Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Khảo sát quá trình chuyển hóa táo xanh Ziziphus mauritiana thành táo đen khô

Trong nghiên cứu này chúng tôi đã thực hiện việc khảo sát thời gian, nhiệt độ của quá trình ủ và chế độ sấy để tạo ra sản phẩm có sự tăng hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa v

LÊ TƯỜNG VI

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA TÁO XANH

ZIZIPHUS MAURITIANA THÀNH TÁO ĐEN KHÔ

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 8540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Cán bộ hướng dẫn khoa học : GS.TS Đống Thị Anh Đào

Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1 PGS.TS Phạm Văn Hùng Chủ tịch

2 PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt Phản biện 1

3 TS Lê Ngọc Liễu Phản biện 2

4 GS.TS Đống Thị Anh Đào Ủy viên

5 TS Nguyễn Quốc Cường Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

KỸ THUẬT HÓA HỌC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: LÊ TƯỜNG VI MSHV: 1970196

Ngày, tháng, năm sinh: 06/11/1995 Nơi sinh: TP HCM

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số : 8540101

I TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát quá trình chuyển hóa táo xanh Ziziphus mauritiana thành táo

đen khô

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tổng quan nguyên liệu táo xanh Ziziphus mauritiana và sản phẩm táo đen khô trên thị

trường

- Nêu quy trình sản xuất táo đen khô và bố trí thí nghiệm

- Khảo sát các chỉ tiêu đánh giá của nguyên liệu táo xanh

- Khảo sát thời gian và nhiệt độ ủ thích hợp để thu được sản phẩm có hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng đường khử cao nhất và tính chất cảm quan đạt yêu cầu

- Khảo sát thời gian và nhiệt độ sấy thích hợp cho sản phẩm thông qua đường cong sấy

- Đánh giá hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng đường khử và tính chất cảm quan của sản phẩm

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/09/2020

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/01/2021

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TS Đống Thị Anh Đào

Tp HCM, ngày … tháng … năm 2021

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ là một cột mốc quan trọng trong suốt quá trình học tập của em tại trường đại học Bách Khoa Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, trước hết em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Công nghệ thực phẩm – những người đã truyền đạt kiến thức

và kinh nghiệm quý báu trong suốt quãng thời gian học tập và nghiên cứu tại trường để

em có được nền tảng kiến thức như ngày hôm nay

Đặc biệt, em gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Đống Thị Anh Đào, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luận văn thạc sĩ một cách tốt nhất

Em cũng xin chân thành cảm ơn đến cô Nguyễn Thị Nguyên – giáo viên phụ trách Phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm 1 đã giúp đỡ và tạo điều kiện về cơ sở vật chất như bố trí phòng thí nghiệm, cung cấp các trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Cuối cùng, em tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè vì họ đã luôn bên cạnh ủng hộ, động viên em trong suốt quá trình em học tập tại trường và trong thời gian làm luận văn thạc sĩ, tạo điều kiện cho em vững bước trên hành trang sắp tới của mình

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Táo xanh Ziziphus mauritiana rất phổ biến ở châu Á, trong đó có Việt Nam Táo

xanh có nhiều lợi ích về mặt sức khỏe, tuy nhiên nó chỉ dùng để ăn tươi do thời gian bảo quản ngắn và chất lượng cảm quan không tốt Trong khi đó, sản phẩm táo đen khô được phổ biến rộng rãi ở Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan và nó được thực hiện qua phương

pháp sấy khô quả táo tàu Ziziphus jujuba Đối với quả táo xanh Ziziphus mauritiana thì

hiện nay chưa có nghiên cứu sử dụng phương pháp ủ nhiệt để chuyển thành táo đen khô

Vì vậy chúng tôi sẽ thực hiện nghiên cứu ‘Khảo sát quá trình chuyển hóa táo xanh

Ziziphus mauritiana thành táo đen khô’ Trong nghiên cứu này chúng tôi đã thực hiện

việc khảo sát thời gian, nhiệt độ của quá trình ủ và chế độ sấy để tạo ra sản phẩm có sự tăng hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng đường khử so với táo tươi, đồng thời sản phẩm đạt yêu cầu về độ ẩm và tính chất cảm quan Kết quả, táo tươi có độ ẩm 84,5 ± 0,32%, hàm lượng polyphenol đạt 68,7 ± 1,16mg GAE/g chất khô, hoạt tính chống oxy hóa đạt 52,6 ± 5,93mg TAE/g chất khô và hàm lượng đường khử đạt 7,42 ± 0,11% Quá trình ủ trong thời gian 144 giờ và nhiệt độ 70oC làm cho sản phẩm có hàm lượng polyphenol đạt 87,8 ± 1,67mg GAE/g chất khô, hoạt tính chống oxy hóa đạt 98,6mg TAE/g chất khô và hàm lượng đường khử đạt 12,0 ± 0,23% Sau khi ủ, sản phẩm được thực hiện quá trình sấy ở nhiệt độ 70oC trong 15 giờ Khi đó độ

ẩm sản phẩm đạt 17,1%, nằm trong khoảng độ ẩm đạt yêu cầu, từ 17% đến 20% Đồng thời, hàm lượng polyphenol đạt giá trị là 71,6 ± 1,67mg GAE/g chất khô và hoạt tính chống oxy hóa là 66,8 ± 1,69mg TAE/g chất khô Điểm cảm quan thị hiếu của sản phẩm đạt giá trị 6,22 ± 1,17, theo thang điểm 9 thì sản phẩm táo đen khô trong nghiên cứu đã nhận được sự hài lòng tương đối của người tiêu dùng Với kết quả trên, sản phẩm táo

đen khô từ táo xanh Ziziphus mauritiana sẽ là một hướng đi mới trong việc sản xuất thực

phẩm chức năng hỗ trợ chữa bệnh cho người tiêu dùng, đồng thời sản phẩm táo đen khô

sẽ được phổ biến rộng rãi ở thị trường Việt Nam

ABSTRACT

Green jujubes Ziziphus mauritiana is very popular in Asia, including Vietnam

Green jujubes have many health benefits, but they are only for fresh consumption, because of a short storage period and poor sensory quality Meanwhile, the dried black jujube product is widely popular in China, Korea, and Taiwan and it is made by drying

