Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của các phụ phẩm rau quả việt nam và ứng dụng trong bảo quản tôm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC PHỤ PHẨM RAU QUẢ VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM GVHD: ThS PHAN THỊ ANH ĐÀO SVTH: NGUYỄN THÁI HOÀNG AN MSSV: 11116001 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ KHÓA LUẬN: 2015 - 11116001 NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC PHỤ PHẨM RAU QUẢ VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM GVHD: ThS PHAN THỊ ANH ĐÀO SVTH: NGUYỄN THÁI HOÀNG AN MSSV: 11116001 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 08/2015 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thái Hoàng An Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa phụ phẩm rau Việt Nam ứng dụng bảo quản tôm Nhiệm vụ khóa luận: - Tổng quan sở lý thuyết gốc tự do, chất kháng oxy hoá, trình oxy hóakhử thực phẩm phương pháp thử hoạt tính kháng oxy hóa - Điều chế cao ethanol từ phụ phẩm rau từ ba vùng Tây Nguyên, Tây Nam Bộ, Ninh Thuận-Bình Thuận, Tây Nam Bộ phương pháp trích nóng dung môi ethanol, nhiệt độ 600C - Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hoá 44 mẫu cao ethanol trích ly từ 44 mẫu phụ phẩm rau Việt Nam hai phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid - Tìm hiểu nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học mẫu phụ phẩm có hoạt tính mạnh - Ứng dụng bảo quản tôm nhiệt độ 2oC - Đánh giá cảm quan thay đổi điểm biến đen tôm - Đánh giá khả ức chế trình peroxide hóa lipid Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: … /… /2015 Ngày hoàn thành khóa luận: … /… /2015 Họ tên người hướng dẫn: ThS Phan Thị Anh Đào Phần hướng dẫn: toàn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp thông qua Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày tháng năm 2015 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian khóa luận, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cô, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Phan Thị Anh Đào, giảng viên Bộ môn Công nghệ Hóa học Thực phẩm – trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TpHCM Cô tận tâm hướng dẫn, bảo em nhiệt tình suốt trình làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TpHCM nói chung, thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học Thực phẩm nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiên thuận lợi trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hoàn thành khóa luận tốt nghiệp iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng Tôi xin cam đoan nội dung tham khảo khóa luận tốt nghiệp trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày tháng Ký tên iv năm 2015 MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii LỜI CẢM ƠN iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix TÓM TẮT KHÓA LUẬN x LỜI MỞ ĐẦU xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Qúa trình oxy hóa thực phẩm 1.1.1 Gốc tự 1.1.2 Sự oxy hóa chất béo thực phẩm 1.2 Sự hình thành biến đen tôm 1.3 Các phương pháp bảo quản tôm sau thu hoạch 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.4 Định hướng nghiên cứu CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 12 2.1 Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa phụ phẩm rau Việt Nam 12 2.1.1 Hóa chất thiết bị 12 2.1.2 Nguyên liệu 12 2.1.3 Phương pháp điều chế cao ethanol 18 2.1.4 Phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid 19 2.2 Nghiên