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

NĂM 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦNTHƠ

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 ramifloraLour.)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 9540101

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LỜI CẢM ƠN

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

Ban Giám hiệu Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ, Ban Chủ nhiệmKhoa Công nghệ Sinh hóa - Thực phẩm, Phòng Tổ chức - Hành chính, Phòng Quản lýKhoa học và Phòng Tài chính Kế toán Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ,đãủnghộvàtạomọiđiềukiệnthuậnlợichotôihoànthànhchươngtrìnhhọc

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 QuỹĐổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn đã hỗ trợ và tài trợhọcbổngtiếnsĩchotôihọctậpvànghiêncứuvớimãsốlàVINIF.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 Lãnhđạo Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, KhoaKhoa 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 Sinhhọc 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 luậná n

Quý Thầy và Quý Cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm thuộc Viện Công nghệ Sinhhọc và Thực phẩm; Khoa Khoa học Tự nhiên và Trường Nông Nghiệp; Bộ môn Côngnghệ Sinh hóa - Thực phẩm, Trường Đại hoc Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ đã chânthành 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 CôngnghệCầnThơđãđồng hànhvàhếtlònghỗ trợtrongquá trìnhcácthínghiệmđược tiếnhành.Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn thân thương đến gia đình và ba mẹ đã luôn bêncạnh, là điểm tựa, ủng hộ và giúp đỡ bằng tất cả lòng yêu thương, cho tôi an tâm phấnđấu vượt qua khó khăn, thử thách

-Xin trân trọng cảm ơn!

NCS Nguyễn Hồng Xuân

TÓM TẮT

Dâu Hạ Châu (Baccaurea ramifloraLour.) 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 toàndiện về giá trị sử dụng của cả trái dâu là chưa có; cũng như sản phẩm từ trái dâu vẫnchưa có sự xuất hiện trên thị trường Để góp phần giải quyết vấn đề này, luận án đượcthực hiện với các mục tiêu (i) Đánh giá thời điểm thu hoạch, hoạt tính sinh học, tính antoànvàkhảnăngtồntrữdâuHạChâu;(ii)Ứngdụngkỹthuậtchânkhôngchếbiếnsyrup dâu HạChâu; (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 nghiệmin vivotrên 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 độin vitrotrong việc thu thập mẫu, xử lý mẫu, phân tích

các chỉ tiêu lý - hóa học, đánh giá khả năng kháng khuẩn, ức chếenzyme, khả năng chống oxy hóa củanguyên 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 tiêudùng đối với các sản phẩm từ tráidâu

Kết quả của nghiên cứu đã ghi nhận được trái dâu chín (ngày 130 tính từ lúc câyđậu 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 colivàBacillus cereus); có khả năng ức chế enzyme α-amylase và α- glucosidase(cóliênquanđếnbệnhđáitháođườngtype2).Thínghiệminvivotrênchuột 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 biếncác sản phẩm thực phẩm như nước giải khát Quá trình nghiên cứu khảo sát đã chọnnước ép dâu Hạ Châu và syrup dâu Hạ Châu để tiến hành các thi nghiệm tìm điều kiệntối ưu cho quy trình chế biến Cả hai sản phẩm đều trải qua quá trình xử lý nguyên liệuvừa hạn chế hiện tượng hóa nâu, nâng cao hiệu suất trích dịch ép, phối chế cáctỷlệ thànhphần, xử lý nhiệt; vừa đảm bảo cho sản phẩm duy trì được các hợp chất chức năng, khảnăng 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 rửasạch, 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, dịchquả được sử dụng để phối chế theo từng loại sản phẩm Đối với nước ép dâu, dịch quảđược pha trộn với nước theo tỷ lệ (2:3); đường (để dung dịch đạt Brix là 14); citric acid

ghépnắp,thanhtrùngđếnnhiệtđộtâmcủasảnphẩmđạt90oCtrong90giây.Đốivới

syrup dâu, dịch quả được bổ sung đường đến Brix 35; 0,3% citric acid; 0,35% ascorbicacid 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 dâusau 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%)ởbốnnhómđộtuổi(18-25,26-35,36-50vàtrên50)trongtìnhtrạngđihọc(60%) và đi làm(40%) đều cho thấy sự yêu thích đối với hai sản phẩm này; trong đó có trên 40% là yêu thíchcực độ Ngoài ra, giá bán, chất lượng, thương hiệu, mẫu mã và khuyến mãi cũng được ngườitiêu dùng quan tâm Mục đích và căn cứ để chọn mua sản phẩm qua khảo sát thể hiện sựkhác nhau giữa các đối tượng Kết quả thu được của luận án đáp ứng được tính khoa học vàtính ứng dụng trong thực tiễn cùng tiềm năng thương mại hóa cho sản phẩm nước ép vàsyrup dâu HạC h â u

Từ khóa: cô đặc, chân không, dâu Hạ Châu (Baccaurea ramifloraLour.),

polyphenol, syrup, vitamin

DauHa Chau (Baccaurea ramifloraLour.) is a typical specialty fruit of Phong Dien

district, Can Tho city that has been recognized as a trademark by the Ministry of Scienceand 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 wholedau; anddauproducts

have not yet penetrated the market To contribute to ameliorating the situation,thethesiswascarriedoutwiththeobjectives(i)Examiningtheinfluence ofharvesttime, biological

activity, safety and storage capacity ofdauHa Chau; (ii) Application of vacuum technique

in syrupdauHa Chau processing (iii) Research ondauHa Chau juice processing; (iv) Survey of consumer tastes and acceptance ofdauHa Chau products The thesis conductsin vivoexperiments on a white mouse model to evaluate the safety ofdaufruit; and at the same time implement routine and modern methods atin vitrolevel in sample

collection, sample processing, analysis of physical - chemical indicators, assessment of

antibacterial ability, enzyme inhibition, anti-oxidation ability ofdauraw materials anddauproducts; applying vacuum technique in product processing; assessing the level

of consumer acceptance fordauproducts; meeting scientific rigour and expertise; and

practicalapplication

The results of the study showed that ripedaufruit (fruit at day 130 from the

commencement of fruit bearing) had a light yellow color with polypheol, vitamin C and

anti-oxidation ability.Daufruit can be storedforup to 20 days at ambient conditions

(30±2oC),30daysat(4±2oC)andover6monthsinfrozenconditions(-20±2oC).Extracts fromdau,

fruit pulp and seeds have the ability to inhibit bacteria

(Staphylococcusaureus,Propionibacterium acnes,Escherichia coliandBacillus 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 ofdaufruit 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.Daupulp has high moisture (81.73%), 17.5oBx and a9.05 g/L acidity, creating a harmonious sweet and sour taste suitable for processing food

products such as fruit juice The research experiements were conducted ondauHa Chau juice anddauHa Chau syrup to find optimal conditions for the processing procedures.

