Cuối cựng sấy cao sệt trong tủ sấy ở 50 o C đến khối lượng không đổi sẽ thu được cao ethanol vỏ và cao ethanol hạt dâu Dịch dâu thu nhận từ quá trình vắt nước múi dâu và lọc qua giấy lọc Whatman đường kớnh 110 mm, với kớch thước lỗ lọc 20 - 25 àm Tiến hành cụ quay dịch lọc đuổi dung môi ở 80 o C để thu cao sệt; sấy cao sệt ở nhiệt độ 50 o C đến khối lượng không đổi sẽ thu được cao dịch dâu Mẫu cao vỏ, dịch quả và hạt dâu là mẫu thí nghiệm được chuẩn bị để tiến hành thí nghiệm lần lượt như sau: d) Xác định hoạt tính kháng khuẩn của trái dâu

Mục đích: Sàng lọc khả năng kháng các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm và gây bệnh phổ biến trên người của ba thành phần của trái là vỏ, dịch quả và hạt dâu dưới dạng

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí 2 nhân tố (3 thành phần cao trái, 4 loại vi khuẩn) với 3 lần lặp lại Vậy tổng số đơn vị thí nghiệm: 3 x 4 x 3 = 36 (đơn vị)

Cách tiến hành: Các bộ phận của trái DHC được tiến hành tạo dạng cao vỏ, dịch quả và hạt dâu theo cách chuẩn bị nguyên vật liệu như trên Tiến hành xách định hoạt tính kháng khuẩn của các bộ phận này theo các bước ở phụ lục A-9

Loại vi khuẩn được sử dụng: Staphylococcus aureus ATCC 6538, Bacillus cereus ATCC ® 10876TM, Escherichia coli ATCC ® 25922TM Đây là 3 loại vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm (Jusuf et al., 2020) nằm trong danh mục vi sinh vật cần kiểm soát các sản phẩm đồ uống không cồn theo QCVN 6-2:2010/BYT Propionibacterium acnes là một loại vi khuẩn gây mụn được phân lập từ mẫu bệnh phẩm của bệnh nhân bị mụn trứng cá do bệnh viện Đại học Y Dược Cần Thơ cung cấp

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

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

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

Những thay đổi về màu sắc bên ngoài của vỏ dâu là một thông số đáng tin cậy để xác định độ chín của quả và rất hữu ích trong việc đánh giá độ chín trong nghiên cứu này Thời gian trung bình từ khi đậu quả sớm đến khi quả trưởng thành là 130 ngày và có sự chuyển màu của vỏ trái từ xanh sang vàng nhạt khi quan sát bằng mắt thường Trong khi vỏ trái dâu có giá trị độ sáng (L *) tăng dần trong khoảng từ 80,48 đến 95,17 và giá trị màu xanh lục - đỏ (a *) tăng nhanh từ -31,84 lên 0,75, thì giá trị vàng - xanh dương (b *) tăng dần trong khoảng thời gian trái ở thời điểm từ ngày 100 đến ngày 115 và sau đó giảm đáng kể đến ngày 130 (Bảng 4.1) Điều này dẫn đến màu sắc của trái cây trở nên sáng hơn, màu xanh của trái cây nhạt dần và màu vàng nhạt hơn Khi quả dâu chín, màu vỏ dâu tươi thay đổi từ màu xanh lục, vàng ánh xanh (Hình 4.1a) và vàng nhạt (Hình 4.1c) Điều này có thể được giải thích là do sự khử các hợp chất màu xanh lá cây (diệp lục) vì hoạt động của các enzyme như chlorophyllase, chlorophyll oxidase và peroxidase Quá trình chín của trái ổi (Mondal et al., 2009) hoặc trái chuối (Qamar & Shaikh, 2018) cũng cho thấy quả càng chín thì màu xanh càng nhạt và lượng carotenoid càng cao

Bảng 4 1: Sự thay đổi chỉ tiêu chất lượng của trái DHC ở ba giai đoạn thu hoạch khác nhau

Chỉ tiêu theo dõi Ngày 100 Ngày 115 Ngày 130

Màu của vỏ trái dâu Xanh lá cây sáng Vàng nhạt còn ánh xanh Vàng nhạt Hàm lượng vitamin C (mg/L) 1329,33 ± 100,24 a 1031,63 ± 49,11 b 826,26 ± 44,27 c Hàm lượng polyphenol tổng số (mg/L) 284,12 ± 14,60 a 174,13 ± 9,23 b 157,89 ± 6,54 c Khả năng chống oxy hóa (EC 50 -

(mg/mL) 337,23 ± 29,40 b 298,32 ± 23,70 b 614,36 ± 19,81 a Ghi chú: Các giá trị trung bình có cùng chữ cái a, b, c đi kèm trong cùng một hàng thì không khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% theo phép thử Turkey

(A) Chưa chín (ngày 100) (B) Có sự đổi màu (ngày 115) (C) Trái chín (ngày 130)

Hình 4.1: Các giai đoạn phát triển của trái DHC Ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến hàm lượng các hợp chất chức năng trong trái dâu

Kết quả phân tích thống kê từ Bảng 4.1 còn thể hiện sự thay đổi của một số thành phần hợp chất chức năng của trái dâu tươi ở các giai đoạn thu hoạch, cụ thể như sau:

Hàm lượng vitamin C giảm đáng kể (37,84%) từ giai đoạn trái được 100 ngày tính từ lúc cây đậu trái đến giai đoạn trái chín (130 ngày) Trong các mức độ chín của trái cây, hàm lượng vitamin C có thể thay đổi tùy theo các loại trái cây khác nhau Trong khi hàm lượng vitamin C trong dâu chín giảm tương tự như đối với táo và xoài, dưa hấu và đu đủ lại có hàm lương acid này tăng trong quá trình phát triển của trái (Muhammad et al., 2014)