cứu ứng dụng phụ gia kháng oxy hóa bảo quản tôm 22 2.2.1 Quy trình điều chế phụ gia 22 2.2.2 Phương pháp cảm quan điểm biến đen tôm 23 v 2.2.3 Phương pháp oxy hóa chất béo (TBARS) 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Kết điều chế cao ethanol từ phụ phẩm rau ba vùng Việt Nam 28 3.1.1 Kết điều chế cao ethanol từ phụ phẩm rau 28 3.1.2 Kết thử hoạt tính kháng oxy hóa phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid 30 3.2 Kết nghiên cứu ứng dụng hoạt tính chống oxy hóa từ loại phụ phẩm thử hoạt tính kháng oxy hóa phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid 36 3.2.1 Kết thử nghiệm bảo quản tôm 37 3.2.2 Kết khả ức chế trình peroxide hóa lipid 39 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 4.1 Kết luận 42 4.2 Định hướng nghiên cứu 43 4.3 Ứng dụng công nghệ thực phẩm 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC xiii vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơ chế hình thành biến đen tôm Hình 1.2 Hình ảnh tôm trước sau bảo quản lạnh 2oC Hình 1.3 Phụ phẩm vùng Tây Nguyên 10 Hình 1.4 Phụ phẩm vùng Tây Nam Bộ 10 Hình 1.5 Phụ phẩm vùng Ninh Thuận – Bình Thuận 11 Hình 2.1 Quy trình điều chế cao ethanol 18 Hình 2.2 Công thức hóa học quercetin 20 hình 2.3 Quy trình xác định đường chuẩn theo phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid 21 Hình 2.4 Quy trình xác định tổng hàm lượng flavonoid 21 Hình 2.5 Quy trình điều chế phụ gia 22 Hình 2.6 Một số hình ảnh mẫu phụ gia 23 Hình 2.7 Quy trình ngâm tôm dịch chết 24 Hình 2.8 Phản ứng tạo phức malonyldialdehyde acid thiobarbituric 25 Hình 2.9 Quy trình ngâm tôm TBA 26 Hình 2.10 Quy trình xác định độ hấp thụ quang 27 Hình 3.1 Hình ảnh mẫu cao ethanol trích ly từ phụ phẩm rau 30 Hình 3.2 Đường chuẩn quercetin 31 Hình 3.3 Chín mẫu có hàm lượng flavonoid cao ba vùng 34 Hình 3.4 Sự thay đổi điểm cảm quan tôm sau thời gian bảo quản lạnh 2oC 36 Hình 3.5 Mẫu tôm trình bảo quản 38 Hình 3.6 Đường cong chuẩn MAD 39 Hình 3.7 Sự thay đổi giá trị TBARS thịt tôm trình bảo quản 2oC 40 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các dạng hoạt động nitrogen Bảng 1.2 Các dạng hoạt động oxygen Bảng 2.1 Danh mục 44 mẫu phụ phẩm rau ba vùng 13 Bảng 2.2 Kết đo bước sóng hấp thu cực đại 20 Bảng 3.1 Kết thu suất ly trích cao ethanol 28 Bảng 3.2 Kết đo độ hấp thu quercetin qua nồng độ 31 Bảng 3.3 Kết hàm lượng flavonoid 44 mẫu phụ phẩm rau ba vùng 32 Bảng 3.4 Năm mẫu cao có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh 35 Bảng 3.5 Kết đo độ hấp thu dung dịch MAD qua nồng độ 39 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ANOVA : Analysis of variance (phân tích phương sai) BHA : Butylated hydroxyanisole BHT : Butylated hydroxytoluen CTCT : Công thức cấu tạo CTPT : Công thức phân tử NADPH : Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate PG : Propyl gallate RNS : Reactive nitrogen species (các dạng hoạt động nitrogen) ROS : Reactive oxygen species (các dạng hoạt động oxygen) TBA : Acid thiobarbituric TBARS : Thiobarbituric acid reactive substance TBHQ : Tert-butylhydroquinone TCA : Acid trichloracetic TN : Tây Nguyên TNB : Tây Nam Bộ NTBT : Ninh Thuận BìnhThuận UV : Ultraviolet (tử ngoại) QE : Quercetin MDA : Malonaldehyde ix TÓM TẮT KHÓA LUẬN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC PHỤ PHẨM RAU QUẢ VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM Trong nhiều năm qua, tôm sản phẩm từ tôm chiếm tỷ trọng lớn cấu mặt hàng thủy sản xuất Việt Nam Biến