Both products have undergone a material treatment process to limit browning, improvethe efficiency of extracting juices, mixing ingredients ratios, and heat treatment; whileensuring the product maintains functional compounds, anti-oxidation ability, and foodsafety and hygiene after 6 months of cool storage (10±2oC) and 5 months at normaltemperature (30±2oC) Raw materials of ripedauafter harvesting were washed, peeled,

blanched at 90oC for 90 seconds; their thedaupulp structure was scrubbed, the pH of the

medium (4.5) adjusted, 0.07% (v/w) of pectinase enzyme added and incubated for 60min at 50oC After incubation, the juice was used to mix according to the type of

product.FordauHaChaujuice,thejuicewasmixedwithwaterintheratio(2:3);sugar

(14oBx); 0.3% citric acid; 0.3% ascorbic acid; poured hot into the bottle, the cap wasclosed, pasteurization at 90oCfor90 seconds FordauHa Chau syrup, the juice was added

sugar to 35oBx; 0.3% citric acid; 0.35% ascorbic acid and concentrate Vacuumtechnique was applied during the concentration process with a vacuum of 650 mmHgfor 60 minutes to help the product after concentration have Brix degrees above 60 andmaintain good polyphenol content, vitamin C and antioxidant capacity The

concentrateddausyrup 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%) infour 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 andpromotion According to the survey, the attained findings of the thesis align with both

the scientific depth and the practical applicability ofdauHa Chau, further bolstering the commercial potential ofdauHa Chau juice ands y r u p

Keywords: concentration, dau Ha Chau (Baccaurea ramifloraLour.), polyphenol,

syrup, vacuum, vitamin

MỤC LỤC

LỜICẢMƠN i

TÓMTẮT ii

ABSTRACT iv

LỜICAMĐOAN vi

DANHSÁCHBẢNG x

DANHSÁCHHÌNH xiii

DANH MỤC TỪVIẾTTẮT xvii

CHƯƠNG 1:GIỚITHIỆU 1

1.1 Đặtvấnđề 1

1.2 Mục tiêunghiêncứu 2

1.3 Nội dungnghiêncứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vin g h i ê n cứu 3

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn củal u ậ n án 3

1.5.1 Ý nghĩakhoahọc 3

1.5.2 Ý nghĩathựctiễn 3

1.6 Điểm mới củalu ận án 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUANT À I LIỆU 5

2.1 Tổng quan về nguyênl i ệ u dâu 5

2.1.1 Giớithiệuchung 5

2.1.2 ĐặcđiểmpháttriểnvàphẩmchấtcủatráidâuHạChâu(DHC) 6

2.2 Các chất có hoạt tính sinh học trongt r á i dâu 7

2.2.1 Polyphenols 7

2.2.2 Flavonoids 9

2.2.3 Ascorbicacid 11

2.3 Gốc tự do và chất chốngo x y hóa 13

2.3.1 Gốc tự do và sựo x y hóa 13

2.3.2 Chất chốngoxyhóa 14

2.4 Ảnhhưởngcủaquátrìnhxửlýnhiệtđếntráicâyvàsảnphẩmnướctráicây 19

2.4.1 Động học của quá trình tiêu diệt visinh vật bằngnhiệt 19

2.4.2 Các ứng dụng của quá trình xửl ý 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 vàn g o à i nước 29

2.5.1 Tình hình nghiên cứut r o n g nước 29

2.5.2 Tình hình nghiên cứun g o à i nước 30

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁPN G H I Ê N CỨU 32

3.1 Phương tiệnnghiêncứu 32

3.1.1 Địa điểm,thờigian 32

3.1.2 Thiết bị vàdụngcụ 32

3.1.3 Hóachất 32

3.2 Phương phápnghiêncứu 33

3.2.1 Phương pháp phân tích và đo đạc cácc h ỉ tiêu 33

3.2.2 Phương pháp xử lýs ố liệu 34

3.3 Nội dungnghiêncứu 35

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệmt ổ n g 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 HạC h â u (DHC) 35

3.3.3 Nộidung2:ỨngdụngkỹthuậtchânkhôngchếbiếnsyrupdâuHạChâu 41

3.3.4 Nội dung 3: Nghiên cứu chế biến nướcépDHC 45

3.3.5 Nội dung 4: Khảo sát thị hiếu và sự chấp nhận sản phẩm của người tiêu dùng4 7 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀT H Ả O LUẬN 49

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

4.1.1 Ảnhhưởngcủathờiđiểmthuhoạchđếnmàusắcvàđặctínhhóahọc 49

4.1.2 Hoạt tính sinh học củat r á i DHC 54

4.1.3 Khả năng tồn trữ dâu tươi saut h u hoạch 57

4.1.4 Tính an toàn của các thành phầnt r á i DHC 60

4.2 ỨngdụngkỹthuậtchânkhôngchếbiếnsyrupdâuHạChâu 74

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

4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân đến hiệu suất thu hồi và giá trị dinh dưỡng của dịchépdâu 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 lượngcủa sản phẩm syrupdâu 85

4.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ citric acid và ascorbic acid phối chế đến chất lượng của sản phẩms y r u p 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 phẩms y r u p dâu 99

4.3 Nghiên cứu chế biến nướcé p DHC 102

4.3.1 Ảnhhưởngcủatỷlệphốichếđếngiátrịcảmquannướcépdâugiảikhát 102

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

ép dâugiảikhát 104

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

4.3.4 Khả năng bảo quản sản phẩm nước ép dâu giảikhát 107

4.4 Thị hiếu và sự chấp nhận sản phẩm của ngườitiêudùng 110

4.4.1 Kếtquảkiểmchấtlượng,vệsinhthựcphẩmcácsảnphẩm 110

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

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀK I Ế N NGHỊ 134

5.1 Kếtluận 134

5.2 Kiếnnghị 135

TÀI LIỆUTHAMKHẢO 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

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2 1: Các dạng ROSv à RNS 14

Bảng 2 2: Tóm tắt một số phương pháp đánh giá khả năng chống oxy hóa phổ biến 18 Bảng 3 1: Phương pháp phân tích và đo đạc cácchỉtiêu 33

Bảng 3 2: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của quá trình thủy phân theo mô hình Box- Behnken… 42

Bảng 3 3: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của quá trình cô đặc chân không theo mô hình Box-Behnken… 43

Bảng 4 1: Sự thay đổi chỉ tiêu chất lượng của trái DHC ở ba giai đoạn thu hoạch khác nhau 49

Bảng 4 2: Thành phần lý – hóa củav ỏ DHC 51

Bảng4.3:Mộtsốthànhphầnlý-hóahọccủathịtquảDHC 51

Bảng 4 4: Thành phần cơ bản của hạtD H C tươi 52

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

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

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

Bảng 4 8: Sự thay đổi hàm lượng vitamin C (µg/mL) trong trái DHC ở các điều kiện tồn trữ khác nhau theot h ờ i 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 khốilượng chuột 61