Ziziphus jujuba jujube For the green jujube Ziziphus mauritiana, there is currently no

research on using the heat treatment method to turn it into dried black jujube So we will

do the study ‘Investigation of the transformation of Ziziphus mauritiana green jujubes

into dried black jujubes’ In this study, we investigated the time, temperature of the incubation process and the drying regime to create products with increased polyphenol content, antioxidant activity and reduced sugar content compared to fresh jujubes, at the same time the product meets the requirements of moisture and sensory properties As a result, fresh jujubes had moisture 84,5 ± 0,32%, polyphenol content 68,7 ± 1,16mg GAE / g dry matter, antioxidant activity 52,6 ± 5,93mg TAE / g dry matter and reducing sugar content reached 7,42 ± 0,11% Incubation for 144 hours and 70oC temperature made the product with polyphenol content 87,8 ± 1,67mg GAE/g dry matter, antioxidant activity 98,6mg TAE/g dry matter and reduced sugar content reached 12,0 ± 0,23% After incubation, the product was dried at 70oC for 15 hours Then the product moisture reached 17,1%, in the range of the required humidity, from 17% to 20% At the same time, the polyphenol content reached 71,6 ± 1,67mg GAE/g dry matter and its antioxidant activity was 66,8 ± 1,69mg TAE / g dry matter The product's sense of taste score reached 6,22 ± 1,17, on a 9-point scale, the dried black jujube in the study received relative satisfaction from consumers With the above results, dried black jujube products

from Ziziphus mauritiana green jujube will be a new direction in the production of

functional foods to support sickness treatment for consumers, and dried black jujube products will be widely popular in the Vietnamese market

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân chúng tôi Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất

kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định Nếu có sai sót, chúng tôi sẽ chịu hình thức kỷ luật của nhà trường

Học viên

Lê Tường Vi

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

ABSTRACT iii

LỜI CAM ĐOAN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề: 1

2 Mục tiêu nghiên cứu: 2

3 Đối tượng – Thời gian nghiên cứu: 2

4 Phương pháp nghiên cứu: 2

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Táo xanh: 4

1.1.1 Tên gọi: 4

1.1.2 Vị trí địa lý: 6

1.1.3 Thành phần dinh dưỡng: 7

1.1.4 Một số hợp chất có hoạt tính sinh học từ táo xanh: 9

1.1.5 Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol trong táo xanh 12

1.1.6 Lợi ích của táo xanh: 14

1.2 Táo đen: 16

1.2.1 Giới thiệu về táo đen: 16

1.2.2 Lợi ích của táo đen: 17

1.3 Những biến đổi về mặt cảm quan và thành phần hóa học của táo sau quá trình chế biến: 18

1.3.1 Sự biến đổi cảm quan: 18

1.3.2 Sự biến đổi thành phần hóa học: 19

1.4 Tình hình nghiên cứu: 24

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Vật liệu, hóa chất và dụng cụ: 27

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu: 27

2.1.2 Hóa chất dùng trong thí nghiệm: 28

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị: 29

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.1 Quy trình sản xuất táo đen từ táo xanh: 30

2.2.2 Thuyết minh quy trình: 30

2.2.3 Bố trí thí nghiệm: 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 38

3.1 Khảo sát nguyên liệu: 38

3.2 Khảo sát quá trình ủ: 39

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến tính chất cảm quan, hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng đường khử: 39

3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian ủ đến độ ẩm, hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng đường khử và tính chất cảm quan: 45

3.3 Ảnh hưởng của chế độ sấy đến độ ẩm, tính chất cảm quan, hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của táo đen khô thành phẩm: 52

3.4 So sánh giữa sản phẩm của quá trình ủ và quá trình sấy về chỉ tiêu hóa lý: 57

3.5 So sánh giữa táo đen thí nghiệm và táo đen thị trường: 59

3.5.1 Đánh giá cảm quan: 59

3.5.2 So sánh về các chỉ tiêu hóa lý: 61

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

4.1 Kết luận: 63

4.2 Kiến nghị: 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 1 71

PHỤ LỤC A – CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 71

1 Xác định độ ẩm 71

2 Xác định độ tro 71

3 Xác định protein 72

4 Xác định đường khử và đường tổng 74

5 Xác định hàm lượng cellulose 76

6 Xác định polyphenol tổng 77

7 Xác định hoạt tính chống oxi hóa theo DPPH 79

PHỤ LỤC B – KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC BẢNG THỐNG KÊ 83

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây táo ta [12] 5

Hình 1.2: Táo xanh hay táo ta (Ziziphus mauritiana) 6

Hình 1.3: Các nhóm hợp chất polyphenol và đặc điểm về cấu tạo của chúng (HBA: hydroxylbenzoic acid, HCA: hydroxylcinammic acid, R1, R2, R3,R4 và R5: các nhóm chức gắn vào vòng benzene) [17] 10

Hình 1.4: Hợp chất triterpenoic acid trong táo xanh Ziziphus mauritiana 11

Hình 1.5: Một số hợp chất alkaloid trong táo xanh Ziziphus mauritiana [19] 12

Hình 1.6: Các giai đoạn hình thành gốc tự do 13

Hình 1.8: Một số sản phẩm từ táo đen khô: Táo đen khô (A), Rượu táo (B), Trà táo mật ong Hàn Quốc (C) 18

Hình 1.9: Phản ứng thủy phân saccharose với enzyme invertase 19

Hình 1.10: Phương trình thủy phân tinh bột dưới tác dụng của α – amylase 20

Hình 1.11: Phương trình thủy phân tinh bột dưới tác dụng của β, γ và iso – amylase 20

Hình 1.12: Phương trình thủy phân protein 20

Hình 1.13: Phản ứng ngưng tụ carbonylamin giữa đường và acid amin 21

Hình 1.14: Phản ứng chuyển vị amadori 22

Hình 1.15: Phản ứng phân hủy acid amin 23

Hình 1.16: Phản ứng tạo thành aldehyde và acid amin mới 23

Hình 1.17: Phản ứng ngưng tụ aldol 23

Hình 1.18: Phản ứng oxy hóa polyphenol [28] 24

Hình 2.1: Táo xanh dạng tươi sống (A) và táo xanh sau khi bảo quản ở ngoài không khí (B) và trong tủ lạnh (C) trong 4 – 5 ngày 28

Hình 2.2: Mẫu táo được ủ nhiệt sau 3 ngày (A) và 5 ngày (B) 28

Hình 2.3: Quy trình sản xuất táo đen khô từ táo xanh Ziziphus mauritiana 30

Hình 2.4: Thiết bị ủ nhiệt 31

Hình 2.5: Thiết bị sấy hồng ngoại có đối lưu không khí 32

Hình 3.1: Sự khác biệt về tính chất cảm quan giữa các mẫu táo được ủ ở nhiệt độ 60oC

(A), 70oC (B), 80oC (C) 40

Hình 3.2: Biểu đồ sự thay đổi của hàm lượng polyphenol theo nhiệt độ ủ 42

Hình 3.3: Biểu đồ sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa DPPH theo nhiệt độ ủ 43