đen trình oxy hóa chất béo tôm thường xuất trình bảo quản lạnh, vấn đề nghiêm trọng làm giảm giá trị cảm quan, dinh dưỡng giá trị kinh tế tôm sau thu hoạch Ngày xu hướng sử dụng phụ gia kháng oxy hóa quan tâm nghiên cứu tính thân thiện an toàn với người môi trường, sử dụng phụ phẩm rau từ ba vùng Tây Nguyên, Tây Nam Bộ, Ninh Thuận-Bình Thuận để nghiên cứu tìm giải pháp bảo quản tôm phụ phẩm kháng oxy hóa tự nhiên Kết nghiên cứu: Trong 44 mẫu cao ethanol trích ly từ phụ phẩm rau cuả ba vùng nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa phương pháp xác định hàm lượng flavonoid, nhận thấy có năm mẫu cao có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh, hạt bơ có hàm lượng flavonoid cao (f = 956,80 mgQE/g), thấp vỏ bơ (f =372,83 mgQE/g), mẫu lại có hàm lượng flavonoid sau: hạt trà (f = 709,80 mgQE/g), hạt nho (f =655,95 mgQE/g), vỏ măng cụt (f = 422,97 mgQE/g) Do có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh, năm mẫu cao ứng dụng việc bảo quản tôm, kết sau bảy ngày bảo quản 2oC nhận thấy hạt bơ có khả bảo quản tôm tốt nhất, khoảng 20-40% diện tích bề mặt tôm bị biến đen, ngược lại vỏ măng cụt lại có khả bảo quản tôm nhất, khoảng 40-60% diện tích bề mặt tôm bị biến đen Ngoài ra, kết nghiên cứu khả peroxide hóa lipid mẫu cao thịt tôm nhận thấy hạt nho có giá trị TBARS cao năm ngày bảo quản, có khả kháng oxy hóa chất béo thấp nhất, bên cạnh hạt trà có giá trị TBARS thấp nên có khả hạn chế oxy hóa chất béo tốt Điểm khóa luận: - Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hoá 44 mẫu cao ethanol trích ly từ 44 mẫu phụ phẩm rau Việt Nam phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid - Nghiên cứu phụ gia chống oxy hóa tự nhiên từ phụ phẩm rau - Ứng dụng bảo quản tôm x LỜI MỞ ĐẦU Tôm sản phẩm từ tôm chiếm tỷ trọng lớn cấu mặt hàng thủy sản xuất Việt Nam nhiều năm qua Trong năm 2010, xuất tôm Việt Nam đem 2,1 tỉ USD, năm 2011 2,4 tỉ USD, năm 2012 2,25 tỉ USD, năm 2013 2,4 USD tăng mạnh năm 2014 7,84 Dự báo năm tiếp theo, tôm chiếm giữ vị trí dẫn đầu cấu mặt hàng xuất thủy sản đất nước Tôm loài thủy sản dễ bị ươn hỏng, trình ươn hỏng tôm xảy nhanh thể bị enzym tiêu hóa công nhanh vài sau chết Hiện việc xử lý tôm sau thu hoạch chưa quan tâm nhiều Biến đen tôm oxy hóa chất béo hai vấn đề nghiêm trọng làm giảm giá trị cảm quan, dinh dưỡng giá trị kinh tế nguyên liệu sau thu hoạch Nhiều nỗ lực nhà chế biến, nhà nghiên cứu thực nhằm hạn chế tác hại tiêu cực hai vấn đề Đối với vấn đề biến đen, nỗ lực chủ yếu thực việc sử dụng hóa chất metabisufite để hạn chế biến đen tôm Tuy nhiên, hóa chất ngày bị giới hạn sử dụng bảo quản thủy sản theo luật định Trong đó, giải pháp nhằm hạn chế oxy hóa chất béo thủy sản nhiều hạn chế Biến đen tôm nguyên nhân làm giảm thời hạn sử dụng giá trị thương mại tôm Tương tự vậy, oxy hóa chất béo gây vấn đề nghiêm trọng làm giảm giá trị cảm quan dinh dưỡng sản phẩm thủy sản Nhận thấy, giải pháp an toàn cần triển khai nghiên cứu nhằm hạn chế biến đen tôm oxy hóa chất béo, nâng cao giá trị tôm mà không ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng Việt Nam đất nước nông nghiệp, đó, vùng Tây Nguyên, Ninh Thuận Bình Thuận Tây Nam Bộ vùng cung cấp nguồn nguyên liệu rau dồi nước cho nhà máy sản xuất thực phẩm, nước giải khát…Các loại rau đa chủng loại, dễ trồng, rẻ tiền phổ biến Hằng năm, khối lượng phụ phẩm từ rau củ trái tạo lớn, phần sử dụng làm phân bón, phần lại thải môi trường gây ô nhiễm Với quan điểm, “phụ phẩm