khảo sát thành phần hoạt tính kháng oxy hóa ức chế tyrosinase của các chiết xuất ổi dâu tằm và ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng litopenaeus vannamei trong các chu kỳ lạnh đông rã đông

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC KHẢO SÁT THÀNH PHẦN, HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA, ỨC CHẾ TYR

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN, HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA, ỨC CHẾ TYROSINASE CỦA CÁC CHIẾT XUẤT ỔI,

DÂU TẰM VÀ ỨNG DỤNG BẢO QUẢN TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (LITOPENAEUS VANNAMEI) TRONG CÁC

CHU KỲ LẠNH ĐÔNG - RÃ ĐÔNG

GVHD: PGS.TS PHAN THỊ ANH ĐÀO SVTH: ĐÀO TRONG TÍN

S K L 0 1 1 8 6 0

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

- -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN, HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA, ỨC CHẾ TYROSINASE CỦA CÁC CHIẾT XUẤT ỔI, DÂU TẰM VÀ ỨNG DỤNG BẢO

QUẢN TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (LITOPENAEUS

VANNAMEI) TRONG CÁC CHU KỲ

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin cảm ơn cô PGS.TS Phan Thị Anh Đào đã hỗ trợ và đưa ra những lời góp ý để em có thể hoàn thiện được bài khóa luận tốt nghiệp cuối cùng này Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các quý thầy cô khoa Công nghệ hóa học đã có những lời góp ý hoàn thiện, đặc biệt là những kiến thức hữu ích trong suốt khoảng thời gian mà em còn ngồi trên ghế nhà trường Đây sẽ là những hành trang quý giá trên con đường học vấn của em ở hiện tại và phát triển nhiều hơn ở bản thân trong tương lai sau này Bên cạnh đó em xin cảm ơn cô Nguyễn Thị Mỹ Lệ, chuyên viên phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ Hóa học và Thực phẩm đã tạo điều kiện cho em được sử dụng máy móc, thiết bị và dụng cụ đóng góp cho đề tài luận văn

Em xin cảm ơn các nhà vườn ở Đà Lạt và Trà Vinh đã hỗ trợ mẫu cho em thực hiện nghiên cứu một cách thuận lợi nhất Bản thân cảm thấy thật may mắn khi còn có những sự giúp đỡ từ bạn bè xung quanh, đặc biệt là bạn Huỳnh Thị Yến Ly đã cùng em thực hiện đề tài này

Cảm ơn bản thân đã không ngừng nỗ lực và cố gắng đến giai đoạn cuối cùng của thời sinh viên, vô cùng trân trọng những gì gia đình đã trao cho em và đồng hành cùng em trong suốt khoảng thời gian khó khăn này giúp em thêm vững tin và tiếp thêm nhiều động lực để tiến về phía trước

Trong quá trình thực hiện luận văn sẽ không tránh khỏi những sai sót Vì vậy em mong sẽ nhận được lời góp ý để sửa chữa từ phía thầy cô để bài luận văn này hoàn thiện nhất có thể

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Em tên là Đào Trọng Tín, là sinh viên khóa K19 chuyên ngành Hoá hữu cơ ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học Em xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong bài khóa luận tốt nghiệp này là của riêng bản thân em, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của cô PGS.TS Phan Thị Anh Đào

Các thông tin tham khảo trong bài đều được tham khảo từ những nguồn tin đáng tin cậy, đã được kiểm chứng và được công bố rộng rãi Nguồn tin đều được trích dẫn đầy đủ và rõ ràng ở danh mục Tài liệu tham khảo Các kết quả nghiên cứu trong luận văn này đều được thực hiện một cách nghiêm túc và trung thực

Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 7 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Đào Trọng Tín

1.1.3 Thành phẩn hoạt chất của cây ổi 3

1.2 Tổng quan về cây dâu tằm (Morus alba L.) 9

1.2.1 Đặc điểm thực vật 9

1.2.2 Mô tả thực vật 10

1.2.3 Thành phần hoạt chất của cây dâu tằm 11

1.3 Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) 17

1.3.1 Phân bố và phân loại khoa học 17

1.3.2 Thành phần hóa học 17

1.3.3 Quá trình lạnh đông – rã đông 18

1.3.4 Các biến đổi của tôm thẻ chân trắng trong quá trình bảo quản lạnh đông – rã đông 19

1.4 Tổng quan về melanosis (bệnh hắc sắc tố) 20

1.4.1 Khái niệm về melanosis 20

1.4.2 Chức năng và đặc điểm sinh hóa của PPO 22

1.4.3 Các biện pháp kiểm soát quá trình melanosis 22

1.5 Nghiên cứu trong nước, ngoài nước và định hướng nghiên cứu 23

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nguyên liệu – Hóa chất – Dụng cụ, thiết bị 25

2.1.1 Nguyên liệu 25

2.1.2 Hóa chất 25

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị 26

2.2 Nội dung nghiên cứu 27

2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 27

2.2.2 Địa điểm thực hiện thí nghiệm 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.3.1 Phương pháp điều chế cao trích 29

