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 LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh giá hoạt tính sinh học, tính an toàn và khả năng phát triển sản phẩm từ trái dâu hạ châu Baccaurea ramiflora LourĐánh 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 TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN HỒNG XUÂN

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC,

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

(Baccaurea ramiflora Lour.)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMMã ngành: 9540101

NĂM 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN HỒNG XUÂNMÃ SỐ NCS: P1120005

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC, TÍNH AN TOÀN VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN

SẢN PHẨM TỪ TRÁI DÂU HẠ CHÂU

(Baccaurea ramiflora Lour.)

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨNGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 9540101

NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS TS NGUYỄN CÔNG HÀ

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 trọng và 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,đã ủng hộ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình học.

Ủy Ban Nhân dân Thành phố Cần Thơ đã duyệt và cấp học phí cho tôi trong suốtba 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 trợhọc bổng tiến sĩ cho tôi học tập và nghiên cứu với mã số là VINIF.2021.TS.154.

Sở Khoa học và Công nghệ, Thành phố Cần Thơ đã hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinhtừ 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 Thơđã 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 luận án.

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 Công nghệ Cần Thơ đã đồng hành và hết lòng hỗ trợ trong quá trình các thí nghiệmđược tiến hành.

-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 ramiflora Lour.) là một loại trái cây đặc sản đặc trưng

của huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ đã được Bộ Khoa học và Công nghệ, CụcSở hữu trí tuệ Việt Nam công nhận nhãn hiệu hàng hóa Tuy nhiên, trái chín theo mùavà 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 antoàn và khả năng tồn trữ dâu Hạ Châu; (ii) Ứng dụng kỹ thuật chân không chế biếnsyrup dâu Hạ Châu; (iii) Nghiên cứu chế biến nước ép dâu Hạ Châu; (iv) Khảo sát thị

hiếu và sự chấp nhận của người tiêu dùng Luận án tiến hành những thí nghiệm in vivo

trên mô hình chuột nhắt trắng để đánh giá tính an toàn của trái dâu; đồng thời thực hiện

những phương pháp thường quy và hiện đại ở mức độ in vitro trong việc thu thập mẫu,

xử lý mẫu, phân tích các chỉ tiêu lý - hóa học, đánh giá khả năng kháng khuẩn, ức chếenzyme, khả năng chống oxy hóa của nguyên liệu dâu và các sản phẩm từ trái dâu; ápdụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm; đánh giá mức độ chấp nhận củangười tiêu dùng đối với các sản phẩm từ trái dâu.

Kết quả của nghiên cứu đã ghi nhận được trái dâu chín (ngày 130 tính từ lúc 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 coli và Bacillus cereus); có khả năng ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase (có liên quan đến bệnh đái tháo đường type 2) Thí nghiệm in vivo trên

chuột cho thấy các thành phần của trái dâu không gây độc tính cấp ở liều 5000 mg/kg;không gây độc trong 90 ngày sử dụng liên tục liều 400 mg/kg Thịt quả dâu có độ ẩmcao (81,73%), độ Brix 17,5 (oBrix) cùng độ acid 9,05 (g/L) tạo nên vị chua ngọt hài hòathích hợp cho việc chế biến các sản phẩm thực phẩm như nước giải khát Quá trìnhnghiên cứu khảo sát đã chọn nước ép dâu Hạ Châu và syrup dâu Hạ Châu để tiến hànhcác thi nghiệm tìm điều kiện tối ưu cho quy trình chế biến Cả hai sản phẩm đều trải quaquá trình xử lý nguyên liệu vừa hạn chế hiện tượng hóa nâu, nâng cao hiệu suất tríchdịch ép, phối chế các tỷ lệ thành phần, xử lý nhiệt; vừa đảm bảo cho sản phẩm duy trìđược các hợp chất chức năng, khả năng chống oxy hóa, đồng thời an toàn vệ sinh thựcphẩm sau 6 tháng trữ mát (10±2oC) và 5 tháng ở nhiệt độ thường (30±2oC) Nguyên liệutrái dâu chín sau thu hái được rửa sạch, bỏ vỏ, chần ở 90oC trong 90 giây, chà vỡ cấutrúc múi dâu, chỉnh pH môi trường (4,5), bổ sung 0,07% (v/w) enzyme pectinase và ủ60 phút ở 50oC Sau quá trình ủ, dịch quả được sử dụng để phối chế theo từng loại sảnphẩm Đối với nước ép dâu, dịch quả được pha trộn với nước theo tỷ lệ (2:3); đường (đểdung dịch đạt Brix là 14); citric acid (0,3%); ascorbic acid (0,3%); rót nóng vào chai,ghép nắp, thanh trùng đến nhiệt độ tâm của sản phẩm đạt 90oC trong 90 giây Đối với