Hàm lượng polyphenol tổng số là một nhóm lớn các hợp chất thường thấy trong thực vật Sự thay đổi hàm lượng này theo chiều hướng giảm đáng kể khoảng 44,41% từ giai đoạn trái còn xanh (100 ngày) đến giai đoạn trái chín (130 ngày) Sự khác biệt về hàm lượng của các hợp chất phenolic chủ yếu có thể là do sự khác biệt về các loài quả khác nhau hoặc điều kiện canh tác (Dixon & Paiva, 1995) hoặc các giai đoạn phát triển của trái (Amiot et al., 1995) Do xu hướng giảm của các hợp chất chống oxy hóa trong giai đoạn chín của dâu, khả năng chống oxy hóa trong dâu giảm mạnh tương ứng với sự tăng lên của giá trị EC50 (tăng gấp hai lần so với dâu chưa chín) Sự tích tụ của các hợp chất phenolic khác nhau có liên quan đến trạng thái sinh lý của trái cây, là kết quả của sự cân bằng giữa sinh tổng hợp và trao đổi chất bao gồm đồng hóa và dị hóa Các cơ chế kiểm soát quan trọng nhất trong quá trình chuyển hóa phenol bao gồm số lượng enzyme, sự phân bố khác biệt của các enzyme, và sự sẵn có của các tiền chất và chất trung gian tích hợp trong các phần khác nhau của giai đoạn tăng trưởng (Harborne et al., 2013)

Các chỉ tiêu lý hóa học của trái dâu chín

Các thành phần cơ bản trong nguyên liệu trái cây như độ ẩm, màu sắc, các hợp chất sinh học là những yếu tố có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm được chế biến từ trái Vì vậy, việc xác định thành phần của trái sau thu hoạch là cần thiết để đánh giá chất lượng của trái tươi đồng thời đánh xác định chất lượng của nguồn nguyên liệu chế biến các sản phẩm từ trái Kết quả phân tích các bộ phậm của trái dâu Hạ Châu chín (trái ở giai đoạn 130 ngày tính từ lúc cây dâu đậu trái) thu nhận được như sau:

 Thành phần lý - hóa của vỏ dâu

Kết quả phân tích chất lượng của vỏ dâu được trình bày ở Bảng 4.2 Các giá trị L*, a* và b* phản ánh màu sắc của vật thể với giá trị L* thể hiện độ sáng, giá trị a* phản ánh giá trị màu thay đổi từ màu đỏ đến xanh lá và giá trị b* phản ánh giá trị màu thay đổi từ màu xanh dương đến vàng (Kelly & Judd, 1976; McLellan et al., 1995) Từ ba giá trị màu thu được qua Bảng 4.14 phản ánh màu của vỏ dâu chín là vàng nhạt Kết quả từ Bảng 4.2 cũng thể hiện độ ẩm của vỏ dâu Với hàm lượng ẩm là 87,92%, chứng tỏ vỏ dâu có độ ẩm tương đối cao Độ ẩm cao có thể gây hư hỏng nhanh cho thực phẩm và độ ẩm càng cao thì chất lượng dinh dưỡng càng thấp và ngược lại Bên cạnh đó, vỏ dâu có chứa khá nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học rất có lợi cho sức khỏe Trong nghiên cứu này hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) là 127,9510 -2 (mg/g), tiếp đến là hàm lượng flavonoid tổng số (TFC) đạt 99,0210 -2 (mg/g), và hàm lượng acid tổng là 1,61 (g/L) Đặc biệt, vỏ dâu còn thể hiện khả năng chống oxy hóa thể hiện qua hoạt tính kháng oxy với giá trị EC50 là 530,38 mg/mL, đây là nồng độ chất chống oxy hóa thấp nhất cần thiết để khử đi 50% nồng độ gốc tự do dipheny l-2-picrylhydrazyl (DPPH) ban đầu

Bảng 4 2: Thành phần lý – hóa của vỏ DHC

Thành phần Giá trị/ Hàm lượng (*)

L* 95.17±0.59 a* 0.75±0.09 b* 22.03±1.24 Độ ẩm (%) 87,92±0,05 Hàm lượng acid tổng (g/L) 1,61±0,02 Hàm lượng polyphenol tổng TPC (mg Gallic Acid/g) 127,9510 -2 ±2,7710 -2 Hàm lượng flavonoid tổng số TFC (mg Quercetin/g) 99,0210 -2 ± 0,8910 -2

Khả năng chống oxy húa (EC 50 ) (àg/mL) 530,38±1,98

(*) Giá trị trung bình từ ba lần lặp lại trở lên

 Thành phần lý - hóa của thịt quả dâu

Qua kết quả phân tích từ Bảng 4.3 đã góp phần chứng minh trong thịt quả DHC có đa dạng các thành phần, đặc biệt là các thành phần có lợi cho sức khỏe và thích hợp cho việc chế biến các sản phẩm

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

Thành phần Hàm lượng (*) Độ ẩm (%) 81,73±0,28 pH 3,03±0,15 Độ Brix 17,50±0,5

Hàm lượng acid tổng (tính theo citric acid) (g/L) 9,05±0,07

Hàm lượng đường tổng số (g/L) 148,00±1,00

Hàm lượng polyphenol tổng số (mg Gallic Acid/g) 114,6310 -2 ± 2,9710 -2 Hàm lượng flavonoid tổng số (mg Quercein/g) 81,6210 -2 ± 0,5010 -2

