Hồ Chí Minh, tháng 10/2024 ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CỦA BỘT VỎ CHANH DÂY VÀ KHẢ NĂNG THAY THẾ CỦA BỘT VỎ CHANH DÂY CHO PECTIN TRONG SẢN PHẨM MỨT CỦ DỀN... BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC
TỔNG QUAN
Mứt
Trong bối cảnh hiện đại, sức khỏe người tiêu dùng ngày càng được chú trọng, thúc đẩy nhu cầu tiêu thụ trái cây và rau củ Đây là nguồn cung cấp vi chất dinh dưỡng, chất xơ và hợp chất sinh học quan trọng cho sức khỏe Tuy nhiên, việc phân phối và tiêu thụ nông sản gặp khó khăn do tính chất thời vụ và dễ hư hỏng Do đó, nghiên cứu và phát triển các phương pháp bảo quản, bao gồm làm mứt, trở thành cần thiết.
Nấu mứt là phương pháp bảo quản thực phẩm lâu đời, cho phép sử dụng trái cây trái mùa Mứt đông (jam) là sản phẩm thực phẩm bán rắn, được tạo ra bằng cách nấu trái cây với đường, có thể bổ sung pectin và acid, nhằm tăng tổng hàm lượng chất rắn hòa tan lên trên 65% Hàm lượng acid và pectin trong trái cây và rau củ rất quan trọng cho kết cấu của mứt, và có thể được bổ sung để đạt điều kiện tạo gel tối thiểu của pectin, với hàm lượng pectin 1% và pH 3,0.
Thị trường mứt truyền thống hiện nay chủ yếu bị chi phối bởi các loại mứt trái cây, trong đó mứt xoài là một sản phẩm được nghiên cứu nhiều.
Thị trường mứt truyền thống đang đối mặt với yêu cầu đổi mới để thích nghi với sự thay đổi trong thói quen tiêu dùng Sản phẩm mứt từ rau củ, như mứt cà chua, đã trở thành một xu hướng mới, đáp ứng nhu cầu sức khỏe của người tiêu dùng và mang lại sự đa dạng cho thị trường Nghiên cứu cho thấy mứt cà chua có hương vị được người tiêu dùng chấp nhận, mở ra cơ hội phát triển cho ngành công nghiệp thực phẩm trong lĩnh vực này.
Mứt cà rốt và mứt khoai lang đều chứa nhiều vi chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe, như β-carotene và lycopene Nghiên cứu của Rozan (2017) chỉ ra rằng mứt cà rốt có hàm lượng hợp chất phenol lên tới 41,788mg GAE/100g và carotenoid 8,827mg BCE/100g, cùng với hoạt tính chống oxy hóa 28,529μM TE/100g Người tiêu dùng thể hiện sự chấp nhận cao đối với sản phẩm này Đồng thời, nghiên cứu của Abdel-Gayo và Rahman (2011) cho thấy khoai lang là nguyên liệu lý tưởng cho sản xuất mứt nhờ vào hàm lượng vitamin A, C, B và carbohydrate phong phú Mứt khoai lang không chỉ có chất lượng dinh dưỡng cao mà còn ổn định về mặt hóa lý trong 12 tháng bảo quản và được người tiêu dùng ưa chuộng.
Mặc dù dữ liệu nghiên cứu về mứt rau củ còn hạn chế, nhưng các nghiên cứu đã chỉ ra tiềm năng phát triển của sản phẩm này Củ dền, được công nhận là siêu thực phẩm, đang thu hút sự quan tâm của doanh nghiệp và các nhà khoa học trong ngành sản xuất mứt.
Củ dền
Củ dền, hay còn gọi là Beta vulgaris L., là một loại cây thuộc họ Dền (Chenopodiaceae), bao gồm khoảng 1,400 loài được phân chia thành 105 chi, trong đó các cây thuộc họ này đều là cây hai lá mầm.
[30] Củ dền thường có hình cầu hoặc hình trụ với màu đỏ tím/vàng/đỏ-trắng tùy thuộc vào giống cây trồng [30]
Củ dền, với khả năng dễ gieo trồng và bảo quản, có nguồn cung dồi dào trên toàn cầu, đảm bảo nguyên liệu tươi quanh năm Xuất xứ từ vùng Địa Trung Hải, củ dền hiện nay được trồng phổ biến ở Châu Âu, Châu Mỹ và Châu Á Năm 2014, sản lượng củ dền toàn cầu ước đạt 269.714 triệu tấn, trong đó Pháp và Nga là hai nhà cung cấp hàng đầu, theo sau là Đức, Mỹ và một số quốc gia khác.
Củ dền là một loại rau củ dinh dưỡng, giàu carbohydrate, chất béo, protein, vi chất và hợp chất sinh học có lợi cho sức khỏe Trong suốt lịch sử, củ dền đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều bệnh như táo bón, bệnh gút và đau khớp Dược học hiện đại cũng nhận thấy chiết xuất củ dền có tác dụng hạ huyết áp, kiểm soát đường huyết và chống oxy hóa Gần đây, nhu cầu về thực phẩm tốt cho sức khỏe đã tăng cao, dẫn đến sự quan tâm lớn của người tiêu dùng đối với củ dền.
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của củ dền [13]
Thành phần Đơn vị Hàm lượng trong 100g
Củ dền có hàm lượng đường thấp hơn khoảng 2 lần so với củ cải đường, do đó thường được trồng để sử dụng làm thực phẩm tươi, sấy khô, đông lạnh, hoặc làm nguyên liệu cho các sản phẩm như muối chua, salad và nước ép, thay vì để sản xuất đường Loại đường chính trong củ dền là sucrose, trong khi chỉ có một lượng nhỏ glucose và fructose.
Củ dền đỏ là nguồn cung cấp phong phú các hợp chất dinh dưỡng và hoạt tính sinh học, bao gồm ascorbic acid, carotenoid, saponin, vitamin, khoáng chất, và hàm lượng cao nitrate Nó cũng chứa nhiều polyphenol như phenolic acid (ferulic acid, chlorogenic acid, caffeic acid) và flavonoid (epicatechin, rutin, betagarin), cùng với sắc tố betalain có tính chất chống oxy hóa mạnh mẽ Những hợp chất này không chỉ có khả năng chống oxy hóa, chống viêm và chống ung thư, mà còn mang lại lợi ích cho sức khỏe, cải thiện tình trạng của các bệnh lý như đái tháo đường, bệnh tim mạch, tăng huyết áp và chứng mất trí nhớ.
Hình 2.1 Tổng quan về các hợp chất có hoạt tính sinh học trong củ dền [35]
Củ dền là nguyên liệu phổ biến trong nhiều nền ẩm thực toàn cầu, từ súp củ dền ở Đông Âu, củ dền ngâm muối ở Nam Mỹ cho đến bánh mì sandwich ở Úc Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nước ép củ dền không chỉ được sử dụng như một thành phần nguyên liệu mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu cho các sản phẩm như sữa, sữa chua, phô mai và kẹo.
Màu đỏ đậm của dền xuất phát từ nồng độ cao các betalain, là các sắc tố chứa nitơ, tan trong nước, chỉ có trong thực vật thuộc họ Dền và một số loại nấm bậc cao Betalain có cấu trúc cơ bản là betalamic acid kết hợp với cyclo-3,4-dihydroxyphenylalanine (cyclo-DOPA) cho betacyanin, và với amino acid hoặc amine cho betaxanthin Hiện tại, đã có khoảng 55 cấu trúc hợp chất betalain được phát hiện.
Củ dền là nguồn cung cấp phong phú sắc tố betalain, với hàm lượng betalain thay đổi tùy thuộc vào giống củ dền Nghiên cứu của Attia và cộng sự (2013) đã chỉ ra rằng hàm lượng này có sự khác biệt đáng kể giữa các giống.
Củ dền chứa 380 mg betalain trong mỗi 100 g khối lượng tươi Sự phân bố của betalain trong củ dền giảm dần từ ngoài vào trong, với thứ tự vỏ, thịt và cuống lá.
Củ dền chứa hai nhóm betalain chính: betacyanin (màu đỏ - tím) và betaxanthin (màu vàng) Hàm lượng của các sắc tố này phụ thuộc vào giống củ dền, với hơn 80% tổng sắc tố là betacyanin, chủ yếu là betanin và isobetan Trong nhóm betaxanthin, vulgaxanthin I là sắc tố chiếm ưu thế.
Hình 2.2 Phân loại các betalain [13]
Betanin (betanidin 5-O-β-d-glucoside) là chất tạo màu chủ yếu trong củ dền, chiếm 75 – 95% sắc tố đỏ với hàm lượng từ 300 – 600 mg/kg, đồng thời là thành phần chính của chất tạo màu thực phẩm E162 Betanin có khả năng ức chế hiệu quả quá trình peroxy hóa chất béo và sự hình thành gốc tự do, đồng thời loại bỏ các gốc tự do chứa oxy và nitơ, cho thấy tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ Các betalain trong củ dền chiếm 70 – 100% tổng hàm lượng phenolic và là yếu tố chính góp phần vào khả năng chống oxy hóa của nó Việc tiêu thụ củ dền do đó mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.
Củ dền, khi được tiêu thụ thường xuyên, có thể bảo vệ cơ thể khỏi các rối loạn liên quan đến stress oxy hóa và cải thiện tiêu hóa cùng chất lượng máu Mặc dù vậy, betanin trong củ dền có mức độ sinh khả dụng thấp, ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ và chuyển hóa của nó trong cơ thể.
Củ dền, với đặc tính không gây ung thư, không dị ứng và không độc hại, là nguồn cung cấp sắc tố tự nhiên giá rẻ, thường được sử dụng trong nhiều sản phẩm thực phẩm như sữa chua, kem, nước sốt salad, và các món tráng miệng Betanin, hay "màu đỏ củ dền", đã được Liên minh châu Âu công nhận là phụ gia tạo màu tự nhiên E-162, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về các chất màu tự nhiên thay thế cho sắc tố tổng hợp do lo ngại về sức khỏe.