syrup dâu, dịch quả được bổ sung đường đến Brix 35; 0,3% citric acid; 0,35% ascorbicacid và tiến hành cô đặc Kỹ thuật chân không được áp dụng trong quá trình cô đặc vớiđộ chân không là 650 mmHg trong 60 phút giúp sản phẩm sau cô đặc có độ Brix trên 60và 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 trong2 phút Kết quả khảo sát thị hiếu của người tiêu dùng gồm 411 người nam (49%) và nữ(51%) ở bốn nhóm độ tuổi (18-25, 26-35, 36-50 và trên 50) trong tình trạng đi học(60%) và đi làm (40%) đều cho thấy sự yêu thích đối với hai sản phẩm này; trong đó cótrên 40% là yêu thích cực độ Ngoài ra, giá bán, chất lượng, thương hiệu, mẫu mã vàkhuyến mãi cũng được người tiêu dùng quan tâm Mục đích và căn cứ để chọn mua sảnphẩm qua khảo sát thể hiện sự khác nhau giữa các đối tượng Kết quả thu được của luậnán đáp ứng được tính khoa học và tính ứng dụng trong thực tiễn cùng tiềm năng thươngmại hóa cho sản phẩm nước ép và syrup dâu Hạ Châu.

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

polyphenol, syrup, vitamin

Dau Ha Chau (Baccaurea ramiflora Lour.) is a typical specialty fruit of Phong

Dien district, Can Tho city that has been recognized as a trademark by the Ministry ofScience and Technology and the National Office of Intellectual Property of Vietnam.However, the fruit ripens seasonally and is mostly eaten fresh Currently, there is no in-

depth research to comprehensively evaluate the use value of the whole dau; and dau

products have not yet penetrated the market To contribute to ameliorating the situation,the thesis was carried out with the objectives (i) Examining the influence of harvest

time, biological activity, safety and storage capacity of dau Ha Chau; (ii) Application ofvacuum technique in syrup dau Ha Chau processing (iii) Research on dau Ha Chau juiceprocessing; (iv) Survey of consumer tastes and acceptance of dau Ha Chau products.The thesis conducts in vivo experiments on a white mouse model to evaluate the safetyof dau fruit; and at the same time implement routine and modern methods at in vitro

level in sample collection, sample processing, analysis of physical - chemical indicators,

assessment of antibacterial ability, enzyme inhibition, anti-oxidation ability of dau rawmaterials and dau products; applying vacuum technique in product processing; assessingthe level of consumer acceptance for dau products; meeting scientific rigour and

expertise; and practical application.

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

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

anti-oxidation ability Dau fruit can be stored for up to 20 days at ambient conditions

(30±2oC), 30 days at (4±2oC) and over 6 months in frozen conditions (-20±2oC) Extracts

from dau, fruit pulp and seeds have the ability to inhibit bacteria (Staphylococcusaureus, Propionibacterium acnes, Escherichia coli and Bacillus cereus) and the ability

to inhibit the enzymes α-amylase and α-glucosidase (associated with type 2 diabetes).

In vivo experiments on rats showed that components of dau fruit did not cause acute

toxicity at a dose of 5000 mg/kg; no toxicity was recored during 90 days of continuous

dosing of 400 mg/kg Dau pulp has high moisture (81.73%), 17.5oBx and a 9.05 g/Lacidity, creating a harmonious sweet and sour taste suitable for processing food products

such as fruit juice The research experiements were conducted on dau Ha Chau juiceand dau Ha Chau syrup to find optimal conditions for the processing procedures Both

products have undergone a material treatment process to limit browning, improve theefficiency 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 ripe dau after harvesting were washed, peeled,

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

the medium (4.5) adjusted, 0.07% (v/w) of pectinase enzyme added and incubated for60 min at 50oC After incubation, the juice was used to mix according to the type of

product For dau Ha Chau juice, the juice was mixed with water in the ratio (2:3); sugar

concentrated dau syrup was bottled and pasteurized at 85oC for 2 minutes The resultsof a survey of consumer tastes with a population of 411 men (49%) and women (51%)in four age groups (18-25, 26-35, 36-50 and over 50) in school (60%) and work (40%)showed their liking for both products; of which over 40% were very pleased Besides,consumers were also interested in the selling price, quality, brand, design andpromotion According to the survey, the attained findings of the thesis align with both

the scientific depth and the practical applicability of dau Ha Chau, further bolstering thecommercial potential of dau Ha Chau juice and syrup.