2.3.2 Khảo sát thành phần hóa học 30

2.3.3 Sàng lọc hoạt tính chống oxy hóa 36

2.3.4 Sàng lọc hoạt tính ức chế enzyme tyrosynase 39

2.3.5 Khảo sát điều kiện ngâm tôm 40

2.3.6 Ứng dụng bảo quản tôm trong các chu kỳ lạnh đông – rã đông 44

3.3 Sàng lọc hoạt tính chống oxy hóa 53

3.3.1 Kết quả xác định năng lực khử Fe (FRAP) 53

3.3.2 Kết quả xác định khả năng ức chế gốc tự do DPPH 55

3.4 Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase 57

3.5 Phân tích tương quan 58

3.6 Lựa chọn và khảo sát nồng độ tối ưu 59

3.6.1 Ảnh hưởng của các nồng độ cao trích lên sự thay đổi peroxy hóa lipid TBARS 60

3.6.2 Ảnh hưởng của các nồng độ cao trích lên sự hình thành melanosis trên tôm 61

3.6.3 Lựa chọn nồng độ khảo sát 63

3.7 Ứng dụng bảo quản chu kỳ lạnh đông – rã đông 63

3.7.1 Ảnh hưởng của cao trích lên pH của thịt tôm 63

3.7.2 Ảnh hưởng của cao trích lên quá trình hình thành melanosis 64

3.7.3 Ảnh hưởng của cao trích lên chỉ số oxy hóa lipid TBARS trên tôm 66

3.7.4 Ảnh hưởng của cao trích lên tổng hàm lượng nito bay hơi (TVB-N) 67

3.7.5 Ảnh hưởng của cao trích lên chỉ tiêu vi sinh vật 69

3.7.6 Ảnh hưởng của cao trích lên độ cứng 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 84

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Phân loại khoa học cây ổi (Psidium Guajava L.) 2

Bảng 1.2 Các hợp chất thuộc nhóm polyphenol được tìm thấy ở lá Psidium guajava L. 4

Bảng 1.3 Phân loại khoa học cây dâu tằm trắng (Morus alba L.) 10

Bảng 1.4 Các hợp chất polyphenol được phân lập từ các bộ phận của Morus alba L 12

Bảng 1.5 Phân loại khoa học tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) 17

Bảng 1.6 Thành phần hóa học của tôm thẻ chân trắng và tôm sú 18

Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 25

Bảng 2.2 Các dụng cụ và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 26

Bảng 2.3 Mã hóa các mẫu cao bằng kí hiệu 28

Bảng 2.4 Các phương pháp hóa học định tính nhóm chức 31

Bảng 2.5 Các chỉ tiêu đánh giá trong quá trình khảo sát 41

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu đánh giá trong mỗi chu kỳ lạnh đông – rã đông 44

Bảng 3.1 Kết quả điều chế cao trích 47

Bảng 3.2 Kết quả định tính bằng phương pháp hóa học 48

Bảng 3.3 Số sóng của các đỉnh hấp thu trong phổ FT-IR các mẫu cao 49

Bảng 3.4 Kết quả tổng hàm lượng polyphenol các mẫu 51

Bảng 3.5 Kết quả tổng hàm lượng Flavonoid các mẫu 52

Bảng 3.6 Kết quả tổng hàm lượng Saponin các mẫu 53

Bảng 3.7 Kết quả năng lực khử Fe 54

Bảng 3.8 Kết quả ức chế gốc tự do DPPH 55

Bảng 3.9 Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase 57

Bảng 3.10 Ý nghĩa hệ số tương quan Pearson 58

Bảng 3.11 Tương quan pearson giữa thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa 58 Bảng 3.12 So sánh các kết quả giữa OLN và OLG 59

Bảng 3.13 Kết quả của các giá trị không gian màu trong các chu kỳ lạnh – rã đông 64

Bảng 3.14 Kết quả giá trị ∆E trong quá trình bảo quản lạnh đông – rã đông 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây ổi nữ hoàng (Psidium Guajava L.) 1

Hình 1.2 Các bộ phận đặc trưng của cây ổi (Psidium Guajava L.) 3

Hình 1.3 Cấu trúc các hợp chất polyphenol phân lập từ Psidium guajava L 7

Hình 1.4 Các hợp chất terpenoid và phytosterol phân lập từ Psidium guajava L 8

Hình 1.5 Cấu trúc một số hợp chất acid amine phân lập từ loài Psidium guajava L 9

Hình 1.6 Cây dâu tằm (Morus alba L.) 10

Hình 1.7 Các bộ phận đặc trưng của cây dâu tằm 11

Hình 1.8 Cấu trúc các hợp chất polyphenol phân lập từ Morus alba L 14

Hình 1.9 Một số hợp chất alkaloid của Morus alba L 14

Hình 1.10 Cấu trúc hợp chất acid amine phân lập từ Morus alba L 15

Hình 1.11 Cấu trúc các hợp chất acid hữu cơ và vitamin được phân lập từ các bộ phận của Morus alba L 16

Hình 1.12 Các dạng của tyrosinase 21

Hình 1.13 Quá trình hình thành melanin 21

Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 27

Hình 2.2 Sơ đồ điều cế cao chiết 29

Hình 2.3 Quy trình xác định tổng hàm lượng polyphenol 32

Hình 2.4 Quy trình xác định tổng hàm lượng Flavonoid 34

Hình 2.5 Quy trình xác định tổng hàm lượng Saponin 35

Hình 2.6 Quy trình phương pháp xác định năng lực khử Fe 37

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình xác định khả năng ức chế gốc tự do DPPH 38