Trong các sản phẩm thực phẩm, tính ổn định của betalain chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố như pH, ánh sáng, nhiệt độ và khí oxy Mặc dù betalain là một chất màu tự nhiên có độ ổn định và khả năng tạo màu tốt, việc nghiên cứu và kiểm soát các yếu tố tác động tới betalain là rất quan trọng để duy trì màu sắc và sắc tố tối ưu trong thực phẩm.
Mứt củ dền, với hàm lượng dinh dưỡng cao và các hợp chất sinh học quý giá, đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu từ các nhà khoa học Một báo cáo tại Sri Lanka cho thấy mứt củ dền ít đường (bao gồm 60% thịt củ dền, tổng hàm lượng chất khô 46,1% và pH 3,8) có thể bảo quản lên đến 6 tháng mà không cần sử dụng chất bảo quản.
Pectin
Pectin là một polysaccharide quan trọng trong thành tế bào thực vật, bên cạnh hemicellulose và cellulose Là một đại phân tử có khối lượng phân tử cao và khả năng tạo hydrogel, pectin thường được chiết xuất từ táo và trái cây họ cam quýt, với ứng dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm và thực phẩm Hiện nay, nghiên cứu đang chú trọng vào việc chiết xuất pectin từ các sản phẩm phụ trong công nghiệp, được xem là giải pháp xanh nhằm gia tăng giá trị cho phụ phẩm nông-công nghiệp, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.
Pectin, hay còn gọi là pectic polysaccharide, là một trong những đại phân tử thực vật phức tạp và hấp dẫn nhất Được mô tả lần đầu bởi Smolenski vào năm 1923 như một polymer của galacturonic acid (GalA), pectin sau đó được Kertesz định nghĩa vào năm 1951 là một polysaccharide dị thể chủ yếu chứa GalA methyl hóa cùng với một số đường trung tính Hiện nay, pectin được công nhận là một đại phân tử không đồng nhất, bao gồm các domain khác nhau với cấu trúc và số lượng thay đổi tùy theo nguồn gốc thực vật, giai đoạn phát triển của tế bào và vị trí trong thành tế bào Ngoài ra, cấu trúc của pectin cũng phụ thuộc vào phương pháp chiết xuất được áp dụng.
Hình 2.3 Cấu trúc của phân tử galacturonic acid
Cấu trúc chính xác của pectin vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn, nhưng hai thành phần cấu trúc chính là galacturonan và rhamnogalacturonan I (RG-I) Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO), pectin phải chứa ít nhất 65% GalA Thành phần domain và cấu trúc của pectin được thể hiện rõ trong Bảng 2.2 và Hình 2.4.
Bảng 2.2 Thành phần cấu trúc pectin [49, 52]
Tỷ lệ trong tổng lượng pectin (%)
_ Homogalacturonan (HG) 60 – 65 _ Được gọi là “smooth region”
Polymers đồng nhất, mạch thẳng được cấu thành từ các gốc d-galacturonic acid (GalA) thông qua liên kết α-(1,4) Chúng có khả năng ester hóa một phần với methanol tại vị trí C-6 và/hoặc với các nhóm acetyl tại vị trí O-2 và/hoặc O-3.
_ Mức độ trùng hợp (DP) trong khoảng
_ Apiogalacturonan (AGA) _ HG được thay thế tại vị trí O-2 và/hoặc O-3 bởi các monomer hoặc dimer của apiose
_ Xylogalacturonan (XGA) < 10 _ HG được thay thế tại vị trí O-2 và/hoặc O-3 bởi các monomer hoặc dimer của xylose
< 10 _ HG được thay thế bởi mạch nhánh phức tạp có thể bao gồm các monomer như apiose, fucose, acetic acid…
Rhamnogalacturonan I 20 – 35 _ Được gọi là “hairy region”
_ Bộ khung được tạo thành từ sự lặp lại các disaccharide bao gồm đơn vị GalA và rhamnose (Rha)
_ DP thay đổi phụ thuộc vào nguồn thực vật
_ Đơn vị Rha (20 – 80%) được thay thế ở vị trí O-4 bởi các mạch bên polymer đường trung tính (galactose (Gal) và Arabinose (Ara)
+ Arabinan + (Arabino)-Galactan loại I + Arabinogalactan loại II + Ferulic acid
Hình 2.4 Cấu trúc hóa học của phân tử pectin [52]
2.3.2 Khả năng tạo gel của pectin Đặc tính độc đáo và nổi bật nhất của pectin là khả năng tạo gel khi có mặt ion Ca 2+ hoặc đường và acid Chính đặc tính này khiến pectin trở thành thành phần quan trọng của nhiều sản phẩm thực phẩm Các đặc tính vật lý của gel pectin là kết quả của sự hình thành mạng lưới ba chiều liên tục của các phân tử polymer liên kết ngang với nước và các phân tử khác bị nhốt bên trong [53, 54] Nguồn gốc và phương pháp chiết xuất có ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của pectin như độ nhớt và khả năng tạo gel, từ đó ảnh hưởng đến ứng dụng của chúng trong ngành công nghiệp thực phẩm [55]
Sự hình thành gel của pectin phụ thuộc vào cấu trúc của nó và các yếu tố như nồng độ pectin và đường, tác nhân liên kết ngang, nhiệt độ và pH Cấu trúc pectin được xác định bởi mức độ methyl hóa, acetyl hóa, amid hóa, trọng lượng phân tử và tính không đồng nhất của chuỗi polymer Đặc biệt, sự ester hóa GalA với methanol và/hoặc acetic acid là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính tạo gel của pectin.
The degree of esterification (DE) is defined as the percentage of GalA units that are esterified by methyl or acetyl groups in a given sample.
According to theory, the DE index can range from 0 to 100% The degree of methylation (DM) corresponds to the percentage of GalA units esterified with methoxyl groups The degree of acetylation (DAc) is defined by the percentage of galacturonosyl units esterified with acetyl groups, assuming that only the hydroxyl groups of galacturonosyl units are acetylated While methyl esterification is common in natural pectin, acetyl esterification typically occurs at lower levels.
Hình 2.5 Sơ đồ đơn giản hóa của phân tử pectin với các nhóm methyl và acetyl [60]
Pectin được phân loại dựa trên chỉ số DE thành hai loại: high methoxyl pectin (HMP) với DE > 50% và low methoxyl pectin (LMP) với DE ≤ 50% Các đơn vị GalA không ester hóa có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc muối với các ion natri, kali, amoni hoặc canxi HMP và LMP sở hữu các đặc tính và cơ chế tạo gel riêng biệt, do đó được ứng dụng trong nhiều sản phẩm thực phẩm khác nhau.
HMP tạo gel trong dung dịch có pH < 3,5 và ở hàm lượng đường cao (> 55%)
[55] Trong môi trường acid, sự phân ly của nhóm carboxyl của các đơn vị GalA bị giảm
Lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi pectin giảm do nồng độ đường cao, dẫn đến giảm quá trình hydrat hóa của các phân tử pectin với nước Điều này thúc đẩy tương tác kỵ nước giữa các nhóm ester methyl Liên kết hydro và lực kỵ nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
HMP, với khả năng hình thành gel nhờ vào các liên kết hydro giữa các phân tử pectin, đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc gel Tương tác kỵ nước của các nhóm methoxyl giúp giảm diện tích tiếp xúc với nước, từ đó ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ gel Do yêu cầu về hàm lượng đường cao và pH thấp, khoảng 80% lượng HMP toàn cầu được sử dụng trong sản xuất mứt và thạch, cũng như trong ngành công nghiệp bánh kẹo để chế biến thạch trái cây và nhân thạch Ngoài ra, HMP còn được sử dụng trong nước ép trái cây và nước trái cây cô đặc như một chất ổn định, mang lại "cảm giác miệng tự nhiên".
Gel LMP hình thành nhờ sự hiện diện của các cation hóa trị hai như Ca2+, đóng vai trò cầu nối giữa các nhóm carboxyl của pectin Sự tương tác giữa ion Ca2+ và nhóm cacboxyl được minh họa bằng mô hình hộp trứng Giá trị pH cần thiết cho sự hình thành gel nằm trong khoảng từ 2 đến 6, trong khi nồng độ canxi phụ thuộc vào pH và chất rắn hòa tan Tương tác ion giữa cation đa hóa trị và nhóm cacboxyl tự do trong đơn vị GalA là yếu tố chính tạo gel LMP thường được sử dụng trong sản phẩm ăn kiêng và sản phẩm từ sữa HMP có thể chuyển hóa thành LMP thông qua quá trình khử ester hóa bằng kiềm hoặc enzyme pectin methylesterase LMP ổn định hơn về mặt hóa học với độ ẩm và nhiệt so với HMP, do HMP dễ bị khử ester hóa trong môi trường ẩm Cả hai loại HMP và LMP đều ổn định ở pH thấp trong mứt và thạch.
Hình 2.6 Sơ đồ mô hình "hộp trứng" [55]
Pectin, một polysaccharide phức tạp, được xác định và mô tả cấu trúc hóa học thông qua các công cụ phân tích hiện đại như FTIR, FT-Raman, NMR, GC-MS, HPLC, PACE và ESIMS.
Hiện nay, pectin thương mại chủ yếu được chiết xuất từ ba nguồn chính: bã táo, vỏ họ cam quýt và bã củ cải đường, với hiệu suất tối ưu lần lượt đạt 19,01%, 36,71% và 24,45%.
Dân số toàn cầu ngày càng tăng dẫn đến nhu cầu lương thực, đặc biệt là rau và trái cây, tăng cao Tuy nhiên, sự gia tăng sản xuất nông sản cũng đồng nghĩa với việc phát sinh lượng lớn chất thải nông nghiệp, gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng, với ngành chế biến trái cây tạo ra hơn 500 triệu tấn chất thải mỗi năm Để giải quyết vấn đề này, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm khai thác chất thải nông nghiệp như nguồn nguyên liệu tiềm năng cho các hợp chất sinh học, đặc biệt là pectin Việc này không chỉ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của hoạt động nông nghiệp đến môi trường mà còn tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có Bảng 2.3 cung cấp tóm tắt về các phế phẩm thực vật được sử dụng để trích xuất pectin, bao gồm phương pháp trích xuất, hiệu suất và mức độ methoxyl hóa.