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

syrup, vacuum, vitamin

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xvii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

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

1.5.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.6 Điểm mới của luận án 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Tổng quan về nguyên liệu dâu 5

2.1.1 Giới thiệu chung 5

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

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

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

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

2.4.2 Các ứng dụng của quá trình xử lý nhiệt 21

2.4.3 Các biến đổi thuộc tính chất lượng sản phẩm nước trái cây qua quá trình xử lýnhiệt 252.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 29

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 29

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 30

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

3.1 Phương tiện nghiên cứu 32

3.1.1 Địa điểm, thời gian 32

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ 32

3.1.3 Hóa chất 32

3.2 Phương pháp nghiên cứu 33

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

3.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 34

3.3 Nội dung nghiên cứu 35

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 35

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

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

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

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

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

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

4.1.2 Hoạt tính sinh học của trái DHC 54

4.1.3 Khả năng tồn trữ dâu tươi sau thu hoạch 57

4.1.4 Tính an toàn của các thành phần trái DHC 60

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

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

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

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

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

4.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sảnphẩm 964.2.6 Khả năng bảo quản sản phẩm syrup dâu 99

4.3Nghiên cứu chế biến nước ép DHC 102

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

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

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

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

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

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

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

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 134

5.1 Kết luận 134

5.2 Kiến nghị 135

TÀI LIỆU THAM KHẢO 136

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Bảng 4 16: Một số chỉ tiêu khối lượng và glucose huyết ở chuột sau 90 ngày thửnghiệm 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 thịt quả DHC 78

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Bảng 4 42: Các yếu tố liên quan đến khả năng mua sản phẩm nước giải khát vì sở thích… 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, báo chí 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 tin trên internet 125Bảng 4 48: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet theo giới tính 126Bảng 4 49: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chọn địa điểm mua nước giải khát của người tiêu dùng… 128Bảng 4 50: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet dùng theo giới tính… 129Bảng 4 51: Căn cứu mua sản phẩm do xem thông tin trên internet theo độ tuổi 129Bảng 4 52: Sự chấp nhận của người tiêu dùng sản phẩm 130

DANH SÁCH HÌNH

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

Hình 2.2: Dâu Hạ Châu 6

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

Hình 2.4: Cấu tạo chung của flavonoids 10

Hình 2.5: Acid ascrobic 11

Hình 2.6: Dạng gốc tự do ascorbate 11

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

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

Hình 2.9: Cấu trúc của ABTS•+ 16

Hình 2.10: Cấu trúc của DPPH• 17

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

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

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

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

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

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

Hình 2.17: Cơ chế phân hủy ascorbic acid 29

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 35

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

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

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

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

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

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

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

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

cô đặc chân không và nồng độ chất khô hòa tan đến giá trị L của syrup DHC 89

Hình 4.19: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không 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

trị a của syrup DHC 90

Hình 4.20: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không 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

trị b của syrup DHC 91

Hình 4.21: Biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu ảnh hưởng của (a) độ chân không vàthời gian cô đặc, (b) độ chân không và nồng độ chất khô hòa tan, (c) thời gian cô đặc vànồng độ chất khô hòa tan đến hàm lượng vitamin C của syrup DHC 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 đặc vànồng độ chất khô hòa tan đến khả năng chống oxy hóa – EC50 (mg/mL) của syrupDHC 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 chồng lên nhau 95Hình 4.25: Sản phẩm syrup DHC thành phẩm 95Hình 4.26: Ảnh hưởng của nồng độ citric acid và ascorbic acid đến tính chất cảm quan của sản phẩm syrup DHC 96Hình 4.27: Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượng polyphenol tổng số 98Hình 4.28: Ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượng vitamin C 98Hình 4.29: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến khả năng chống oxy hóa (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 theo thời gian 100Hình 4.31: Sản phẩm syrup DHC thành phẩm trước và sau 24 tuần ở 30oC và 10oC 101