Hàm lượng ascorbic acid (mg/L) 826,26 ± 39,68

Hàm lượng acid gallic (mg/L) 78,17 ± 6,60

Khả năng chống oxy húa (EC 50 ) (àg/mL) 614,86± 0,64

(*) Giá trị trung bình ba lần lặp lại

Khi so sánh kết quả thu được từ thực nghiệm với kết quả tham khảo từ nghiên cứu của tác giả Sundriyal & Sundriyal (2004) về trái dâu cùng có cùng tên khoa học Baccaurea ramiflora Lour với DHC cho thấy hàm lượng ẩm (81,59%) phân tích được cao hơn gấp đôi so với hàm lượng ẩm (35,6%) Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan thể hiện qua độ Brix của dịch ép từ thịt quả DHC (17,5 o Brix) có trung bình cao hơn đến 40% so với độ Brix của thịt quả trái dâu cùng tên khoa học (9,4-13,8 o Brix) (Bhowmick, acid tổng số lần lượt là 148 và 9,05 g/L làm cho vị của trái DHC không những ngọt thanh mà còn xen lẫn vị chua tạo góp phần tạo nên vị chua ngọt hài hòa đặc trưng cho loại trái này Đặc biệt, những thành phần đóng góp vào việc khẳng định chất lượng cho trái DHC là ascorbic acid (826,26 mg/L), acid gallic (78,17 mg/L), polyphenol (114,6310 -2 mg/g) và flavonoid (81,6210 -2 mg/g) vì đây là các hợp chất có khả năng chống oxy hóa mạnh (Bhowmick, 2010; Mattila et al., 2006) Sự có mặt của các thành phần này góp phần tạo nên khả năng chống oxy hóa thể hiện qua giá trị EC50 (614,86 mg/mL) cho trái DHC Vậy khi so sánh chất lượng dinh dưỡng thịt quả của trái dâu có cùng tên khoa học Baccaurea ramiflora Lour., thịt quả trái DHC có đặc trưng nổi trội là chứa nhiều nước, tổng hàm lượng chất rắn hòa tan cao và hàm lượng đường tổng số cao (trong khi một số thành phần hợp chất trong Bảng 4.3 còn lại thì kết quả tương tự) đã góp phần tạo nên vị chua ngọt hài hòa đặc trưng cho trái DHC

 Thành phần lý - hóa của hạt dâu

Yếu tố cơ bản quyết định chất lượng của các loại hạt được quan tâm được trình bày ở Bảng 4.4

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

Thành phần Giá trị (*) Độ ẩm (%) 51,39±0,11 pH 5,34±0,03 o Brix 5,2±0,17

Hàm lượng acid béo tự do (mmol/L) 0,08±0,05

Chỉ số peroxyde (mEq/kg lipid) 0,07±0,02

Hàm lượng acid tổng số (g/L) 3,13±0,02

Hàm lượng polyphenol tổng số (mg Gallic Acid/g) 61,4610 -2 ± 1,0810 -2 Hàm lượng flavonoid tổng số (mg Quercein/g) 52,5210 -2 ±0,5810 -2 Khả năng chống oxy hóa (EC50) (mg/mL) 637,61±7,16 (*) Giá trị trung bình của 3 lần lặp lại

Kết quả phân tích từ Bảng 4.4, hạt DHC có chứa một số thành phần tương tự như vỏ và thịt quả dâu như nước, hàm lượng acid tổng, polyphenol, flavonoid và khả năng kháng oxy hóa nhưng với một hàm lượng thấp nhất khi so sánh với hai bộ phận này (Hình 4.11) Hạt DHC có độ ẩm là 51,39%; hàm lượng acid tổng, polyphenol tổng, flavonid tổng và khả năng chống oxy hóa (EC50) lần lượt là 3,13 g/L; 61,4610 -2 mg/g; 52,5210 -2 mg/g và 637,61 mg/mL Bên cạnh đó, trong hạt dâu còn có chứa một lượng acid béo tự do 0,08 (mmol/L) với chỉ số peroxyde là 0,07 (mEq/kg lipid)

Khi so sánh các thành phần lý - hóa học và khả năng chống oxy hóa của vỏ, thịt quả và hạt, kết quả từ Hình 4.2 cho thấy rõ sự khác biệt về mặt thống kê giữa các bộ phận của trái DHC Về cấu tạo, trái DHC có lớp vỏ dày bên ngoài chiếm 33,94% Lớp vỏ này bao lấy phần thịt quả và hạt bên trong với phần trăm khối lượng của thịt quả và hạt lần lượt là 55,29% và 10,78% Như vậy, hạt của trái khá to đồng thời có độ bám dính chặt vào thịt quả tạo nên nét đặc trưng cho loại trái này Tuy nhiên, đây cũng là nhược điểm của trái khi ăn tươi vì khó tách hạt (thông thường sau khi vỏ trái được tách ra, múi dâu gồm thịt quả và hạt được đưa vào miệng nhai nhẹ để làm vỡ lớp màng ngoài giúp người ăn thưởng thức hương vị của trái rồi được nuốt tất cả vào dạ dày) Cách ăn tươi này làm cho người ăn nhanh chóng có cảm giác đầy bụng mà không thưởng thức được nhiều lượng trái dâu cùng một lúc Ngoài ra, việc hạt bám chặt vào thịt quả còn gây khó khăn cho quá trình chế biến sản phẩm từ trái

Hình 4.2: So sánh một số thành phần lý - hóa học của vỏ (b) , thịt quả (a) và hạt (c) DHC (f) (d) Phần trăm các bộ phận của trái; (e) Hàm lượng acid tổng số; (f) Hàm lượng polyphenol tổng số, hàm lượng flavonoid tổng số và khả năng chống oxy hóa (EC 50 )