Bảng 2.3 Tổng hợp phụ phẩm rau quả dùng trong chiết xuất các hợp chất pectic [65]
Phụ phẩm rau quả Phương pháp chiết xuất Hiệu suất (%) DM (%)
Cacao (vỏ khô) Thông thường 5 – 15
Cà rốt (bã ép) Thông thường 5 – 15 22 – 51
Thanh long (vỏ) Thông thường 5 – 26 64
Nho (bã ép) Siêu âm 3 – 29 16 – 57
Mít (bã ép) Thông thường 8 – 39
Bí ngô (bã) Vi sóng 3 – 7
Củ cải đường (bã) Thông thường 0,5 – 20 33 – 52
Cà chua (bã) Thông thường 9 – 21 63 – 91
Dưa hấu (vỏ) Thông thường 19 63
2.3.4 Ứng dụng pectin trong công nghiệp thực phẩm
Chanh dây
Cây chanh dây có tên khoa học là Passiflora edulis, thuộc họ Passifloraceae và chi
Passiflora L với nhiều loài phát triển ở Brazil [19] Chanh dây bao gồm 12 chi và hơn
500 loài, phân bố rộng rãi ở vùng nhiệt đới châu Mỹ, châu Á và châu Phi [80] Trong đó,
Chanh dây (Passiflora) có khoảng 400 loài, trong đó 50–60 loài có quả ăn được, nhưng chỉ một số ít có giá trị thương mại Sản xuất thương mại chủ yếu dựa vào chanh dây màu tím (Passiflora edulis Sims) và chanh dây màu vàng (Passiflora edulis f flavicarpa Deg.) Chanh dây màu tím là loài bản địa của vùng nhiệt đới châu Mỹ, trong khi chanh dây màu vàng được coi là đột biến hoặc kết quả của sự lai giống tự nhiên Cây chanh dây tím phát triển tốt ở độ cao lớn tại vùng nhiệt đới và được trồng thương mại ở các quốc gia như Úc, Nam Phi, Kenya, Papua-New Guinea, New Zealand, Sri Lanka và Ấn Độ Ngược lại, chanh dây màu vàng phát triển mạnh ở vùng đất thấp nhiệt đới ẩm, chủ yếu được trồng ở Brazil, Peru, Venezuela, Hawaii và Fiji.
Chanh dây, cả hoang dã lẫn được gieo trồng, xuất hiện tại nhiều quốc gia như Bolivia, Malaysia, Indonesia, Đài Loan và Philippines Theo báo cáo của FAO về thị trường thực phẩm toàn cầu, sản lượng chanh dây trung bình đạt 1,5 triệu tấn trong giai đoạn 2015 – 2017, với Brazil là nhà sản xuất chính, chiếm khoảng 65%, theo sau là Colombia và Indonesia.
Chanh dây chủ yếu được sử dụng để sản xuất nước trái cây tươi và làm nguyên liệu cho nhiều loại đồ uống, jelly, mousse, và các sản phẩm khác Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất nước trái cây công nghiệp, chỉ 30% trọng lượng trái cây được khai thác, trong khi 50% trọng lượng còn lại, chủ yếu là vỏ, bị loại bỏ Tại Brazil, hàng năm có khoảng 54.000 tấn phụ phẩm như hạt và vỏ được tạo ra, gây ra vấn đề nghiêm trọng cho ngành chế biến trái cây và rau củ, ảnh hưởng lớn đến kinh tế và môi trường toàn cầu.
Tùy thuộc vào công nghệ hiện có, các phụ phẩm sinh học có thể được chuyển đổi thành sản phẩm thương mại, sử dụng làm nguyên liệu thô cho quy trình sản xuất thứ cấp hoặc làm thành phần cho các sản phẩm mới Phụ phẩm từ các loại trái cây đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển những sản phẩm này.
25 loại nhiệt đới chứa nhiều hợp chất sinh học như vitamin, khoáng chất, chất chống oxy hóa polyphenolic và chất xơ, có lợi cho sức khỏe và giúp ngăn ngừa bệnh tật như ung thư, bệnh tim mạch và tiểu đường Vì vậy, chất xơ từ phụ phẩm thực phẩm đã được thêm vào nhiều loại thực phẩm khác nhau, bao gồm sản phẩm thịt, ngũ cốc ăn sáng, bánh nướng và sản phẩm từ sữa Điều này cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng đối với việc khai thác nguồn phụ phẩm giá rẻ và phong phú này như một nguyên liệu mới trong ngành thực phẩm.
Vỏ chanh dây gồm hai lớp chính: lớp flavedo (hay epicarp) là lớp ngoài cùng, cứng và có màu tím đậm, trong khi lớp albedo (hay mesocarp) nằm bên trong, xốp và có màu trắng sáng hơn Độ dày của lớp albedo phụ thuộc vào độ chín của quả chanh dây, với tỷ lệ giữa albedo và flavedo xấp xỉ 4:1 ở những quả chanh dây chín.
[87] Ngoài ra, lớp albedo đặc biệt giàu các chất xơ và pectin [20, 21]
Hình 2.7 Cấu trúc vỏ chanh dây màu tím
26 b Thành phần hóa học và ứng dụng của vỏ chanh dây
Vỏ chanh dây chứa nhiều hợp chất sinh học quý giá như carotenoid, flavonoid, hợp chất phenolic và khoáng chất, cho thấy tiềm năng của nó như một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng chanh dây có khả năng loại bỏ các gốc tự do hoặc ức chế hoạt động của chúng, giúp cơ thể duy trì trạng thái chống oxy hóa hiệu quả.
Anthocyanin là nhóm chất màu tự nhiên phổ biến trong nhiều loại trái cây, tạo nên màu sắc cam, đỏ, tím và xanh cho thực vật Hiện nay, anthocyanin được sử dụng rộng rãi làm phụ gia thực phẩm và chất bổ sung dinh dưỡng nhờ vào các tác dụng tăng cường sức khỏe như chống viêm, chống tăng sinh và chống oxy hóa Vỏ chanh dây tím chứa nhiều hợp chất anthocyanin, bao gồm cyanin, delphinidin-3,5-glucoside, cyanidin-3-glucoside, pelargonidin-3-glucoside, aglycone delphinidin và aglycone cyanidin.
Các hợp chất flavonoid, thuộc họ polyphenol, chủ yếu được tổng hợp bởi thực vật và tập trung trong vỏ và hạt của trái cây Gần đây, flavonoid đã trở thành chủ đề nghiên cứu quan trọng trong sinh học, khoa học thực phẩm và y học Sử dụng phương pháp khối phổ, sáu hợp chất flavonoid trong bột vỏ chanh dây đã được xác định, bao gồm luteolin-7-glucoside, Kaempferol-3-O-rutinoside, rutin, diosmetin, 3-O-methylquercetin và quercetin-3-malonylglucoside Phân tích cho thấy quercetin có hàm lượng cao trong vỏ chanh dây vàng (7,60 mg/g) và cam (8,00 mg/g), trong khi kaempferol chỉ được phát hiện trong vỏ chanh dây tím (0,74 mg/g) và cam (2,29 mg/g) qua phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
6 hợp chất flavonoid xuất hiện trên chanh dây vàng nhưng lại không được phát hiện trên chanh dây tím [92]
Vỏ chanh dây chứa nhiều hợp chất phenolic với hàm lượng dao động từ 6,45 mg GAE/g đến 25,84 mg/g Hàm lượng carotenoid trong vỏ chanh dây cũng khá cao, đạt khoảng 6,45 àg/g Nghiên cứu của dos Reis và cộng sự (2018) cho thấy hàm lượng carotenoid tổng thể ở chanh dây vàng là 9,18 àg/g và chanh dây tím là 12,44 àg/g, trong khi chanh dây cam có hàm lượng rất cao lên đến 255,16 àg/g, chủ yếu là lutein và β-carotene Các carotenoid này là tiền chất của vitamin A, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe nhờ đặc tính chống oxy hóa và khả năng tăng cường hệ miễn dịch.
Bột vỏ chanh dây chứa nhiều hợp chất sinh học có lợi cho sức khỏe, vì vậy nó được sử dụng để làm giàu dinh dưỡng cho các thực phẩm như bột ngô, sữa lên men, bánh quy và bánh cake Vỏ chanh dây cũng rất giàu pectin, dẫn đến việc nghiên cứu và áp dụng nhiều phương pháp trích ly pectin, bao gồm trích ly bằng acid và acid kết hợp siêu âm.
[97], acid kết hợp gia nhiệt bằng vi sóng [98], ứng suất cắt tốc độ cao [99] và enzyme
Hiệu suất trích ly pectin từ vỏ chanh dây có thể đạt từ 2,25% đến 70% với chỉ số DE dao động từ 41,67% đến 85,45% Vỏ chanh dây là nguồn pectin tiềm năng với hiệu suất chiết suất cao, có thể được trích xuất bằng nhiều phương pháp nhanh chóng và đơn giản Phân tích cấu trúc bằng quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) cho thấy pectin từ vỏ chanh dây tương tự như pectin thương mại từ họ cam quýt, phù hợp với yêu cầu thị trường Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng pectin từ vỏ chanh dây có khả năng tạo gel tốt, độ ổn định cao trong môi trường acid và độ nhớt gấp hai lần so với pectin thương mại Việc trích xuất pectin từ vỏ chanh dây không chỉ giúp xử lý chất thải trong ngành thực phẩm mà còn đáp ứng nhu cầu pectin trên thị trường.
Các nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào việc trích xuất pectin từ vỏ chanh dây, sử dụng pectin này như chất tạo gel trong thực phẩm Tuy nhiên, tác động của việc sử dụng trực tiếp bột vỏ chanh dây với hàm lượng pectin cao như một tác nhân tạo gel tự nhiên trong thực phẩm vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ Việc sử dụng bột vỏ chanh dây còn giúp tăng cường hàm lượng các hoạt chất sinh học và khả năng kháng oxy hóa trong sản phẩm thực phẩm như bánh mì và bánh quy.