Hình 3.4: Biểu đồ sự thay đổi hàm lượng đường khử theo nhiệt độ ủ 44

Hình 3.5: Sự thay đổi về màu sắc và trạng thái của táo tươi (A) và táo được ủ nhiệt trong 24 giờ (B), 48 giờ (C), 72 giờ (D), 96 giờ (E), 120 giờ (F), 144 giờ (G) và 168 giờ (H) 46

Hình 3.6: Biểu đồ sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ủ ở nhiệt độ 70oC 47

Hình 3.7: Biểu đồ sự thay đổi hàm lượng polyphenol theo thời gian ủ ở nhiệt độ ủ 70oC 49

Hình 3.8: Biểu đồ sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa theo thời gian ủ ở nhiệt độ ủ 70oC 50

Hình 3.9: Biểu đồ sự thay đổi hàm lượng đường khử theo thời gian ủ ở nhiệt độ ủ 70oC 52

Hình 3.10: Đường cong thể hiện mối quan hệ giữa thời gian, nhiệt độ sấy đến độ ẩm của táo đen 54

Hình 3.11: Mẫu táo sấy ở nhiệt độ 60oC (A), 70oC (B) và 80oC (C) 55

Hình 3.12: Sự thay đổi hàm lượng polyphenol theo nhiệt độ và thời gian sấy 56

Hình 3.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đối lưu đến hoạt tính chống oxy hóa 57

Hình 3.14: Tính chất cảm quan giữa táo đen thí nghiệm (A,C) và táo đen trên thị trường (B,D) 59

Hình 3.15: Điểm cảm quan thị hiếu giữa táo đen thí nghiệm (A) và táo đen trên thị trường (B) 60

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng phân loại khoa học về Chi Táo ta [9] 4

Bảng 1.2: Bảng thành phần dinh dưỡng của táo xanh [6], [8] 7

Bảng 1.3: Thành phần quan trọng của hạt táo xanh Ziziphus mauritiana [15] 8

Bảng 1.4: Hàm lượng khoáng có trong hạt táo xanh Ziziphus mauritiana [15] 8

Bảng 1.5: Thành phần hợp chất phenolic trong táo xanh [16] 9

Bảng 2.1: Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm 28

Bảng 2.2: Thí nghiệm khảo sát nhiệt độ ủ 33

Bảng 2.3: Thí nghiệm khảo sát thời gian ủ 34

Bảng 2.4: Thí nghiệm khảo sát chế độ sấy 35

Bảng 3.1: Chiều cao và đường kính của các quả táo tươi 38

Bảng 3.2: Một số thành phần trong nguyên liệu táo xanh 38

Bảng 3.3: Chỉ tiêu hóa lý giữa táo sau khi ủ và sấy 57

Bảng 3.4: Chỉ tiêu hóa lý giữa táo đen thí nghiệm và táo đen trên thị trường 61

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DNA Deoxylribonucleic acid

DNS 3,5 – dinitrosalicylic acid

DPPH 1,1 – diphenyl – 2 – picrylhydrazyl

GAE Gallic Acid Equivalent – Đương lượng acid gallic

HBA Hydroxylbenzoic acid

HCA Hydroxylcinammic acid

TPC Total Polyphenol Content – Tổng hàm lượng polyphenol TAE Trolox Equivalent – Đương lượng Trolox

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề:

Táo xanh Ziziphus mauritiana hay còn gọi là táo ta là một loại trái cây phổ biến ở

toàn thế giới nhưng nơi trồng chủ yếu là ở các nước châu Á, trong đó có Việt Nam Tỉnh Ninh Thuận là nơi trồng táo xanh nhiều nhất tại Việt Nam Táo xanh được mọi người ưa chuộng vì nó được dùng để tráng miệng Không chỉ vậy, nó còn mang lại những lợi ích

về mặt sức khỏe Đã có những nghiên cứu trong nước và nước ngoài chứng minh được những lợi ích tuyệt vời của táo xanh Một trong những lợi ích đó chính là chống oxy hóa [1], chống ung thư [2], kháng khuẩn [3], ngăn ngừa bệnh tiêu chảy [4], ngăn ngừa chứng tổn thương gan [5], Nguyên nhân dẫn đến lợi ích trên là do trong táo xanh có những chất dinh dưỡng quan trọng và thiết yếu như polysaccharide, flavonoid, vitamin C, polyphenol, [6] Chúng đều là những chất chống oxy hóa mạnh, từ đó làm ngăn sự hình thành gốc tự do tấn công làm tổn thương tế bào Theo T.K.Koley và cộng sự (2011), hàm lượng phenol tổng trong các giống táo xanh từ 172 đến 328,6mg GAE/100g, hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH dao động từ 15,18 đến 29,69µmol Trolox/g [1]

Tuy lợi ích của táo xanh là vậy, nhưng nó có nhược điểm là chỉ dùng để ăn tươi sống nên không phát triển trồng trọt để tăng năng suất Nguyên nhân là do táo xanh tươi

có thời gian bảo quản ngắn, chỉ có 5 ngày, sau thời gian đó thì chất lượng táo sẽ giảm dần [7] Vì vậy, các nhà sản xuất đang nghiên cứu những phương pháp để tạo ra sản phẩm

từ táo xanh với mục đích làm tăng thời gian bảo quản, từ đó làm tăng giá trị kinh tế lên cao Một trong những sản phẩm đó là táo đen khô Táo đen khô là sản phẩm phổ biến ở các nước vùng Đông Á như Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, và rất được nhiều người ở quốc gia

đó yêu thích Lợi ích tuyệt vời của sản phẩm táo đen khô là dùng để chữa bệnh theo phương pháp Đông Y, cũng như tạo sản phẩm phục vụ cho nhu cầu của con người về mặt cảm quan

như rượu táo, nước táo, Tuy nhiên, chúng chỉ được chế biến từ táo tàu Ziziphus jujuba Đối với sản phẩm táo đen khô được làm từ táo xanh Ziziphus mauritiana ở Việt Nam thì

không phổ biến rộng rãi

Vì vậy, đề tài nghiên cứu ‘Khảo sát quá trình chuyển hóa táo xanh Ziziphus mauritiana thành táo đen khô’ sẽ được thực hiện với mong muốn sản phẩm táo đen khô

sẽ phát triển rộng rãi trên thị trường Việt Nam, từ đó tạo thành sản phẩm thực phẩm có chức năng phòng ngừa và hỗ trợ điều trị một số bệnh cho người

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Xác định điều kiện nhiệt độ và thời gian thúc đẩy phản ứng sinh hóa và hóa học

xảy ra trong táo xanh Ziziphus mauritiana để tạo thành sản phẩm táo đen khô có sự tăng

hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng đường khử so với nguyên

liệu táo tươi, đồng thời đảm bảo độ ẩm và tính chất cảm quan của táo đen đạt yêu cầu