Hình 2.8 Quy trình xác định khả năng ức chế enzyme tyrosynase 39

Hình 2.9 Quy trình khảo sát nồng độ tối ưu 40

Hình 2.10 Quy trình xác định chỉ số peroxy lipid TBARS 43

Hình 3.1 Phổ FT-IR của các mẫu cao trích 49

Hình 3.2 Kết quả khảo sát TBARS trong thời gian 36h 60

Hình 3.3 Kết quả sàng lọc giá trị L*, a*, b*, ∆E trong 36h 62

Hình 3.4 Đồ thị thể hiện sự thay đổi pH theo chu kỳ lạnh đông – rã đông 63

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự oxy hóa lipid của các mẫu theo các chu kỳ 66

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi tổng hàm lượng nito bay hơi của các mẫu cao trích theo các chu kỳ 68

Hình 3.7 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi kết quả tổng vi sinh vật hiếu khí theo các chu kỳ 69

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cứng của các mẫu theo các chu kỳ 70

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DPPH 2,2-diphenyl-1-picryl hydrazyl - FRAP Ferric reducing/antioxidant power assay Thử nghiệm năng lực khử sắt

catechin

gallic LC-MS Liquid Chromatography Mass

quang 0,5

acid oleanoid

PO Polyphenol oxidase

TBA Thiobarbituric acid TBARS Thiobarbituric acid reactive substance Chất phản ứng với acid

thiobarbituric

TVB-N Total Volatile Basic Nitrogen Tổng hàm lượng nitơ bazơ bay

hơi

TÓM TẮT

Đề tài đã thực hiện điều chế cao trích từ các chiết xuất của 2 loài thực vật ổi và dâu tằm bằng phương pháp ngâm dầm trong dung môi ethanol 70%, tiếp đó tiến hành loại bỏ dung môi Các mẫu cao thu được sẽ xác định sơ bộ các nhóm hợp chất bằng phương pháp FT-IR và các phản ứng hóa học đặc trưng của nhóm hợp chất Sau đó sẽ xác định tổng hàm lượng polyphenol (TPC), flavonoid (TFC), saponin (TSC) và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa thông qua đánh giá năng lực khử Fe, ức chế gốc tự do, ức chế enzyme tyrosinase Kết quả thu được cho thấy các mẫu thuộc cây ổi có hoạt tính và hàm lượng thành phần tốt hơn so với các mẫu thuộc cây dâu tằm, trong đó mẫu ổi lá già (OLG) được đánh giá là tối ưu nhất để ứng dụng bảo quản tôm với giá trị TPC = 165,59 mg GAE/ g DW, TFC = 139,66 mg CAE/ g DW, TSC = 35,31 mg OAE/ g DW , năng lực khử Fe với EC50 = 9,21 µg/ml, ức chế gốc tự do DPPH và tyrosinase mạnh nhất có giá trị IC50 lần lượt là 4,89 µg/ml và 37,41 µg/ml Hàm lượng TPC, TFC, TSC và hoạt tính chống oxy hóa có sự tương quan mạnh trong quá trình thực hiện sàng lọc các mẫu cao trích Mẫu OLG được chọn tiến hành khảo sát nồng độ ngâm phù hợp ở các nồng độ 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 1 ở điều kiện nhiệt độ phòng 32 ± 2oC trong 6h, 12h, 24h, 36h được đánh giá qua 2 chỉ tiêu TBARS và melanosis Kết quả thu được cho thấy mẫu ổi lá già thực hiện với nồng độ 0,25% (w/v) là tối ưu để lựa chọn ứng dụng bảo quản tôm trong 4 chu kỳ lạnh đông – rã đông được đánh giá qua các chỉ tiêu như pH, chỉ số oxy hóa lipid TBARS, vi sinh, tổng hàm lượng bazơ nitơ bay hơi TVB-N, melanosis, độ cứng Kết thúc 4 chu kỳ bảo quản thu được kết quả cho thấy các chỉ tiêu chất lượng đề thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng (p < 0,05) và không khác biệt đáng kể so với mẫu SMS (p > 0,05) Điều đó đã chứng minh chiết xuất vật từ lá ổi già có hoạt tính sinh học mạnh và khả năng ức chế tyrosinase hiệu quả trong ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân

trắng (Litopenaeus Vannamei), có khả năng thay thế được SMS trên thị trường

MỞ ĐẦU

Nuôi trồng thủy sản là ngành công nghiệp hiện nay vẫn đang phát triển ở nước Việt Nam và tôm thẻ chân trắng là một trong các loại thủy sản giàu chất dinh dưỡng đặc biệt là protein thích hợp cho chế độ dinh dưõng, sinh hoạt của con người Tôm rất dễ bị hư hỏng nên cần được bảo quản cấp đông để kéo dài thời gian sử dụng và việc thực hiện lặp đi lặp lại các chu kỳ lạnh đông – rã đông thường diễn ra trong các quá trình vận chuyển, bảo quản và trưng bày bán lẻ [1] Tuy nhiên việc thực hiện lặp lại liên tục các chu kỳ lạnh đông - rã đông tạo nên những biến động nhiệt độ dẫn đến phá vỡ cấu trúc protein, sự phát triển các vi sinh vật, giải phóng enzyme và xuất hiện các vấn đề về bệnh hắc sắc tố làm giảm giá trị cảm quan không thu hút được người tiêu dùng [2] Giải pháp hiện nay được sử dụng để khắc phục tình trạng trên là chất bảo quản sodium metabisulfite (SMS) có công dụng tốt nhưng lại đi kèm với những nguy cơ gây ảnh hưởng đến sức khỏe tiềm tàng đặc biệt là đối với một số bệnh nhân mắc bệnh hen suyễn, điều này khiến người tiêu dùng cảm thấy lo ngại trước vấn đề về an toàn sức khỏe nên việc tiêu thụ các sản phẩm chứa chất bảo quản này cũng trở nên khó khăn Chính vì thế cần phải có một giải pháp thay thế mới, giúp tận dụng các chiết xuất thực vật để tạo ra chất bảo quản có nguồn gốc từ thiên nhiên, an toàn, thân thiện với con người đang ngày càng được quan tâm