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu và hóa chất
Củ dền và chanh dây được mua từ hệ thống siêu thị Co.opmart tại Việt Nam, thuộc Liên hiệp các Hợp tác xã Thương mại Thành phố Hồ Chí Minh Nghiên cứu cũng sử dụng đường tinh luyện từ Công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa và pectin thương mại loại HMP (E440i) do JRS Silvateam Ingredients, Ý sản xuất.
Nghiên cứu sử dụng hóa chất Trolox và DPPH từ công ty Sigma-Aldrich, Mỹ với độ tinh khiết 97% Các hóa chất khác được mua từ cửa hàng Hóa Nam và SBC Scientific tại thành phố Hồ Chí Minh, có xuất xứ từ Trung Quốc, Mỹ và Việt Nam với độ tinh khiết trên 95%.
Sơ đồ quy trình nghiên cứu
Sơ đồ quy trình nghiên cứu được tóm tắt như trong Hình 3.1
Quy trình chuẩn bị bột vỏ chanh dây
Hai loại bột vỏ chanh dây được chuẩn bị theo Coelho và cộng sự (2017) [20] với các sửa đổi nhỏ và được trình bày trong Hình 3.2
Hình 3.2 Quy trình chuẩn bị hai loại bột vỏ chanh dây
Quả chanh dây được thu mua phải có vỏ màu tím, kích thước đồng đều và không bị hư hại Sau khi rửa sạch dưới nước chảy để loại bỏ tạp chất, quả được để ráo nước Tiếp theo, chanh dây được cắt đôi, loại bỏ ruột và hạt, chỉ giữ lại phần vỏ.
Vỏ quả chanh dây được chia thành hai phần để sản xuất hai loại bột khác nhau Phần đầu tiên, lớp vỏ cứng màu tím (flavedo) được loại bỏ, chỉ giữ lại phần albedo, tạo ra bột albedo (AP) Phần vỏ thứ hai giữ nguyên cả flavedo và albedo, cho ra bột nguyên vỏ (WP) Để chế biến, cả hai loại vỏ được cắt thành dải rộng khoảng 1 cm, sau đó sấy khô ở nhiệt độ 50℃ trong tủ sấy có lưu thông khí cưỡng bức Các dải vỏ khô được nghiền và sàng qua rây 100 mesh để thu được bột có kích thước hạt nhỏ hơn 150 µm Cuối cùng, bột được đóng gói trong hũ nhựa có nắp kín, dán nhãn phân biệt và bảo quản trong tối ở nhiệt độ 4℃.
Quy trình sản xuất mứt củ dền
Mứt củ dền được chế biến theo phương pháp của Perumpuli và cộng sự [3], với một số điều chỉnh, như được thể hiện trong Hình 3.4.
Củ dền được thu mua phải đảm bảo không hư hại và đồng đều về hình dạng Đầu tiên, củ dền được rửa sạch để loại bỏ đất cát và bụi bẩn, sau đó gọt vỏ và cắt thành từng đoạn rộng 1 cm Tiếp theo, củ dền được luộc với tỷ lệ 0,75 củ dền : 1 nước trong 20 phút cho đến khi chín mềm, sau đó vớt ra, để nguội và xay nhuyễn để thu được hỗn hợp thịt củ dền Sau khi cân đo các nguyên liệu như thịt củ dền, đường, citric acid, sodium benzoate và pectin theo công thức, các nguyên liệu được phối trộn đều Lưu ý rằng pectin cần được phân tán trong đường với tỷ lệ 1 phần pectin và 5 phần đường trước khi kết hợp với các nguyên liệu khác.
Trong quá trình cô đặc, hỗn hợp nguyên liệu được nấu với sự khuấy trộn liên tục cho đến khi đạt 65 °Brix (Atago Master 93H, Nhật Bản) Sau đó, mứt nóng (85°C) được rót vào hũ đã được khử trùng, rồi để nguội về nhiệt độ phòng Cuối cùng, hũ mứt được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát và tối cho đến khi thực hiện các phân tích tiếp theo.
Hình 3.3 Quy trình sản xuất mứt củ dền
Nghiên cứu khảo sát 9 mẫu mứt củ dền, trong đó mẫu chuẩn (PJ0.5) chứa 0,5% HMP làm chất tạo gel Bột vỏ chanh dây (WP và AP) được sử dụng để hoàn toàn thay thế HMP trong công thức mứt củ dền, đồng thời tăng dần tỷ lệ bột vỏ chanh dây bằng cách giảm hàm lượng thịt củ dền Hàm lượng bột vỏ chanh dây trong 8 mẫu mứt được điều chỉnh theo tỷ lệ tương ứng.
34 khảo sát là 0,5% (WJ0.5/AJ0.5), 1% (WJ1/AJ1), 2% (WJ2/AJ2) và 3% (WJ3/AJ3) Công thức chuẩn bị các mẫu mứt củ dền được trình bày trong Bảng 3.1
Bảng 3.1 Công thức chuẩn bị các mẫu mứt củ dền
PJ0.5 WJ0.5 WJ1 WJ2 WJ3 AJ0.5 AJ1 AJ2 AJ3 Thịt củ dền % 48,9 48,9 48,4 47,4 46,4 48,9 48,4 47,4 46,4
Nội dung nghiên cứu
3.5.1 Đánh giá tính chất của bột vỏ chanh dây
Mục đích của nghiên cứu là xác định các thành phần hóa học, tính chất vật lý, hàm lượng pectin và chỉ số DE của bột vỏ chanh dây Qua đó, đánh giá tính khả thi của việc sử dụng bột vỏ chanh dây như một chất tạo gel thay thế pectin trong sản phẩm mứt.
The methodology involves determining the nutritional components, including moisture, fat, protein, ash, and carbohydrates, using the AOAC method (2000) Additionally, the pectin content is assessed following the method established by Liew et al (2014), and the degree of esterification (DE) of the extracted pectin is analyzed according to the approach outlined by Naqash et al.
35 ̲ Xác định khả năng giữ nước và dầu theo phương pháp của Reis và cộng sự
Năm 2018, các nhóm chức được xác định bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) theo nghiên cứu của Macedo và cộng sự (2023) Đồng thời, phân tích nhiệt quét vi sai (DSC) được thực hiện theo phương pháp của Zlatanović và cộng sự (2019) Cuối cùng, hàm lượng flavonoid được xác định theo phương pháp của Parafati và cộng sự.
(2020) [105] ̲ Xác định hàm lượng anthocyanin theo phương pháp của Liu và cộng sự (2018)
[90] ̲ Xác định khả năng kháng oxy hóa theo phương pháp của Macedo và cộng sự
(2023) [91] ̲ Phân tích màu sắc bằng thiết bị đo màu cầm tay Konica Minolta CR-400 (Nhật Bản)
3.5.2 Ảnh hưởng của việc thay thế pectin bằng vỏ chanh dây đến chất lượng của mứt củ dền
Mục đích của nghiên cứu này là xác định các thành phần hóa học, tính chất vật lý, đặc tính lưu biến, kết cấu và cảm quan của mứt củ dền Nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của việc thay thế pectin bằng bột vỏ chanh dây đến chất lượng sản phẩm.
Phương pháp tiến hành bao gồm việc xác định các thành phần dinh dưỡng như độ ẩm, chất béo, protein, tro và carbohydrate theo tiêu chuẩn AOAC (2000) Độ pH được xác định bằng pH kế, trong khi tổng hàm lượng chất rắn hòa tan được đo bằng khúc xạ kế cầm tay, với các quan sát được thực hiện ở 20°C theo đơn vị °Brix Cuối cùng, màu sắc của mẫu được phân tích bằng thiết bị đo màu cầm tay Konica Minolta CR-400 từ Nhật Bản.
36 ̲ Xác định tổng hàm lượng betalain theo phương pháp của Wang và cộng sự
(2020) [47] ̲ Xác định hàm lượng flavonoid theo phương pháp của Parafati và cộng sự
Nghiên cứu năm 2020 đã xác định khả năng kháng oxy hóa thông qua phương pháp bắt gốc tự do DPPH theo cách tiếp cận của Macedo và cộng sự (2023) Đồng thời, các đặc tính lưu biến cũng được phân tích dựa trên phương pháp của Basu và cộng sự (2011).
[5] ̲ Phân tích kết cấu theo phương pháp của Basu và cộng sự (2011) [5] ̲ Độ tách nước theo phương pháp của Akesowan (2012) [106] ̲ Đánh giá cảm quan
3.5.3 Đánh giá mức độ ổn định của mứt củ dền trong quá trình bảo quản
Các mẫu mứt củ dền, bao gồm mẫu chuẩn pectin và mẫu thay thế bằng WP, AP, cần được bảo quản ở nơi thoáng mát, nhiệt độ phòng (30°C) và trong bóng tối Mứt củ dền sẽ được lấy mẫu định kỳ vào các ngày 0, 7, 14, 30 và 60 để xác định các thông số như hàm lượng betalain, màu sắc, đặc tính lưu biến và độ tách nước.
Các phương pháp phân tích
3.6.1 Xác định thành phần hóa học của bột vỏ chanh dây và mứt củ dền a Độ ẩm Độ ẩm của bột vỏ chanh dây và mứt củ dền được xác định bằng phương pháp sấy đối lưu theo AOAC (2000) Đĩa petri được sấy khô trong tủ sấy đối lưu ở nhiệt độ 105℃ trong 30 phút Sau khi đĩa được để nguội trong bình hút ẩm, tiến hành cân khối lượng đĩa và đặt mẫu lên đĩa Đĩa và mẫu được sấy trong tủ sấy đối lưu ở nhiệt độ 105℃ đến khối lượng không đổi đối với mẫu bột và ở nhiệt độ 100℃ trong 24 giờ đối với mẫu mứt Sau khi sấy, đĩa petri chứa mẫu được để nguội trong bình hút ẩm và cân ngay khi đạt
Nhiệt độ phòng là 37 độ C Độ ẩm của mẫu bột vỏ chanh dây và mứt củ dền được xác định bằng phần trăm khối lượng sụt giảm theo công thức: Độ ẩm (%) = ((𝑚1 + 𝑚) − 𝑚2) × 100.
