Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái măng cụt và ứng dụng trong sản xuất nước măng cụt

Header Page of 126 TÓM TẮT Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái măng cụt ứng dụng sản xuất nước măng cụt mục tiêu nghiên cứu đề tài Trái măng cụt sau làm tách riêng phần vỏ thịt Vỏ trái măng cụt chần nước thời gian phút giúp hạn chế hóa nâu, làm tăng hàm lượng polyphenol tổng số từ 59,72 μg GAE/mg lên 196,82 μg GAE/mg Nhiệt độ môi trường 45oC pH 5,0 điều kiện tối ưu cho hoạt động enzyme cellulase với hàm lượng polyphenol dịch trích ly tăng lên 244,24 μg GAE/mg hoạt tính chống oxy hóa IC50 đạt 18,66 sau thủy phân Cố định nhiệt độ môi trường thủy phân 45oC, pH 4,5 tỷ lệ hỗn hợp cellulase: pectinase 0,06%C: 0,08%P trình thủy phân đạt giá trị tối ưu với hàm lượng polyphenol tổng số dịch lọc 330,08 μg GAE/mg giá trị IC50 đạt 16,68 Thịt măng cụt ép lấy nước pha loãng với tỷ lệ thịt quả: nước 1:3, sau phối chế với dịch lọc thu từ trình thủy phân vỏ với tỷ lệ thịt: vỏ 6:4 cho giá trị cao mặt cảm 8, quan Quá trình trùng thực 85oC với PU 85 phút nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm mặt vi sinh hạn chế suy giảm chất dinh dưỡng Đồng thời, với chế độ trùng này, sản phẩm bảo quản tuần Từ khóa: nước măng cụt, polyphenol, pectinase, cellulase Footer Page of 126 ii Header Page of 126 ABSTRACT Studying mangosteen peel extraction process and application in production of mangosteen juice were the goals of the research Mangosteen after cleaning was processed to separately get shell and pulp Mangosteen peel was blanched using steam for minutes to prevent the browning, and increase total polyphenols content from 59,7231 μg GAE/ mg to 196,824 μg GAE/ mg Temperature of 45°C and pH 5,0 were optimum conditions for activity of enzyme cellulase with the polyphenol content in the extracted fluid increasing to 244,243 μg GAE/ mg and antioxidant activity IC50 reaching to 18,6623 after hours hydrolysis When applying fixed hydrolysis ambient temperature at 45oC, pH 4,5 and the ratio mixed cellulase: pectinase of 0,06%C: 0,08%P, the hydrolysis achieved optimal values for total polyphenol content of 330,079 μg GAE/ mg and IC50 value of 16,6787 in the filtrate Mangosteen fruit pulp juice diluted at the rate of juice: water of 1:3, then recombined with the filtrate from the hydrolysis shells with rate of pulp: shell of 6:4 had the highest sensorial quality The process of pasteurization was done at 85oC to get PU value of minutes to prevent the decline of nutrients The pasteurizated product could be stored for more than weeks Key words: mangosteen juice, polyphenol, pectinase, cellulase Footer Page of 126 iii Header Page of 126 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn cấp khác Ngày 24 tháng năm 2015 Học viên Trần Thị Cẩm Tú Footer Page of 126 iv Header Page of 126 MỤC LỤC Lời cảm tạ …………………………………………………………………… i Tóm tắt ……………………………………………………………………… ii Astract ……………………………………………………………………… iii Lời cam đoan ……………………………………………………………… iv Danh sách bảng …………………………………………………………… viii Danh sách hình ……………………………………………………………… x Chương 1: Giới thiệu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Chương 2: Tổng quan tài liệu .3 2.1 Cây măng cụt 2.1.1 Giới thiệu chung .3 2.1.2 Phân bố điều kiện môi trường 2.1.3 Mô tả thực vật .4 2.1.4 Ra hoa đậu 2.1.5 Sản xuất thương mại .7 2.1.6 Chế biến 2.1.7 Lợi ích sức khỏe trái măng cụt 10 2.2 Anthocyanin 11 2.2.1 Giới thiệu 11 2.2.2 Lợi ích sức khỏe ứng dụng anthocyanin 13 2.2.3 Anthocyanin măng cụt 14 2.3 Phenol 15 2.3.1 Lợi ích sức khỏe hợp chất phenol 16 2.3.2 Thành phần hàm lượng phenol trái măng cụt 16 2.4 Xanthone lợi ích sức khỏe trái măng cụt 17 2.4.1 Giới thiệu 17 2.4.2 Bệnh ung thư 18 2.4.3 Bệnh viêm 19 2.4.4 Những công dụng khác xanthone măng cụt 20 2.4.5 Thành phần hàm lượng xanthone vỏ trái măng cụt 21 Footer Page of 126 v Header Page of 126 2.5 Ứng dụng enzyme sản xuất nước rau 22 2.5.1 Enzyme cellulase 23 2.5.2 Enzyme pectinase 24 2.5.3 Enzyme làm tăng suất nước rau 27 2.5.4 Ảnh hưởng xử lý enzyme lên tính chất hóa lý nước rau 29 2.6 Sơ lược công nghệ sản xuất nước trái 34 2.6.1 Phân loại nước 35 2.6.2 Nguyên liệu trái 35 2.6.3 Sản xuất nước trái 36 2.6.4 Đóng gói bảo quản nước trái 40 Chương 3: Phương pháp nghiên cứu 41 3.1 Địa điểm thời gian thực 41 3.2 Nguyên liệu thí nghiệm 41 3.3 Thiết bị, dụng cụ hóa chất 41 3.3.1 Thiết bị dụng cụ 41 3.3.2 Hóa chất 41 3.4 Phương pháp thí nghiệm 42 3.4.