Bảng 4 10: Giá trị LD50của cácc a o chiết 62

Bảng4.11:PhânloạiđộctínhcấptheogiátrịLD50gầnđúng(BộYTế,2007) 62

Bảng4.12:Mộtsốchỉtiêuvàkhốilượngvàglucosehuyếtởchuộtthửnghiệm 65

Bảng4.13:Cácchỉtiêusinhhóavàhuyếthọcởchuộtthửnghiệm 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 ngàyt h ứ 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 trịEC50) và hiệu suất thu dịch ép sau quá trình chần múi dâu ở các mức nhiệt độ và thờigian… 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 thịtquảDHC 78

Bảng4.19:Điềukiệntốiưucủaquátrìnhthủyphâncủacácchỉtiêuphântích 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

Bảng4.22:Mậtsốvisinhvậtquacácchếđộthanhtrùngkhácnhau 97

Bảng4.23:Ảnhhưởngcủachếđộbảoquảnđếnmậtsốvisinhvậttrongsảnphẩmsyrup DHC theothờigian 99

Bảng4.24:Mậtsốvisinhvậtquacácchếđộthanhtrùngkhácnhau 104

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

Bảng4.26:CácchỉtiêuvisinhvàhóasinhcủasảnphẩmsyrupDHC 110

Bảng4.27:CácchỉtiêuvisinhvàhóasinhcủasảnphẩmnướcépDHC 111

Bảng 4 28: Sự quan tâm đến giá báns ả n phẩm 114

Bảng4.29:Sựquantâmđếngiábánsảnphẩmtheođộtuổikhảosát 114

Bảng 4 30: Sự quan tâm đến chât lượngsảnphẩm 115

Bảng4.31:Sựquantâmđếnchâtlượngsảnphẩmtheogiớitính 115

Bảng 4 32: Sự quan tâm về thương hiệu của ngườitiêudùng 116

Bảng4.33:Sựquantâmvềmẫumãvàbaobìcủangườitiêudùng 117

Bảng 4 34: Sự quan tâm đến mẫu mã và bao bì của sản phẩm theo độ tuổi khảo sát 117 Bảng4.35:Sựquantâmđếnkhuyếnmãiđốivớisảnphẩmcủangườitiêudùng 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 tuổikhảo 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:Sựquan 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 chấtđ ặ c trưng 121

Bảng 4 41: Mục đích mua sản phẩm nước giải khát để làm quà biếu tặng vì sản phẩm mangtínhchấtđặctrưngcủavùngmiềntheođộtuổikhảosát 121

Bảng 4 42: Các yếutốliên quan đến khả năng mua sản phẩm nước giải khát vì sở

thích… 122Bảng 4 43: Sở thích uống nước giải khát ảnh hưởng đến việc mua sản phẩm theo giới tính… 123Bảng 4 44: Các yếu tố liên quan đến căn cứ mua sản phẩm do nhận được sự giới

thiệu… 123Bảng 4 45: Các yếu tố liên quan đến khả năng chọn mua nước giải khát do việc xem quảng cáo trên TV,báochí 124Bảng 4 46: Căn cứu mua sản phẩm do xem quảng cáo trên TV, báo chí theo giới tính… 125Bảng 4 47: Các yếu tố liên quan đến khả năng chọn mua nước giải khát do việc xem thông tintrêninternet 125Bảng4.48:Căncứumuasảnphẩmdoxemthôngtintrêninternettheogiớitính 126Bảng 4 49: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chọn địa điểm mua nước giải khát của ngườitiêudùng… 128Bảng 4 50: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet dùng theo giới tính… 129Bảng4.51:Căncứumuasảnphẩmdoxemthôngtintrêninternettheođộtuổi 129Bảng 4 52: Sự chấp nhận của người tiêu dùngsảnphẩm 130

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1:Baccaurea ramifloraLour (Dâut a , Rambai) 5

Hình 2.2: DâuHạChâu 6

Hình2.3:Cơchếtạophứcchelatevớikimloạicủacácchấtphenolicchốngoxyhóa 9

Hình 2.4: Cấu tạo chungc ủ a flavonoids 10

Hình 2.5:Acidascrobic 11

Hình 2.6: Dạng gốc tựd o ascorbate 11

Hình2.7:Ascorbicacidvàcácdạngsảnphẩmoxyhóatrongdungdịch 12

Hình 2.8: Sự hình thành cầu nối hydrogen củaascorbicacid 12

Hình 2.9: Cấu trúcc ủ a ABTS•+ 16

Hình 2.10: Cấu trúcc ủ a DPPH• 17

Hình 2.11: Phản ứng khử Fe3+-TPTZt h à n h Fe2+-TPTZ 17

Hình 2.12: Sơ đồ quá trình cô đặcb ằ n g nhiệt 23

Hình2.13:Biểuđồnhiệtđộ(T)vàtỷlệchếtvisinhvật(L)theothờigian 25

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

Hình 2.15: Cơ chế phản ứng tách tại vịt r í β 26

Hình2.16:Cơchếthayđổicấutrúccủanguyênliệudướitácdụngcủanhiệt 26

Hình 2.17: Cơ chế phân hủya s c o r b i c acid 29

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứut ổ n g quát 35

Hình3.2:Sơđồthựchiệnnộidungvàcáccôngđoạnbốtríthínghiệm 36

Hình3.3:SơđồquytrìnhchếbiếnsyrupDHCvàcáccôngđoạnbốtríthínghiệm 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 củat r á i 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 vớiPropionibacterium acnes(P acnes),Staphylococcus aureus(S aureus),Escherichia coli(E coli) vàBacillus 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• 56Hình 4.5: Các dấu hiệu thay đổi xuất hiện ở vỏ trái dâu Ha Chau ở điều kiện thường(30

± 2oC) theo thời giant ồ n trữ 58Hình 4.6: Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) của trái DHC ở các điều kiện tồn trữ khác nhau theot h ờ i gian 59Hình 4.7: Sự thay đổi khả năng chống oxy hóa (EC50) của trái DHC ở các điều kiện tồntrữ khác nhau theothờigian 60Hình 4.8: Mẫu gan, thận và lá lách của chuột trong thí nghiệm thử độc tính cấp liều5000 mg/kg khốilượngchuột 64Hình4.9:Môbệnhhọccủaganvàthậnchuộttrongthửnghiệmđộctínhcấp 68Hình 4.10: Các cơ quan nội tạng (thận, gan và lá lách) được phân lập từ các nhómchuột 71Hình 4.11: Mô bệnh học gan và thận chuột trong thử độc tính bán trường diễn ngày90 73Hình 4.12: Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân, pH dịch ép và nồng độ enzymepectinase đến (a) hiệu suất thu hồi dịch ép, (b) hàm lượng polyphenol tổng số, (c)hàmlượngvitaminCvà(d)khảnăngchốngoxyhóa–EC50củadịchépDHC 77Hình 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 dịchépvànồngđộenzymepectinaseđếnhiệusuấtthuhồidịchquả 79Hình 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 dịchépvànồngđộenzymepectinaseđếnhàmlượngpolyphenoltổngsố 82Hình 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 lượngvitaminC 83Hình 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 dịchépvànồngđộenzymepectinasetừhìnhchiếucácbềmặtđápứngchồnglênnhau8 5