𝑚 Trong đó: ̲ m1: Khối lượng đĩa petri (g); ̲ m2: Khối lượng đĩa và mẫu sau khi sấy ẩm (g); ̲ m: Khối lượng mẫu (g) b Hàm lượng tro
Hàm lượng tro của bột vỏ chanh dây và mứt củ dền được xác định theo phương pháp lò nung AOAC (2000) Đầu tiên, chén nung sứ được rửa sạch, sấy khô và để nguội trong bình hút ẩm Sau đó, cân chén sứ và cho mẫu bột hoặc mứt vào Chén sứ chứa mẫu được nung ở nhiệt độ 600℃ trong 3 giờ cho đến khi đạt tro trắng Sau khi nung, chén sứ được đậy nắp và để nguội trong bình hút ẩm, rồi cân ngay khi đạt nhiệt độ phòng Hàm lượng tro của mẫu được tính theo phần trăm khối lượng tro còn lại.
𝑚 Trong đó: ̲ m1: Khối lượng chén nung sứ (g); ̲ m2: Khối lượng chén sứ và mẫu sau khi nung (g); ̲ m: Khối lượng mẫu bột hoặc mứt (g) c Hàm lượng protein
Hàm lượng protein trong bột vỏ chanh dây và mứt củ dền được xác định theo phương pháp Kjeldahl theo tiêu chuẩn AOAC (2000) Để thực hiện, cân 2g mẫu bột hoặc mứt và cho vào ống Kjeldahl, sau đó bổ sung hỗn hợp chất xúc tác gồm 5g K2SO4 và 0,15g CuSO4 vào ống.
Trong quá trình phân tích, 20 ml H2SO4 đậm đặc được thêm vào ống Kjeldahl, sau đó các ống này được đưa vào thiết bị vô cơ hóa và gia nhiệt cho đến khi dung dịch trở nên trong suốt, không còn vết đen Sau khi để nguội về nhiệt độ phòng, ống Kjeldahl chứa mẫu vô cơ hóa và bình Erlen chứa dung dịch boric acid 4% với chỉ thị bromocresol green và methyl red được lắp vào máy chưng cất đạm (Behrotest S3, Đức) Quá trình chưng cất diễn ra với 40 ml dung dịch NaOH 30% trong 13 phút Khi hoàn tất, bình Erlen được lấy ra và chuẩn độ với dung dịch HCl 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt và giữ màu trong 30 giây.
Hàm lượng nitơ tổng trong mẫu được tính theo công thức sau:
Để tính toán khối lượng mẫu phân tích, ta sử dụng công thức: \( m = \frac{(V_s - V_b) \times N_{HCl} \times 14}{1000} \), trong đó \( V_s \) là thể tích dung dịch HCl 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu phân tích (ml), \( V_b \) là thể tích dung dịch HCl 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu trắng (ml), \( N_{HCl} \) là nồng độ đương lượng của dung dịch HCl (0,1N), và 14 là nguyên tử khối của Nitơ.
Hàm lượng protein (%) được tính toán với hệ số chuyển đổi là 6,25:
Hàm lượng chất béo của bột vỏ chanh dây được xác định bằng phương pháp Soxhlet với hỗn hợp dung môi diethyl ether và petroleum ether theo AOAC (2000) Cân
Để tiến hành trích ly chất béo, đầu tiên, cho 2 gram mẫu bột vào đĩa petri và sấy ẩm ở nhiệt độ 105℃ cho đến khi đạt khối lượng không đổi Sau đó, đặt mẫu đã sấy vào túi giấy khô có khối lượng đã biết Tiếp theo, cho các túi giấy vào trụ chiết của bộ Soxhlet, bật hệ thống làm lạnh và đổ dung môi vào bình chứa Cuối cùng, khởi động hệ thống gia nhiệt để bắt đầu quá trình trích ly chất béo.
Sau khi quá trình trích ly trong hệ thống Soxhlet kéo dài từ 6 đến 8 giờ hoàn tất, túi giấy chứa mẫu sẽ được lấy ra và sấy để loại bỏ dung môi cho đến khi đạt khối lượng không đổi Túi giấy này cần được để nguội trong bình hút ẩm và cân ngay khi đạt nhiệt độ phòng Hàm lượng chất béo trong mẫu bột vỏ chanh dây sẽ được tính theo công thức đã được xác định.
Trong nghiên cứu này, các thông số được sử dụng bao gồm: m1 là khối lượng túi giấy và mẫu trước khi trích ly chất béo (g), m2 là khối lượng túi giấy và mẫu sau khi trích ly và đuổi dung môi (g), và m là khối lượng mẫu ban đầu (g).
Hàm lượng chất béo trong mứt củ dền được xác định thông qua quá trình trích ly bằng hỗn hợp dung môi diethyl ether và petroleum ether Đầu tiên, cân 10 g mẫu mứt và cho vào bình Erlen 250 ml, sau đó thêm 20 ml nước cất và lắc đều để phá vỡ mẫu Tiếp theo, thêm 3 ml dung dịch ammonium hydroxide (NH4OH) và lắc trong 30 giây Cuối cùng, thêm 20 ml ethanol 96% và lắc đều trong 30 giây, rồi thêm 30 ml diethyl ether vào bình Erlen và lắc đều để hoàn tất quá trình.
Sau khi thêm 30 ml petroleum ether vào hỗn hợp, lắc đều trong 1 phút Tiếp theo, chuyển toàn bộ hỗn hợp từ erlen vào phễu chiết quả lê và tráng erlen bằng petroleum ether để thu hồi hết chất béo còn sót lại Cuối cùng, để yên phễu chiết để tiến hành quá trình chiết xuất.
Quá trình tách lớp tự nhiên diễn ra trong 30 phút, sau đó thu hồi pha nhẹ phía trên vào beaker đã sấy khô và biết trước khối lượng Beaker được đun nhẹ trong tủ hút cho đến khi dung môi bay hơi hoàn toàn, sau đó sấy ở 105℃ trong 1 giờ Sau khi làm nguội beaker chứa chất béo trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng, tiến hành cân định lượng Hàm lượng chất béo trong các mẫu mứt củ dền được tính theo công thức đã quy định.
Trong đó: ̲ m1: Khối lượng beaker (g); ̲ m2: Khối lượng beaker chứa chất béo (g); ̲ m: Khối lượng mẫu mứt (g) e Hàm lượng carbohydrate
Hàm lượng carbohydrate được tính toán theo công thức:
3.6.1 Xác định khả năng giữ nước và dầu của bột vỏ chanh dây
Phương pháp xác định khả năng giữ nước và dầu của bột vỏ chanh dây được thực hiện dựa trên phương pháp của Reis và cộng sự (2018) [101]
Cân 0,5 g bột vỏ chanh dây và phân tán trong 30 ml nước cất trong ống ly tâm 50 ml đã được sấy khô Lắc các ống ly tâm trong 10 phút và để yên ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ Sau đó, thực hiện quá trình ly tâm cho các ống.
Sau khi ly tâm ở tốc độ 3000 × g trong 20 phút với máy Hermle Z366 của Đức, cần loại bỏ phần nước thừa phía trên và cân lại từng ống ly tâm Khả năng hấp thụ nước được xác định bằng số gam nước trên mỗi gam bột khô.
Tiến hành cân 0,5 g bột vỏ chanh dây và trộn với 20 ml dầu thực vật trong ống ly tâm đã sấy khô và biết trước khối lượng Sau khi lắc đều trong 10 phút, các ống được để yên ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ Tiếp theo, ly tâm ở 3000 × g trong 20 phút, loại bỏ cẩn thận phần dầu nổi phía trên và cân ống ly tâm chứa mẫu Khả năng hấp thụ dầu được tính bằng số gam dầu trên mỗi gam bột khô.
3.6.2 Xác định hàm lượng pectin trong bột vỏ chanh dây
Phương pháp xử lý số liệu
Mỗi thí nghiệm được thực hiện ba lần, với dữ liệu được trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phần mềm Minitab (phiên bản 22) thông qua phương pháp one-way ANOVA và kiểm định Fisher hoặc Tukey để đánh giá cảm quan, với mức độ tin cậy 95%.
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Phân tích các tính chất của bột vỏ chanh dây
Mẫu bột nguyên vỏ (WP) và bột albedo (AP) từ vỏ chanh dây tím đã được phân tích về thành phần dinh dưỡng, hàm lượng pectin, và khả năng giữ nước cùng dầu Các nhóm chức hóa học và hành vi nhiệt của WP và AP cũng được đánh giá qua phương pháp FTIR và DSC Hơn nữa, sự hiện diện của các hoạt chất sinh học như flavonoid và anthocyanin, cũng như khả năng kháng oxy hóa của WP và AP, đã được khảo sát Những phân tích này nhằm mô tả đầy đủ đặc tính của bột vỏ chanh dây, cung cấp dữ liệu tham khảo cho nghiên cứu ứng dụng bột vỏ trong sản xuất và phát triển sản phẩm thực phẩm mới.
Thành phần dinh dưỡng của mẫu WP và AP được trình bày trong Bảng 4.1
Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng của bột vỏ chanh dây
Mẫu bột vỏ chanh dây Độ ẩm (%)
Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê trong kiểm định Fisher’s LSD (p < 0,05) Độ ẩm của mẫu WP và AP lần lượt là 6,29% và 6,47%, với sự khác biệt về độ ẩm giữa hai mẫu này có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), nhưng không đáng kể Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Alves và cộng sự (2018), trong đó mẫu WP từ vỏ chanh dây vàng có độ ẩm 6,6% sau khi sấy ở 60℃ trong 24 giờ Garcia và cộng sự (2019) cũng đã báo cáo độ ẩm tương tự.