Về thành phần hợp chất, vỏ dâu có độ ẩm cao nhất và độ ẩm của hạt là thấp nhất Khi so sánh về hàm lượng acid, thịt quả dâu có hàm lượng acid cao nhất, trong đó cao gấp 2,89 lần so với hạt và 5,62 lần vỏ trái Kết quả thống kê từ Hình 4.2 còn cho thấy vỏ quả DHC được xếp là bộ phận của trái có chứa hàm lượng một số hợp chất là cao nhất đồng thời có khả năng chống oxy hóa mạnh nhất khi so sánh với hai bộ phận còn

4.1.2 Hoạt tính sinh học của trái DHC

Hoạt tính kháng khuẩn của trái dâu

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

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

Kết quả quá trình xử lý nhiệt ảnh hưởng một cách rõ ràng đến polyphenol tổng số có trong dịch ép DHC được trình bày ở Bảng 4.17 Các quá trình xử lý bằng nhiệt dẫn đến sự suy giảm các hợp chất phenolic trừ một số trường hợp cụ thể như đối với nước táo, khi tăng nhiệt độ xử lý từ 40 o C lên 70 o C thì hàm lượng flavonoid tăng lên 50% (Gerard & Roberts, 2004); hay làm tăng flavonoids của cà chua khi qua quá trình xử lý nhiệt (Dewanto et al., 2002) Kết quả của việc xử lý mẫu ở nhiệt độ 90 o C trong 90 giây duy trì được nồng độ polyphenol ở mức cao nhất là 151,92 mg/L và không có sự khác biệt thống kê với nồng độ của chất này trước khi chần múi dâu

Mặc dù hàm lượng polyphenol của dịch múi dâu ở điều kiện này đạt giá trị cao nhất so với các mức độ chần khác nhưng vẫn chưa thể hiện được sự khác biệt về mặt thống kê; trừ ở 70 o C với các mức thời gian chần khác nhau, sự khác biệt này được thể hiện một cách rõ ràng Thời gian chần quá ngắn hoặc quá dài cũng làm thay đổi nhiều đến nồng độ polyphenol trong mẫu Khi chần ở nhiệt độ 70-80 o C với thời gian giữ nhiệt ngắn sẽ không đủ để ức chế khả năng hoạt động của enzyme polyphenoloxidase (PPO), do đó polyphenol có khả năng tạo phức hợp với đồng trong trung tâm hoạt động của PPO, làm cho hàm lượng polyphenol bị giảm xuống (Kim et al., 2006) Tuy nhiên, thời gian tiếp xúc nhiệt càng lâu có thể ức chế hoạt động của enzyme PPO nhưng bên cạnh đó sự phá hủy hợp chất polyphenol bởi tác nhân nhiệt độ cũng không kém PPO Tất cả những điều nêu trên là nguyên nhân ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol khi nhiệt độ hoặc thời gian chần không phù hợp Như vậy mẫu chần ở 90 o C, thời gian giữ nhiệt 90 giây cho kết quả tối ưu về nồng độ các hợp chất polyphenol

Vitamin C là một chất dinh dưỡng kháng oxy hóa rất quan trọng có trong rau và quả Nhiệt độ và thời gian chần cũng ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C trong sản phẩm được thể hiện trong Bảng 4.17 Theo các kết quả nghiên cứu cho thấy, ascorbic acid là một loại vitmin dễ bị biến đổi khi được xử lý nhiệt (Gupta, Lakshmi A, & Prakash, 2008), chất này không những dễ hòa tan trong nước mà còn bị oxy hóa nhanh, nhất là ở nhiệt độ cao hoặc môi trường kiềm (Jeney‐Nagymate & Fodor, 2008) Khi chần ở những điều kiện tốt nhất thì chỉ giữ lại khoảng 70-90% vitamin C so với nguyên liệu ban đầu Theo báo cáo của Boushell & Potter (1980) trên chíp khoai tây, hàm lượng vitamin C có thể giảm đến 68% khi ngâm và chần ở 80 o C trong 30 phút Nhiệt độ chần ở 80 o C trong 1 phút đối với các loại rau dạng lá sẽ giảm được tổn thất vitamin C nhiều nhất (Gupta et al., 2008) Kết quả cho thấy hàm lượng vitamin C trong mẫu giảm từ 69,21% khi mẫu được chần ở nhiệt độ thấp nhất (70 o C) với thời gian ngắn nhất (30 giây) đến 75,48% ở nhiệt độ cao nhất (100 o C) trong khoảng thời gian chần dài nhất (120 giây)

Bảng 4 15: Hàm lượng polyphenol tổng số, vitamin C, khả năng chống oxy hóa (giá trị EC 50 ) và hiệu suất thu dịch ép sau quá trình chần múi dâu ở các mức nhiệt độ (70, 80, 90 và 100 o C) trong thời gian (30, 60, 90 và 120 giây)

Nhiệt độ ( o C) Thời gian (giây) Polyphenol tổng số

(mg/L) Vitamin C (mg/L) Khả năng chống oxy hóa

(EC 50 - mg/mL) Hiệu suất thu hồi dịch ép (%)

Ghi chú: Số liệu trong bảng là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại Các giá trị trung bình có cùng chữ cái a, b, c, d, e, f, g đi kèm trong cùng một cột thì không khác biệt về mặt thống kê ở mức ý nghĩa 5% theo phép thử Tukey