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 42 3.4.2 Phương pháp phân tích 42 3.4.3 Phương pháp thí nghiệm 43 3.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm .43 3.5.1 Phân tích số thành phần quan trọng nguyên liệu 43 3.5.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thời gian chần nước đến hoạt chất sinh học vỏ trái măng cụt 43 3.5.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ pH đến hoạt tính thủy phân enzyme cellulase 45 3.5.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ pH đến hoạt tính thủy phân hỗn hợp enzyme cellulase pectinase 47 3.5.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nồng độ enzyme cellulase: pectinase đến trình trích ly vỏ măng cụt 49 3.5.6 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế đến giá trị cảm quan nước măng cụt 51 3.5.7 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trùng đến chất lượng thời gian bảo quản sản phẩm 53 Chương 4: Kết - Thảo luận 55 Footer Page of 126 vi Header Page of 126 4.1 Phân tích số thành phần quan trọng nguyên liệu 55 4.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chần nước đến hoạt chất sinh học vỏ trái măng cụt 56 4.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ pH đến hoạt tính thủy phân enzyme cellulase 59 4.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ pH đến hoạt tính thủy phân hỗn hợp enzyme cellulase pectinase 63 4.5 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nồng độ enzyme cellulase: pectinase đến trình trích ly vỏ măng cụt 67 4.6 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế đến giá trị cảm quan nước măng cụt 70 4.7 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trùng đến chất lượng thời gian bảo quản sản phẩm 74 4.7.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trùng đến chất lượng sản phẩm 74 4.7.2 Theo dõi thay đổi chất lượng sản phẩm theo thời gian bảo quản 77 4.8 Quy trình đề xuất 80 Chương 5: Kết luận kiến nghị 81 5.1 Kết luận 81 5.2 Kiến nghị 81 Tài liệu tham khảo 82 Phụ lục A: Các phương pháp phân tích ………………………… 97 Phụ lục B: Số liệu thống kê ……………………………………………… 102 Phụ lục C: Số liệu trình trùng ……………………………… 109 Footer Page of 126 vii Header Page of 126 Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Măng cụt (Garcinia mangostana Linn) loại nhiệt đới cho ăn được, trồng số quốc gia nhiệt đới khu vực Đông Nam Á Indonesia, Malaysia, Sri Lanka, Philippines, Việt Nam Thái Lan (Diczbalis, 2011; Pedraza-Chaverri ctv., 2008) Quả chín có vỏ dày, màu đỏ tím đậm (Diczbalis, 2011; Trần Văn Minh Nguyễn Lân Hùng, 2000) Ruột trắng ngà chia thành nhiều múi có vị chua mùi thơm hấp dẫn (Grange Bennert, 2011; Trần Văn Minh Nguyễn Lân Hùng, 2000) Ở Việt Nam, măng cụt trồng chủ yếu tỉnh Nam Bộ Bình Dương, Tây Ninh, Trà Vinh,… loại trái đặc sản có giá trị kinh tế cao (Trần Văn Minh Nguyễn Lân Hùng, 2000) Bên cạnh hương vị thơm ngon, trái măng cụt chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học với ứng dụng y học tiềm (Grange Bennert, 2011; Pedraza-Chaverri ctv., 2008; Lim, 2012) Thịt măng cụt giàu vitamin, khoáng chất, chất xơ có khả chống oxi hóa mạnh (Anprung Sangthawan, 2012; Grange Bennert, 2011; Sukma ctv., 2011; Lim, 2012) Vỏ nguồn xanthone hoạt chất sinh học anthocyanin, phenol (Gutierrez-Orozco Failla, 2013; Chaovanalikit ctv., 2012; Grange Bennert, 2011; Suvarnakuta ctv., 2011; Pedraza-Chaverri ctv., 2008; Naskar ctv., 2011, Lim, 2012) Vỏ sử dụng loại thuốc cổ truyền để điều trị đau bụng, tiêu chảy, kiết lỵ, vết thương nhiễm khuẩn loét mãn tính (Pedraza-Chaverri ctv., 2008, Đỗ Tất Lợi, 2004) Nhiều nghiên cứu thực nghiệm chứng minh chiết xuất vỏ trái măng cụt có chất chống oxy hóa, chống ung bướu, chống dị ứng, chống viêm, kháng khuẩn, kháng virus,… (Wei ctv., 2014; Gutierrez-Orozco Failla, 2013; Grange Bennert, 2011; Palakawong ctv., 2010; Pedraza-Chaverri ctv., 2008; Lim, 2012) Nước ép vỏ thịt măng cụt có tác dụng kháng viêm, chống oxi hóa (Udani ctv., 2009; Kondo ctv., 2009); tăng cường khả miễn dịch sức khỏe (Tang ctv., 2009; Garrity ctv., 2004); chống bệnh cường giáp phụ nữ (Padmanabhan, 2011) nghiên cứu người Tuy nhiên, hoạt chất sinh học trái măng cụt chịu ảnh hưởng nhiều trình chế biến (Chaovanalikit ctv., 2012; Suvarnakuta ctv., 2011), có hoạt tính polyphenol oxidase cao (Deylami ctv., 2014; Falguera ctv., 2011) làm ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm (Udomsup Footer Page of 126 Header Page of 126 ctv., 2011a, 2011b) Vì vậy, nghiên cứu “Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái măng cụt ứng dụng sản xuất nước măng cụt” cần thiết để trì chất lượng cảm quan sản phẩm chế biến từ trái măng cụt 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu thực nhằm mục tiêu xác định thông số tối ưu cho trình trích ly vỏ trái măng cụt ứng dụng vào sản xuất nước măng cụt, đồng thời khảo sát biến đổi số chất dinh dưỡng có hoạt tính sinh học (polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, vitamin C) trình chế biến Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cây măng cụt 2.1.1 Giới thiệu chung Măng cụt tiêu thụ chủ yếu hình thức trái tươi (hình 2.1) Trái măng cụt ăn phổ biến gọi "Nữ hoàng trái cây" Đông Nam Á (Pedraza-Chaverri ctv., 2008; Lim, 2012) Khối lượng sản xuất ngày gia tăng trái măng cụt chế biến thành nhiều sản phẩm giá trị gia tăng mứt, kẹo rượu vang,… (Diczbalis, 2011) Vỏ Vỏ Thịt Hình 2.1: Trái măng cụt (Nguồn: http://www.caravanviet.com) Trong y học cổ truyền, vỏ sử dụng tác nhân kháng khuẩn trị bệnh tiêu chảy (Diczbalis, 2011; Pedraza-Chaverri ctv., 2008; Đỗ Tất Lợi, 2004) Việc sử dụng vỏ trái toàn trái thức uống thuốc (nutriceutical) xu hướng gần nước phương Tây (Diczbalis, 2011; Shibata ctv., 2013; Lim, 2012) Hiện nay, chiết xuất từ măng cụt sản phẩm chế biến xem thực phẩm chức bổ sung dinh dưỡng thị trường giới (Diczbalis, 2011; Lim, 2012) Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Tên khoa học: Garcinia mangostana Linn Họ: Bứa (Clusiaceae) Tên thường gặp: - Tiếng Anh: mangosteen, purple mangosteen, queen of fruit - Indonesia, Philippines: manggis - Thái Lan: mang khút - Việt Nam: măng cụt - Nhật Bản: mangosuchin - Pháp: mangostan, mangostanier, mangoustan, mangoustanier 2.1.2 Phân bố điều kiện môi trường Măng cụt cho giống lai G hombroniana G malaccensis Ban đầu phân bố bán đảo Mã Lai, quần đảo Indonesia phía đông đảo Borneo (Diczbalis, 2011; Grange Bennert, 2011) Cây phân bố rộng khắp Đông Nam Á, nơi ăn thương mại quan trọng (Grange Bennert, 2011) Các trồng rộng rãi Thái Lan, Campuchia, Việt Nam, Philippines, Lào, Miến Điện (Diczbalis, 2011; Grange Bennert, 2011) Măng cụt trồng miền bắc Australia, Ấn Độ, Tây Ấn, Trung Nam Mỹ, Châu Phi Hawaii, chí trồng nhà kính Anh (Diczbalis, 2011; Grange Bennert, 2011) Cây trồng khắp Thái Bình Dương, nhiên không phổ biến rộng rãi khu vực (Diczbalis, 2011) Theo Diczbalis (2011), măng cụt thích hợp với điều kiện môi trường ấm áp, ẩm ướt với lượng mưa phân bố mùa khô từ 3-5 tuần Cây măng cụt có nguồn gốc vùng nhiệt đới xích đạo Cây thích bóng râm chưa trưởng thành thích bóng râm vừa phải Cây trưởng thành cung cấp đầy đủ độ ẩm chất dinh dưỡng phát triển, sinh hoa trái môi trường có độ ẩm cao Măng cụt thích đất sâu, thoát nước giữ ẩm tốt Cây phát triển tốt đất sét pha mùn, có nhiều chất hữu cơ, phát triển đất cát Ở Bắc Queensland, trồng loại đất có độ pH 4,8-7,6 1,5-7,9% chất hữu 2.1.3 Mô tả thực vật Theo Trần Văn Minh Nguyễn Lân Hùng (2000), măng cụt trưởng thành cao từ 10-25m đường kính thân 25-35cm Măng cụt đồng sông Cửu Long sau 30 năm trồng thường cao 6-8m cho tán rộng 6-10m Footer Page 10 of 126 Header Page 16 of 126 chứa xanthone bán thị trường thức uống chức dựa lợi ích sức khỏe Các thành phần bay thịt hexyl acetat, hexenol αcopaene có hương caramel, cỏ bơ góp phần tạo hương cho trái măng cụt 2.1.7 Lợi ích sức khỏe trái măng cụt Nghiên cứu cho thấy lịch sử cư dân khu vực Đông Nam Á sử dụng vỏ măng cụt cho mục đích y học nhiều kỷ (Grange Bennert, 2011; Pedraza-Chaverri ctv., 2008) Theo Negi ctv (2013), xanthone từ măng cụt có khả chống sốt rét, chống oxy hóa, kháng acetylcholin, chống phóng xạ, điều hòa miễn dịch, ngừa loãng xương, chống ký sinh trùng, ức chế neuraminidase, kháng khuẩn, kháng nấm, chống HIV, bảo vệ tim mạch, chống khối u, chống loét, trị đái tháo đường, trị mỡ máu cao, giảm đau, chống dị ứng, lợi tiểu, trị tiêu chảy,… Việc tiêu thụ chiết xuất sản phẩm từ trái măng cụt với liều cao thời gian dài không làm ảnh hưởng đến sức khỏe thí nghiệm chuột (Vishnu ctv., 2010a; Ajayi ctv., 2013) Theo nghiên cứu Lin ctv (2014), vỏ măng cụt xứng đáng với việc sử dụng thành phần thực phẩm chức để phòng ngừa điều trị bệnh béo phì tính chất ức chế lipase tuyến tụy mạnh so sánh với chanh, cần tây, dưa chuột, nhãn khô, ớt đỏ khô, ớt tươi xanh, đinh hương khô, nấm Shiitake, ớt chuông xanh, vỏ chanh gia vị (gừng, oregano, nguyệt quế, quế vỏ quýt khô) Tác dụng ức chế vỏ măng cụt với tỷ lệ ức chế 43,9% nồng độ mg/ml, giá trị IC50 0,918 mg/mL Thử nghiệm phòng thí nghiệm chất