phế thải”, nhóm nghiên cứu hướng tới việc nghiên cứu phụ gia oxy hóa tự nhiên sử dụng thủy sản từ nguồn phụ phẩm Điều ý nghĩa lớn mặt y học, dinh dưỡng thực phẩm, kinh tế mà góp phần bảo vệ môi trường Do nghiên cứu chủ yếu tập trung vào loại thuốc sử dụng chữa bệnh dân gian phần ăn rau củ, trái Chúng mở xi rộng hướng nghiên cứu nguồn nguyên liệu rau mà cụ thể phụ phẩm rau - chất thải bị bỏ sản xuất, chế biến Do mục tiêu khóa luận đưa sau:  Mục tiêu - Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa số phụ phẩm trái vùng Ninh Thuận Bình Thuận, vùng Tây Nguyên vùng Tây Nam Bộ phương pháp phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid (Phương pháp AlCl3 ) - Lựa chọn mẫu phụ phẩm có hoạt tính chống oxy hóa mạnh phục vụ cho trình nghiên cứu bảo quản tôm - So sánh, đánh giá kết đạt được, từ đề xuất hướng sử dụng phụ gia bảo quản tôm sau thu hoạch  Nội dung nghiên cứu - Tổng quan sở lý thuyết gốc tự do, chất kháng oxy hoá, trình oxy hóakhử thực phẩm phương pháp thử hoạt tính kháng oxy hóa - Điều chế cao ethanol từ phụ phẩm trái từ ba vùng phương pháp trích nóng dung môi ethanol, nhiệt độ 600C - Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hoá 44 mẫu cao ethanol trích ly từ 44 mẫu phụ phẩm rau củ Việt Nam phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid - Tìm hiểu nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học mẫu phụ phẩm có hoạt tính mạnh - Bảo quản tôm nhiệt độ 2oC - Đánh giá thay đổi điểm biến đen tôm xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Qúa trình oxy hóa thực phẩm 1.1.1 Gốc tự a Khái niệm Trong hóa học, gốc tự nguyên tử, nhóm nguyên tử phân tử có electron không ghép cặp lớp Các electron có lượng cao, bền nên gốc tự dễ dàng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng polymer hóa để tạo chuỗi gốc tự Gốc tự có hoạt tính cao nên thời gian tồn chúng thường ngắn, phụ thuộc nhiều yếu tố: cấu hình không gian, đặc tính cộng hưởng, hiệu ứng liên hợp[9] b Phân loại Có hai nhóm gốc tự chủ yếu bao gồm: dạng hoạt động nitrogen (reactivenitrogen species, RNS) dạng hoạt động oxygen (reactive oxygen species, ROS) (bảng 1.1 1.2)[3] Bảng 1.1 Các dạng hoạt động nitrogen [3],[22],[27] Các dạng hoạt động Ký hiệu Thời gian tồn Nguồn gốc Vai trò quan trọng hệ Nitric oxide NO● thống thần kinh trung ương 1s ngoại biên Radicals Nitrogen dioxide Acid Nonradicals peroxynitrous Peroxynitrite NO2● Hình thành trình ô 1s ONOOH ─ ONOO nhiễm không khí Khá định -3 10 s ổn Được hình thành ONOO─ nhận thêm proton Hoạt tính cao, hình thành từ NO● O2●─ Bảng 1.2 Các dạng hoạt động oxygen [5],[22],[27] Ký Các dạng hoạt động Superoxide Gốc hydroxyl hiệu O2●─ Thời Hoạt động gian tồn 10-6s Tạo ty thể (mitochondria), hệ thống tim mạch phận khác Hoạt tính cao, tạo tình ● HO -9 10 s trạng thể dư chất sắt (phản ứng Fenton) Radical Alkoxyl RO● 1s Hoạt tính cao, hình thành Gốc peroxyl ROO● 1s đại phân tử bị gốc tự công ROOH Ổn định Hydroperoxide hữu Hydrogen peroxide Phản ứng với ion kim loại chuyển tiếp để tạo dạng hoạt động Là tác nhân oxy hóa mạnh, dễ dàng H2O2 Bền nhận electron để chuyển hóa thành gốc tự HO● Hoạt tính cao, hình thành Nonradical Singlet oxygen O2 10-6s trình quang học (photosensitization) phản ứng hóa học Là chất gây ô nhiễm khí Ozon O3 1s quyển, phản ứng với phân tử khác để tạo O2 Hai gốc tự quan trọng chứa nitrogen NO• ONOO-, NO• gốc tự quan tâm nhiều có vai trò quan trọng hệ thống thần kinh trung ương, ngoại biên tác nhân điều hòa huyết