Nhiệt độ cũng là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa Ở các mức nhiệt độ khác nhau có thể làm thay đổi cơ chế hoạt động của một số chất chống oxy hóa một cách khác nhau (Yanishlieva-Maslarova, 2001) Kết quả từ Bảng 4.17, hoạt tính chống oxy hóa của dịch ép múi dâu sau chần cao nhất ứng với giá trị EC50 nhỏ nhất (357,96 mg/mL) ở nhiệt độ 90 o C trong thời gian chần 90 giây, và cao gấp 1,72 lần so với mẫu trước khi chần Điều này có thể giải thích là do ở điều kiện xử lý này, hàm lượng một số chất có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh của dịch múi dâu như flavonoid tăng lên, polyphenol được duy trì đã góp phần làm tăng hoạt tính chống oxy hóa của mẫu sau chần Tuy nhiên, khi nhiệt độ chần tăng cao đến 100 o C trong thời gian dài (120 giây) đã làm thay đổi cấu trúc phân tử của các chất chống oxy hóa kém bền nhiệt, nhiệt có thể làm cho các chất chống oxy hóa bay hơi (Zhang et al., 2004), nên các hợp chất mất hoạt tính sinh học làm hoạt tính kháng oxy hóa giảm so với mức độ chần ở nhiệt độ thấp hơn và thời gian ngắn hơn

Hiệu suất thu dịch quả sau quá trình chần cũng là yếu tố cần được quan tâm với kỳ vọng được nâng cao do đặc tính hạt bám dính chặt vào thịt quả Kết quả thu được từ Bảng 4.17 cho thấy, hiệu suất thu hồi thấp khi nhiệt độ chần thấp Nhiệt độ chần tăng từ

70 o C đến 90 o C, hiệu suất thu hồi dịch quả cũng tăng lên (từ 60,33% lên 69,92%) Tuy nhiên, do múi dâu có cấu trúc tương đối mềm nên khi nhiệt độ chần cao hơn 90 o C, múi quả bị nứt, nước bên trong tế bào thoát ra và làm mất chất khô dẫn đến hiệu suất thu hồi bắt đầu giảm Dưới tác dụng của nhiệt độ chần và môi trường acid của trái, quá trình phá hủy tế bào xảy ra dễ dàng hơn, lượng dịch quả thu được nhiều hơn Bên cạnh nhiệt độ, thời gian chần cũng ảnh hưởng rất lớn đến toàn bộ quá trình Thời gian chần ngắn thì hiệu suất thu hồi thấp do cấu trúc múi quả còn chặt chẽ, các tế bào bên trong chưa bị phá vỡ, do đó khi ép lượng dịch quả thoát ra ít Thời gian chần quá lâu, lớp màng bao bên ngoài múi dâu có hiện tượng nứt vỡ làm mất chất khô và giảm hiệu suất thu hồi Nhìn chung, quá trình chần ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn, nước quả thu được dễ bị hóa nâu, sậm màu Ngược lại, nhiệt độ chần quá cao và thời gian chần kéo dài, các chất dinh dưỡng bị tổn thương, dịch dâu sau vắt có mùi bị nấu chín, không còn mùi của dâu tươi, chất lượng cảm quan của dịch quả giảm Vậy, nhiệt độ và thời gian chần dâu thích hợp được chọn là 90 o C và 90 giây với hiệu suất thu dịch quả là 72,67%

Tóm lại, quá trình chần có tác động lẫn nhau đến các hợp chất sinh - hóa học cũng như hoạt tính sinh học của các hợp chất trong việc giữ ổn định hoặc tác động đến chất lượng dịch ép DHC Nhiệt độ càng tăng thời gian xử lý càng dài làm tổn thất các hợp chất này trong nguyên liệu càng lớn Căn cứ vào mức độ duy trì hợp chất chức năng và hiệu suất thu dịch ép, nhiệt độ và thời gian chần thích hợp được cân nhắc chọn là 90 o C trong 90 giây để vẫn duy trì được chất lượng cho dịch ép dâu sau quá trình chần

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

Theo thống kê, biểu đồ Pareto (Hình 4.12) cho thấy cả ba biến độc lập (nhiệt độ thủy phân, pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase) cùng các giá trị bậc hai đều có ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch ép, hàm lượng vitamin C và khả năng chống oxy hóa thể hiện qua giá trị EC50 của dịch ép từ múi DHC vì giá trị P nhỏ hơn 5% Trong khi đó, biến độc lập (pH của dịch ép) lại không có ảnh hưởng rõ ràng đến hàm lượng polyphenol tổng số của dịch ép mặc dù các giá trị bậc hai của ba biến cùng hai biến độc lập (nhiệt độ thủy phân và nồng độ enzyme pectinase) lại tác động mạnh đến chỉ tiêu này thể hiện qua P nhỏ hơn 5% Trong đó, hiệu suất thu hồi dịch ép chịu tác động đáng kể bởi nhiệt độ thủy phân; hàm lượng polyphenol tổng số của dịch ép chịu ảnh hưởng lớn nhất bởi nồng độ enzyme pectinase được sử dụng; hàm lượng vitamin C trong điều kiện thí nghiệm chịu ảnh hưởng trội hơn bời yếu tố pH của dịch ép; khả năng chống oxy hóa của dịch ép lại thay đổi đáng để bởi nhiệt độ thủy phân

Ngoài ra, tương tác giữa các biến độc lập cũng ảnh hưởng có ý nghĩa khác nhau theo từng chỉ tiêu phân tích thể hiện qua Hình 4.12

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 – EC 50 của dịch ép DHC Giữa nhiệt độ thủy phân, pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase cùng các chỉ tiêu phân tích thể hiện mối liên hệ qua các phương trình hồi quy (Bảng 4.18) Mỗi chỉ tiêu phân tích, thông qua phương trình hồi quy cho thấy sự tương thích giữa dữ liệu thực nghiệm và dữ liệu dự đoán qua các mô hình bậc hai thể hiện qua giá trị hệ số xác liệu được quan sát với độ tin cậy 95% thông qua các giá trị P (lack-of-fit) đều lớn hơn 0,05 Vì vậy, việc áp dụng các mô hình này để dự đoán sự thay đổi của các chỉ tiêu đối với ba biến độc lập có thể được xem xét do độ chính xác cao Kết quả từ Bảng 4.18 cho thấy cả ba biến độc lập (nhiệt độ thủy phân, pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase) ảnh hưởng với hệ số dương đến chỉ tiêu về hiệu suất thu hồi dịch ép, hàm lượng polyphenol tổng số và hàm lượng vitamin C thể hiện qua các phương trình hồi quy (4.1), (4.2) và (4.3)