chiết xuất từ măng cụt có hoạt động chống lại số loại tế bào ung thư vú, gan, bệnh bạch cầu, (Grange Bennert, 2011) Chiết xuất từ vỏ măng cụt có khả ngăn ngừa ung thư thông qua chế làm giảm ức chế stress oxy hóa tế bào (Kosem ctv., 2007) Dịch chiết phân đoạn vỏ măng cụt có khả chống ung thư vú thông qua việc ức chế hình thành mạch dòng tế bào ung thư vú T47D (Arifianti ctv., 2014) Chiết xuất vỏ trái nước có khả chống oxy hóa cao thử nghiệm DPPH, Pro-oxidant Pro-Antidex (Ling Palanisamy, 2012) Chiết xuất từ vỏ trái nước măng cụt có đặc tính chống oxy hóa bảo vệ tế bào thần kinh tiểu não chống lại 3-nitropropionic acid (GuzmánBeltrán ctv., 2008); ngừa bệnh trí nhớ trí nhớ (Grange Bennert, 2011) Vỏ làm giảm nhẹ bệnh rối loạn chức nhận thức Alzheimer chuột (Huang ctv., 2014) Nước măng cụt nguồn Footer Page 16 of 126 10 Header Page 17 of 126 tiềm chất chống oxy hóa tự nhiên chế độ ăn uống (Sukma ctv., 2011) Măng cụt có số ORAC cao thứ tư số loại thực phẩm chống oxy hóa tự nhiên (Grange Bennert, 2011) Chiết xuất từ vỏ trái măng cụt giúp ngăn ngừa ức chế xơ vữa động mạch (Grange Bennert, 2011; Sargowo ctv., 2011); làm giảm cholesterol, trygliceride lipoprotein tỷ trọng thấp (Adiputro ctv., 2013a; Grange Bennert, 2011) Trái măng cụt có chứa hàm lượng cao hợp chất có hoạt tính sinh học, ngăn cản gia tăng lipid huyết tương chống oxy hóa chế độ ăn chứa nhiều cholesterol (Leontowicz ctv., 2006); kiểm soát lượng đường máu bệnh tiểu đường (Grange Bennert, 2011) Theo tổng hợp Grange Bennert (2011), trái măng cụt có tác dụng: ngăn ngừa điều trị bệnh khớp, xương; kiểm soát đau thần kinh tọa hội chứng đau gốc thần kinh; bệnh da, eczema, vẩy nến tăng tiết bã nhờn; chống lão hóa, lo lắng, trầm cảm căng thẳng; kháng histamine đặc tính chống viêm Nước ép vỏ thịt măng cụt có khả kháng viêm chống oxi hóa người thừa cân béo phì liên quan đến nồng độ protein Creactive thử nghiệm 122 người (Udani ctv., 2009); làm tăng khả chống oxy hóa nghiên cứu 20 người từ 20-23 tuổi (Kondo ctv., 2009), tăng cường khả miễn dịch sức khỏe 59 người khỏe mạnh từ 40-60 tuổi (Tang ctv., 2009); chống bệnh cường giáp phụ nữ (Padmanabhan, 2011) Xanthone nước măng cụt hấp thu thể thí nghiệm gồm 10 người (Chitchumroonchokchai ctv., 2012) Các sản phẩm hỗn hợp từ thịt vỏ góp phần cải thiện tăng cường sức khỏe nghiên cứu 14 người tình nguyện tuổi 25-70 (Garrity ctv., 2004) 2.2 Anthocyanin 2.2.1 Giới thiệu Theo Oancea Oprean (2011), anthocyanin nhóm hợp chất quan trọng sắc tố hòa tan nước có mặt hầu hết loài thực vật Chúng sản xuất trao đổi chất thứ cấp (pentosophosphate, shikimate đường flavonoid) tích lũy không bào tế bào Trong loại trái rau anthocyanin có mặt hình thức glycoside Việc định tính định lượng anthocyanin thực kỹ thuật cổ điển, chẳng hạn quang phổ, phương pháp phân tích đại, chẳng hạn HPLC kết hợp với sắc ký khối phổ, sắc ký lỏng sắc Footer Page 17 of 126 11 Header Page 18 of 126 ký lớp mỏng, làm sáng tỏ cấu trúc phân tích hình dạng thực kỹ thuật NMR (Oancea Oprean, 2011) Theo Oancea Oprean (2011), người tiêu thụ lượng hợp lý anthocyanin thông qua trái cây, rau loại rượu vang đỏ từ chế độ ăn uống Anthocyanin có vai trò có lợi sức khỏe người, thông qua đặc tính chống oxy hóa chúng, bảo vệ chống lại bệnh tim mạch, số loại ung thư, tiểu đường, rối loạn thị giác, tổn thương gan xạ UV-B Thực phẩm bổ sung có chứa chiết xuất anthocyanin sản xuất để cải thiện sức khỏe người Anthocyanin sắc tố thực vật, làm phụ gia tạo màu thực phẩm, đặc biệt nước Trong số chất chuyển hóa thứ cấp, anthocyanins đại diện cho nhóm quan trọng hợp chất phenolic gọi flavonoid Chúng hoạt động chất màu thực vật tạo màu sắc tươi sáng đỏ, tím hay xanh hoa, hạt giống, trái số cây, nơi chúng tìm thấy với nồng độ thành phần khác tùy thuộc vào hai yếu tố di truyền môi trường (Pojer ctv., 2013) Anthocyanin thành phần quan trọng hợp chất flavonoid sản phẩm thực vật, nước trái cây, rượu vang đỏ, ngũ cốc (Pojer ctv., 2013) Có khoảng 400 glycoside anthocyanin biết đến Thông thường, có 3glycosides 3,5-diglycosides, đường phổ biến glucose, có carbohydrate khác (rhamnose, xylose, galactose, arabinose rutinose) Các aglycon (gọi anthocyanidin) dẫn xuất dị vòng có nguồn gốc từ αcromen α-benzopyran Các aglycone tìm thấy với số lượng nhỏ thực vật tươi, chúng ổn định Các aglycone phổ biến anthocyanins pelargonidin, delphinidin, cyanidin, peonidin, petunidin malvidin Hình 2.2 trình bày cấu trúc hóa học chung aglycon Các anthocyanin quan trọng glycoside cyanidin, chúng