Độ ẩm của bột WP đạt 6,86% khi sấy ở 90℃ trong 11 giờ, trong khi các nghiên cứu khác cho thấy độ ẩm cao hơn, với 9,57% cho bột WP và 9,7% cho bột AP Khi sấy ở 70℃, độ ẩm giảm xuống còn 3,17% cho WP và 5,13% cho AP Sự khác biệt này phụ thuộc vào phương pháp sấy, điều kiện vận hành và đặc tính vật liệu Độ ẩm của WP và AP đều nằm trong giới hạn 14% theo quy định của FAO (2017), giúp kéo dài thời gian bảo quản, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và thuận tiện trong lưu trữ, vận chuyển, mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm thực phẩm.
Hàm lượng chất béo trong mẫu WP đạt 4,34%, trong khi mẫu AP chỉ có 3,86% chất béo theo khối lượng khô, với sự chênh lệch này có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) Các nghiên cứu trước đây cũng cho thấy mẫu WP có hàm lượng chất béo rất thấp, dao động từ 0,54% đến 2,08% Đặc biệt, da Silva và cộng sự (2019) đã ghi nhận hàm lượng chất béo trong mẫu AP chỉ là 0,08%.
Sự khác biệt về giống cây trồng, điều kiện gieo trồng, giai đoạn chín của quả, các phần nguyên liệu sử dụng như toàn bộ bột vỏ hay chỉ phần albedo, và phương pháp sản xuất đều có ảnh hưởng đến thành phần hóa học của bột vỏ chanh dây, bao gồm cả hàm lượng chất béo.
Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng protein trong mẫu WP đạt 9,27% và mẫu AP đạt 10,06% theo khối lượng khô, với mẫu AP có hàm lượng protein cao hơn đáng kể so với mẫu WP Nhiều nghiên cứu trước đây ghi nhận hàm lượng protein trong mẫu WP dao động từ 3,90% đến 7,53% và mẫu AP là 7,53%, thấp hơn so với kết quả nghiên cứu này Điều này có thể do các mẫu WP và AP trong các nghiên cứu trước được sấy ở nhiệt độ từ 60 đến 90℃, cao hơn so với điều kiện sấy của mẫu trong nghiên cứu hiện tại.
Nghiên cứu chỉ ra rằng quá trình sấy ở nhiệt độ cao (50℃) trong thời gian dài có thể dẫn đến sự phân hủy protein, từ đó làm giảm tỷ lệ protein trong mẫu.
Theo Bảng 4.1, thành phần tro chiếm 7,41% trong mẫu WP và 7,18% trong mẫu
Hàm lượng tro của mẫu WP và AP có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), tuy nhiên, chênh lệch này là khá nhỏ Cả hai mẫu đều có hàm lượng tro tương đồng với các nghiên cứu trước đây (WP: 7,28% và 6,87%; AP: 7,31% và 8,08%) Vỏ chanh dây chứa nhiều khoáng chất như canxi, kali, natri, kẽm, mangan, đồng, sắt, phospho và lưu huỳnh, dẫn đến hàm lượng tro cao Điều này có thể gây ra vấn đề khi ứng dụng sản phẩm phụ này vào thực phẩm, vì lượng ion kim loại gia tăng có thể thúc đẩy quá trình oxy hóa trong sản phẩm.
Kết quả phân tích dinh dưỡng cho thấy bột vỏ chanh dây WP và AP chứa chủ yếu là carbohydrate với tỷ lệ tương đương 78,98% và 78,90% theo khối lượng khô Các nghiên cứu khác cũng xác nhận carbohydrate là thành phần chính trong bột WP, với tỷ lệ từ 64,86% đến 89,33% Carbohydrate trong WP và AP chủ yếu là chất xơ, bao gồm chất xơ không hòa tan (hemicellulose, cellulose, lignin) và chất xơ hòa tan (pectin) Chất xơ không hòa tan giúp cải thiện chức năng tiêu hóa, trong khi chất xơ hòa tan giữ nước và tạo gel Hơn nữa, chất xơ và pectin từ vỏ chanh dây có khả năng loại bỏ gốc tự do, giảm cholesterol và glucose trong máu Do đó, việc sử dụng bột WP và AP trong sản phẩm thực phẩm không chỉ tăng hàm lượng chất xơ mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Việc loại bỏ lớp vỏ ngoài (flavedo) làm giảm hàm lượng tro và chất béo, nhưng lại tăng hàm lượng protein trong AP so với WP, mặc dù sự khác biệt này chỉ dưới 1% Nghiên cứu của da Silva và cộng sự (2019) cũng không phát hiện sự khác biệt đáng kể về thành phần dinh dưỡng giữa hai mẫu WP và AP từ vỏ chanh dây vàng Do đó, WP và AP có thành phần dinh dưỡng tương tự nhau.
4.1.2 Phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR)
Phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) là một kỹ thuật phổ biến để mô tả các phân tử hữu cơ nhờ vào độ nhạy của nó với các nhóm chức như hydroxyl, carboxyl, ester và amide Các nhóm chức hóa học có trong mẫu WP và AP đã được phân tích bằng phương pháp FTIR trong khoảng số sóng từ 4000 cm -1 đến 400 cm -1, với phổ FTIR của WP và AP được trình bày trong Hình 4.1.
Hình 4.1 Phổ FTIR của mẫu WP và AP
Bảng 4.2 Các nhóm chức ứng với mỗi đỉnh sóng trong phổ FTIR
Theo Türker-Kaya và Huck (2017), phổ FTIR được phân chia thành bốn vùng chính: vùng kéo giãn X–H (4000 – 2500 cm -1), vùng liên kết ba (2500 – 2000 cm -1), vùng liên kết đôi (2000 – 1500 cm -1) và vùng vân tay (1500 – 600 cm -1) Vùng vân tay thường phức tạp, chứa nhiều đỉnh đặc trưng cho cấu trúc phân tử của mẫu, với các đỉnh thường chồng chéo lên nhau.
WP và AP cho thấy sự phân bố các đỉnh tương tự nhau, chủ yếu trong khoảng sóng 1800 cm -1 đến 1000 cm -1 Canteri và cộng sự (2019) cũng ghi nhận các đỉnh tập trung trong khoảng 1734 – 1015 cm -1 khi phân tích quang phổ ATR-FTIR để xác định thành phần trong sáu mươi mẫu trái cây và rau củ.
Vùng sóng 3345 cm -1 (mẫu WP) và 3315 cm -1 (mẫu AP) cho thấy sự kéo giãn của nhóm -OH, thường xuất hiện trong D-glucose, alcohol, phenol, cellulose và nước, phản ánh tính ưa nước của hai mẫu bột Ngoài ra, đỉnh sóng tại 2949 cm -1 (mẫu WP) và 2918 cm -1 (mẫu AP) biểu thị cho sự kéo giãn của nhóm C–H.
Các đỉnh phổ FTIR tại 2391 cm -1 (mẫu WP) và 2361 cm -1 (mẫu AP) cho thấy sự dao động của các nhóm alkyne C≡C Đỉnh tại 1762 cm -1 (mẫu WP) và 1731 cm -1 (mẫu AP) phản ánh sự kéo giãn của C=O trong các nhóm carbonyl C=O liên hợp, liên quan đến sự hiện diện của các nhóm carboxyl ester hóa trong pectin và các vòng thơm trong lignin Thêm vào đó, đỉnh tại 1630 cm -1 (mẫu WP) và 1603 cm -1 (mẫu AP) thể hiện sự kéo giãn của C=O trong các nhóm carboxyl tự do của pectin và C=C trong vòng thơm của lignin Đỉnh tại 1265 cm -1 (mẫu WP) và 1234 cm -1 (mẫu AP) xác định sự kéo giãn của liên kết C-O trong lignin và đại diện cho các protein Cuối cùng, đỉnh tại 1044 cm -1 (mẫu WP) và 1013 cm -1 (mẫu AP) liên quan đến các nhóm C-O, C-C, OCH, và các carbohydrate như glucose, fructose và pectin.
AP, lần lượt bao gồm 1447 cm -1 và 1416 cm -1 đại diện pectin, 1348 cm -1 và 1317 cm -1 đại diện cho cellulose và 1401 cm -1 và 1370 cm -1 xyloglucan [119]
Đánh giá khả năng thay thế của bột vỏ chanh dây cho pectin trong sản phẩm mứt củ dền
Nghiên cứu này sử dụng hai loại bột vỏ chanh dây WP và AP làm chất tạo gel thay thế cho pectin trong mứt củ dền Sự thay thế này được phân tích và đánh giá để xác định ảnh hưởng của nó đến các đặc tính chất lượng của sản phẩm mứt củ dền.
Thành phần dinh dưỡng của các mẫu mứt củ dền được trình bày trong Bảng 4.8.
Bảng 4.8 Thành phần dinh dưỡng của các mẫu mứt củ dền
Mẫu mứt củ dền Độ ẩm
WJ1 35,49 ± 0,15ᵇᶜ 0,25 ± 0,03ᵃᵇ 0,97 ± 0,02ᵇᶜ 0,40 ± 0,01ᶜᵈ 62,89 ± 0,19ᵇᶜ
WJ2 34,97 ± 0,21ᶜᵈ 0,24 ± 0,01ᵃᵇ 1,00 ± 0,05ᵃᵇ 0,56 ± 0,01ᵃ 63,22 ± 0,26ᵃᵇ
*Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê trong kiểm định Fisher’s LSD (p < 0,05)
Sau khi chế biến, độ ẩm của mứt củ dền dao động từ 34,49% đến 36,29%, không có sự khác biệt đáng kể giữa các mẫu mứt chứa pectin, WP và AP Kết quả nghiên cứu cho thấy độ ẩm của mứt củ dền thấp hơn so với một số nghiên cứu trước đó (42,90% và 52,53%) Tuy nhiên, độ ẩm này tương đồng với các loại mứt đông khác, như mứt hỗn hợp dừa – thơm (26,78% - 29,78%), mứt cam (30,51%), mứt thơm (29,23% - 32,07%), mứt hồng xiêm (25,57%) và mứt hoa hồng (29,78% - 36,13%).