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

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

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

DMSO Dimethyl sulfoxide

DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

EC50 Half-maximal effective

FRAP Ferric reducing-antioxidant power

LDL-choloesterol Low density lipoprotein cholesterol Cholesterol lipoprotein tỷ trọngthấp

MCH Mean corpuscular hemoglobin Lượng huyết sắc tố trung bìnhhồng cầu

MCHC Mean corpuscular hemoglobin

hồng cầu

QDA Quantitative descriptive analysis Phân tích mô tả định lượng

TFC Total flavonoid contents Hàm lượng flavonoid tổng số

TPC Total phenolic contents Hàm lượng polyphenol tổng số

CHƯƠNG 1GIỚI 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 của trái.

Cây dâu có tên khoa học là Baccaurea ramiflora Lour thuộc họ Euphorbiaceae là

một loại cây ăn trái nhiệt đới dễ trồng, dễ chăm sóc và được tìm thấy ở nhiều nơi 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 loài Baccaurearamiflora Lour như ở các nước thuộc khu vực Đông Nam Á.

Về mặt dinh dưỡng, trái dâu chứa nhiều nước, carbohydrate, chất xơ và một sốhàm lượng magie, kali, phospho, sắt, v.v…rất tốt cho cơ thể; đặc biệt với lượng vitaminC 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 năm2006 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 cơsở sản xất và tiêu thụ vì sản phẩm cô đặc là dạng tinh chất của nước trái cây tươi.

Mặc dù với lợi thế là một loại cây ăn trái mang nét đặc trưng vùng miền và một 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 nghiên cứu toàn 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 thờicó 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 xuất nhỏ.

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), tính an toàn của các bộ phận của trái và khả năng tồn trữ trái dâu Hạ Châu

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

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

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 án1.5.1 Ý nghĩa khoa học

Luận án sử dụng những kỹ thuật thường quy và hiện đại trong việc thu thập mẫu,xử lý mẫu, phân tích các chỉ tiêu lý hóa học, đánh giá khả năng kháng khuẩn, ức chếenzyme, 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 khoahọc về tính đặc trưng, khả năng tồn trữ phục vụ cho chế biến, tính an toàn và khả năngsử dụng hiệu quả Dâu Hạ Châu Phong Điền trong chế biến sản phẩm thực phẩm gópphần đa dạng hóa sản phẩm từ trái dâu.

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Nội dung của luận án cung cấp thông tin về chất lượng của trái dâu, khả năng 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:

- 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 khángkhuẩn, ức chế enzyme và tính an toàn từ các thành phần của trái dâu

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

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tổng quan về nguyên liệu dâu2.1.1 Giới thiệu chung

Cây dâu có tên khoa học là Baccaurea ramiflora Lour., họ Euphorbiaceae và tên

thường gọi là khác nhau tùy vùng, tùy quốc gia Tại Thái Lan, cây dâu được gọi tên 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, 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), Baccaurearamiflora 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 câyđơn tính có đặc tính giống đực và giống cái riêng biệt (hoa đực có 6-10 tiểu nhụy quanhnhụy cái lép; hoa cái có noãn sào có lông); phì quả giống quả bòn bon, quả bì dày vàdòn; múi bở, không dính vào trục, có ngăn.

Hình 2.1: Baccaurea ramiflora Lour (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 dâuHạ 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 địa phương.

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

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

Phong trào trồng DHC ở Phong Điền bắt đầu phát triển từ khoảng năm 2004 Từ30 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 tráiđạt 13g; trọng lượng trung bình một trái đạt 14g trong đó vỏ chiếm 31,6%, thịt tráichiếm 61,4% và hạt chiếm 6,8% (Hâu, 2009).

Hàng năm, DHC ở Phong Điền bắt đầu vụ thu hoạch quả sớm từ khoảng rằm tháng6 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, hậuchua nhẹ phù hợp với kết quả phân tích phẩm chất trái về độ Brix rất cao 17,5%; độchua là

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 khoảng590 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 DâuHạ 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 ramiflora Lour.) của

(Hossain et al., 2017), trái dâu là một trong các loại trái cây có hàm lượng ascorbic acid(vitamin C) dồi dào có thể cung cấp cho cơ thể Thịt trái dâu có hàm lượng phenolictổng số và flavonoids tổng số cao nhất, vỏ dâu xếp thứ hai và hạt dâu là ít nhất (Uddinet 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, 2010).