Bảng 4 16: 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

Chỉ tiêu Phương trình hồi quy Kí hiệu R 2 Giá trị P

(lack-of-fit) Hiệu suất thu hồi dịch quả

Hàm lượng polyphenol tổng số (mg/L)

Khả năng chống oxy hóa

Ghi chú: A: nhiệt độ thủy phân ( o C); B: pH của dịch ép; C: nồng độ enzyme pectinase (% v/w)

Ngược lại, giá trị bậc hai của ba biến này lại tác động theo hệ số âm đến ba chỉ tiêu trên Bên cạnh đó, pH của dịch ép và nồng độ enzyme pectinase có mối liên hệ (hệ số dương) với khả năng chống oxy hóa (EC50), nhưng nhiệt độ thủy phân ảnh hưởng theo hệ số âm đến khả năng chống oxy hóa của dịch ép ở phương trình (4.4) Tương tác theo cặp nhiệt độ thủy phân - pH của dịch ép, nhiệt độ thủy phân - nồng độ enzyme pectinase và pH của dịch ép - nồng độ enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi dịch ép và hàm lượng vitamin C theo hệ số âm Tương tự cho tương tác của cặp nhiệt độ thủy phân - nồng độ enzyme pectinase đến hàm lượng polyphenol tổng số và cặp pH của dịch ép - nồng độ enzyme pectinas đến giá trị EC50 Ngược lại, các trường hợp tương tác giữa các cặp còn lại của ba biến đến hai chỉ tiêu này theo hệ số dương

Ngoài ra, mô hình dự đoán các chỉ tiêu ở những điều kiện và mức độ khác nhau của quá trình thủy phân được thể hiện qua các biểu đồ bề mặt đáp ứng cùng hình chiếu của bề mặt lên mặt phẳng hai trục tọa độ (Hình 4.13, 4.14, 1.15 và 4.16) Enzyme có bản chất protein nên hoạt động của chúng bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ và pH Hai yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và trung tâm hoạt động của enzyme, mức độ ion hóa cơ chất, liên quan đến độ linh động và ái lực của cơ chất đối với enzyme Mỗi enzyme có một khoảng nhiệt độ và pH tối thích khác nhau tùy vào nguồn gốc, đặc điểmcủa chúng Do đó, nhiệt độ và pH là hai thông số đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng enzyme (Tú và ctv., 2004) Hiệu quả hoạt động của mỗi enzyme có thể được xác định dựa trên khả năng thủy phân của enzyme đó thông qua lượng dịch quả thu hồi sau khi thủy phân, enzyme hoạt động tốt thì hiệu suất thu hồi cao và ngược lại

(c) 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 Bản chất enzyme là protein nên khác với các phản ứng hóa học, vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên khi tăng nhiệt độ trong một giới hạn nhất định, chưa ảnh hưởng đến cấu trúc của enzyme, trên 50 o C hoạt độ thường giảm mạnh do làm hỏng cấu trúc phân tử enzyme (Phan & Nghĩa, 2006) Do đó nhiệt độ tăng từ 40 đến 50 o C là và cơ chất, thúc đẩy phản ứng xảy ra mạnh nên hiệu suất thu hồi tăng Khi qua mức

60 o C, cấu trúc enzyme bắt đầu bị biến đổi, vận tốc phản ứng giảm dần dẫn đến hiệu suất thu hồi dịch quả cũng giảm rõ rệt (Hình 4.13ab) Kết quả này tương tự với nghiên cứu thủy phân trên pure xoài đạt hiệu quả tối ưu ở nhiệt độ 40 o C (Phương và ctv., 2011), trên cà rốt với nhiệt độ tối thích của enzyme pectinase là 50 o C (Patil et al., 2012) Quá trình sinh tổng hợp enzyme pectinase từ Bacillus cereus và Bacillus subtilis có nhiệt độ tối ưu là 50 o C (Torimiro & Okonji, 2013) Nguồn enzyme pectinase thu nhận từ nấm mốc Aspergillus niger có nhiệt độ tối thích 40-45 o C và từ nguồn thực vật là 55-60 o C (Anh, 2007)

Nghiên cứu chế biến nước ép DHC

sử dụng chất bảo quản

Tóm lại, dịch quả thu được từ thịt quả của trái DHC chín thích hợp để chế biến sản phẩm syrup DHC thông qua công nghệ cô đặc chân không Sản phẩm syrup tạo thành đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm về vi sinh vật hiếu khí, nấm men và nấm mốc theo QCVN 6-2: 2010/BYT; đồng thời duy trì được một lượng hợp chất chức năng như polyphenol, vitamin C, khả năng chống oxy hóa đến sáu tháng (24 tuần) ở nhiệt độ thấp (10 o C) và (20 tuần) ở nhiệt độ 30 o C, đồng thời có sự thay đổi về màu sắc giữa hai điều kiện nhiệt độ bảo quản Syrup DHC có đặc trưng là sản phẩm nước quả cô đặc thu được từ công nghệ cô đặc chân không Trong lĩnh vực nước giải khát, nước quả cô đặc còn được dùng làm nguyên liệu để hoàn nguyên nước quả Ngoài ra, sản phẩm dạng nước quả cô đặc còn giúp 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 thô thu được từ dạng quả tươi Vì vậy, syrup DHC (hay nước DHC cô đặc có đường) được ứng dụng để chế biến nước ép DHC đồng thời có sự so sánh với chất lượng của nước ép DHC từ trái dâu tươi ở nội dung tiếp theo để minh chứng cho khả năng chế biến sản phẩm từ trái dâu tươi và dạng syrup dâu; giúp ích trong việc đa dạng hóa sản phẩm từ trái dâu và tìm giải pháp đảm bảo nguồn nguyên liệu dâu cho quá trình sản xuất trong thời điểm nghịch mùa

Nghiên cứu chế biến nước ép DHC

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

Trong quá trình chế biến các sản phẩm thực phẩm, phối chế là một công đoạn không thể thiếu nhằm cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm Đây cũng là một trong các chỉ tiêu quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường Dịch ép múi dâu sau chần được phối chế với nước (v/v) theo tỉ lệ 2:1 theo đánh giá của hội đồng cảm quan gồm các thành viên trong ngành thực phẩm sao cho sản phẩm sau phối chế vẫn còn giữ được mùi đặc trưng của DHC Để sản phẩm có được vị chua ngọt hài hòa, sản phẩm được phối chế đường, citric acid và ascorbic acid Ảnh hưởng hàm lượng đường bổ sung đến giá trị cảm quan sản phẩm

Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm khi cố định các thành phần trong sản phẩm và thay đổi hàm lượng đường bổ sung được thể hiện qua Hình 4.32 Qua kết quả thu được cho thấy, ở cùng một tỉ lệ dịch quả, giữa các mẫu được phối chế với nồng độ đường khác nhau thì sự khác biệt về màu sắc và trạng thái giữa các mẫu là không đáng kể Kết quả này là do đường được bổ sung vào sản phẩm có độ tinh khiết cao và không màu nên không gây ra sự thay đổi đáng kể trong hàm lượng được khảo sát Ngoài ra, sản phẩm được bổ sung các mức hàm lượng đường có độ Brix từ 12-15 cũng không gây ra cho sản phẩm bất kỳ mùi lạ hay vị lạ nào Tuy nhiên, hàm lượng đường bổ sung được chọn là ở độ Brix 14 vì sản phẩm vẫn giữ được mùi dâu đặc trưng, vị chua ngọt hài hòa không quá ngọt như ở Brix 15 và quá chua ở Brix 12 và 13

Hình 4.32: Ảnh hưởng của hàm lượng đường bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm nước ép DHC Ảnh hưởng của hàm lượng citric acid và ascorbic acid bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm

Sản phẩm với độ Brix 14 được thay đổi hàm lượng hai loại acid bổ sung với kỳ vọng đạt được sự hài hòa về giá trị cảm quan với kết quả được thể hiện qua Hình 4.33

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 Các giá trị cảm quan từ hình vẽ cho thấy trạng thái của sản phẩm, trong và không cặn lắng, là yếu tố duy nhất không thay đổi khi thay đổi tỷ lệ hai loại acid được sử dụng Việc sử dụng acid điều vị là citric acid và ascorbic acid gây nên sự thay đổi về màu sắc, mùi và vị cho sản phẩm nước ép DHC Màu sắc của sản phẩm vẫn duy trì được màu vàng cam có ánh nâu nhạt như ban đầu khi sản phẩm được bổ sung 0,3% mỗi loại acid Trường hợp càng tăng phần trăm ascorbic acid thì màu của sản phẩm càng nhạt dần do đây là một acid có tính chống oxy hóa mạnh (Barrita & Sánchez, 2013) thể hiện ưu điểm hơn so với citric acid trong việc hạn chế hiện tượng hóa nâu trong sản phẩm và khi gia nhiệt (Thủy và ctv., 2014) Mùi cũng là một yếu tố rất quan trọng góp phần tạo nên sản phẩm đạt chất lượng cao, mùi có thể ảnh hưởng đến sự lựa chọn của khách hàng Mùi dâu đặc trưng cho sản phẩm gần như không còn và xuất hiện mùi lạ khi hàm lượng của cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cũng quyết định mua của khách hàng Việc bổ sung càng nhiều acid thì vị của sản phẩm càng chua Không bổ sung acid thì sản phẩm được đánh giá có vị chua nhẹ, vị lạ nhẹ và vị ngọt hơi mạnh Lượng acid được bổ sung phù hợp để tạo vị chua ngọt hài hòa và không có vị lạ được chọn là 0,3% citric acid và 0,3% ascorbic acid

Tóm lại, căn cứ vào kết quả đánh giá cảm quan, việc phối chế citric acid và ascorbic acid vào sản phẩm nên chọn một lượng phù hợp là 0,3% mỗi loại để tạo sản phẩm thơm mùi dâu đặc trưng, vị chua ngọt hài hòa và màu vàng cam có ánh nâu nhạt đặc trưng cho sản phẩm

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

Thanh trùng đối với các dạng sản phẩm nước trái cây nói riêng và đồ hộp nói chung rất quan trọng vì tác động tới tới chất lượng và khả năng bảo quản của sản phẩm Quá trình thanh trùng phải đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật có hại trong đồ hộp đồng thời phải giữ được sự ổn định về thành phần các chất dinh dưỡng và phẩm chất của sản phẩm trong thời gian bảo quản Sản phẩm nước ép DHC thuộc nhóm thực phẩm chua, có pH