3 Đối tượng – Thời gian nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: táo xanh được thu mua tại vườn táo Ba Mọi ở tỉnh Ninh Thuận, đưa về thành phố Hồ Chí Minh trong thùng giấy ở nhiệt độ 22 – 25oC, trong 7 giờ và sau đó bảo quản trong tủ mát nhiệt độ 10 – 15oC để làm thí nghiệm trong 3 ngày Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm 1, Trường đại học Bách Khoa, đại học Quốc gia TPHCM

Thời gian nghiên cứu: tháng 09/2020 – tháng 01/2021

4 Phương pháp nghiên cứu:

Trên cơ sở nghiên cứu về quá trình chế biến tạo sản phẩm táo đen từ táo xanh

Ziziphus mauritiana, đề tài tiến hành thực hiện trên cùng một nguyên liệu Trình tự các

bước thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với các nhân tố khác nhau được lặp lại 3 lần Các bước tiến hành được trình bày cụ thể như sau:

➢ Bước 1: Khảo sát nguyên liệu táo xanh

Các chỉ tiêu cần đánh giá bao gồm:

- Hàm lượng protein

- Hàm lượng tro

➢ Bước 3: Khảo sát chế độ sấy, bao gồm thời gian sấy và nhiệt độ sấy

Chỉ tiêu cần đánh giá: Tính chất cảm quan, độ ẩm, hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm táo đen khô

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Với kết quả quy trình sản xuất sản phẩm táo đen khô từ táo xanh Ziziphus mauritiana có hàm lượng polyphenol, hoạt tính các chất chống oxy hóa cao và tính chất

cảm quan đạt yêu cầu, góp phần tăng giá trị sử dụng và thời gian bảo quản của nguyên liệu và sản phẩm từ táo xanh, đồng thời tăng cường việc hỗ trợ sức khỏe cho người sử dụng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1.1 Tên gọi:

Táo xanh hay táo ta có tên khoa học là Ziziphus mauritiana, thuộc về họ táo

Rhamnaceae, là loại cây ăn quả của vùng nhiệt đới Cây có thể lớn rất nhanh và đạt tuổi thọ 25 năm Cây thân gỗ, cao từ 1,3 ÷ 2m, một số cây có thể phát triển và cao từ 3 ÷ 9m Thân cây mọc thẳng, tán tỏa rộng và có lông phủ bên ngoài Cành có các gai nhỏ, sắc và thẳng [8]

Bảng 1.1: Bảng phân loại khoa học về Chi Táo ta [9]

và phát triển tốt ở những vùng có nhiệt độ tối đa từ 39 ÷ 42°C, có khi chịu được nhiệt

độ cao tới 49 ÷ 50°C [10]

Ở Việt Nam, thời vụ trồng táo ta tốt nhất là vào cuối mùa mưa, thường là vào tháng

11 – tháng 12 Vì lúc này trời ấm, sang mùa xuân năm sau cây phát triển nhanh chóng Ngoài ra, táo ta được trồng vào đầu mùa xuân cũng tốt Nhiệt độ thích hợp để táo ta phát triển là từ 25 ÷ 32oC và cần nhiều ánh sáng Táo có thể sống ở nhiều loại đất nhưng thích

hợp nhất là đất thịt pha cát, phù sa ven sông, đủ ẩm, có pH từ 5 ÷ 7 Bộ rễ phát triển mạnh, ăn sâu nên chống bão và gió tốt [11]

Hình 1.1: Cây táo ta [12]

Lá cây mọc so le, phiến lá hình trứng, chiều dài khoảng 2 ÷ 6,5cm và rộng từ 1,5

÷ 4cm Khác với táo tàu, lá táo ta được phủ lông màu trắng hoặc màu nâu ở cuống và mặt dưới Mặt trên lá có màu xanh lục thẫm, gân lá hiện rõ và bề mặt bóng, xung quanh mép có các răng cưa sắc nhọn [12] Cây có hoa màu vàng nhạt, mỗi hoa có 5 cánh và mọc thành từng cụm [12] Quả có hạt (quả hạch), hình oval hoặc hình cầu, vỏ mỏng, khi sống vỏ có màu xanh lục nhạt nhưng khi chín thì vỏ chuyển sang màu vàng Kích thước

và hình dạng quả phụ thuộc vào các giống khác nhau trong tự nhiên cũng như loại được trồng Khi chín, quả được dùng để ăn sống, ngâm rượu hay sử dụng để làm đồ uống [12]

Hình 1.2: Táo xanh hay táo ta (Ziziphus mauritiana) 1.1.2 Vị trí địa lý:

Táo xanh Ziziphus mauritiana (táo ta) được trồng chủ yếu ở Ấn Độ, vì vậy tên tiếng Anh của nó là Indian jujube Tuy nhiên, nguồn gốc của loài táo này lại là ở tỉnh Vân

Nam của Trung Quốc, sau đó lan rộng đến Afghanistan, Malaysia và Queensland, Australia Nó được đưa vào Guam khoảng năm 1850 nhưng không thường được trồng ở

đó Nhiều loài táo ta nằm rải rác ở các vùng khô hạn hơn ở Tây Ấn, Bahamas, Colombia, Venezuela, Guatemala, Belize và nam Florida Ở Barbados, Jamaica và Puerto Rico, cây được tự nhiên hóa và tạo thành những bụi rậm ở những khu vực hoang mạc [8]

Ngoài ra, táo ta cũng được trồng trên các vùng đất biên giới ở một số nước châu Phi Những đồn điền lớn hoặc nhỏ của táo ta thì tồn tại ở Afghanistan, Iran, Syria, Myanma, Australia, Hợp chủng quốc Hoa Kỳ và Nga [1]

Táo xanh ở Việt Nam thuộc táo ta Nơi trồng táo ta nhiều nhất Việt Nam là tỉnh

Ninh Thuận, ngoài ra còn trồng rải rác ở một số tỉnh thành khác Một số giống táo ta phổ biến ở Việt Nam có thể kể đến như táo Gia Lộc (Hải Dương), táo Thiện Phiến ngọt, táo Thiện Phiến chua (cả hai loại táo Thiện Phiến đều được trồng ở vùng Thiện Phiến của tỉnh Hưng Yên) [13], táo gió Ninh Thuận [7], táo Bàng La (quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng), [14] Đặc điểm chung của quả táo ở các vùng nói trên là hình oval hoặc hình

cầu, màu xanh vàng nhạt, vị ngọt chua nhẹ, giòn Tuy nhiên, tùy theo đặc điểm khí hậu, điều kiện tự nhiên của từng vùng miền mà đặc điểm của táo ta là khác nhau