Hình 4.17: Đánh giá ảnh hưởng của chế độ chân không, thời gian xử lý chân không vànồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu (oBrix) đến (a) giá trịL, (b) giá trịa, (c) giá trịb,

(d) nồng độ chất khô hòa tan sau cô đặc (oBrix), (e) hàm lượng polyphenol tổngsố(mg/L),(f)hàml ư ợ n g vitaminC(mg/L)và(g)khảnăngchốngoxyhóa–EC50(mg/mL)củasản phẩmsyrupDHC 86

Hình 4.18: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không vàthời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa, (c) thời gian

côđặcchânkhôngvànồngđộchấtkhôhòatanđếngiátrịLcủasyrupDHC 89

Hình 4.19: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không vàthời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịchdâu, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu đến giá

trịacủasyrupDHC 90

Hình 4.20: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không vàthời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịchdâu, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu đến giá

trịbcủasyrupDHC 91

Hình 4.21: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không vàthời gian cô đặc, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan, (c) thời gian cô đặc vànồngđộchấtkhôhòatanđếnhàmlượngvitaminCcủasyrupDHC 92Hình 4.22: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không vàthời gian cô đặc, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan, (c) thời gian cô đặcvànồng độ chất khô hòa tan đến khả năng chống oxy hóa – EC50(mg/mL) củasyrupDHC 93Hình 4.23: Sản phẩm sau cô đặc xuất hiện váng đường cứng (a) và kết lắng, tách lớp(b) 94Hình 4.24: Biểu đồ tối ưu hóa đồng thời các chỉ tiêu thu nhận theo (a) độ chân không vàthời gian cô đặc chân không, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịchdâu, (c) thời gian cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu từ hìnhchiếu các bề mặt đáp ứng chồngl ê n nhau 95Hình 4.25: Sản phẩm syrup DHCt h à n h phẩm 95Hình 4.26: Ảnh hưởng của nồng độ citric acid và ascorbic acid đến tính chất cảm quan của sản phẩmsyrupDHC 96Hình 4.27: Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượng polyphenol tổngsố 98Hình 4.28: Ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượngv i t a m i n C 98Hình 4.29: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến khả năng chống oxyhóa(EC50-mg/mL) 99Hình 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 theothờigian 100Hình4.31:SảnphẩmsyrupDHCthànhphẩmtrướcvàsau24tuầnở30oCvà10oC101

Hình 4.32: Ảnh hưởng của hàm lượng đường bổ sung đến giá trị cảm quan của sảnphẩm nướcépDHC 103Hình 4.33: Ảnh hưởng của hàm lượng (%) citric acid và ascorbic acid bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm nướcé p DHC 103Hình 4.34: Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các hàm lượng polypheol tổng số (a), vitaminC(b)vàkhảnăngchốngoxyhóa(c)củanướcépDHC 105Hình 4.35: Ảnh hưởng của nguyên liệu được xử lý đến tính chất cảm quan của sản phẩmnướcépDHC 106Hình 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 theothờigian 108Hình4.37:SảnphẩmnướcépDHC(a);sau24tuầnbảoquản(b)ở30oCvà10oC 109Hình 4.38: Đặc điểm của người tiêu dùng về giới tính (a), nghề nghiệp (b) và độ tuổi (c) trongquátrìnhkhảosátthịhiếuvàsựchấpnhậnđốivớisảnphẩmnướcgiảikhát 112Hình 4.39: Mức độ phần trăm ưa thích của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nước giải khát từdâuDHC 113Hình 4.40: Quy trình chế biếns y r u p DHC 132Hình 4.41: Quy trình chế biến nướcé p DHC 133

ALT Alanineaminotransferase Enzyme được sản xuất tạig a n ,

đánh giá tổn thương tế bào gan

AST Aspartateaminotransferase Enzyme được sản xuất tạig a n ,

đánh giá tổn thương tế bào gan

Nồng độ hiệu quả tối đa một nửa

ưaacidFRAP Ferric reducing-antioxidantpower

MON Monocyte Bạch cầu mono

MCH Meancorpuscularhemoglobin Lượng huyết sắc tố trungbình

QDA Quantitativedescriptiveanalysis Phân tích mô tả địnhlượng

TFC Totalflavonoidcontents Hàm lượng flavonoid tổng

sốTPC Totalphenoliccontents Hàm lượng polyphenol

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

Đặt vấn đề

Trái cây đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng của con người và được khuyếnkhích sử dụng rộng rãi vì đây là nguồn cung cấp các loại vitamin, chất khoáng, chấtchống oxy hóa, chất chống viêm (Rekhy & McConchie, 2014) Sản phẩm chế biến từtrái cây vì vậy đã trở thành mục tiêu nghiên cứu của nhiều nhà khoa học nhằm đa dạnghóa 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 nhữngđặc tính dinh dưỡng đặc trưng củat r á i

Cây dâu có tên khoa học làBaccaurea ramifloraLour thuộc họ Euphorbiaceae là

một loại cây ăn trái nhiệt đới dễ trồng, dễ chăm sóc và được tìm thấy ở nhiều nơi thuộcChâu 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

loàiBaccaurearamifloraLour như ở các nước thuộc khu vực Đông Nam Á.

Về mặt dinh dưỡng, trái dâu chứa nhiều nước, carbohydrate, chất xơ và một sốhàm 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 sứckhỏe của con người (Padayatty et al., 2003) Theo y học cổ truyền, cây dâu là loại thựcvật có dược tính được sử dụng như một chất kháng viêm và giảm đau trong điều trị chấnthương, viêm thấp khớp, viêm mô tế bào hoặc áp xe (Lin et al., 2003) Tại Ấn Độ, vỏcây dâu tươi được ép lấy nước uống để giảm hiện tượng táo bón (Khan, 2008) Hiệnnay, một số nhà khoa học đã và đang nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng, khả năngchống 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 giốngdâu địa phương tại huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ, Việt Nam Với vị chua ngọthài hòa, hương thơm đặc trưng cùng lợi thế là một đặc sản vùng miền đã được Bộ Khoahọc 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 chứcnăng có lợi cho sức khỏe, trái dâu rất thích hợp để tạo ra sản phẩm nước ép giải khát vànước dâu cô đặc Đây là hai loại thức uống có thành phần chính từ nước ép trái cây màqua quá trình xử lý thích hợp duy trì được tính chất vật lý, hóa học, cảm quan và các đặctính dinh dưỡng của nước trái cây tự nhiên (Codex, 2005) Nước ép trái cây sau xử lýđược xem là một sự thay thế hợp lý so với trái cây tươi nguyên quả vì có thời gian sửdụng lâu hơn, tiện lợi và năng động hơn cho cuộc sống bận rộn hoặc những trường hợpgặp 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 sungvitamin, 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 đểchế biến các sản phẩm khác, trong đó có nước quả cô đặc Ngược lại, từ nước quả côđặc, người ta có thể hoàn nguyên để sản xuất nước quả đồng thời góp phần đơn giản hóatrong việc xử lý nước trái cây đặc biệt là khâu bảo quản; giảm chi phí vận chuyển tới cơsởsảnxấtvàtiêuthụvìsảnphẩmcôđặclàdạngtinhchấtcủanướctráicâytươi.