đại diện cho 50% thành phần sắc tố trái (Wu ctv., 2006) Footer Page 18 of 126 12 Header Page 19 of 126 Hình 2.2: Cấu trúc chung anthocyanidine (Nguồn: Oancea Oprean, 2011) 2.2.2 Lợi ích sức khỏe ứng dụng anthocyanin Theo Oancea Oprean (2011), người ăn anthocyanin thông qua trái cây, rau uống rượu vang đỏ ngày Vai trò quan trọng anthocyanin hoạt động chống oxy hóa bảo vệ ADN, hợp chất bắt gốc tự nguy hiểm O2-, HO∙, hydrogen peroxide, H2O2, singlet oxygen- tác nhân gây oxy hóa lipid màng tế bào Hoạt động chống oxy hóa có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc hóa học anthocyanin, đặc biệt vị trí mức độ thủy phân hai vòng cấu trúc Kết từ nghiên cứu thuộc tính chống oxy hóa anthocyanin chế độ ăn uống giàu hợp chất có hoạt tính sinh học ngăn chặn tăng lipid máu (Xia ctv., 2007) bệnh tim mạch (Garcia-Alonso ctv., 2004) Nghiên cứu lĩnh vực chủ yếu dựa kết in vitro số trường hợp thử nghiệm người với chiết xuất anthocyanin (elderberry, blueberry, strawberry, rượu vang đỏ, wild bilberry, cranberry hạt raspberry) Các tác dụng chống viêm bảo vệ anthocyanin giải thích trung hoà enzyme phá hủy mô liên kết tĩnh mạch, chống oxy gốc tự sửa chữa protein bị tổn thương thành mạch máu Stress oxy hóa nguyên nhân hàng trăm bệnh động vật người, tác động sinh học anthocyanin liên quan đến hoạt động chống oxy hóa báo cáo sau: - Tăng cường thị lực: chiết xuất việt quất đen Vaccinium myrtillus dùng để cải thiện tầm nhìn ban đêm người (Oancea Oprean, 2011) Đặc biệt, anthocyanin có lợi với bệnh võng mạc bệnh nhân tiểu đường, thông qua ảnh hưởng tính thấm mạch máu võng mạc (Oancea Oprean, 2011); Footer Page 19 of 126 13 Header Page 20 of 126 - Giảm tính thấm hàng rào máu-não với chất độc hại; anthocyanin từ bắp cải đỏ chứng minh có khả ngăn chặn độc tố stress oxy hóa (Oancea Oprean, 2011); - Hoạt động chống ung thư thành mạch (Liu ctv., 2005); anthocyanin chiết xuất từ trái (quả việt quất, nam việt quất, dâu tây, mâm xôi) chứng minh ức chế bắt đầu ung thư hình thành khối u (thực quản, ruột, gan); cyanidin delphinidin đặc biệt ức chế tăng trưởng tế bào ung thư cách ức chế thụ thể tăng trưởng biểu bì; - Hoạt động chống tác nhân gây đột biến (Hope Smith ctv., 2004); - Kích thích insulin tế bào tuyến tụy (Jayaprakasam ctv., 2005); - Tác dụng bảo vệ chống lại tổn thương gan (Naskar ctv., 2011); - Tác dụng có lợi trình thoái hóa thần kinh bệnh nhân Parkinson Alzheimer Điều có lẽ khả anthocyanin làm giảm viêm stress oxy hóa não (Joseph ctv., 2003).; - Bảo vệ chống xạ UV-B (Sharma, 2001) 2.2.3 Anthocyanin măng cụt Theo nghiên cứu Chaovanalikit ctv (2012), hầu hết anthocyanin tìm thấy vỏ (179,49 mg cyanidin-3glucoside (Cyn-3-Glu)/ 100g) Sau trình ép (17% vỏ ngoài, 48% vỏ trong, 31% thịt 4% cuống đài), tổng hàm lượng phenolic anthocyanin nước măng cụt khoảng 205,36 mg GAE/ 100 mL hàm lượng anthocyanin khoảng 0,87 mg Cyn-3-Glu/ 100ml Theo Palapol ctv (2009), màu sắc trái măng cụt thay đổi từ xanh sang tím đen sau thu hoạch sử dụng hướng dẫn chất lượng cho người trồng người tiêu dùng (hình 2.3) thành phần hàm lượng anthocyanin Hàm lượng sắc tố anthocyanin vỏ bên cao vỏ bên tăng lên tối đa giai đoạn màu cuối có màu tím đen Các anthocyanin vỏ chủ yếu bao gồm năm hợp chất, xác định HPLC/MS cyanidin-sophoroside, cyanidin-glucoside, cyanidinglucosidepentoside, cyanidin-glucoside-X, cyanidin-X2 cyanidin-X Cyanidin-3-sophoroside cyanidin-3-glucoside hợp chất tăng lên với phát triển màu sắc trái Footer Page 20 of 126 14 Header Page 21 of 126 Hình 2.3: Sự thay đổi màu sắc trái măng cụt sau thu hoạch (Nguồn: Palapol ctv., 2009) Nghiên cứu Palakajornsak (2004) cho thấy phần bên vỏ măng cụt chứa anthocyanin cao so với phần bên vỏ Anthocyanin độ pH thấp (1,0) ổn định pH cao (4,0), nhiệt độ thấp (4±3°C) ổn định nhiệt độ cao (30±3°C) ổn định ánh sáng Tính ổn định anthocyanin giảm thời gian lưu trữ dài Tính ổn định anthocyanin thấp nhiệt độ cao với bề mặt chiếu sáng, đồng thời ổn định nhiệt độ thấp với vắng mặt ánh sáng Theo Saptarini ctv (2013), anthocyanin sắc tố vỏ măng cụt, chiết xuất dễ dàng dung môi có tính acid, acid mạnh làm suy giảm anthocyanin Dung môi gồm 2% acid acetic ethanol 95% cho hàm lượng anthocyanin cao Sự ổn định anthocyanin bị ảnh hưởng tiếp xúc ánh sáng mặt trời, hydrogen peroxide điều kiện bảo quản Theo Fu ctv (2007), proanthocyanidin chiết xuất từ vỏ trái măng cụt chiếm khoảng 0,66% (trọng lượng khô), chủ yếu procyanidin prodelphinidin, afzelechin/ epiafzelechin, catechin/ epicatechin