Hai loài thực vật là ổi (Psidium guajava L.) và dâu tằm (Morus alba L.) là 2 loài phổ

biến được trồng nhiều ở Việt Nam Với nguồn nguyên liệu sẵn có, thu thập dễ dàng với lượng lớn và theo một số nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng cả hai loài cây này chứa các thành phần hóa học có nhiều hoạt tính sinh học cao như các hợp chất polyphenol, flavonoid, saponin, vitamin,… mang lại nhiều lợi ích giúp nâng cao đời sống con người [3, 4] Hiện nay vẫn ít các nghiên cứu sử dụng các chiết suất thực vật với vai trò là chất bảo quản tự nhiên trong các loại thực phẩm khác nhau Vì vậy với mong muốn tìm ra một chất bảo quản tự nhiên mới có khả năng chống oxy hóa cao, lành tính với sức khỏe con người để thay thế chất bảo quản hóa học nên em đã chọn đề tài “Khảo sát thành phần, hoạt tính kháng oxy hóa, ức chế tyrosinase của các chiết xuất

thực vật và ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trong các

chu kỳ lạnh đông- rã đông”

Điểm mới của đề tài: Đây là nghiên cứu khảo sát thành phần hóa học ở từng bộ phận của 2 loài cây và tìm ra được mẫu có hoạt tính cao nhất ứng dụng vào việc bảo quản tôm thẻ chân trắng qua các chu kỳ lạnh đông – rã đông vẫn chưa được thực hiện trước đây

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài: Mang đến những kiến thức khoa học về các phương pháp thực hiện như điều chế cao trích, khảo sát hoạt tính sinh học, khả năng ức chế enzyme tyrosinase và khảo sát thành phần hóa học từ các mẫu cao trích thực vật Ngoài ra còn cung cấp các phương thức đánh giá chỉ tiêu chất lượng của thủy sản

Xử lý và tận dụng lại nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên tạo nên chất bảo quản lành tính, an toàn với sức khỏe của người tiêu dùng, từ đó thay thế chất bảo quản hóa học sử dụng phổ biến hiện nay trong quá trình bảo quản các chu kỳ lạnh đông – rã đông tôm thẻ chân trắng

TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cây ổi (Psidium guajava L.) 1.1.1 Đặc điểm thực vật

Cây ổi có tên khoa học là Psidium guajava L., thuộc họ Myrtaceae với hơn 5650 loài

trong 130 – 150 chi khác nhau [5], có nguồn gốc từ Mexico, trải dài khắp Nam Mỹ, Châu Âu, Châu Phi và Châu Á [6]

Đây là loại cây ăn trái có nhiều giá trị dinh dưỡng phát triển ở các nước thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới nên chúng được sử dụng rộng rãi trong việc dùng làm thực phẩm cung cấp dinh dưỡng cho cơ thể Đặc biệt khi nó còn được ứng dụng trong y học chữa bệnh ngày nay bằng các chiết xuất từ các bộ phận của cây ổi như lá, quả, nhánh, vỏ cây,… đem đến những giá trị về mặt y học góp phần mang lại nhiều chiết xuất chữa trị mới và giải quyết các nhu cầu về những sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên cho cuộc sống ngày nay [6]

Tại Việt Nam thì việc trồng ổi khá là phổ biến do chúng được trồng hầu như khắp các nơi, kể cả các vùng đồng bằng hay miền núi, trừ những vùng núi quá cao trên 1500 m Hiện nay có rất nhiều giống ổi được trồng phổ biến, trong đó có giống tên là ổi nữ hoàng được lựa chọn cho nghiên cứu ở tỉnh Trà Vinh nằm ở phía Đông Nam đồng bằng sông Cửu Long nơi có khí hậu mang đặc điểm của nhiệt đới gió mùa thích hợp cho sản xuất nông nghiệp và trồng trọt cung cấp lương thực Cây ổi nữ hoàng được thể hiện ở hình 1.1 [7]

Hình 1.1 Cây ổi nữ hoàng (Psidium Guajava L.)

Phân loại khoa học của cây ổi xác định theo Joseph và cộng sự, 2011 [8] được trình bày theo bảng 1.1:

Bảng 1.1 Phân loại khoa học cây ổi (Psidium guajava L.)