Mặc dù với lợi thế là một loại cây ăn trái mang nét đặc trưng vùng miền và một sốnghiên 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 HạChâu vẫn chưa có sự xuất hiện trên thị trường Điều này dẫn đến giá trị sử dụng của tráidâu Hạ Châu chưa thật sự được nâng cao dẫn đến hạn chế sự phát triển cho loại trái này

Vì vậy, việc nghiêncứutoàn diện và chuyên sâu về chất lượng, khả năng tồn trữtrái; đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, ức chế enzyme, tính an toàn các thành phần củatrái 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 nướcgiải khát làm từ dâu Hạ Châu với mã số 11/HĐ-SKHCN để phát triển sản phẩm dạngnước ép giải khát và syrup dâu có ứng dụng kỹ thuật cô đặc chân không tạo ra sản phẩmtiện lợi có cảm quan cao cùng thời gian bảo quản lâu dài đồng thời mở rộng quy mô chếbiến để có thể phát triển sản phẩm tại hộ gia đình và cơ sở sản xuấtnhỏ

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu chính là đánh giá cơ bản toàn diện về giátrị sử dụng và tính đặc trưng của trái dâu Hạ châu; sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệudâu vào chế biến sản phẩm thực phẩm có giá trị gia tăng Qua đó, nội dung nghiên cứugóp 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 cungcấp khả năng giải quyết tình trạng khan hiếm nguyên liệu dâu ở thời điểm trái mùa choquá 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),tínhantoàncủacácbộphậncủatráivàkhảnăngtồntrữtráidâuHạChâu

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

áp dụng kỹ thuật chânkhông

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

- Khả năng đảm bảo nguyên liệu dâu cho quá trình sản xuất sản phẩm từ trái trongthời điểm nghịchmùa

- Đánh giá thị hiếu và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm từ tráidâu HạChâu

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Luận án tiến hành nghiên cứu trên đối tượng là trái dâu Hạ Châu được trồng tạihuyện 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 vàchuyên sâu về chất lượng, khả năng tồn trữ trái; đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, ức chếenzyme, 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 tínhcủa trái là syrup dâu và nước ép giải khát được tiến hành Đồng thời, quy trình chế biếncác sản phẩm ở quy mô thí nghiệm mở rộng được thực hiện để chọn lọc và hoàn thiệngóp 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 khoahọc

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 chếenzyme, hoạt tính kháng oxy hóa của nguyên liệu và các sản phẩm từ trái dâu; đồng thời

thực hiện những thí nghiệmin vivotrên 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 sửdụng hiệu quả Dâu Hạ Châu Phong Điền trong chế biến sản phẩm thực phẩm góp phần

đa dạng hóa sản phẩm từ tráidâu

1.5.2 Ý nghĩa thựctiễn

Nội dung của luận án cung cấp thông tin về chất lượng của trái dâu, khả năng duytrì nguồn nguyên liệu cho quá trình chế biến sản phẩm ở thời điểm trái vụ, quy trình chếbiến sản phẩm từ trái dâu an toàn vệ sinh thực phẩm, phù hợp thị hiếu của người tiêudùng 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 điểmmới như sau:

- Xácđịnhđượcchấtlượngcủatráidâu(vỏ,thịtquả,hạt)tạithờiđiểmthuhoạch

- Đánhgiákhảnăngtồntrữdâutươisauthuhoạch,xácđịnhhoạttínhkhángkhuẩn, ức chếenzyme và tính an toàn từ các thành phần của tráid â u

- Xây dựng được quy trình chế biến sản phẩm nước ép dâu Hạ Châu giải khát antoàn vệ sinh thực phẩm và phù hợp với thị hiếu của người tiêud ù n g

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

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

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tổng quan về nguyên liệu dâu

2.1.1 Giới thiệuchung

Cây dâu có tên khoa học làBaccaurea ramifloraLour., họ Euphorbiaceae và tên

thường gọi là khác nhau tùy vùng, tùy quốc gia Tại Thái Lan, cây dâu được gọi tên làMafai, 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 liệuthực vật Việt Nam, cây dâu cũng có nhiều tên gọi khác nhau như dâu Da Đất, giâu GiaĐất, dâu thiên, dâutiên

Mặc dù được tìm thấy ở nhiều nơi thuộc Châu Á nhưng Ấn Độ và Malaysia là đấtnước có diện tích trồng cây dâu nhiều nhất Theo Phạm Hoàng Hộ

(1999),BaccaurearamifloraLour (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 6-10tiểu 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 ramifloraLour (Dâu ta, Rambai)

Nguồn:(Hộ, 1999)Theo điều tra tại Thái Lan, trái dâu được tách vỏ thì phần múi bên trong được ăntrực tiếp và hạt có thể nuốt khi ăn dâu; phần thịt quả dâu mềm nhão có vị chua lẫn vịngọt Vỏ quả dâu thường được làm chutney (một loại thực phẩm ăn kèm, có loại sệtgiống tương ớt) Quả dâu được chế biến làm nước quả như nước Mafai, một loại nướcquả khá phổ biến ở Thái Lan, hoặc làm rượu (Subhadrabandhu, 2001) Hạt dâu đượcdùng làm thuốc nhuộm vải có màu cam với tên gọi “annato” Đặc biệt, lá dâu non vàhoa dâu còn được người dân vùng đông bắc Ấn Độ ăn sống (Lim, 2012) Trái dâu cóthể được bảo quản vài ngày ở điều kiện nhiệt độ thường Thân, vỏ, và rễ của cây dâucòn được dùng làm thuốc chữa bệnh Trước tiên, người ta sẽ phơi khô các thành phầnnày, sau đó nghiền mịn rồi đun sôi trong nước Ngoài ra, trái dâu còn có tác dụng chữacác 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 gọikhác 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 hìnhthành do quá trình tuyển chọn của nông dân từ những giống dâu địaphương

e-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( D H C )