áp.Ngược lại, dạng hoạt động oxygen tác nhân nguy hiểm gây 60 bệnh lý.Các dạng oxygen hoạt động có lượng cao, bền dễ dàng phản ứng với đại phân tử sinh học protein, lipid, DNA… gây rối loạn trình sinh hóa thể Đồng thời phân tử sống bị gốc tự công, điện tử trở thành gốc tự mới, tiếp tục phản ứng với phân tử khác tạo thành chuỗi phản ứng thường gọi phản ứng dây chuyền thể, gây biến đổi có tác hại thể[22] c Nguồn gốc phát sinh gốc tự Gốc tự hình thành từ bên thể (nguồn nội sinh) từ môi trường xung quanh (nguồn ngoại sinh)  Nguồn nội sinh[27] Các gốc tự thể tạo trình sinh lý (quá trình hô hấp tế bào), trình bệnh lý (quá trình viêm nhiễm), hệ thống enzyme thân oxy hóa có mặt ion kim loại chuyển tiếp thể + Quá trình hô hấp tế bào[24] Một chuỗi phản ứng oxy hóa–khử xảy trình hô hấp tế bào, tạo sản phẩm trung gian gốc tự + Hội chứng viêm nhiễm Hội chứng viêm nhiễm phản ứng tự vệ thể sống nhằm chống lại công vi khuẩn vi sinh vật lạ từ bên xâm nhập vào thể sinh thể Khi vi khuẩn vi sinh vật xâm nhập vào thể bị bạch cầu đa nhân trung tính bao kín để làm nhiệm vụ thực bào Lúc enzyme NADPH oxydase màng bạch cầu hoạt hóa, xúc tác phản ứng O2 NADPH tạo nên gốc tự O2- , từ tạo nên nhiều gốc tự khác phân hủy vi sinh vật lạ Một phần gốc tự bị thoát bạch cầu gây nên phản ứng viêm + Các enzyme thân oxy hóa[24] Một hệ thống enzyme thân oxy hóa thể có khả tạo gốc tự xanthine oxydase (XO), NADPH oxydase, nitric oxide synthase Gốc O2- NO gốc tự sinh xúc tác enzyme thân oxy hóa + Các ion kim loại chuyển tiếp Phản ứng ion kim loại chuyển tiếp hợp chất peroxide góp phần sản sinh gốc tự thể  Nguồn ngoại sinh Ngoài yếu tố nội sinh, gốc tự hình thành thể yếu tố ngoại sinh ô nhiễm môi trường, xạ, khói thuốc, ozon + Sự xạ Dưới tác dụng xạ, gốc tự O2, HO, HOO hình thành thể Vì thành phần chủ yếu thể nước, xạ có lượng cao (tia X, tia UV ) chiếu vào thể phân hủy nước thành gốc tự Điều giải thích cho lão hóa da người tăng lên vùng bị phơi bày ánh sáng Đó tia cực tím làm sản sinh gốc tự có khả tham gia trình peroxide hóa lipid tế bào da + Khói thuốc Khói thuốc chứa lượng lớn hợp chất aldehyde, expoxyde, peroxyde gốc oxy hóa nitric oxide, gốc peroxyl, gốc với trung tâm carbon diện pha khí Theo ước tính, thuốc có khoảng 1015 gốc tự Chúng có khả tồn thời gian dài chúng công túi phổi Bên cạnh đó, khói thuốc chứa gốc bền nhựa thuốc Sự vi xuất huyết nguyên nhân chủ yếu kết tủa sắt tìm thấy mô phổi người hút thuốc Sắt thể dễ dàng xúc tác cho phản ứng Fenton, sinh gốc HO● độc hại + Ozon Ozon tác nhân độc hại tạo gốc tự ảnh hưởng thể sống biểu chủ yếu qua tổn thương phổi máu Ozon phản ứng trực tiếp với hợp chất bất bão hòa acid béo lipid tự sinh gốc O2, từ gia tăng khả hình thành gốc tự thể[23] d Vai trò gốc tự Theo ước tính, trung bình ngày có khoảng 10 000-20 000 gốc tự hoạt động thể người Xét phương diện có lợi, gốc tự cần thiết hoạt động thể sống Trong trình trao đổi chất, gốc tự đóng vai trò trung gian di chuyển điện tử từ phân tử sang phân tử khác nhằm tạo lượng Gốc tự góp phần với bạch cầu tiêu diệt vi sinh vật có hại, tăng cường khả bảo vệ cho hệ thống miễn dịch thể Gốc tự giúp tiêu diệt vi sinh vật lạ, gốc tự góp phần quét dọn tế bào già, chết thể tạo điều kiện cho tế bào sinh sôi, phát triển tiêu diệt tế bào bất thường tế bào ung thư Ngoài ra, gốc tự tham gia vào nhiều trình có lợi khác cho thể đóng vai trò chất dẫn truyền thần kinh (NO•) tác nhân điều hòa huyết áp Trong thể sống tồn cân dạng hoạt động dạng kháng oxy hóa, trạng thái cân nội môi (homeostasis) Tuy nhiên, ảnh hưởng nhiều yếu tố tác động ngoại sinh làm gia tăng nồng độ dạng hoạt động, vượt mức kiểm soát hệ thống kháng oxy hóa thể Hiện tượng stress oxy hóa (oxydative stress) xảy ra, mang lại nhiều nguy hại cho người gốc tự bùng phát công phân tử sống lipid, protein, DNA gây chết tế bào.