1.1.3 Thành phần dinh dưỡng:

Trong quả táo xanh Ziziphus mauritiana (táo ta) chứa khoảng từ 81,6 ÷ 83% nước

Thành phần đường chủ yếu trong táo xanh là saccharose, galactose, fructose và glucose Ngoài ra, táo xanh còn chứa các vi chất dinh dưỡng, chẳng hạn các vitamin A, C, E, K, nhóm B và các khoáng chất như calci, phospho, sắt, mangan, maggie, kẽm, [6] Đặc biệt, táo xanh rất giàu vitamin C, đây cũng chính là một trong những chất chống oxy hóa mạnh, góp phần làm tăng cường sức đề kháng Theo nghiên cứu của S.Pareek và cộng

sự (2009), hàm lượng vitamin C trong táo xanh trong khoảng từ 65,8 ÷ 76mg/100g nguyên liệu [6] , cao hơn so với vitamin C trong cam, quýt Thành phần dinh dưỡng của táo xanh được thể hiện trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Bảng thành phần dinh dưỡng của táo xanh [6], [8]

Táo xanh Ziziphus mauritiana

Giá trị dinh dưỡng cho mỗi 100g táo xanh (tính theo nguyên liệu tươi)

Bảng 1.3: Thành phần quan trọng của hạt táo xanh Ziziphus mauritiana [15]

Bảng 1.4: Hàm lượng khoáng có trong hạt táo xanh Ziziphus mauritiana [15]

1.1.4 Một số hợp chất có hoạt tính sinh học từ táo xanh:

Theo một số nghiên cứu, táo xanh có rất nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học Cụ thể, táo xanh chứa nhiều hợp chất phenolic acid quan trọng như acid p – hydroxylbenzoic, caffeic, ferulic, [6] Ngoài ra, theo nghiên cứu của M.Muchuweti và cộng sự (2005), trong táo xanh còn chứa cả acid gallic, vanilic, quercetin – 3 – galactose, (trong đó quercetin là một hợp chất nằm trong nhóm flavonoids dưới dạng flavonol) [16] Những hợp chất phenolic acid trong táo xanh được thể hiện ở trong bảng 1.3 Không chỉ vậy, táo xanh còn chứa các acid hữu cơ như acid citric, acid malonic và acid malic [6], [16]

Bảng 1.5: Thành phần hợp chất phenolic trong táo xanh [16]

p – Coumaric acid Không xác định 19,28

➢ Hợp chất triterpenoic acids: bao gồm nhiều hợp chất acid khác nhau, trong đó acid

betulonic acid còn có hoạt tính chống viêm và kháng khuẩn [19] Ngoài ra, trong

vỏ và hạt của táo xanh đều chứa phosphatidylcholine, phosphatidylglycerol và các acid béo như acid linoleic, oleic và stearic [19]

Hình 1.4: Hợp chất triterpenoic acid trong táo xanh Ziziphus mauritiana

➢ Hợp chất alkaloids: Hơn 150 alkaloid dạng peptide mạch vòng đã được phân lập từ

các giống táo Ziziphus khác nhau, các alkaloid được phân lập từ táo xanh Ziziphus mauritiana bao gồm: nhóm mauritine (đi từ A đến K), nhóm nummularine (đi từ A

đến T), sativanine K, daechuine S, jubanine A và B, scutianine D Theo một số nghiên cứu thì các alkaloid peptide mạch vòng được tìm thấy có tác dụng an thần, kháng khuẩn, hạ đường huyết, chống co thắt, chống nhiễm trùng, hỗ trợ điều trị đái tháo đường, lợi tiểu, giảm đau, chống co giật và chống viêm [19]

Hình 1.5: Một số hợp chất alkaloid trong táo xanh Ziziphus mauritiana [19] 1.1.5 Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol trong táo xanh:

Trong xã hội hiện nay, vấn đề sức khỏe đang là vấn đề đặt ra hàng đầu Gần đây, với sự cải thiện chất lượng cuộc sống và thay đổi môi trường, sự quan tâm đến sức khỏe

đã tăng lên Một trong những vấn đề đó chính là hiện tượng lão hóa và các bệnh ung thư, tiểu đường, tim mạch, tăng huyết áp, đối với người lớn tuổi Nguyên nhân quan trọng nhất gây ra các bệnh nêu trên là do ở người lớn tuổi, tế bào bị thoái hóa Sự thoái hóa tế bào đó là kết quả của việc thải ra quá nhiều năng lượng trong quá trình trao đổi chất của cơ thể, dẫn đến sản sinh quá nhiều gốc tự do trong tế bào Cơ chế hình thành gốc tự do trong phản ứng oxy hóa trong tế bào: Bao gồm nhiều giai đoạn (được ghi trong hình 1.6)

Hợp chất cyclopeptide alkaloid gồm hệ thống 4 amino acid và 13 vòng cacbon

Nhóm chức

Hợp chất cyclopeptide alkaloid gồm hệ thống 5 amino acid và 13 vòng cacbon

Nhóm chức

Thành phần polyphenol của táo xanh có thể kể đến như hợp chất acid phenolic (acid p – hydroxylbenzoic, caffeic, ferulic, ), flavonoids,

Cơ chế chống oxy hóa của hợp chất polyphenol: Theo M.Leopoldini và cộng sự (2011), quá trình chống oxy hóa của các hợp chất phenolic có thể diễn ra theo 3 cơ chế như sau:

➢ Cơ chế vận chuyển nguyên tử Hydro:

R* + ArOH → RH + ArO*

Trong cơ chế này, nguyên tử Hydro của hợp chất chống oxy hóa sẽ bắt cặp với gốc

tự do R* để trung hòa gốc tự do, tạo thành hợp chất RH nhờ quá trình phân ly liên kết O – H Hoạt tính của chất chống oxy hóa được quyết định bởi năng lượng phân ly O – H

➢ Cơ chế vận chuyển một electron và chuyển một proton:

R* + ArOH → R– + ArOH+*→ RH + ArO*

Cơ chế này bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn tách electron cho chất chống oxy hóa

để tạo thành ArOH+* và giai đoạn trao đổi proton H+ Khi đó, năng lượng ion hóa và năng lượng tách proton càng nhỏ thì hoạt tính kháng oxy hóa càng cao

➢ Cơ chế chuyển electron và mất proton:

1.1.6 Lợi ích của táo xanh:

Do táo xanh chứa hàm lượng vitamin C, hợp chất flavonoid, polysaccharide và các chất chống oxy hóa khác, cũng như các thành phần khoáng như calci, maggie, phospho, sắt, nên sử dụng táo xanh sẽ tốt cho sức khỏe, ngăn ngừa bệnh tật, lão hóa Cụ thể:

- Táo xanh có tác dụng hỗ trợ phòng ngừa ung thư rất tốt, do hàm lượng các chất nêu trên đã ngăn cản sự tấn công của gốc tự do lên tế bào, ngăn chặn sự hình thành khối u gây nên ung thư [2]