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 tăngnhanh ở giai đoạn 80 – 90 ngày sau khi cây đậu trái (SĐT) do sự tăng trưởng của thịttrái Trái dâu có nét đặc trưng riêng như quả tròn đều; khi còn sống có màu xanh (Hình2.2c), khi chín chuyển sang màu trắng đục hay vàng ngà (Hình 2.2f) và lá đài vẫn cònnguyên trên trái; trung bình số trái trên chùm là 7 trái, trọng lượng trung bình chùm tráiđạt13g;trọnglượngtrungbìnhmộttráiđạt14gtrongđóvỏchiếm31,6%,thịttráichiếm 61,4% vàhạt 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, hậuchuanhẹphùhợpvớikếtquảphântíchphẩmchấttráivềđộBrixrấtcao17,5%;độchualà

2,7% tạo nên hương vị đặc trưng riêng của loại dâu này (Hâu, 2009) Trái dâu ăn ngonnhất là ở vụ chính và vụ muộn vì khi đó trời có mưa, trái dâu to, đầy đủ nước, ăn rấtngọt Người dân địa phương rất tự hào về giống cây đặc sản này Theo thống kê củaPhòng 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 sởhữu 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 đóngmột vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe con người do nâng cao chất lượngcuộc sống Theo (Hamid et al., 2010; Nile & Park, 2015; Sharma et al., 2015), việc tiêuthụ trái cây giàu chất chống oxy hóa có rất nhiều lợi ích trong việc cải thiện chất lượngcuộc sống vì giảm nguy cơ mắc một số bệnh do các gốc tự do gây ra như ung thư, độtquỵ, 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 ramifloraLour.) 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 phenolictổng 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 dotính chống oxy hóa mạnh giúp ngăn ngừa các bệnh mãn tính liên quan đến stress oxyhóa cũng như các bệnh mãn tính (Dai & Mumper,2 0 1 0 )

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 thếhydroxyl (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 trongnước Các polyphenol không hòa tan liên kết với các thành phần tế bào khác nhau giúptăngtínhbềncơhọcchováchtếbàovàthamgiađiềutiếttăngtrưởngthựcvật(Vladimir- Knežević etal., 2012) Tùy thuộc vào số lượng và vị trí tương hỗ của các nhóm OH vớibộkhunghóahọcmàcáctínhchấtvậtlý,hoáhọchoặchoạttínhsinhhọcthayđổi

Trong tự nhiên, các hợp chất phenolic tồn tại từ cấu trúc đơn giản (chỉ chứa mộtvòng thơm với một hoặc nhiều nhóm OH) đến các hợp chất polymer hóa phức tạp(Balasundram, Sundram, & Samman, 2006) Trong thực phẩm, phenolics được chiathành ba nhóm chính là nhóm các phenol đơn giản và acid phenolic, dẫn xuất của acidhydroxycinnamic, và flavonoids Ngoài ra, tùy theo số lượng carbon mà các hợp chấtphenolic 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 theocác dạng như chuyển nguyên tử hydrogen (hydrogen atomic transfer, HAT), chuyểnelectron 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,T M C )

- Cơ chế chuyển nguyên tử hydrogen (hydrogen atomic transfer,H A T )

Các chất phenolic chống oxy hóa (ArOH với Ar đại diện cho vòng thơm) phản ứngvới các gốc tự do (R•, RO•, ROO•) theo cơ chế chuyển một nguyên tử hydrogen do việcphávỡliênkếtO-HtrongcấutrúcArOHsangcácgốctựdo(Leopoldini,Marino,Russo, & Toscano,2004; Zeb, 2020) thể hiện qua các Phương trình 2.1, 2.2,2 3

- Cơ chế chuyển electron đơn – chuyển proton (single electron transfer – protontransfer,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 protonH+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,&

- Cơ chế chuyển electron mất proton nối tiếp (sequential proton loss electrontransfer,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

Các polyphenol có khả năng tạo phức dạng càng cua (chelate) với các kim loạichuyển 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 vàoprotein hoặc các phân tử càng cua khác Việc tạo phức càng cua với kim loại ức chế trựctiếp 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 theođặc điểm của cấu trúc Trường hợp flavonoids, khả năng quét gốc tự do và tạo chelatekim loại phụ thuộc vào gốc catechol (vòng B), liên kết đôi ở vị trí carbon thứ 2,3 liênkết 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 hóathành dạng phức Fe3+ Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóatựnhiên và xảy ratương đối chậm Tốc độ của quá trình sẽ nhanh hơn khi có mặt các phối tử polyphenolgắn với Fe2+(Cooper et al., 1978; Perron & Brumaghim, 2009; Zeb, 2020) Quá trìnhđược minh họa qua Hình2.3

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 semiquinonebằngsựkhửsắtvàkhửFe3+đểtạothànhmộtloạiquinonevàFe2+

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

Cấu trúc hóa học của flavonoids được rất nhiều tác giả đề cập đến như có cấu tạokhung 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 cóvòng 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:VermerrisandNicholson,2007

Flavonoidsthườngliênkếtvớicácphântửđườngvàbaogồmchủyếulàcatechins,

proanthocyanins, anthocyanidins, flavons và flavonols, và dạng glycosides của chúng Cácflavonoid 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 trongvòng pyrone dị vòng, flavonoids có thể được chia thành 13 nhóm; trong đó những nhómquan trọng nhất là flavonols, flavones, isoflavones, anthocyanidins hoặc anthocyanins vàflavanones (Scalbert & Williamson,2000)

Một số flavonoids phổ biến nhất bao gồm quercetin, flavonol có nhiều trong hànhtây, 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)

Vớibảnchấtlàpolyphenols,cóchứanhómphenoltrongcấutrúcnêncácflavonoid thường cótính chống oxy hóa mạnh do khả năng ngăn chặn các chuỗi phản ứng dây chuyền gây rabởi các gốc tự do bằng cách phản ứng trực tiếp với gốc tự do để tạo thành một gốc tự domới bền hơn, hoặc cũng có thể tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp vốn là xúc tác choquá trình tạo gốc tự do (Zitka et al., 2011) giúp cơ thể chống lại các tổn thương do gốctựdomột cách hiệu quả Ngoài ra, flavonoids còn có tác dụng bảo vệ tim mạch, giảmnguy cơ tử vong do các bệnh lý tim mạch như xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, hoặcđau thắt ở ngực (Ness & Powles, 1997) Bên cạnh đó, flavonoids đã được công nhận cókhả 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 oxyhóa) phụ thuộc vào sự hiện diện của một số nhóm chức năng trên khung cơ sở của cáchợp 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 liênkết đôi giữa cacbon 2, 3 và 4 có chứa gốc cacbonyl của vòng carbon C Sự vắng mặthoặc sự thay thế của các nhóm này dẫn đến việc suy giảm đáng kể các hoạt tính sinhhọc củaflavonoids.