[23] Gốc tự công mức độ nhẹ gây rối loạn chức tế bào, nặng gây nên nhiều bệnh lý nguy hiểm gây ung thư Đặc biệt, gốc tự công lên não, gây ngủ, đau nửa đầu, suy giảm trí nhớ 1.1.2 Sự oxy hóa chất béo thực phẩm[20] Trong sản xuất, bảo quản chế biến thực phẩm, trình oxy hoá chất béo xảy làm giảm thời gian bảo quản sản phẩm Sự oxy hoá chất béo không no khởi tạo việc tạo thành gốc tự tác dụng ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại oxy Thông thường, phản ứng xảy nhóm metyl cận kề với nối đôi C=C mạch cacbon Hai trình oxy hoá chất béo chủ yếu trình oxy hoá sinh học oxy hoá hoá học  Quá trình oxy hoá hoá học Quá trình oxy hoá hoá học gồm giai đoạn: giai đoạn khơi mào, giai đoạn tiếp diễn giai đoạn kết thúc + Trong giai đoạn khơi mào, gốc tự hình thành tác động ánh sáng, có mặt oxy hoà tan kim loại chuyển tiếp môi trường hv RH RH + O2 R• + H• (1.1) R• + HOO• (1.2) RH + M3+ M2+ + R• + H• M2+ + ROOH M3+ + RO• + OH• (1.3) (1.4) + Tiếp theo giai đoạn khơi mào giai đoạn tiếp diễn, gốc tự R• hình thành giai đoạn khơi mào kết hợp với oxy không khí tạo nên gốc tự peroxyte R• + O2 ROO• (1.5) Gốc peroxyte tạo thành kết hợp với phân tử khác tạo hyroperoxyte ROOH hình thành gốc tự R• ROO• + RH ROOH + R• (1.6) Hydroperoxyte bền dễ dàng phân mạch gốc tự khác gốc alcoxy RO•, peroxyte ROO•, hydroxyl •OH RO• + •OH ROOH 2ROOH ROO• + RO• + H2O (1.7) (1.8) Từ RO• tạo nên sản phẩm thứ cấp rượu, ceton aldehyte Mặt khác từ hydroperoxyte gốc ankyl tạo ceton + Giai đoạn kết thúc: gốc tự kết hợp với theo chế lưỡng phân R• + R• R–R (1.9) ROO• + R• ROO• + ROO• ROOR (1.10) ROOR + O2 (1.11)  Quá trình oxy hoá sinh học Hai dạng oxy hoá sinh học là: oxy hoá enzyme lipoxygenase ôi hoá ceton Khi enzyme lipoxygenase dạng hoạt động, chứa ion sắt trung tâm hoạt động Sản phẩm trung gian trình ức chế gốc tự trình bày đây: Enz(Fe2+) + LOO• Enz(Fe3+)LOO• + H+ 3+ Enz(Fe3+)LOO• (1.12) Enz(Fe3+) + LOOH (1.13) 2+ + Enz(Fe ) + LH Enz(Fe )L• + H (1.14) Enz(Fe2+)L• + O2 Enz(Fe2+)LOO• hay Enz(Fe3+)LOO• (1.15) Enz(Fe2+)LOO• LOO• + LH L• + O2 Enz(Fe2+) + LOO• LOOH + L• LOO• (1.16) (1.16) (1.17) Theo chế trên, gốc tự peroxyte tạo thành từ hydroperoxyte hoạt hoá enzyme lipoxygenase thành dạng hoạt động (phản ứng 1.13) Sau dạng hoạt động enzyme phản ứng với oxy phân tử tạo thành phức Enz(Fe2+)LOO• (phản ứng 1.16) Phức Enz(Fe2+)LOO• bị oxy hoá lần để tạo thành Enz(Fe3+)LOO•, hoàn tất trình oxy hoá Hoặc phức Enz(Fe2+)LOO• phân tách tạo thành Enz(Fe2+) LOO• Sau đó, LOO• hấp thu hydrogen nguyên tử từ LH 1.2 Sự hình thành biến đen tôm[21] Hiện tượng biến đen trình sinh hóa học tự nhiên xảy tôm sau tôm bị chết, bắt đầu xuất tế bào riêng biệt bị phá hủy bị phân chia thành chất đơn giản enzyme phận định thể tôm Hiện tượng biến đen làm giảm giá trị tôm không đáp ứng tiêu chuẩn để chế biến sản phẩm xuất Nguyên nhân gây tượng biến đen tôm lý sau: + Quá trình đánh bắt vận chuyển tôm: tôm bị va chạm + Hệ vi sinh vật sống ký sinh tôm: sau tôm chết gặp điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thích hợp hệ vi sinh vật sống ký sinh tôm phát triển nhanh từ tế bào đến việc tạo thành khuẩn lạc có sắc