Sự không đồng nhất về giá trị độ ẩm của các loại mứt trong các nghiên cứu khác nhau có thể xuất phát từ sự khác biệt trong độ ẩm của nguyên liệu và thời gian nấu Độ ẩm được xem là chỉ tiêu chất lượng quan trọng cần kiểm soát, đồng thời là yếu tố quyết định thời gian bảo quản của sản phẩm.
Tất cả các mẫu mứt củ dền đều có hàm lượng chất béo rất thấp, dao động từ 0,24% đến 0,29%, không có sự khác biệt lớn giữa các mẫu (p > 0,05) Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng mứt củ dền chứa rất ít chất béo, với mức độ chỉ đạt 0,09% hoặc 0,17% Hàm lượng chất béo trong mứt đông phụ thuộc vào hàm lượng chất béo của nguyên liệu, công thức chế biến và các điều kiện sản xuất.
Hàm lượng protein trong mứt củ dền dao động từ 0,85 – 1,11%, với sự chênh lệch không đáng kể giữa các mẫu Các nghiên cứu trước đây cho thấy hàm lượng protein trong mứt củ dền có giá trị 1,71% và 1,35%, tương đồng với kết quả nghiên cứu này Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất mứt, protein có thể bị biến tính hoặc phân hủy do nhiệt độ cao, dẫn đến sự suy giảm hàm lượng protein trong sản phẩm cuối cùng.
Phân tích cho thấy hàm lượng tro trong các mẫu mứt củ dền khá thấp, dao động từ 0,39% đến 0,60%, tương đồng với số liệu 0,59% trong báo cáo của Kaur và cộng sự (2022) Ở các tỷ lệ thấp từ 0,5% đến 1%, các mẫu mứt chứa WP.
Mẫu mứt WJ và AJ không cho thấy sự khác biệt đáng kể về hàm lượng tro so với mẫu PJ0.5, nhưng hàm lượng tro của chúng có xu hướng gia tăng (p < 0,05) khi tỷ lệ WP và AP trong công thức tăng từ 2% lên 3% Nhìn chung, hàm lượng tro của các mẫu WJ và AJ không khác biệt lớn ở cùng tỷ lệ bổ sung WP và AP, cho thấy rằng việc bổ sung WP và AP vào công thức mứt củ dền góp phần làm tăng hàm lượng khoáng chất trong sản phẩm.
Bảng 4.8 chỉ ra rằng carbohydrate chiếm hơn 50% trong các mẫu mứt củ dền, với tỷ lệ dao động từ 62,13% đến 63,72% Khi tỷ lệ của WP hoặc AP trong công thức tăng lên, hàm lượng carbohydrate của mứt không có sự thay đổi đáng kể Nghiên cứu của Kaur và cộng sự (2022) cũng xác nhận rằng mứt củ dền chứa 53,72% carbohydrate Hàm lượng carbohydrate cao chủ yếu do tỷ lệ đường cao (50%) trong công thức sản xuất, cùng với quá trình gia nhiệt làm bay hơi nước và tăng tỷ lệ đường trong sản phẩm cuối cùng.
Các mẫu mứt củ dền trong nghiên cứu này cho thấy giá trị độ ẩm tương tự, nhưng lại có hàm lượng tro cao hơn đáng kể so với các sản phẩm mứt khác trên thị trường như mứt xoài, mứt thơm và mứt táo.
4.2.2 Tổng lượng chất rắn hòa tan và độ pH
Tổng lượng chất rắn hòa tan và độ pH của các mẫu mứt củ dền được trình bày trong Bảng 4.9
Bảng 4.9 Tổng lượng chất rắn hòa tan và độ pH của các mẫu mứt củ dền
Mẫu mứt củ dền Tổng lượng chất rắn hòa tan (°Brix) pH
PJ0.5 67,0 ± 0,0ᵈ 3,39 ± 0,01ᶠ WJ0.5 67,8 ± 0,3ᵇᶜ 3,55 ± 0,01ᶜ WJ1 67, 7 ± 0,3ᵇᶜᵈ 3,54 ± 0,01ᶜ
*Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê trong kiểm định Fisher’s LSD (p < 0,05)
Tổng chất rắn hòa tan (TSS) trong mứt củ dền chủ yếu bao gồm lượng đường và một phần nhỏ protein hòa tan, amino acid và các chất hữu cơ khác, với giá trị TSS dao động từ 67,0 đến 69,0 °Brix, phù hợp với quy chuẩn tối thiểu 60% – 65% cho mứt đông Giá trị pH của các mẫu mứt củ dền khá thấp, từ 3,39 đến 3,66, không có sự khác biệt lớn giữa các mẫu do sự bổ sung citric acid trong quá trình chế biến Các loại mứt khác như mứt lựu, cam, xoài và mơ cũng có giá trị pH thấp, trong khi pH của mứt củ dền đáp ứng điều kiện hình thành gel từ 3 đến 3,5.
Giá trị Brix và độ pH của mứt củ dền trong nghiên cứu này đạt tiêu chuẩn chất lượng và thời gian bảo quản lâu dài Hơn nữa, việc sử dụng WP hoặc AP trong công thức không ảnh hưởng đáng kể đến hai chỉ số này của sản phẩm.
4.2.3 Hàm lượng betalain tổng, hàm lượng flavonoid tổng và khả năng kháng oxy hóa
Hàm lượng betalain tổng, hàm lượng flavonoid tổng và khả năng kháng oxy hóa của các mẫu mứt củ dền được trình bày trong Bảng 4.10
Bảng 4.10 Hàm lượng betalain tổng, hàm lượng flavonoid tổng và khả năng kháng oxy hóa của các mẫu mứt củ dền
Hàm lượng betalain tổng (mg BE/100g mẫu)
Hàm lượng flavonoid tổng (mg QE/100g mẫu)
Khả năng kháng oxy hóa (mg TE/100g mẫu)
PJ0.5 128,93 ± 2,29ᵃ 2,69 ± 0,32ᵉ 126,03 ± 1,83ᵈ WJ0.5 130,74 ± 4,56ᵃ 3,92 ± 0,32ᶜᵈᵉ 128,54 ± 7,19ᵈ WJ1 112,35 ± 1,69ᵇ 5,17 ± 0,54ᶜᵈ 135,78 ± 2,20ᶜᵈ WJ2 110,68 ± 0,37ᵇ 7,92 ± 1,23ᵇ 149,74 ± 3,94ᵃᵇ WJ3 90,33 ± 3,50ᶜ 10,37 ± 0,93ᵃ 160,35 ± 6,85ᵃᵇ AJ0.5 125,09 ± 1,46ᵃ 3,82 ± 0,31ᵈᵉ 128,82 ± 1,61ᵈ AJ1 107,45 ± 0,79ᵇ 5,18 ± 0,85ᶜ 142,85 ± 5,90ᵇᶜ AJ2 108,98 ± 5,34ᵇ 9,00 ± 0,97ᵇ 154,97 ± 6,53ᵃ AJ3 94,75 ± 5,82ᶜ 10,87 ± 0,96ᵃ 157,89 ± 8,88ᵃ
*Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê trong kiểm định Fisher’s LSD (p < 0,05)
Hàm lượng betalain tổng (TBC) trong mứt củ dền tỷ lệ nghịch với tỷ lệ WP hoặc AP Không có sự khác biệt ý nghĩa giữa các mẫu mứt WJ và AJ ở cùng tỷ lệ Mẫu mứt PJ0.5 có hàm lượng betalain đạt 128,93 mg BE/100 g mẫu, cao hơn giá trị TBC (24 mg BE/100 g mẫu) trong nghiên cứu của Wang và cộng sự (2020) Sự khác biệt về TBC trong nguyên liệu củ dền và các quy trình sản xuất dẫn đến sự chênh lệch về TBC trong các mẫu mứt củ dền.
Tỷ lệ WP và AP ở mức 0,5% trong mứt củ dền không làm thay đổi đáng kể giá trị TBC của sản phẩm Tuy nhiên, khi hàm lượng WP và AP tăng lên từ 1% đến 3%, chỉ số TBC của mứt củ dền có xu hướng giảm từ 15% đến 30% Điều này cho thấy sự bổ sung WP và AP có tác động tiêu cực đến giá trị TBC của sản phẩm Các chất khoáng có trong mẫu WP và AP là nguyên nhân chính gây suy giảm TBC, do một số cation kim loại như sắt và đồng thúc đẩy quá trình phân hủy các hợp chất betalain Hơn nữa, khi tỷ lệ WP hoặc AP tăng, hàm lượng thịt củ dền cũng giảm dần, dẫn đến chỉ số TBC của mứt tiếp tục giảm.
Bảng 4.10 cho thấy giá trị TFC của mứt củ dền tỷ lệ thuận với hàm lượng WP và
Nghiên cứu cho thấy việc bổ sung AP vào sản phẩm mứt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), trong khi không có sự khác biệt đáng kể giữa các mẫu mứt chứa WP và AP ở cùng tỷ lệ, mặc dù WP có tổng flavonoid cao hơn Khi hàm lượng WP và AP tăng từ 0,5% đến 3%, tổng flavonoid của các mẫu mứt WJ và AJ tăng mạnh, gấp 1,4 đến 4,04 lần so với mẫu PJ0.5 Các mẫu bột WP và AP chứa hàm lượng flavonoid cao, cho thấy rằng việc sử dụng chúng trong chế biến mứt đã nâng cao sự hiện diện của các hợp chất này trong sản phẩm Tác động tích cực của WP và AP đến chỉ số tổng flavonoid của mứt củ dền có thể duy trì trong suốt quá trình sản xuất nhờ vào giá trị tổng flavonoid ít bị ảnh hưởng.
Các công đoạn gia nhiệt như chần và nấu mứt ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của mứt củ dền WP và AP có tác động tích cực đến chỉ số TFC, góp phần nâng cao khả năng kháng oxy hóa của sản phẩm.