gallocatechin/ epigallocatechin Các proanthocyanidin có tính chất chống oxy hóa cao nhiều so với vỏ thông chất chiết xuất từ hạt nho 2.3 Phenol Acid phenolic chất chuyển hóa thứ cấp thực vật, có nhân thơm (hình 2.4) Chúng giữ vai trò quan trọng chất lượng tính chất cảm quan thực phẩm (Robbins, 2003) Gần đây, phenol xem có vai trò bảo vệ sức khỏe tiềm năng, chống lại bệnh tổn thương oxy hóa (bệnh tim mạch, đột quỵ ung thư) thông qua ăn loại thực vật (Robbins, 2003) Footer Page 21 of 126 15 Header Page 22 of 126 Hình 2.4: Cấu tạo hợp chất phenolic (Nguồn: http://www.intechopen.com/source/html/38573/media/image7.png) 2.3.1 Lợi ích sức khỏe hợp chất phenol Acid phenolic có trái măng cụt có hoạt tính ngăn ngừa ung thư Acid caffeic acid ferrulic ức chế hình thành khối u dày chuột (Wattenberg ctv., 1980) Uống acid ferrulic (40 mg/kg trọng lượng thể) ức chế hình thành khối u vú (Baskaran ctv., 2010) da (Alias ctv., 2009) thí nghiệm chuột Dùng acid ferrulic (500 ppm) chế độ ăn uống tuần giảm đáng kể tỷ lệ mắc u lưỡi gây 4nitroquinoline-1-oxide (4NQO) chuột (Tanaka ctv., 1993) Điều trị acid protocatechuic, loại phenol trái măng cụt, ngăn ngừa ung thư giảm độc lực di gan tế bào khối u ác tính chuột (Lin ctv., 2011) Ăn thức ăn có chứa acid protocatechuic (2000 ppm) giảm đáng kể phát triển ung thư biểu mô tế bào vảy lưỡi chuột (Suzuki ctv., 2003) Dùng acid protocatechiuc (2000 ppm) chế độ ăn uống 17 tuần ức chế ung thư tuyến tụy chuột (Nakamura ctv., 2000) Phenolic vỏ trái măng cụt có khả chống oxy hóa (Li Xu, 2015; Junior ctv., 2010; Brovelli ctv., 2005; Samuagam ctv., 2013), bảo vệ ADN (Li Xu, 2015), bảo vệ gan (Naskar ctv., 2011) 2.3.2 Thành phần hàm lượng phenol trái măng cụt Theo nghiên cứu Chaovanalikit ctv (2012), hầu hết hợp chất phenolic tìm thấy lớp vỏ bên (3.404 mg axit gallic tương đương (GAE)/ 100 g) trái măng cụt Nước măng cụt ép từ hỗn hợp gồm 17% vỏ trái bên ngoài, 48% vỏ trái bên trong, 31% thịt 4% cuống đài Footer Page 22 of 126 16 Header Page 23 of 126 có tổng hàm lượng phenolic khoảng 205,36 mg GAE/ 100 mL Việc sử dụng enzyme pectinase làm tăng lên tổng phenolic sản phẩm nước măng cụt Hợp chất phenolic vỏ trái măng cụt khả ngăn chặn hư hỏng thực phẩm làm giảm nguy bệnh gây stress oxy hóa Hàm lượng phenolic lớp vỏ cứng bên trái Măng Cụt khoảng: tổng phenol 275,99±1,07 mg GAE/g, flavonoid 115,98±0,84 mg EQ/g tannin 115,4±4,57 mg EAT/g (Daza ctv., 2012) Theo nghiên cứu Haruenkit ctv (2007), tổng phenolic măng cụt 190,3±12,1 mg GAE/ 100g flavonoid 54,1±3,8 mg EQ/ 100g Tổng phenolic bột vỏ măng cụt khô 140,66 mg GAE/g (Goyal, 2014) Zadernowski ctv (2009) xác định thành phần phenolic phần khác trái măng cụt GC-MS Hàm lượng phenolic xác định phương pháp GC-FID dao động từ 265,7±12,7 (thịt quả) đến 5027,7±188,0 (vỏ) mg/kg khối lượng khô Mười acid phenolic xác định trái măng cụt Trong số này, acid protocatechuic acid phenolic vỏ, acid p-hydroxybenzoic acid phenolic chiếm ưu thịt Acid m-hydroxybenzoic có lớp vỏ bên trong, 3,4-dihydroxymandelic diện vỏ cứng bên Các acid phenolic giải phóng từ liên kết este glycosidic chiếm ưu trái măng cụt 2.4 Xanthone lợi ích sức khỏe trái măng cụt 2.4.1 Giới thiệu Theo Grange Bennert (2011), đặc tính chữa bệnh tích cực măng cụt xanthone (hình 2.5) Xanthone hợp chất phenol thực vật có cấu trúc tương tự flavonoid, chất chống oxy hóa mạnh có nho (Kundu Chun, 2014) Chúng nhóm chất có hoạt tính sinh học độc đáo, có cấu trúc phân tử liên kết ổn định linh hoạt (Aisha ctv., 2012) Cấu trúc hóa học xanthone mang lại cho chúng đặc tính có lợi như: chống dị ứng, chống viêm, chống tuberculotic, chống khối u, chống ngưng kết tiểu cầu, ngăn chặn beta-adrenergic chống co giật (Pedraza-Chaverri ctv., 2008; Gutierrez-Orozco Failla, 2013; Aisha ctv., 2012) Nghiên cứu khoa học chứng minh xanthone chất chịu trách nhiệm cho hàng loạt lợi ích y học người sử dụng măng cụt (GutierrezOrozco Failla, 2013) Điều đáng lưu ý măng cụt xác định có gần 50 Footer Page 23 of 126 17 Header Page 24 of 126 xanthone vỏ trái, khiến trở thành nguồn xanthone giàu giới (Grange Bennert, 2011; Suvarnakuta ctv., 2011; Kundu Chun, 2014) Mỗi xanthone có tác dụng riêng nó, kết hợp chúng có chất lượng hiệp đồng hỗ trợ sức khỏe cho toàn thể (Grange Bennert, 2011) Hình 2.5: Cấu trúc hóa học xanthone (Nguồn: http://en.wikipedia.org/wiki/Xanthone) 2.4.2 Bệnh ung thư Bảy loại xanthone cô lập từ vỏ măng cụt có khả gây độc dòng tế bào ung thư khác người (Xu ctv., 2014) Xanthone chiết xuất từ trái măng cụt