tố màu đen + Có hai acid amin đóng vai trò trình hình thành biến đen tyrozin phenylalanin Enzyme polyphenoloxidase chứa lớp màng suốt vỏ Khi tôm chết lớp màng bị vỡ, giải phóng enzyme xúc tác cho phản ứng oxy hóa tyrozin phenylalanin môi trường có oxy không khí hình thành vệt nâu (hình 1.1) Những vệt tập hợp lại tạo nên chất màu tối melanin, từ phát triển thành đốm đen Quá trình xảy nhanh đặc biệt điều kiện nhiệt độ cao, số trường hợp đốm đen tôm sống, tôm chịu va chạm môi trường sống Cơ chế tượng sau: Hình 1.1: Cơ chế hình thành biến đen Điều kiện để hình thành phản ứng melanin:  Hệ enzyme polyphenoloxidase  Oxy không khí  Các hợp chất chứa gốc phenol (tyrosin, phenylalanin) Polyphenoloxydase + O2 Tôm tươi Tôm bị biến đen Hình 1.2: Tôm trước sau bảo quản lạnh 2oC 1.3 Các phương pháp bảo quản tôm sau thu hoạch 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước Phương pháp ướp nước đá gián tiếp a Sử dụng đá xay đá vảy để bảo quản thủy sản thùng cách nhiệt thùng nhựa Thủy sản ngăn không cho tiếp xúc với nước đá nhựa thủy sản đựng túi PE Phương pháp có ưu điểm hạn chế biến dạng, dập nát góc cạnh nước đá gây ra, cho phí vận chuyển thấp, dễ thực Tuy nhiên, bảo quản không cẩn thận gây tượng nhiệt độ bảo quản không hình thành biến đen xuất sau khoảng 1-2 ngày bảo quản[14] b Phương pháp ướp đá ướt Thủy sản làm lạnh hỗn hợp nước đá nước Phương pháp ướp đá nước có ưu điễm làm lạnh nhanh đồng đều, nguyên liệu không bị dập nát, dễ thực hiện, giảm tỷ lệ biến đen bảo quản tôm Phương pháp có nhược điểm vận chuyển khó khăn, chi phí vận chuyển tăng, tôm dễ bị trương nước, long đầu, dãn đốt c Phương pháp “ ngủ đông” Tôm sú thương phẩm rửa thả vào nước biển 20oC để tôm nghỉ khoảng 12 giờ, sau cho tôm ngủ đông nước biển nhiệt độ 15oC (từ 90-150 phút tôm ngủ hoàn toàn) Để vận chuyển xa bảo quản, vớt tôm khỏi nước, cho vào thùng cách nhiệt, phủ kín tôm trấu rong biển làm ẩm làm lạnh đến 15oC Với cách làm này, thời gian bảo quản hoàn hảo (100%) để vận chuyển kéo dài từ 6-7 tiếng đồng hồ, tỉ lệ tôm sống giảm xuống khoảng 30% vòng tiếng đồng hồ Muốn tôm thức dậy, lúc cần thả tôm vào nước có nhiệt độ ban đầu 15oC, sau 15 phút nâng nhiệt lên 1oC, đạt 20oC trì nhiệt độ khoảng từ 60-90 phút Điều cần lưu ý thời gian trước cho tôm ngủ đông lúc đánh thức tôm phải tiến hành sục khí định kỳ phút/lần, lần cách 15 phút Phương pháp có kéo dài thời gian bao quản cách làm phức tạp, tốn nhiều công sức[15] d Phương pháp bảo quản tôm axit ascorbic hợp chất đường khử Nobuyuki Higuchi nghiên cứu tạo chế phẩm bảo quản phương pháp bảo quản không làm giảm chất lượng tôm, cấp sáng chế số 1-0008570, ngày 25/08/2010 Việt Nam S K L 0 [...]...TÓM TẮT KHÓA LUẬN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC PHỤ PHẨM RAU QUẢ VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM Trong nhiều năm qua, tôm và các sản phẩm từ tôm luôn chiếm một tỷ trọng lớn nhất trong cơ cấu các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam Biến đen và quá trình oxy hóa chất béo ở tôm thường xuất hiện trong quá trình bảo quản lạnh, là một vấn đề nghiêm... flavonoid - Nghiên cứu phụ gia chống oxy hóa tự nhiên từ phụ phẩm rau quả - Ứng dụng trong bảo quản tôm x LỜI MỞ ĐẦU Tôm và các sản phẩm từ tôm luôn chiếm một tỷ trọng lớn nhất trong cơ cấu các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam trong nhiều năm qua Trong năm 2010, xuất khẩu tôm của Việt Nam đem về hơn 2,1 tỉ USD, năm 2011 là 2,4 tỉ USD, năm 2012 là 2,25 tỉ USD, năm 2013 là 2,4 USD và tăng mạnh trong. .. dinh dưỡng và giá trị kinh tế của tôm sau thu hoạch Ngày nay xu hướng sử dụng phụ gia kháng oxy hóa đang được quan tâm nghiên cứu do tính thân thiện an toàn với con người và môi trường, vì thế chúng tôi đã sử dụng các phụ phẩm rau quả từ ba vùng Tây Nguyên, Tây Nam Bộ, Ninh Thuận-Bình Thuận để nghiên cứu và tìm giải pháp bảo quản tôm bằng các phụ phẩm kháng oxy hóa tự nhiên Kết quả nghiên cứu: Trong 44... có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh, năm mẫu cao này được ứng dụng trong việc bảo quản tôm, kết quả sau bảy ngày bảo quản ở 2oC thì nhận thấy hạt bơ có khả năng bảo quản tôm tốt nhất, khoảng 20-40% diện tích bề mặt tôm bị biến đen, ngược lại vỏ măng cụt lại có khả năng bảo quản tôm kém nhất, khoảng 40-60% diện tích bề mặt tôm bị biến đen Ngoài ra, kết quả nghiên cứu về khả năng peroxide hóa lipid của các. .. hóa của một số phụ phẩm trái cây vùng Ninh Thuận Bình Thuận, vùng Tây Nguyên và vùng Tây Nam Bộ bằng phương pháp phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid (Phương pháp AlCl3 ) - Lựa chọn 5 mẫu phụ phẩm có hoạt tính chống oxy hóa mạnh phục vụ cho quá trình nghiên cứu bảo quản tôm - So sánh, đánh giá kết quả đạt được, từ đó đề xuất hướng sử dụng phụ gia trong bảo quản tôm sau thu hoạch  Nội dung nghiên. .. dung nghiên cứu - Tổng quan cơ sở lý thuyết về gốc tự do, chất kháng oxy hoá, quá trình oxy hóakhử trong thực phẩm và các phương pháp thử hoạt tính kháng oxy hóa - Điều chế cao ethanol từ các phụ phẩm trái cây từ ba vùng bằng phương pháp trích nóng trong dung môi ethanol, ở nhiệt độ 600C - Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hoá của 44 mẫu cao ethanol trích ly từ 44 mẫu phụ phẩm rau củ quả Việt Nam bằng phương... đó các nghiên cứu hiện nay chủ yếu tập trung vào các loại cây thuốc được sử dụng chữa bệnh trong dân gian hoặc trên phần ăn được của rau củ, trái cây Chúng tôi đã mở xi rộng hướng nghiên cứu trên nguồn nguyên liệu rau quả mà cụ thể là những phụ phẩm rau quả - những chất thải bị bỏ đi trong sản xuất, chế biến Do đó mục tiêu của khóa luận được đưa ra như sau:  Mục tiêu - Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa. .. hiểu những nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của mẫu phụ phẩm có hoạt tính mạnh - Bảo quản tôm ở nhiệt độ 2oC - Đánh giá sự thay đổi điểm biến đen của tôm xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Qúa trình oxy hóa trong thực phẩm 1.1.1 Gốc tự do a Khái niệm Trong hóa học, gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hoặc phân tử có những electron không ghép cặp ở lớp ngoài cùng Các electron... 1.1.2 Sự oxy hóa chất béo trong thực phẩm[ 20] Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm, quá trình oxy hoá chất béo xảy ra làm giảm thời gian bảo quản sản phẩm Sự oxy hoá chất béo không no được khởi tạo bằng việc tạo thành các gốc tự do dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại và oxy Thông thường, phản ứng xảy ra trên nhóm metyl cận kề với nối đôi C=C của mạch cacbon Hai quá trình oxy hoá... trước khi cho tôm ngủ đông và lúc đánh thức tôm phải tiến hành sục khí định kỳ 5 phút/lần, mỗi lần cách nhau 15 phút Phương pháp này có kéo dài được thời gian bao quản nhưng cách làm phức tạp, tốn nhiều công sức[15] d Phương pháp bảo quản tôm bằng axit ascorbic và hợp chất đường khử Nobuyuki Higuchi đã nghiên cứu tạo chế phẩm bảo quản và phương pháp bảo quản không làm giảm chất lượng của tôm, được cấp