2.2.3 Ascorbic acid

Ascorbic acid (Hình 2.5) (vitamin C, acid L-ascorbic) có công thức phân tửlàC6H8O6; khối lượng phân tử 176,12 g/mol tan tốt trong nước, methanol, ethanol;khôngtan trong ether, benzene, toluene, chloroforme (Ronald, Eitenmiller, & Landen,2008) Theo Dược điển Việt Nam V, ascorbic acid ở dạng tinh thể không màu hay bộtkết tinh trắng hoặc gần như trắng, bị biến màu khi tiếp xúc với không khí ẩm, tồn tạiđược 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 củaascorbic 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 cótính acid) và 2 nhóm chức rượu Cấu trúc enediol thúc đẩy đặc tính chống oxy hóa cũngnhư 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•) mộtnguyên tử hydrogen làm trung hòa gốc tự do và trở thành một gốc ascorbate (•Asc-hoặcAsc•-) 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)

ascorbicacid(

L-Dạngkhử)

Dehydro-L-ascorbic acid(Dạng oxy hóa) 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 dạngdiketolà acid dehydroascorbic (DHAsc) Hình 2.5 (dễ biến đổi thành acid oxalic, aciddiketogulonic hoặc acid threonic Hình 2.7)(Barrita & Sánchez, 2013; Bielski, 1982; Zempleni, Suttie, Gregory III, & Stover, 2013) Ascorbic acid hình thành hai liên kết liênphân tử của các liên kết hydro (đường nét đứt trong Hình 2.8) tạo nên sự ổn định về mặthóa học cho cấu trúc.

Hình 2.7: Ascorbic acid và các dạng sản phẩm oxy hóa trong dung dịch AscH2(ascorbicaciddạngkhử)Asc[-](gốcascorbat)DHAsc(acid

dehydroascorbic)vàcácsảnphẩmphâncắtmạchởvịtrícarbon1hoặc2 (Nguồn:

(Zempleni et al.,2013)

Hình2.8:Sựhìnhthànhcầunốihydrogencủaascorbicacid Nguồn:

(Barrita & Sánchez,2013)

Ascorbic acid rất dễ bị mất hoạt tính bởi nhiều yếu tố khác nhau, nhất là khi có cácđiều kiện như gia nhiệt có mặt không khí, oxy, ánh sáng, ion kim loại (Cu2+, Fe3+), pHmôi trường Phản ứng hóa nâu Maillard làm giảm hàm lượng vitamin C đáng kể trongcác loại thực phẩm Ở một số dịch quả, do ascorbic acid có thể bị oxy hóa bởi enzymephenoloxydase 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 hợpchất thuộc nhóm chống oxy hóa như flavonoids (Ronald et al.,2 0 0 8 )

Ascorbic acid hiện diện trong nhiều loại rau quả tươi như cam, chanh, dưa chuột,ớt,thìlà,raucải,hành.Tuynhiên,cácloạingũcốc,trứng,thịthầunhưkhôngcóascorbic

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

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

Gốc tự do và chất chống oxy hóa

2.3.1 Gốc tự do và sự oxyhóa

Sự oxy hóa là quá trình hóa học có sự chuyển các electron sang chất oxy hóa hìnhthành nên gốc tự do Gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử, phân tử, các dạngphân 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 tạirất ngắn và hoạt tính rất mạnh Hoạt tính của gốc tự do tương quan nghịch với thời giantồn 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 dâychuyền 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 tháikhông có gốc tự do ROS và RNS được sinh ra và tồn tại trong cơ thể do nguyên nhânnội 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 nhânngoại sinh (do môi trường sống như ô nhiễm môi trường, rượu, khói thuốc lá, kim loạinặng, kim loại chuyển tiếp, dung môi công nghiệp, thuốc trừ sâu, một số loại thuốc nhưhalothane, paracetamol và tia bức xạ) (Pham-Huy et al., 2008; Phaniendra et al., 2015).Một số dạng ROS và RNS được trình bày trong Bảng2 1

Trong chu trình chuyển hoá của cơ thể, sự có mặt ở nồng độ thấp hoặc vừa đủ, cácgốc tự do nội sinh là cần thiết cho quá trình phân huỷ và tổng hợp các chất Các phảnứng oxy hoá cơ chất để cung cấp năng lượng cho sự sống hoặc sự trao đổi electron giữacác hệ thống thường thông qua phản ứng gốc tự do Ngoài ra, khi cần thiết gốc tự docòn 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 cácgốc tự do ngoại sinh gây hiện tượng stress oxy hóa cũng như stress nitro hóa tấn côngvào 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

Dạng gốc tự do:

Nitric oxide radical NO • Peroxyl radical

Hydroxyl radical

ROO •

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

Gốc tự do luôn được hình thành từ nhiều con đường khác nhau; gốc này mất đi thìcác gốc khác lại được sinh ra Một khi gốc tự do trong cơ thể tăng lên đáng kể đến mộtmức 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 ảnhhưởng 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

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 cảnchuỗi phản ứng dây chuyền được khơi mào bởi các gốc tự do Cơ chế chống oxy hóa cụthể là dập tắt các tín hiệu bắt đầu quá trình oxy hóa; tạo phức chelate với các ion kimloại gây xúc tác cho phản ứng hoặc phân hủy các peroxide lipid; dập tắt O2 để ngănngừa sự hình thành các peroxide; phá vỡ chuỗi phản ứng tự oxy hóa; hoặc giảm nồngđộO2cục bộ (Brewer, 2011; Halliwell & Gutteridge,2 0 1 5 )

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

- 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, chấtxúc tác phản ứng oxy hóa chất béo, các chất oxy hóa trung gian, các sản phẩm phân hủythứcấpgâyhạitếbào; đâylàcơchếphảnứngduytrìhiệuquảcânbằngnộibào,chính

hệ thống bảo vệ này đã ngăn cản quá trình tạo ra nhiều gốc oxy hoạt động (reactiveoxygen 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 mụcđích chống lại sự hư hỏng của thực phẩm do bị oxy hóa (như ôi khét của mỡ, thay đổimàu sắc) nhằm kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm Các chất này phải thỏa mãncác 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 đểtăng 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), tocopheroltổng hợp, TBHQ (Tertbutyl hydroquinone), dodecyl gallate, propyl gallate, ascorbylpalmitate (QCVN 4-6:2010/BYT)

Ngày nay, do ảnh hưởng của môi trường sống bị ô nhiễm (tiếng ồn, chất thải) hayviệc 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 tổnthương cho cơ thể vàlànguyên nhân của nhiều bệnh nan y (Sies, 1997) Do đó, cần cónhững nghiên cứu về các chất có khả năng chống oxy hóa để góp phần cải thiện vàmanglại sức khỏe cho conngười