1.1.2 Mô tả thực vật

Cây ổi (Psidium guajava L.) là loại cây thân gỗ hoặc cây bụi phân nhánh nhỏ cao lên

đến 7 – 10 m Thân cây thuộc dạng gỗ cứng, nhẵn bóng, màu nhạt, các nhánh của nó có khả năng vươn cao và lan rộng ra hoặc rũ xuống Cành non của cây có màu xanh lục, vàng, hơi đỏ hoặc đỏ, có hình tứ giác, có vảy mỏng bong ra từ cành già và thân cây [9]

Lá của cây ổi mọc đối diện, dài từ 7 – 15 cm và rộng từ 3 – 5 cm, hình dáng từ bầu dục đến dáng thuôn dài hình elip, bề mặt dưới có lông mịn và đường gân nổi rõ ở mặt trên, đỉnh lá thuôn, có lông, tròn nhưng chủ yếu tù hoặc nhọn Cuống lá ngắn, nhẵn và màu xanh nhạt [9, 10]

Hoa có mùi thơm nhẹ, màu trắng, to, thường mọc đơn độc hay thành chùm hai đến ba Hoa có khoảng 4–5 cánh, nhưng cũng có hoa 10 cánh sẽ xếp thành 2 dãy năm Cánh hoa có hình dáng quả trứng ngược, màu trắng, có lông dài 1 – 2 cm Cuống hoa dài từ 1,5 – 2,5 cm và có lông Nhị nhiều và dài khoảng 1 cm, có nhiều phấn trong các bao phấn màu vàng nhạt nằm trên đỉnh Hoa có thể ra liên tục trong năm tùy vào điều kiện môi trường và sự chăm sóc của nông dân [6, 9]

Quả ổi có nhiều hình dạng khác nhau tùy vào giống cây có thể là hình chóp, hình chữ nhật, hình tròn, hình elip, hình bầu dục, hoặc hình trụ Quả trưởng thành được dùng làm thực phẩm có mùi ngọt ngào Trái có thể nặng 25–500 g hoặc hơn tùy điều kiện sinh trưởng, dài 5 – 12 cm, rộng 3 – 6 cm , có bốn hoặc năm tàn hoa nhô ra ở đỉnh Vỏ quả có thể nhẵn đẹp, nhám hoặc sần sùi và phát triển thành màu vàng nhạt, xanh – vàng nhạt, vàng đậm, cam-xanh lá cây, xanh đậm hoặc đỏ ở trưởng thành [9, 11]

Hình 1.2 Các bộ phận đặc trưng của cây ổi (Psidium guajava L.)

A Lá và nhánh; B Hoa và nhụy; C Quả; D Thân cây

1.1.3 Thành phẩn hoá học của cây ổi

Cây ổi (Psidium guajava L.) là một loài cây ăn quả phổ biến nên hiện nay đã có nhiều bài nghiên cứu về thành phần hóa học của các bộ phận của cây trên toàn thế giới bao gồm các nhóm hợp chất như: polyphenol, tannin, flavonoid, tinh dầu, acid hữu cơ, saponin, sterol và một số nguyên tố vi lượng như calcisum (Ca), Magnesium (Mg), Phosphorous (P), Potassium (K), Sodium (Na), Iron (Fe),…thêm vào đó là các vitamin A, B3, C,…[3, 6]

1.1.3.1 Nhóm Polyphenol

Nhóm polyphenol có thể được xem là nhóm chất chính và đặc trưng nhất của thực vật bởi nó mang lại nhiều hoạt tính sinh học về khả năng chống oxy hóa được nghiên cứu rộng rãi khắp nơi Polyphenol có thể được phân thành nhiều loại khác nhau dựa vào số lượng vòng phenol và còn dựa trên yếu tố cấu trúc liên kết giữa các vòng bao gồm các nhóm chính: phenolic , flavonoid, stilbene và lignan [12] Thành phần hóa học thuộc

nhóm polyphenol ở cây ổi được các nghiên cứu tìm thấy vô cùng đa dạng được trình bày theo bảng 1.2 và hình 1.3 dưới đây

Bảng 1.2 Các hợp chất thuộc nhóm polyphenol được tìm thấy ở lá Psidium guajava L

[13]

Acid gallic, acid chlorogenic , Epicatechin

(14), Rutin, isoquercitrin (15), quercetin-3-O-α-L-arabinofuranoside (16), quercetin-3-O-β-D-xylopyranoside (17),

avicularin,casuariin (18) quercitrin (19), kaempferol-3-arabofuranoside (20),

quercetin, Kaempferol

[14]

Myricetin (21), quercetin, avicularin, guaijaverin (22), hyperin (23), kaempferol, apigenin (24),

[15]

(16) (17)

(18) (19)

(20) (21) (22)

(23) (24)

Hình 1.3 Cấu trúc các hợp chất polyphenol phân lập từ Psidium guajava L

1.1.3.2 Nhóm terpenoid và phytosterol

Từ bộ phận lá của cây ổi (Psidium guajava L.) thì người ta đã phân lập được một số hợp

chất thuộc nhóm terpenoid như sau: caryophyllene-oxide (25) [16] và lupeol (26), acid betulinic (27), acid guajanoic , uvaol (28), acid ursolic (29), acid oleanolic (30) [17]

Ngoài ra từ lá của nó mà đã phân lập được 2 triterpenoids mới là guajavolide (31) và acid guavenoic (32) (Hình 1.4) [18]

Theo báo cáo của tác giả Adchara Prommaban và cộng sự đã xác định được một số phytosterol như β-stimasterol (33), β-sitosterol (34) và campesterol (35) (Hình 1.4) từ dầu của hạt ổi loài Psidium guajava L [19]

(25) (26) (27)

(28) (29) (30)

(31) (32)

Hiện tại không có nghiên cứu nào cho thấy được cấu trúc các hợp chất của saponin thuộc

loài Psidium guajava L., mặc dù nhiều bài báo đều xác định saponin thực sự có nhiều

trong các bộ phận của cây ổi có lợi ích trong việc làm giảm lipid trong máu và phản ứng đường huyết [20] Ở một số bài báo tìm được các saponin kết hợp acid oleanolic được

xác định trong quả của cây ổi (Psidium guajava L.) [21].