có đặc tính gây độc ba dòng tế bào ung thư người gồm ung thư biểu bì miệng KB, ung thư vú BC-1 ung thư phổi tế bào nhỏ NCI-H187 (Suksamrarn ctv., 2006) Các hoạt động ngăn ngừa ung thư hóa trị liệu tiềm xanthone chứng minh giai đoạn khác ung thư (bắt đầu tiến triển), kiểm soát phân chia tăng trưởng tế bào, apoptosis, viêm di thí nghiệm in vitro in vivo (Shan ctv., 2011; Kundu Chun, 2014) α-mangostin chống di tế bào ung thư phổi A549 (Shih ctv., 2010); làm giảm khả phát triển tế bào ung thư biểu mô gan SK-Hep-1 ức chế tăng trưởng khối u thể chuột thí nghiệm (Hsieh ctv., 2013); ngăn ngừa ức chế ung thư tuyến tiền liệt thí nghiệm in vitro in vivo (Johnson ctv., 2012); gây độc, ức chế xâm nhập di dòng tế bào ung thư tuyến tụy MIAPaCa-2 BxPC-3 (Yuan ctv., 2013) Nồng độ α-mangostin cao khả ức chế tăng trưởng dòng tế bào ung thư biểu mô vảy HNSCC mạnh (Kaomongkolgit, 2013) Chiết xuất thô α-mangostin từ vỏ măng cụt có tác dụng ngăn ngừa ung thư đại tràng thí nghiệm chuột (Nabandith ctv., 2004) α-mangostin chiết xuất từ vỏ trái măng cụt ngăn chặn biểu fatty acid synthase (FAS) ức chế hoạt động Footer Page 24 of 126 18 Header Page 25 of 126 FAS tế bào, làm giảm tích tụ acid béo tế bào, kết làm giảm khả di động, gây chết tế bào ung thư vú (Li ctv., 2014) α-mangostin ức chế tăng trưởng khối u di ung thư vú thí nghiệm chuột (Shibata ctv., 2013) Chiết xuất xanthone (81% α-mangostin 16% γ-mangostin) từ vỏ trái măng cụt có đặc tính chống ung thư ruột kết tế bào ung thư biểu mô đại trực tràng HCT 116 bao gồm khả gây độc, apoptosis, di ảnh hưởng đến đường truyền tín hiệu tế bào (Aisha ctv., 2012; Aisha ctv., 2011) Xanthone chiết xuất từ vỏ trái măng cụt ức chế tăng sinh gây chết dòng tế bào ung thư đại trực tràng COLO 205 (Watanapokasin ctv., 2010) α-mangostin, β-mangostin γ-mangostin ức chế mạnh tăng trưởng tế bào ung thư ruột kết DLD-1 nồng độ thấp 5-20 μM (Akao ctv., 2008) Chiết xuất vỏ măng cụt γ-mangostin cô lập từ vỏ gây độc dòng tế bào ung thư vú MCF-7 (Wei ctv., 2014; Chitra ctv., 2010) dòng tế bào ung thư quản Hep2 (Chitra ctv., 2010) Mười hai xanthone cô lập từ vỏ măng cụt có khả ức chế tế bào ung thư vú SK-BR-3 (Balunas ctv., 2008) Chế phẩm Panaxanthone (khoảng 80% α-mangostin 20% γ-mangostin) có khả ngăn chặn di tế bào ung thư vú BJMC3879 (Doi ctv., 2009) Các hợp chất tìm thấy thực vật từ lâu quan tâm lớn nghiên cứu ung thư Khoảng phần năm tất loại thuốc hóa trị liệu lấy từ nguồn thực vật (Grange Bennert, 2011) Các xanthone có hiệu việc chống lại khối u ung thư so với loại thuốc hóa trị liệu thông thường (Grange Bennert, 2011) 2.4.3 Bệnh viêm Theo Grange Bennert (2011), viêm phản ứng bảo vệ bình thường thể trước nhiễm khuẩn chấn thương Kích thích viêm, chẳng hạn nhiễm khuẩn, chấn thương, thiếu máu cục bộ, kiện liên quan đến stress, tiếp xúc với chất độc hại, chất gây dị ứng nhiễm virus mãn tính kích hoạt phản ứng viêm (kích thích => viêm => phá hủy mô) Tất quan, mô, mạch máu mô dạng ống (ung thư ruột, đường tiết niệu,…) có lớp màng lót Các tình khác tạo kích thích dẫn đến gây sưng suy thoái màng tế bào Để cố gắng giúp đỡ thân, thể gửi chất lỏng, enzyme tế bào bạch cầu đến khu vực Viêm cách thể bảo vệ bắt đầu trình chữa bệnh Điều tạo vết đỏ, nóng, sưng, đau chức Tuy nhiên, Footer Page 25 of 126 19 Header Page 26 of 126 chữa trị viêm không tốt, trở thành mãn tính cuối làm tổn hại đến mô bị thương Viêm lâu ngày dẫn đến: - Ung thư: Viêm làm tăng lây lan tế bào bất thường tạo điều kiện chuyển đổi chúng thành tế bào ung thư - Alzheimer: Viêm tạo điều kiện làm cho chất trắng xung quanh dây thần kinh bị thoái hóa - Bệnh tim: Viêm làm tích tụ cholesterol động mạch tạo xơ vữa động mạch dẫn đến đau tim - Bệnh tiểu đường: Viêm tương tác phức tạp insulin, chất béo gây cạn kiệt insulin viêm tụy - Dị ứng: Viêm mạn tính phổi khuyến khích việc tạo histamin làm trầm trọng thêm bệnh hen suyễn viêm phế quản - Viêm khớp: Viêm khớp mô liên kết khác dẫn đến việc lọc canxi từ xương gây loãng xương đóng góp vào suy thoái khớp Theo Grange Bennert (2011), trái măng cụt có chứa canxi hữu cơ, kali, magie natri Sau trình tiêu hóa bắt đầu, ion kiềm giải phóng tro, tạo nguồn dự trữ mà thể sử dụng để vượt qua tình trạng viêm nhiễm viêm mãn tính Măng cụt chất ức chế tự nhiên COX-2 mạnh chống viêm tự nhiên chứng minh tốt mạnh so với aspirin dexamathazone việc giảm viêm tác dụng phụ Nhiều nghiên cứu cho thấy α- mangostin γ-mangostin vỏ trái măng cụt làm suy giảm viêm (Bumrungpert ctv., 2009, 2010; Liu ctv., 