2.2.1 Polyphenols

Thuật ngữ “polyphenols” hay “phenolic” là đại diện cho khoảng 8000 hợp chất màvề 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 giúptăng tính bền cơ học cho vách tế bào và tham gia điều tiết tăng trưởng thực vật(Vladimir- Knežević et al., 2012) Tùy thuộc vào số lượng và vị trí tương hỗ của cácnhóm OH với bộ khung hóa học mà các tính chất vật lý, hoá học hoặc hoạt tính sinhhọc thay đổi.

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, TMC).

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

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

- 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 gốctự do dẫn đến sự hình thành các gốc cation ArOH+• (Phương trình 2.4, 2.5, 2.6) và quá

trình thứ hai là chuyển proton H+ từ ArOH+• sang gốc tự do đã được chuyển electron đơn

(Phương trình 2.4’, 2.5’, 2.6’) (Leopoldini et al., 2004; Leopoldini, Russo, &Toscano, 2011; Zeb, 2020).

- 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 gốctự do theo Phương trình 2.7, 2.8, 2.9 (ví dụ cho trường hợp gốc tự do dạng R•) (Rawehet al., 2013; Zeb, 2020).

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 phẩmổn 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 hóa tự nhiên 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 Hình 2.3.

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

(a) Polyphenol phối hợp Fe2+ xảy ra phản ứng chuyển electron với sự có mặt của oxy tạo phức polyphenol và Fe2+, (b) Polyphenol phối hợp Fe3+ dẫn đến sự hình thành semiquinone bằng sự khử sắt và khử Fe3+ để tạo thành một loại quinone và Fe2+

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

2.2.2 Flavonoids

Flavonoids là một nhóm hợp chất polyphenols lớn thường gặp trong thực vật, phầnlớn có màu vàng Harbourne (Harborne et al., 2013) cung cấp thông tin rằng đã có hơn5000 hợp chất flavonoids được xác định cấu trúc Mặc dù phần lớn các chất flavonoid cómàu vàng (flavonoid từ flavus có nghĩa là màu vàng) nhưng một số flavonoid lại có màuxanh, tím, đỏ hoặc không màu.

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 1từ 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 (vídụ chalcon) (Vermerris & Nicholson, 2007).

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

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

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

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

Hoạt tính sinh học của các chất flavonoid (chống ung thư, chống viêm, chống 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 của flavonoids.

2.2.3 Ascorbic acid

Ascorbic acid (Hình 2.5) (vitamin C, acid L-ascorbic) có công thức phân tử làC6H8O6; 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 bột kết tinhtrắng hoặc gần như trắng, bị biến màu khi tiếp xúc với không khí ẩm, tồn tại được ở100°C trong môi trường trung tính và acid, bị oxy hóa bởi oxy trong không khí và sựhiện 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 nhómOH 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).

13L-ascorbic

acid (Dạng khử)

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 dạng diketolà 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 dịchAscH2 (ascorbic acid dạng khử)  Asc [-] (gốc ascorbat)  DHAsc (acid

dehydroascorbic) và các sản phẩm phân cắt mạch ở vị trí carbon 1 hoặc2 (Nguồn: (Zempleni et al., 2013)

Hình 2.8: Sự hình thành cầu nối hydrogen của ascorbicacid 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 (Cu 2+, 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 mộtsố 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., 2008).

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

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 người mà nó 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 hiệu quả.

Gốc tự do và chất chống oxy hóa2.3.1 Gốc tự do và sự oxy hóa

Sự oxy hóa là quá trình hóa học có sự chuyển các electron sang chất oxy hóa 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 phântử 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 Bảng 2.1.

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:

Peroxyl radical Hydroxyl radical

(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 cũngcó một hệ thống bảo vệ nhằm giúp cơ thể chống lại các tác hại của gốc tự do trong đócó sự đóng góp của các chất chống oxy hoá.

2.3.2 Chất chống oxy hóaKhái niệm

Chất chống oxy hóa là những chất có khả năng ngăng ngừa, chống lại và loại bỏtác dụng độc hại của các gốc tự do một cách trực tiếp hoặc gián tiếp bằng cách cho điệntử và trở thành dạng bền Chất chống oxy hóa có thể trực tiếp phản ứng với các gốc tựdo 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 nồngđộ O2 cục bộ (Brewer, 2011; Halliwell & Gutteridge, 2015).