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 cácbệnh 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 hóacao 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 raubina có tác dụng chống viêm (Grossman et al., 2011) Trái cây là loại thực phẩm chứanhiều vitamin A, C và các hợp chất phenolic (Swami et al., 2012); trái dâu

(BaccaurearamifloraLour.) 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 stressoxy hóa do các dạng oxygen hoạt động (ROS) (Amin & Nabi,2 0 1 5 )

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 chấtchiếtxuất 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 ứngdụng

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

a Phương pháp chống oxy hóa tổng (total antioxidantc a p a c i t y )

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 dựatrên sự khử Mo(VI) thành Mo(V) dưới dạng phức phosphate/Mo (V) có màu xanh lácây trong môi trường acid Quá trình tăng cường độ màu xanh lá của phức được đo ởbước 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 kháctrở thành gốc ABTS•+là gốc có màu đậm Quá trình làm giảm màu đậm ban đầu củaABTS•+tương ứng với độ giảm hấp thu mol phân tử gốc ABTS•+khi cho tác nhân chốngoxy 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.,2 0 0 5 )

Hình 2.9: Cấu trúc của ABTS •+ Nguồn: (Prior et al.,2005)

c Phương pháp RP (Reducingpower)

Phương pháp còn có tên là phương pháp (potassium ferricyanide reducing powerassay, PFRAP) Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên khả năng của cácchấtchống 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 vớiFeCl3thành KFe[Fe(CN)6] có màu xanh dương Prussian) Quá trình tăng cường độ màuxanh (tăngđộ hấp thu) của phức tạo thành được đo ở bước sóng 700 nm tỷ lệ với khảnăng 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 tựdoDPPH (2, Picrylhydrazyl)

2-Diphenyl-1-Phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc xác định hoạt độ của các chất chốngoxy hóa của các loại thực phẩm bằng phản ứng với gốc nitrogen hữu cơ DPPH•là mộtgốc 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 hấpthụ mol phân tử gốc DPPH•tại bước sóng 517 nm giảm xuống khi electron tự do của gốcDPPH•bắt cặp với một electron từ chất chống oxy hóa và một nguyên tửhydrogen (tương đương hydrua) để tạo thành DPPH-H khử Kết quả sự khử màu tỷ lệđối 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 xácđịnh khả năng chống oxy hóa khác, đây là một phương pháp đơn giản, nhanh chóng và

có thể lập lại nhiềulần

Hình 2.10: Cấu trúc của DPPH •

Nguồn: (Prior et al., 2005)

e Phương pháp FRAP (Ferric reducing-antioxidantpower)

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 màuxanh dương đậm ở pH thấp (Hình 2.11) Quá trình tăng cường độ màu xanh được đo ởbước 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)

Hình 2.11: Phản ứng khử Fe 3+ -TPTZ thành Fe 2+ -TPTZ

Nguồn: (Prior et al., 2005)

6 6

f Khảo sát khả năng trung hòa gốc tựdonitric oxide(NO • )

Phương pháp còn được gọi là phương pháp Nitric oxide free radical scavengingactivity Gốc tự do nitric oxide (NO•) được tạo ra từ natri nitroprusside Chất chống oxyhóa làm giảm lượng nitrite tạo thành thể hiện qua phản ứng Griess gây ra sự chuyển màucủa dung dịch từ không màu sang màu hồng hoặc tím đậm thông qua việc xác định độhấp 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

Tênphương

Tácnhân pháp

Sựthayđổi

Nguyênlý theo quan sát

Bước

chế Abs (nm) Phương pháp

kháng oxy

hóa tổng

Phứcphosphorm olyb-denum

Xanh lá cây ChấtchốngoxyhóakhửMo

(VI) thànhMo(V)

line6-sulfonic acid (ABTS •+ )

gốcABTS •+ Chất chống

giảmABTS •+

ferricyanide

reducing

power)

Fe(III),Fe (CN)63−

ferricyanide Fe(CN) 3− )

ferrocyanide Fe(CN) 4− và phản ứng với FeCl3tạo phức KFe[Fe(CN)6]

Gốc2,2- picrylhydrazyl FRAP

diphenyl-1-Ferrictripyridyltr iazine

nhạt hoặckhôngm àu

Vàng sangxanhdươ ng

Sự giảm độ hấp

thuộcvàohoạttínhcủachất chốngoxyhóa

Chất chống oxy hóa đóng vai trò khử ferric tripyridyl triazine trong môi trường acid tạo thành dạng ferrous

ratừsodium nitroprusside với sự có

Griess Chấtchốngoxy hóa làm giảmhàm

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 kểcùng với sự phát triển và đa dạng hóa các loại nước trái cây; trong đó, nước trái cây côđặc là một trong các mặt hàng phổ biến trên thị trường thế giới Vì trái cây là loại thựcphẩm có pH tương đối thấp (nhỏ hơn 4,5) nên để đạt độ an toàn về mặt vi sinh, các sảnphẩm từ trái cây được xử lý nhiệt nhẹ (thanh trùng) là có thể tồn trữ ổn định lâu dài ởnhiệt 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 cácchất vi lượng như ion kali, canxi, các loại vitamin, trong đó vitamin C rất dồidào.Nhưvậy, xét về vi chất, trái cây và các sản phẩm từ trái cây là nguồn cung cấpvitamin C quan trọng cho cơ thể Do đó, vitamin C là chỉ tiêu được theo dõi trong quátrình chế biến và bảo quản (Renard & Maingonnat,2012)

2.4.1 Động học của quá trình tiêu diệt vi sinh vật bằngnhiệt

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

- Nhóm vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh cho người khinhiễm vào thực phẩm Đây là nhóm vi sinh vật có hại và cần được xử lý bằng nhữnggiải pháp kỹ thuật trong quy trình sảnxuất

- Nhóm vi sinh vật không có khả năng sinh tổng hợp độc tố thì không ảnh hưởngxấuđếnsứckhỏeconngười, đôikhicólợichosứckhỏe(vídụ,Lactobacillus bulgaricusvàStreptococcusthermophilustrongsữachuacólợichosựtiêuhóathứcăntrongđường

ruột con người) Tuy nhiên, khi có mặt trong thực phẩm, nhóm vi sinh vật này thực hiện quátrình 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 phẩmtheo thờigian

Khi sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật, các sản phẩm thực phẩm được chia thànhhai loại dựa giá trị pH là thực phẩm có tính acid (pH <4,5) và thực phẩm không có tính

acid (pH> 4,5).Đốivới 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 dạngbào tử đối với các loại thực phẩm không có tinh acid Phần lớn, trái cây là thực phẩm cótínhacidvớigiátrịpHtrongkhoảngtừ1,8(tráichanh);3,5(tráitáo)vàđến6,5(trái