1.1.3.4 Nhóm vitamin và acid amine

Cây ổi (Psidium guajava L.) được biết đến là loài chứa nhiều vitamin C nhất, đặc biệt

theo một nghiên cứu cho thấy ở bộ phận lá của cây chứa nhiều 2 loại vitamin là vitamin B và vitamin C [3]

Vitamin C

Đối với các loại acid amine phân lập từ hạt thuộc loài Psidium guajava L xác định được

15 loại khác nhau trong đó có 5 acid amine chính chiếm lượng nhiều nhất trong hạt là

arginine, acid glutamic, acid aspartic, glycine and leucine (Hình 1.5) [22]

Hình 1.5 Cấu trúc một số hợp chất acid amine phân lập từ loài Psidium guajava L

1.2 Tổng quan về cây dâu tằm (Morus alba L.) 1.2.1 Đặc điểm thực vật

Dâu tằm trắng có tên khoa học là Morus alba L thuộc chi Morus của họ Moraceae, trong đó có 24 loài Morus với ít nhất 100 giống được biết đến [23], được cho là có nguồn

gốc từ bán cầu bắc, đặc biệt là ở dưới chân dãy Himalaya của nước Ấn độ và Trung Quốc [24]

Đây là loài cây được biết đến có tiềm năng trong việc sản xuất tơ tằm bằng việc cho tằm

(Bombyx mori) ăn lá dâu [25] và chăn nuôi động vật thuần hóa[26] ở các thế kỷ trước,

ít được biết đến các giá trị khác của cây mang lại Ở thời đại ngày nay, loài thực vật này được công nhận có nhiều vai trò hơn trong cuộc sống như việc nó trở thành một cây thuốc thay thế mới nhờ các hoạt chất sinh học có trong lá, thân,… và khai thác công nghiệp ở cây trên nhiều lĩnh vực khác [24] Càng ngày thì loài cây trở nên phổ biến ở khắp nơi do nó có khả năng thích ứng tốt với các dạng môi trường, khí hậu đa dạng khác

nhau, điều kiện đất đai như núi, đồng bằng, thung lũng và độ cao so với mực nước biển đến 4000 m so với mực nước biển trung bình [23]

Cây dâu tằm được lựa chọn cho nghiên cứu thuộc loại cây dâu tằm trắng được trồng ở thành phố Đà Lạt nơi có khí hậu mang nhiều đặc tính của miền ôn đới, dịu mát quanh năm, phát triển ngành du lịch mạnh mẽ với đặc sản nổi tiếng là dâu tằm Đà Lạt nên thích hợp cho việc làm nguồn cung cấp vật liệu với chất lượng giống tốt làm nên thương hiệu của dâu tằm Đà Lạt để ứng dụng vào mục tiêu nghiên cứu hoạt tính sinh học Cây dâu tằm trắng được thể hiện như hình 1.6 [27]

Hình 1.6 Cây dâu tằm (Morus alba L.)

Hệ thống phân loại khoa học của cây dâu tằm trắng được xác định theo Fahad Hussain và cộng sự, 2017 [28] trình bày ở bảng 1.3

Bảng 1.3 Phân loại khoa học cây dâu tằm trắng (Morus alba L.)

1.2.2 Mô tả thực vật

Dâu tằm là loại cây thân gỗ hoặc cây bụi có kích thước nhỏ đến trung bình, phát triển nhanh, có thể cao đến 3 - 10 m, đường kính 0,5 m [29] Thân cây và nhánh có lông khi còn non nhưng lại nhẵn và màu trắng xám khi về già, thây cây có lớp vỏ sần sùi và có mủ trắng Lá dâu tằm thường mọc so le , có hình bầu dục, trứng rộng hoặc trái tim Phiến lá mỏng, có mũi nhọn ở đầu, mềm, thường dài từ 5 – 10 cm và rộng từ 4 – 8 cm, xung

quanh mép lá có răng cưa, bề mặt trên có màu lục sẫm hoặc lục xám, bề mặt dưới có màu lục nhạt Bên cạnh đó có nhiều gân lớn nhỏ khác nhau trong đó gân lớn đi từ cuống lá và các gân nhỏ tạo thành hình mạng lưới, trên gân lá còn có các lông mịn

Hoa thuộc loại đơn tính phân chia thành đực và cái có thể mọc cùng hoặc khác gốc Cụm hoa đực dài 1,5 – 2 cm, có cuống ngắn, có lông thưa và 4 lá đài với 4 nhị đối diện các lá đài Hoa cái dài có 4 lá đài, có bầu nhụy, 1 noãn Quả được bao bọc trong các lá đài Quả khi sống có màu trắng xanh và chín có màu đỏ hồng hoặc đen với chiều dài 1 – 2 cm có cuống quả dài 1 – 1,5 mm, vị ngọt nhưng hơi chua Các bộ phận của cây dâu tằm được mô tả ở hình 1.7 [30] [31]