- Nghiên cứu của T.Mishra và cộng sự (2010) cho thấy dịch trích từ hạt của táo xanh có tác dụng tăng cường biểu hiện chức năng của tế bào miễn dịch, làm điều hòa hệ miễn dịch [21]

- Nghiên cứu của E.E.Jarald và cộng sự (2009) đã đưa ra hoạt tính chống bệnh đái tháo đường của dịch trích táo xanh trong các dung môi khác nhau như ether, acetone, ethanol, nước, đối với chuột bị tăng đường huyết do tăng quá nhiều lượng glucose trong máu, từ đó khôi phục các thông số sinh hóa trở về mức bình thường [22]

- Nghiên cứu của D.Dahiru và cộng sự (2006) cho thấy dịch trích từ rễ của táo xanh

có tác dụng chống tiêu chảy đối với loài gặm nhắm [4] Ngoài ra, D.Dahiru và cộng sự (2010) cũng đã nghiên cứu về khả năng ức chế độc tính của dịch chiết táo xanh trên gan do chất độc carbon tetrachloride ở chuột đực [5]

- Táo xanh được dùng để hỗ trợ điều trị bệnh gout và viêm khớp mãn tính, ngăn cản sự hình thành acid uric, có tác dụng tăng lực cho cơ thể [23]

- Những người mắc chứng suy giảm trí nhớ, bệnh Adzheimer thì sử dụng táo xanh giúp giảm đi bệnh thần kinh, làm giảm căng thẳng, lo lắng và giúp ngủ ngon.[23]

- Táo xanh giúp cho xương và răng chắc khỏe, ngăn ngừa bệnh loãng xương, xốp xương cũng như những bệnh về răng Nguyên nhân là do vitamin C trong táo xanh giúp thúc đẩy việc sinh tổng hợp collagen, đồng thời việc hấp thu calci, phospho, maggie làm quá trình xương hóa diễn ra từ đó tăng liên kết ngang của collagen trong xương và răng, Ngoài ra, táo xanh còn làm cho da trở nên mịn màng, ngăn ngừa hiện tượng lão hóa da [23]

- Ở những người bị thiếu máu, do cơ thể thiếu các vitamin cũng như chất khoáng nên giảm đi hàm lượng hemoglobin đáng kể, do đó ăn táo xanh sẽ ngăn ngừa tình trạng thiếu máu [23]

- Đối với hệ tiêu hóa: táo xanh làm tăng cảm giác ngon miệng, không chỉ vậy nó còn ngăn ngừa chứng táo bón, đau dạ dày (do chứa thành phần acid chlorogenic

- Nghiên cứu của M.E.Abalaka và cộng sự (2010) chỉ ra rằng lá của táo xanh có tác dụng kháng khuẩn, chống lại những vi sinh vật có hại, nhờ vậy mà tránh nhiễm trùng về đường tiết niệu, dạ dày ở trẻ em cũng như viêm màng não [3], ngoài ra chúng cũng có thể giúp giảm sốt và hen suyễn [24]

1.2 Táo đen:

1.2.1 Giới thiệu về táo đen:

Sản phẩm táo đen khô được bày bán chủ yếu ở Trung Quốc, Hàn Quốc, , có hình dạng nhỏ, vỏ màu đen, nhăn nheo, mềm dẻo, trông tương tự như quả chà là Ruột màu nâu vàng và chắc Táo đen khô có nguồn gốc từ Trung Quốc, do đó, tên tiếng Anh là

Chinese date hoặc Chinese jujube [25] Táo đen khô được chế biến chủ yếu từ táo Ziziphus jujuba hay còn gọi là táo tàu, theo phương pháp sấy đối lưu [25] Còn táo xanh Ziziphus mauritiana (táo ta) ở Việt Nam và một số quốc gia khác như Ấn Độ, các quốc

gia châu Phi, thì chủ yếu được dùng để ăn tươi sống, do đó sản phẩm táo đen khô được chế biến từ táo xanh loại này không được phổ biến rộng rãi

1.2.2 Lợi ích của táo đen:

Táo đen khô được sử dụng trong y học truyền thống của người Trung Quốc, Triều Tiên, Hàn Quốc, Nhật Bản Theo nghiên cứu của Đông y, táo đen khô có tác dụng bổ tỳ

vị, lợi khí, sinh tân dịch, cường lực, bổ huyết, an thần, giải độc dược, Ngoài ra, táo đen khô còn điều trị bệnh tiêu chảy, kém ăn, hồi hộp, suy nhược cơ thể, bồn chồn khó ngủ, lở loét ngoài da, táo bón, nghẹt mũi… [26]

Theo một số nghiên cứu hiện đại thì táo đen khô có lợi ích như sau:

- Ngăn ngừa, hỗ trợ điều trị ung thư: Vitamin C, acid triterpenoic và polysaccharide trong táo đen có khả năng ức chế, tiêu diệt khối u, ngăn chặn không cho khối u lan rộng dẫn đến ung thư [26]

- Tác dụng trên hệ tim mạch: Táo đen cung cấp nhiều kali giúp ổn định huyết áp, phòng chống các bệnh lý về tim mạch. [26]

- Đối với hệ tiêu hóa: Saponin, triterpernoid và chất xơ có tác dụng ngăn ngừa táo bón, tăng cường hấp thu các chất dinh dưỡng và cải thiện sức khỏe đường ruột [26]

- Đối với hệ tuần hoàn: Sắt và phospho làm tăng sản xuất tế bào hồng cầu, kích thích lưu thông tuần hoàn máu trong toàn bộ cơ thể Ngoài ra, các hợp chất alkaloid và triterpenoid còn giúp thanh lọc máu [26]

- Kháng khuẩn, chống virus: Flavonoid và vitamin C có đặc tính kháng khuẩn, chống lại virus xâm nhập vào cơ thể [26]

- Đối với hệ miễn dịch: Chất polysaccharide có khả năng trung hòa các gốc tự do, làm chậm tiến trình oxy hóa trong cơ thể, qua đó cải thiện chức năng hoạt động của hệ miễn dịch [26]

Ngoài việc sử dụng trong y học, táo đen cũng được dùng để làm mứt táo hoặc làm trà táo Tại Malaysia, Singapore, Trung Quốc và Đài Loan, xi rô trà ngâm đường chứa

táo được chứa trong các chai lọ thủy tinh, còn trà táo đóng hộp hay đóng túi giấy cũng

có sẵn Mặc dù không phổ biến, nhưng rượu táo cũng được sản xuất [10]

Hình 1.8: Một số sản phẩm từ táo đen khô: Táo đen khô (A), Rượu táo (B), Trà

táo mật ong Hàn Quốc (C)

trình chế biến:

1.3.1 Sự biến đổi cảm quan:

Màu sắc: Trong quá trình chế biến, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, phản ứng Mailard xảy ra, dẫn đến sự thay đổi cường độ màu của táo, từ màu xanh chuyển sang màu nâu vàng và thời gian ủ kéo dài thì táo chuyển tiếp thành màu đen

Vị: Táo đen có vị ngọt hơn táo xanh

Mùi: Phản ứng Mailard xảy ra trong quá trình chế biến ở nhiệt độ cao làm cho táo

có mùi thơm đặc trưng

Trạng thái: Trong quá trình ủ nhiệt, nước trong nguyên liệu táo xanh tham gia phản ứng thủy phân, làm sản phẩm có độ mềm dẻo nhất định Tuy nhiên, nếu thời gian quá dài thì độ ẩm giảm đi, quả sẽ bị khô cứng, ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của sản phẩm

1.3.2 Sự biến đổi thành phần hóa học:

Trong quá trình chế biến thành táo đen khô, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, một số phản ứng sinh hóa và hóa học xảy ra, làm cho các thành phần hóa học trong táo xanh bị biến đổi Phản ứng quan trọng nhất trong quá trình chuyển hóa táo đen khô từ táo xanh

là phản ứng thủy phân, phản ứng Mailard và phản ứng oxy hóa polyphenol

1.3.2.1 Phản ứng thủy phân:

Dưới tác dụng của enzyme protease, cellulase, amylase, , thành phần tinh bột, saccharose và protein trong táo xanh chuyển dần thành đường khử (glucose, fructose) và các acid amin

➢ Thủy phân saccharose bằng enzyme invertase: phản ứng thủy phân saccharose có xúc tác là enzyme invertase, xảy ra ở nhiệt độ cao, tạo ra glucose và fructose Đây

là phản ứng nghịch đảo đường, dùng để làm tăng vị ngọt và tăng độ hòa tan của đường

Hình 1.9: Phản ứng thủy phân saccharose với enzyme invertase

➢ Thủy phân tinh bột bằng enzyme amylase: quá trình thủy phân tinh bột diễn ra theo 3 giai đoạn: hồ hóa, dịch hóa và đường hóa Enzyme amylase xúc tác quá trình thủy phân ở giai đoạn dịch hóa và đường hóa

- Dịch hóa: xảy ra dưới xúc tác của enzyme α – amylase ở nhiệt độ 60 ÷ 70oC, làm giảm độ nhớt tinh bột và tạo α – dextrin, maltose và glucose [27]

Hình 1.10: Phương trình thủy phân tinh bột dưới tác dụng của α – amylase

- Đường hóa: xảy ra dưới xúc tác của enzyme β, γ và iso – amylase ở nhiệt độ 50÷ 60oC, độ nhớt tinh bột ít giảm và tạo ra β – dextrin, maltose, glucose [27]

Hình 1.11: Phương trình thủy phân tinh bột dưới tác dụng của β, γ và iso –

amylase

➢ Thủy phân protein bằng enzyme protease: phản ứng thủy phân dưới tác động của enzyme protease ở nhiệt độ 50 ÷ 60oC, đầu tiên tạo ra sản phẩm dạng polypeptide, sau đó tiếp tục thủy phân ra các peptide mạch ngắn, peptone và cuối cùng tạo ra các acid amin [27]

Hình 1.12: Phương trình thủy phân protein

➢ Thủy phân pectin bằng enzyme pectinase: Táo xanh tươi có trạng thái cứng, giòn

là do trong táo tươi có chứa thành phần pectin Pectin là những polysaccharide chứa α – (1 – 4) polygalacturonic acid Nhờ enzyme pectinase mà sản phẩm trở nên mềm hơn Enzyme pectinase hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ 40 ÷ 50oC Sản phẩm của quá trình thủy phân pectin là các hợp chất acid galacturonic, galactose, methanol [27]

1.3.2.2 Phản ứng Mailard:

Phản ứng xảy ra ở đường khử (glucose, fructose) và các acid amin hình thành sau phản ứng thủy phân tinh bột, saccharose và protein, tạo ra các hợp chất dạng N – glycoside Phản ứng này bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau:

- Giai đoạn đầu: bao gồm các phản ứng ngưng tụ carbonylamin, chuyển vị

Amadori, tạo thành furfurol và ozone, phân hủy đường, phân hủy amin,

+ Phản ứng ngưng tụ carbonylamin: xảy ra giữa nhóm – NH của nhóm amin và nhóm – CO của đường khử, ở đây chọn là glucose Sản phẩm tạo thành là glucosylamin

Hình 1.13: Phản ứng ngưng tụ carbonylamin giữa đường và acid amin + Phản ứng chuyển vị tạo hợp chất Amadori hoạc Heyns: Khi ở nhiệt độ cao thì glucosyamin bị đồng phân hóa hay còn gọi là sự chuyển vị nội phân Amadori,

sản phẩm tạo thành là 1 – amin – 1 – deoxyl – 2 – ketose Sản phẩm này có khả năng phản ứng và là chất khởi đầu để tạo thành polymer có màu sẫm gọi là melanoidin Tuy nhiên hợp chất Amadori chỉ hình thành đối với đường glucose Đối với đường fructose thì sản phẩm chuyển vị không phải là hợp chất Amadori

mà là hợp chất Heyns (2 – amin – 2 – deoxylaldose) [27]

Hình 1.14: Phản ứng chuyển vị amadori + Sau khi có sản phẩm chuyển vị Amadori thì sản phẩm này sẽ tách nước tạo thành Base Schiff của hydroxylmethylfurfural hoặc furfural Ngoài ra, còn có bước tạo ra hợp chất khử có nhóm endiol tên là reductone, có 6 nguyên tử carbon + Phân hủy đường: Một trong những giai đoạn trung gian của phản ứng tạo melanoidin là sự phân hủy đường từ sản phẩm chuyển vị Amadori để tạo thành các sản phẩm khác nhau: triozoreductone, aldehyde pyruvide, acetone, Một số chất tạo thành khi phân hủy đường có mùi và vị dễ chịu

+ Phân hủy các hợp chất amin: Sản phẩm chuyển vị Amadori có thể kết hợp với acid amin tạo ra CO2 và H2O, cùng với Base Schiff (Hình 1.15) Base Schiff tạo thành bị thủy phân thành aldehyde và hợp chất amin Chính hợp chất amin này sẽ cho các sản phẩm chứa nitơ có màu nâu Còn aldehyde được tạo thành trong phản ứng này và nó có ít hơn một nguyên tử C so với acid amin đã tham gia phản ứng với hợp chất Amadoni

Hình 1.15: Phản ứng phân hủy acid amin

Hình 1.16: Phản ứng tạo thành aldehyde và acid amin mới

- Giai đoạn cuối: chủ yếu là hai phản ứng sau:

+ Phản ứng ngưng tụ aldol tạo thành polymer màu nâu không chứa nitơ

+ Phản ứng trùng hợp aldehydeamin tạo thành các hợp chất nitơ dị vòng

Hình 1.17: Phản ứng ngưng tụ aldol Giai đoạn cuối cùng của phản ứng Mailard sẽ tạo nên các polymer không no tan trong nước, sau đó là các polymer không no và không hòa tan được trong nước, nhưng đều có màu nâu đậm, gọi là melanoidin Melanoidin tạo vị đắng cho sản phẩm [27]

1.3.2.3 Phản ứng oxy hóa polyphenol bởi enzyme polyphenol oxidase:

C

O

H+ HCH2 C

Theo một số nghiên cứu, trong táo xanh có chứa các hợp chất polyphenol quan trọng và enzyme polyphenol oxydase Trong quá trình ủ nhiệt, dưới tác dụng của enzyme polyphenol oxydase, quá trình này xảy ra 2 giai đoạn Đầu tiên là hydroxyl hóa vị trí ortho (vị trí liền kề với nhóm hydroxyl có sẵn trong hợp chất polyphenol) để tạo thành hợp chất ortho – diphenol, sau đó ortho – diphenol bị oxy hóa tạo thành hợp chất ortho – quinone Cuối cùng hợp chất quinone tham gia phản ứng trùng hợp, trùng ngưng để tạo thành melanin Đây là hợp chất quan trọng để tạo màu nâu đen cho sản phẩm Tuy nhiên, nếu phản ứng oxy hóa polyphenol tiếp tục xảy ra thì hợp chất polyphenol trong sản phẩm sẽ giảm xuống, làm cho hoạt tính chống oxy hóa của nó cũng bị mất [28]

Hình 1.18: Phản ứng oxy hóa polyphenol [28]

1.4 Tình hình nghiên cứu:

Theo nghiên cứu của J.W.Li và cộng sự (2005), các loài Ziziphus (họ Rhamnaceae)

được sử dụng rộng rãi làm thuốc chủ yếu ở các nước châu Á, đặc biệt là ở Đài Loan và Trung Quốc để điều trị dị ứng, táo bón, tiểu khó, trầm cảm, viêm phế quản mãn tính, mất ngủ và các bệnh về gan [29] Còn nghiên cứu của M.E.Abalaka và cộng sự (2010) cũng

cho thấy táo ta Ziziphus mauritiana có khả năng kháng khuẩn đối với một số vi khuẩn

gây bệnh [3] Không chỉ có vậy, hạt của táo ta được trích ly trong nước – ethanol có khả năng chống lại các dòng tế bào ung thư khác nhau cũng như khối u cổ trướng ở chuột [2] Ngoài ra táo xanh còn có một số lợi ích khác đã được liệt kê ở phần 1.1.6 Tuy nhiên, nhược điểm của táo xanh là chủ yếu được dùng dưới dạng tươi sống do thời gian bảo quản ngắn, sau khoảng 1 tuần thì bị hư hỏng, chất lượng cảm quan giảm Vì

vậy, các nhà nghiên cứu tìm ra giải pháp để tăng thời gian bảo quản, một trong các giải pháp nêu trên là chế biến thành sản phẩm táo đen khô Sản phẩm táo đen khô rất phổ biến ở các quốc gia vùng Đông Á như Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan, chủ yếu được làm từ táo tàu đỏ, thông qua phương pháp ủ, sấy đối lưu Trong đó, phương pháp ủ nhiệt được thực hiên dựa trên phương pháp ủ tỏi đen từ tỏi tươi của Hàn Quốc và Nhật Bản để làm tăng cường hương vị và tạo ra hợp chất chống oxy hóa cao trong tỏi đen Nghiên cứu của J.S.Kim và cộng sự (2013) đã chứng minh rằng quá trình ủ tỏi đen nhiều giai đoạn đã làm tăng hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của tỏi đen so với tỏi trắng Cụ thể, hàm lượng polyphenol trong tỏi tươi là 105,73mg GAE/kg, sau quá trình ủ ở 5 giai đoạn (nhiệt độ và độ ẩm khác nhau) thì hàm lượng này tăng từ 412,36mg GAE/kg đến 982,14mg GAE/kg [30]

Chính vì sự ưu việt của quá trình này, vào năm 2013, nhà nghiên cứu người Hàn Quốc J.E.Kim và cộng sự đã áp dụng công nghệ nói trên để thực hiện quá trình ủ lão hóa nhanh táo tàu đỏ ở nhiệt độ 80oC để tạo ra sản phẩm táo đen khô có hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng polyphenol cao hơn so với táo đỏ, đồng thời tăng vị ngọt của táo đen khô Cụ thể, hàm lượng polyphenol của táo đen sau khi ủ ở 72 giờ đạt giá trị 13,79 ± 0,57mg/g, cao hơn táo đen sau khi ủ ở 0 giờ (7,74 ± 0,42mg/g), không chỉ vậy hoạt tính chống oxy hóa ở thời gian ủ 72 giờ cao hơn ở thời gian 0 giờ, thể hiện ở giá trị IC50 giảm xuống từ 1mg/mL xuống còn 0,54 ± 0,02mg/mL Không chỉ vậy, hàm lượng đường glucose của táo đen sau khi ủ ở 72 giờ cao hơn 0 giờ, từ 160,60 ± 3,22mg/g (0 giờ) đến 216,70 ± 8,56mg/g (72 giờ)[31] Ngoài ra, H.J.Park và cộng sự (2012) còn thực hiện quá trình ủ ở thời gian và nhiệt độ khác nhau để khảo sát sự tăng giảm về hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của táo tàu đen so với táo tàu đỏ Nghiên cứu này chứng minh rằng so với táo tàu đen không được xử lý bằng phương pháp ủ thì hàm lượng polyphenol của táo tàu đen cao hơn khi được thực hiện bằng phương pháp ủ, cụ thể giá trị hàm lượng polyphenol của táo tàu đen không được xử lý là 15,98mg/g , trong khi hàm

lượng polyphenol đạt giá trị cao nhất là 30,22mg/g đối với táo đen được ủ ở nhiệt độ

70oC trong thời gian 10 ngày [32]

Tuy nhiên, đối với quả táo xanh Ziziphus mauritiana, hiện giờ chỉ có nghiên cứu

sử dụng quá trình sấy ở nhiều chế độ khác nhau (hong khô dưới ánh sáng mặt trời, sấy trong lò ở các nhiệt độ) để tạo ra táo khô [33] Chưa có nghiên cứu nào sử dụng phương pháp ủ lão hóa táo xanh thành táo đen khô, cũng như xác định hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng đường khử của sản phẩm táo đen khô được ủ từ táo

xanh Ziziphus mauritiana Vì vậy, luận văn sẽ làm rõ vấn đề nêu trên