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

- Chất chống oxy hóa tự nhiên hay chất chống oxy hóa nội sinh là một trong nhữnghệ 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 hủythứ cấp gây hại tế bào; đây là cơ chế phản ứng duy trì hiệu quả cân bằng nội bào, chính

hệ thống bảo vệ này đã ngăn cản quá trình tạo ra nhiều gốc oxy hoạt động (reactiveoxygen species – ROS) (Brown & Kelly, 2007; Halliwell & Gutteridge, 2015; Iacopiniet 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 bềnở 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 đượcsử 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 gốctự do và các dạng oxy hoạt động Từ đó gây ra nhiều phản ứng bất lợi thậm chí gây tổnthương cho cơ thể và là nguyên 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 vàmang lại sức khỏe cho con người.

Các loại rau quả giàu chất chống oxy hóa

Rau quả là nguồn cung cấp chất chống oxy hóa tự nhiên một cách dồi dào Vì vậy,thói quen thường xuyên ăn rau quả đã được công nhận là làm giảm nguy cơ mắc cácbệnh mãn tính của con người (Dembinska-Kiec et al., 2008) Các loại trái cây phổ biếnhọ 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 chứa

nhiều vitamin A, C và các hợp chất phenolic (Swami et al., 2012); trái dâu (Baccaurearamiflora Lour.) cũng là trái có các chất chống oxy hóa tiềm năng (đặc biệt là nguồn

vitamin C dồi dào (Sundriyal & Sundriyal, 2003)) có khả năng chống dạng stress oxyhóa do các dạng oxygen hoạt động (ROS) (Amin & Nabi, 2015).

Các phương pháp đánh giá khả năng chống oxy hóa

Từ các công trình nghiên cứu đầu tiên về khả năng chống oxy của một số chấtchiết xuất từ thực vật (Słowianek & Leszczynska, 2016), ngày nay, việc sử dụng và đánhgiá 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 antioxidant capacity)

Phương pháp còn có tên gọi là phương pháp phosphomolybdenum, sử dụng việcđo 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 (Prietoet 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 Cườngđộ màu của ABTS•+ tỷ lệ nghịch với các chất chống oxi hóa và thời gian phản ứng(Miller et al., 1993; Nenadis et al., 2004; Prior et al., 2005).

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

c Phương pháp RP (Reducing power)

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 các chấtchống oxy hoá trong việc khử phức Fe(III) của K3[Fe(CN)6] thành hợp chất phức vô cơK4[Fe(CN)6] (kali ferrocyanide, hoặc kali hexacyanoferrat (II)) tác dụng với FeCl3 thànhKFe[Fe(CN)6] có màu xanh dương Prussian) Quá trình tăng cường độ màu xanh (tăngđộ hấp thu) của phức tạo thành được đo ở bước sóng 700 nm tỷ lệ với khả năng khử củacác chất chống oxy hóa có trong nguyên liệu (Ferreira et al., 2007; Kumar et al., 2013).

d Khảo sát hiệu quả trung hòa gốc tự do DPPH (2, 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 517nm 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 củagốc DPPH• bắt cặp với một electron từ chất chống oxy hóa và một nguyêntử hydrogen (tương đương hydrua) để tạo thành DPPH-H khử Kết quả sự khử màu tỷlệ đối với lượng hydrua tương đương được giữ lại (Alam et al., 2013; Kedare & Singh,2011) Phương pháp này không áp dụng đối với nền mẫu có lượng dầu và chất béo cao(> 50 % chất béo) (TCVN 11939:2017) Khi được so sánh với các phương pháp xácđịnh khả năng chống oxy hóa khác, đây là một phương pháp đơn giản, nhanh chóng vàcó thể lập lại nhiều lần.

Hình 2.10: Cấu trúc của DPPH•

Nguồn: (Prior et al., 2005)

e Phương pháp FRAP (Ferric reducing-antioxidant power)

Phương pháp dựa trên khả năng khử phức Fe (III) (2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine)(Fe3+-TPTZ, có màu vàng) của các chất chống oxy hóa thành phức Fe2+-TPTZ có 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 Fe3+-TPTZ thành Fe2+-TPTZ

Nguồn: (Prior et al., 2005)