D Hình 1.7 Các bộ phận đặc trưng của cây dâu tằm

A Quả dâu tằm; B nhánh cây; C Lá cây; D Hoa

1.2.3 Thành phần hoá học của cây dâu tằm

1.2.3.1 Nhóm polyphenol

Polyphenol là hợp chất tồn tại trong hầu hết các loại thực vật khác nhau nhưng tùy vào hàm lượng và vị trí tương hỗ mà chúng có thể thực hiện khả năng ức chế gốc tự do, chống oxy hóa mạnh hay yếu Dâu tằm cũng là loại thực vật phổ biến chứa các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa đặc trưng như polyphenol [32] [33] và theo một số báo cáo trước đây đã đưa ra một số nhận định rằng các hợp chất thuộc nhóm polyphenol vẫn luôn là nhóm hợp chất đóng vai trò rất lớn trong việc tìm ra các bài thuốc chữa trị dành cho các bệnh lý khác nhau nhờ hoạt tính chống oxy hóa, kháng viêm, kháng

khuẩn,…[34, 35] Các hợp chất polyphenol được phân lập từ các bộ phận của Morus

alba L được trình bày trong bảng 1.4 và hình 1.8

Bảng 1.4 Các hợp chất polyphenol được phân lập từ các bộ phận của Morus alba L

Lá

Acid chlorogenic (1), rutin (2), isoquercetin (3), quercetin 3-O-malonylglucoside (4), astragalin (5), kaempferol 3-O- β-D-(6''-O-malonyl)-glucoside (6)

[36], [37]

Acid caffeic (7), acid gallic (8), acid protocatechuic (9),

Acid 4-Hydroxybenzoic (10), acid Vanillic (11), acid

p-Coumaric (12), acid chlorogenic, acid syringic (13), acid

m-Coumaric (14), acid ferulic (15), quercetin (16), moracin (17), resveratrol (18), quercitrin (19), apigenin (20)

(18) (19) (20)

Hình 1.8 Cấu trúc các hợp chất polyphenol phân lập từ Morus alba L

1.2.3.2 Nhóm alkaloid

Theo báo cáo của Kim và cộng sự đã xác định được bốn alkaloid pyrrole từ quả dâu tằm

(Morus alba L.) trồng ở Chonbuk, Hàn Quốc là acid

5-(hydroxymethyl)-1H-pyrrole-2-carboxaldehyde (24), acid 2-formyl-1H-pyrrole1-butanoic (25), acid (hydroxymethyl)-1H-pyrrole-1-butanoic (26) và acid 2-formyl-5-(methoxymethyl)-1H- pyrrole1-butanoic (27) (Hình 1.9) [40]

(24) (25) (26) (27)

Hình 1.9 Một số hợp chất alkaloid của Morus alba L

1.2.3.3 Acid amin

Ngoài các acid amin phổ biến thì nghiên cứu của Kusano và cộng sự đã phân lập và xác

định cấu trúc mới của 6 acid amin là acid morusimic A (28), acid morusimic B (29), acid morusimic C (30), acid morusimic D (31), acid morusimic axit E (32) và acid morusimic F (33) trong quả dâu tằm (Hình 1.10) [41]

1.2.3.4 Acid hữu cơ và vitamin

Jiang và Nie báo cáo rằng giống dâu tằm Hetianbaisang chứa các acid hữu cơ bao gồm

acid malic (34), acid succinic (35), acid citric (36), acid tartaric (37) [42] Ngoài ra, acid linoleic (38), acid myristic (39), acid stearic (40) và acid palmitic (41) cũng được phát

hiện trong giống dâu tằm Hetianbaisang [42] Bên trong quả và lá của dâu tằm còn chứa

các loại vitamin như vitamin C (42), vitamin E (43) [43] Cấu trúc các hợp chất acid hữu

cơ và vitamin phân lập từ các bộ phận của Morus alba L được trình bày ở hình 1.11

Hình 1.11 Cấu trúc các hợp chất acid hữu cơ và vitamin được phân lập từ các bộ phận

của Morus alba L

1.3 Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) 1.3.1 Phân bố và phân loại khoa học

Tôm thẻ chân trắng có tên gọi khoa học là Litopenaeus vannamei (Boone, 1931), nguồn

gốc ở phía đông vùng biển Thái Bình Dương từ Sonora, Mexico đến phía Bắc Peru [44] Đây là một trong những loại tôm được nuôi nhiều nhất trên thế giới trong đó có Việt Nam lần đầu tiên được nhập khẩu từ Đài Loan vào tỉnh Bạc Liêu để tiến hành nuôi và thử nghiệm nhằm đảm bảo không gây ra lây nhiễm bệnh cho các loại tôm khác do hạn chế về kỹ thuật nuôi trồng thủy sản cũng như chính sách quản lý dịch bệnh [45] Sau đó thì nhu cầu về tôm thẻ chân trắng trên thị trường ngày càng tăng cao nên đã được ngành thủy sản cấp phép mở rộng việc nuôi tôm thẻ ở nhiều nơi theo chỉ thị số 228/CT-BNN-NTTS, 2008 Đây là loại thủy sản có tiềm năng vô cùng lớn nên giá trị về kinh tế rất cao và phát triển theo thời gian, ngoài ra thì chúng có nhiều ưu điểm khác trong quá trình nuôi trồng như lớn nhanh nên nuôi được trong thời gian ngắn, chịu được độ mặn trong khoảng rộng (0,5 – 45 psu) [46], hạn chế bệnh do virus tốt hơn cả tôm sú được nuôi phổ biến trước đó [47]