Đánh giá mức độ ổn định của mứt củ dền trong quá trình bảo quản
Sản phẩm thực phẩm là những hệ thống phức tạp và luôn thay đổi theo thời gian Việc hiểu rõ các xu hướng, nguyên nhân và cơ chế ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm trong quá trình bảo quản là rất quan trọng Từ đó, có thể áp dụng các phương pháp kiểm soát phù hợp để hạn chế hoặc thúc đẩy các quá trình biến đổi, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm khi đến tay người tiêu dùng.
Nghiên cứu này đánh giá sự biến đổi chất lượng của mứt củ dền trong quá trình bảo quản, tập trung vào các chỉ tiêu như hàm lượng betalain, màu sắc, đặc tính lưu biến và hiện tượng tách nước Các mẫu mứt được chế biến với pectin và bột vỏ chanh dây làm chất tạo gel thay thế được so sánh để xác định hiệu quả của từng loại gel trong việc duy trì chất lượng sản phẩm.
Các hợp chất betalain trong củ dền có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp ức chế quá trình peroxy hóa lipid Việc tiêu thụ thường xuyên các sản phẩm từ củ dền có thể bảo vệ cơ thể khỏi các rối loạn liên quan đến stress oxy hóa, đồng thời cải thiện tiêu hóa và chất lượng máu Do đó, duy trì hàm lượng betalain là rất quan trọng cho giá trị dinh dưỡng của sản phẩm từ củ dền Sự biến đổi hàm lượng betalain tổng trong các mẫu mứt củ dền trong thời gian bảo quản 60 ngày được trình bày trong Bảng 4.15.
Bảng 4.15 Hàm lượng betalain tổng của các mẫu mứt trong quá trình bảo quản
Hàm lượng betalain tổng (mg BE/100g mẫu)
Ngày 0 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 30 Ngày 60
The data presents the results of various treatments measured at different levels, showing significant variations in their respective values For PJ0.5, the highest measurement was 128.93 ± 2.29, while WJ0.5 peaked at 130.74 ± 4.56, indicating a notable difference In contrast, WJ1 recorded a maximum of 112.35 ± 1.69, and WJ2 reached 110.68 ± 0.37, both showing lower values than WJ0.5 Meanwhile, AJ0.5 had a top value of 125.09 ± 1.46, while AJ1, AJ2, and AJ3 showed decreasing trends, with AJ3 at 94.75 ± 5.82 Overall, the findings highlight the variations across treatments, emphasizing the need for further analysis to understand the underlying factors affecting these measurements.
Các chữ cái viết thường khác nhau trong cùng một cột chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các mẫu mứt khác nhau với cùng thời gian bảo quản Trong khi đó, các chữ IN HOA khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở các thời gian bảo quản khác nhau của cùng một mẫu, được kiểm định bằng phương pháp Fisher’s LSD (p < 0,05).
Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng betalain tổng (TBC) trong các mẫu mứt giảm dần theo thời gian bảo quản (p < 0,05), với tốc độ suy giảm tỷ lệ thuận với hàm lượng WP và AP Sau 7 ngày, mẫu PJ0.5 có sự sụt giảm TBC thấp nhất (20,21%), trong khi các mẫu chứa 0,5 – 3% WP giảm từ 27,42 – 36,69% Mẫu AJ cũng giảm tương tự (25,03 – 32,77%), nhưng mức độ giảm nhỏ hơn so với WJ Sau 14 ngày, TBC của PJ0.5 còn 78,9 mg BE/100g, giảm 61,20% so với ban đầu, trong khi các mẫu WJ và AJ giảm nhanh hơn, còn khoảng 47,70 – 57,81% và 47,36 – 62,18% Tốc độ suy giảm TBC thấp nhất ở mẫu 0,5% và tăng dần khi hàm lượng WP, AP tăng Sau 30 ngày, mẫu AJ cho thấy sự mất mát TBC chậm hơn đáng kể so với WJ (p < 0,05) Cuối quá trình bảo quản, PJ0.5 vẫn có TBC cao nhất (36,31% so với ban đầu), trong khi các mẫu WJ giảm còn 24,57 – 26,96%, và TBC trong các mẫu AJ cao hơn (25,66 – 29,37%) so với WJ ở cùng tỷ lệ bổ sung.
Nghiên cứu của Wang và cộng sự (2020) chỉ ra rằng chỉ số tổng số vi khuẩn (TBC) của mứt củ dền giảm dần trong suốt 90 ngày bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau (4℃, 25℃ và 37℃) Kết quả cho thấy, nhiệt độ bảo quản cao hơn dẫn đến tốc độ giảm TBC nhanh hơn, chứng tỏ rằng betalain có độ ổn định nhiệt thấp Ngoài ra, sự phân hủy của betalain trong quá trình bảo quản còn chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như ánh sáng, oxy, enzyme, pH, hoạt độ nước, kim loại và bức xạ ion.
Các kết quả phân tích cho thấy bột WP và AP đã thúc đẩy quá trình phân hủy betalain trong mứt củ dền trong thời gian bảo quản, do sự hiện diện của các khoáng chất như đồng và sắt Nghiên cứu cho thấy rằng Cu (II) và Fe (III) làm giảm độ ổn định của betanin, hợp chất màu chính của củ dền Khi tỷ lệ WP và AP tăng, hàm lượng kim loại cũng tăng, dẫn đến sự giảm TBC và tăng tốc độ phân hủy Đặc biệt, tại mọi thời điểm bảo quản, các mẫu AJ luôn duy trì khả năng bảo toàn TBC cao hơn so với WJ nhờ vào hàm lượng khoáng chất thấp hơn của AP.
Nghiên cứu cho thấy rằng cả WP và AP đều ảnh hưởng tiêu cực đến hàm lượng betalain trong mứt củ dền, với mẫu WP gây suy giảm mạnh hơn so với mẫu AP Để giảm thiểu sự mất mát betalain, mứt củ dền cần được bảo quản ở nhiệt độ thấp, tránh ánh sáng và oxy.
Màu sắc là yếu tố quan trọng trong việc nhận diện và đánh giá chất lượng thực phẩm, ảnh hưởng lớn đến sự chấp nhận của người tiêu dùng Sự thay đổi các thông số màu sắc L*, a* và b* của mẫu mứt củ dền trong quá trình bảo quản được trình bày chi tiết trong các bảng 4.16, 4.17 và 4.18.
Bảng 4.16 Thông số màu L* của các mẫu mứt trong quá trình bảo quản
Ngày 0 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 30 Ngày 60
The data presents measurements across various categories, showing PJ0.5 values ranging from 20.36 to 22.59, with the highest precision noted at 22.59 ± 0.10 WJ0.5 values fluctuate between 20.40 and 20.94, indicating consistent results, while WJ1 spans from 20.00 to 21.47, reflecting variability in the measurements WJ2 shows a range from 19.88 to 20.75, with notable deviations, whereas WJ3 values fall between 18.00 and 20.34, suggesting further inconsistency In the AJ category, AJ0.5 measurements range from 19.65 to 20.37, demonstrating moderate stability, while AJ1 spans from 20.25 to 20.68, indicating slight variability AJ2 values vary from 18.28 to 20.85, and AJ3 shows a range from 16.70 to 18.79, highlighting a broader range of results Overall, the data reflects a diverse set of measurements with varying degrees of precision and stability across different categories.
Các chữ cái viết thường khác nhau trong cùng một cột cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các mẫu mứt khác nhau ở cùng thời gian bảo quản Trong khi đó, các chữ IN HOA khác nhau trong cùng một hàng chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở các thời gian bảo quản khác nhau của cùng một mẫu, được kiểm định bằng phương pháp Fisher’s LSD (p < 0,05).
Bảng 4.17 Thông số màu a* của các mẫu mứt trong quá trình bảo quản
Ngày 0 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 30 Ngày 60
The data presents various measurements across different categories, with PJ0.5 showing values of 1.29 ± 0.05ᵍᴬᴮ to 1.38 ± 0.08ᶠᴬ WJ0.5 ranges from 1.54 ± 0.10ᵍᴰ to 2.31 ± 0.01ᶜᴬ, while WJ1 spans 1.70 ± 0.02ᵈᴰ to 2.62 ± 0.12ᵈᴬ For WJ2, the values extend from 1.71 ± 0.02ᵈᴰ to 4.45 ± 0.28ᵇᴬ, and WJ3 ranges from 2.17 ± 0.05ᵇᴰ to 4.73 ± 0.19ᵃᴬ AJ0.5 values are between 1.41 ± 0.08ᵉᴮ and 1.63 ± 0.04ᵉᴬ, while AJ1 shows a range from 1.33 ± 0.02ᶠᴱ to 2.09 ± 0.04ᵈᴬ AJ2 measurements vary from 2.23 ± 0.06ᵇᴱ to 3.78 ± 0.06ᵇᴬ, and AJ3 ranges from 2.74 ± 0.07ᵃᴰ to 4.26 ± 0.09ᵃᴬ.
Các chữ cái viết thường khác nhau trong cùng một cột chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các mẫu mứt khác nhau với cùng thời gian bảo quản Đồng thời, các chữ IN HOA khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở các thời gian bảo quản khác nhau của cùng một mẫu, được xác định qua kiểm định Fisher’s LSD (p < 0,05).
Bảng 4.18 Thông số màu b* của các mẫu mứt trong quá trình bảo quản
Ngày 0 Ngày 7 Ngày 14 Ngày 30 Ngày 60
The data presents the measurements of various samples with specific values and their corresponding uncertainties For PJ0.5, the values range from 0.45 to 0.63, while WJ0.5 shows a higher range from 0.53 to 0.87 WJ1 demonstrates an increase, with values between 0.64 and 1.25 The WJ2 category shows further growth, with measurements from 1.40 to 1.67, and WJ3 reaches values as high as 2.27 In the AJ series, AJ0.5 ranges from 0.59 to 0.80, AJ1 values are between 0.65 and 0.81, while AJ2 shows a significant increase from 1.06 to 1.75 Finally, AJ3 has values ranging from 1.15 to 2.33, indicating a notable progression in the measurements across the samples.