< 4,6 nên chọn chế độ thanh trùng ở nhiệt độ < 100 o C (Lê, 2005) Tùy theo chế độ thanh trùng, thời gian nâng nhiệt khác nhau phụ thuộc vào tốc độ cung cấp hơi trong thiết bị thanh trùng Khi nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian cung cấp nhiệt càng lâu và ngược lại Nhiệt độ thanh trùng càng tăng và thời gian thanh trùng càng dài thì giá trị thanh trùng (PU) càng lớn; sản phẩm càng an toàn Thực phẩm có pH trong khoảng từ 3,7-4,2 thì PU 85 8 , 3 5 là cần thiết để duy trì và bảo vệ chất lượng cho sản phẩm (Weemaes, 1997) Kết quả thu nhận được (Bảng 4.24) cho thấy, mặc dù ở nhiệt độ 80 o C, thời gian 15 phút và các mức thời gian ở 90 o C đều thu được giá trị PU trên 5 nhưng chỉ khi chế độ thanh trùng 90 o C, thời gian 90 giây cho giá trị thanh trùng PU là 21,30 thì chỉ tiêu tổng số vi sinh vật hiếu khí và tổng số nấm men, nấm mốc đạt được giá trị nằm trong khoảng cho phép theo QCVN 6-2: 2010/BYT (tổng số vi sinh vật hiếu khí tối đa

100 CFU/mL sản phẩm; tổng số nấm men, nấm mốc tối đa 10 CFU/mL sản phẩm) Bảng 4 22: Mật số vi sinh vật qua các chế độ thanh trùng khác nhau

Nhiệt độ ( o C) Thời gian Giá trị PU (phút) Tổng số vi sinh vật hiếu khí (CFU/mL) Tổng số nấm men, nấm mốc (CFU/mL)

Ngoài chỉ tiêu vi sinh vật, các hợp chất dinh dưỡng còn lại trong sản phẩm (Hình 4.34) cần được phân tích để chọn được chế độ thanh trùng tốt nhất Kết quả từ Hình 4.34ab cho thấy, khi thanh trùng ở nhiệt độ cao, thời gian ngắn thì hàm lượng polyphenol tổng số và vitamin C trong sản phẩm là cao nhất Tương tự, khả năng chống oxy hóa của sản phẩm cũng theo xu hướng này thể hiện qua giá trị EC50 là thấp nhất, ứng với khả năng chống oxy hóa cao nhất ở điều kiện được khảo sát (Hình 4.34c) cũng cho kết quả theo xu hướng này

Hình 4.34: Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các hàm lượng polypheol tổng số (a), (c) vitamin C (b) và khả năng chống oxy hóa (c) của nước ép DHC Mặc dù thanh trùng là một quá trình cần thiết nhằm đảm bảo an toàn cho sản phẩm dịch ép quả, nhưng phương pháp xử lý nhiệt lại có nhược điểm là có tác dụng không các polyphenolic cũng như khả năng chống oxy hóa Tuy nhiên, có rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng có một số chất chống oxy hóa có thể vẫn ổn định tùy thuộc vào tính chất, đặc điểm và thành phần của mỗi loại thực phẩm (Dewanto et al., 2002) Đối với sản phẩm nước ép DHC thanh trùng, ở mức nhiệt độ 90 o C, thời gian 90 giây hàm lượng polyphenol là cao nhất

Vậy, căn cứ vào mật số vi sinh vật hiện diện và hàm lượng các thành phần dinh dưỡng còn lại của sản phẩm, chế độ thanh trùng được chọn là nhiệt độ 90 o C trong thời gian 90 giây để đảm bảo hiệu quả quá trình thanh trùng và duy trì một lượng chất dinh dưỡng có hoạt tính kháng oxy hóa cần thiết cho sức khỏe người tiêu dùng

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

DHC là loại trái cây chín theo mùa; việc xử lý nguyên liệu là cần thiết nhằm đảm bảo nguồn nguyên liệu cho quá trình sản xuất ở thời điểm trái vụ Lạnh đông là một phương pháp hiệu quả trong quá trinh tồn trữ DHC tươi sau thu hoạch được minh chứng ở Nội dung 1 Cô đặc chân không được áp dụng thành công trong việc tạo ra sản phẩm syrup DHC có hàm lượng chất khô sau cô đặc tăng rất cao cùng các thành phần có khả năng chống oxy hóa mạnh như polypnenol, vitamin C và cũng rất hiệu quả trong quá trình tồn trữ (Nội dung 2) Syrup DHC là loại nước quả cô đặc có bổ sung đường, có thể được sử dụng để hoàn nguyên nước quả theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7946 : 2008 Vậy để đánh giá và chọn được loại nguyên liệu thích hợp để làm ra nước ép DHC, ngoài yếu tố chất lượng về hàm lượng các chất dinh dưỡng, cảm quan là một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định mua sản phẩm của người tiêu dùng Kết quả đánh giá cảm quan thu được từ các tỷ lệ tối ưu của nguyên liệu được xử lý theo 2 cách khác nhau được trình bày qua Hình 4.35

Hình 4.35: Ảnh hưởng của nguyên liệu được xử lý đến tính chất cảm quan của sản phẩm nước ép DHCNhìn chung, về màu sắc, mùi và trạng thái không có sự khác biệt giữa hai nguyên liệu được xử lý Tuy nhiên, về vị, mặc dù không có sự thay đổi đáng kể về vị ngọt và vị chua, nước ép được làm từ nguyên liệu dâu tồn trữ lạnh đông có sự cảm nhận vị lạ ở mức độ nhẹ, nhưng phân biệt rõ với việc không có vị lạ đối với nước ép được làm từ syrup DHC (áp dụng công nghệ cô đặc chân không) Vậy sản phẩm nước ép DHC được làm từ syrup DHC được cân nhắc chọn Đồng thời, mẫu sản phẩm được gửi đến trung tâm kiểm nghiệm có uy tín để kiểm định chất lượng (kết quả kiểm định được đính kèm ở Phụ lục) trước khi tiến hành làm mẫu ở quy mô mở rộng nhằm khảo sát ý kiến của người tiêu dùng về các sản phẩm từ DHC hướng đến mục tiêu thương mại hóa sản phẩm 4.3.4 Khả năng bảo quản sản phẩm nước ép dâu giải khát