Hệ thống phân loại khoa học của tôm thẻ chân trắng xác định theo Liao và cộng sự, 2011 [45] được trình bày ở bảng 1.5

Bảng 1.5 Phân loại khoa học tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)

1.3.2 Thành phần hóa học

Tôm thẻ chân trắng vẫn luôn là thủy sản đóng vai trò quan trọng trong việc làm nguồn cung cấp các loại dinh đưỡng cần thiết cho thị trường ngày nay bởi chúng được Sriket và cộng sự nghiên cứu để phân tích thành phần hóa học thì thấy rằng lượng đạm của

chúng còn cao hơn cả tôm sú (Penaeus monodon) được nuôi trồng nhiều tại Việt Nam

trước đó mô tả theo bảng 1.6 dưới đây [48]

Bảng 1.6 Thành phần hóa học của tôm thẻ chân trắng và tôm sú Thành phần hóa học

(% khối lượng ẩm) Litopenaeus vannamei Penaeus monodon

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là mặt hàng thực phẩm cần được bảo quản

cẩn thận để có thể giữ được chất lượng tươi sống và phương pháp phổ biến hiện nay được áp dụng hiệu quả trên thị trường là phương pháp bảo quản lạnh đông

1.3.3 Quá trình lạnh đông – rã đông

Quá trình cấp động là một phương pháp được áp dụng phổ biến khắp nơi giúp gia tăng thời gian bảo quản thực phẩm do sự hình thành các tinh thể băng khi nước trong cấu trúc gặp nhiệt độ dưới 0 °C giúp giảm các phản ứng hóa học hay oxy hóa xảy ra làm tăng tính ổn định của quá trình bảo quản [52] Tuy nhiên chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm đông lạnh cũng có thể bị suy giảm do sự phá hủy bên trong kết cấu [53] Rã đông là cách cần phải làm để có thể xử lý thực phẩm cho công đoạn chế biến tiếp theo hay bày bán trên thị trường, thực hiện rã đông là việc lạm dụng nhiệt độ để nước từ trạng thái đông cứng có thể tan chảy bao gồm các cách rã đông như rã đông chậm, rã đông nhiệt độ thường và rã đông bằng vi sóng [54] Thực tế việc rã đông nhiệt độ thường không được khuyến khích do làm tăng tổn thất nhỏ giọt và các nguy cơ về vi sinh vật

nhưng phương pháp này vẫn được ưa chuộng do tính đơn giản, không mất nhiều chi phí thực hiện [55] Đối với quy mô gia đình hay công nghiệp thì sản phẩm sau rã đông sẽ được xử lý tùy mục đích nhưng khi xử lý không hết sau rã đông sẽ tiến hành cấp đông lại và điều này sẽ được thực hiện lặp đi lặp lại tạo nên các chu kỳ lạnh đông – rã đông (freeze – thaw cycle, F-T cycle) gây ra những hậu quả nghiêm trọng làm suy giảm chất lượng theo thời gian

1.3.4 Các biến đổi của tôm thẻ chân trắng trong quá trình bảo quản lạnh đông – rã đông

Các sản phẩm thủy sản tươi sống rất dễ bị hư hỏng và giảm chất lượng dinh dưỡng trong quá trình bảo quản, vận chuyển và trưng bày bán lẻ bởi sự thay đổi của enzyme và vi sinh vật dẫn đến các quá trình phân giải, oxy hóa diễn ra bên trong tôm [56] Bảo quản theo các chu kỳ lạnh đông – rã đông mô tả cho việc đông lạnh trong quá trình bảo quản và rã đông là việc cần thiết để chuyển sang giai đoạn chế biến khác hay được thực hiện trong các đại lý bán lẻ, nhà hàng hay hộ gia đình nhằm duy trì chất lượng sản phẩm trước khi đông lạnh [57] Tuy nhiên vẫn còn hạn chế khi thực hiện lạnh đông – rã đông liên tục nhiều lần sẽ gây ra những biến đổi đến các chỉ tiêu như cảm quan, vật lý, hóa học, vi sinh [58]

1.3.4.1 Biến đổi về mặt cảm quan

Những biến đổi về mặt cảm quan như màu sắc, mùi vị, hình dáng sẽ làm giảm giá trị của sản phẩm đồng thời giá trị dinh dưỡng cũng suy giảm do sự hình thành các đốm đen trên đầu, thân và đuôi tôm sau một thời gian bảo quản Ngoài ra thì quá trình oxy hóa lipid cũng là một nguyên nhân gây ra những biến đổi làm mất mùi vị và mất đi độ tươi vốn có của tôm [59] Tuy là các đốm đen gần như là vô hại đối với sức khỏe của người tiêu dùng nhưng nó làm giảm giá trị cảm quan đáng kể và hầu như là không được người tiêu dùng chấp nhận trên thị trường mua bán Việc thực hiện bảo quản đông lạnh sẽ làm ức chế được quá trình hình thành đốm đen nhưng không ngăn chặn được hoàn toàn do enzyme PPO tham gia gây ra sắc tố vẫn hoạt động bình thường trong điều kiện làm lạnh và sau khi rã đông xảy ra [60]

1.3.4.2 Biến đổi vật lý

Thực phẩm bảo quản đông lạnh sẽ dần mất khả năng giữ nước do sự hình thành các tinh thể băng làm phá vỡ các cấu trúc bên trong tôm khiến cho độ ẩm bị giảm đáng kể theo