2012; Chen ctv., 2007) kháng insulin tế bào mỡ (Bumrungpert ctv., 2009, 2010) α-mangostin, β-mangostin γ-mangostin kháng viêm hiệu nhờ khả tác động COX-1 COX-2 (Navya ctv., 2011) Xanthone có khả kháng viêm chế độ ăn chứa cholesterol cao thí nghiệm chuột (Adiputro ctv., 2013b), giúp ngăn chặn tình trạng viêm thoái hóa chất trắng dây thần kinh não ức chế hoạt động enzyme gây đau bệnh Alzheimer đau xơ (Grange Bennert, 2011) 2.4.4 Những công dụng khác xanthone măng cụt Xanthone chiết xuất từ vỏ măng cụt có tính chống oxy hóa mạnh (Kosem ctv., 2007; Wei ctv., 2014; Palakawong ctv., 2010; Suttirak Manurakchinakorn, 2012; Lin ctv., 2014; Zarena Sankar, Footer Page 26 of 126 20 Header Page 27 of 126 2009a, 2009b; Đỗ Thanh Xuân ctv., 2011; Mai Thị Hiên, 2011; Kurniawati ctv., 2010; Li Xu, 2015) bảo vệ AND (Lin ctv., 2014) α-mangostin phòng chống stress oxy hóa nhồi máu tim (BuelnaChontal ctv., 2011) Mangiferin, xanthone măng cụt, chứng minh giúp giảm lượng đường máu chuột bị tiểu đường tuýp chống bệnh tiểu đường cách giảm kháng insulin (Grange Bennert, 2011) Xanthone chiết xuất từ vỏ măng cụt có khả kháng vi khuẩn vi nấm gây bệnh người (Wei ctv., 2014; Palakawong ctv., 2010; Seesom ctv., 2013; Ragasa ctv., 2010; Geetha ctv., 2011; Bhat Al-Daihan, 2013; Vishnu ctv., 2010b; Đỗ Thanh Xuân ctv., 2011; Mai Thị Hiên, 2011) α-mangostin sử dụng loại thuốc hỗ trợ cho việc điều trị bệnh nha chu Porphyromonas gingivalis (Yiemwattana Kaomongkolgit, 2014) chống vi khuẩn gây sâu Streptococcus mutans (Nguyễn Thị Ngọc Dao, 2004; Nurul ctv., 2013) Xanthone vỏ trái măng cụt có hoạt tính bảo vệ gan (Naskar ctv., 2011) α- mangostin γ-mangostin vỏ trái măng cụt ngăn cản nhân lên virus viêm gan siêu vi C (Choi ctv., 2014) α- mangostin có khả chống xơ gan (Lee ctv., 2013) bảo vệ gan khỏi công chất độc có tính oxi hóa mạnh CCl4 thí nghiệm chuột (Mai Thị Hiên, 2011) Mangostin ức chế chu trình nhân lên HIV (Grange Bennert, 2011) Xanthone từ măng cụt ức chế mạnh mẽ phóng thích histamine prostaglandin E2 giúp ngừa dị ứng; ức chế thrombin gây kết tập tiểu cầu (ức chế hình thành cục máu đông) (Grange Bennert, 2011) 2.4.5 Thành phần hàm lượng xanthone vỏ trái măng cụt Nhiều phương pháp hóa lý học khác sử dụng để phân lập giải thích cấu trúc xanthone chiết xuất lỏng-rắn lỏng-lỏng, TLC, sắc ký flash, sắc ký cột IR, H NMR quang phổ C NMR, GLC, HPLC, GC, LCMS (Negi ctv., 2013) Xét nghiệm sinh học phân đoạn chiết xuất vỏ trái măng cụt liệu MS NMR làm rõ cấu trúc xanthone 1,3,7-trihydroxy-2-(3methyl-2-butenyl)-8-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-xanthone; 1,3,8-trihydroxy-2(3-methyl-2-butenyl)-4-(3-hydroxy-3-methylbutanoyl)-xanthone; garcinones C; garcinones D; gartanin; xanthone I γ-mangostin (Xu ctv., 2014) Footer Page 27 of 126 21 Header Page 28 of 126 Suksamrarn ctv (2006) phân tích cấu trúc 19 xanthone vỏ trái măng cụt xanh là: mangostenones C, mangostenones D, mangostenones E, thwaitesixanthone, demethylcalabaxanthone, garcinone B, compound 7, β-mangostin, 8-desoxygartanin, gartanin, garcinone E, αmangostin, mangostinone, γ-mangostin, mangostanol, mangostanin, garcinone D, garcinone C, 11-hydroxy-1-isomangostin quang phổ NMR HRMS 1D 2D Chiết xuất xanthone từ vỏ trái măng cụt dung môi ethanol 75% thu 7,5% xanthone theo khối lượng khô (Aisha ctv., 2011), ethanol 95% thu 57,42 mg/g vỏ trái măng cụt khô (Yoswathana Eshtiaghi, 2015) Theo nghiên cứu Mai Thị Hiên (2011), hàm lượng α-mangostin vỏ măng cụt mua thị trường Hà Nội khoảng 0,13% Kỹ thuật sắc ký HPLC– ESI/MS (high performance liquid chromatography – electro spray ionisation/mass spectrometry) cột RP-C18 cho thấy diện bảy xathones vỏ trái măng cụt là: 3isomangostin, 8-desoxygartanin, gartanin, α-mangostin, garcinone E , 9hydroxycalabaxanthone β-mangostin (Zarena Sankar, 2009a) Theo nghiên cứu Đào Hùng Cường Đỗ Thị Thuý Vân (2010) trái măng cụt trồng Tây Ninh, hàm lượng kim loại nặng phù hợp với tiêu chuẩn Bộ Y tế nên không ảnh hưởng đến sức khoẻ người Nghiên cứu xác định loại xanthone phổ IR LC-MS là: Gartanin, α-mangostin, 3-isomangostin, BR-xanthone A Garcinon D Đỗ Thanh Xuân ctv (2011) phân lập hai hợp chất tinh khiết từ vỏ trái măng cụt α-mangostin γ-mangostin 2.5 Ứng dụng enzyme sản xuất nước rau Theo Sharma ctv (2014), enzyme thành phần thiếu trình sản xuất nước ép trái đại Chức chúng là: tăng suất nước ép từ nguyên liệu, tăng hiệu xử lý (ép, xử lý loại bỏ chất rắn) tạo sản phẩm cuối có trực quan hấp dẫn Trích ly nước trái thực cách sử dụng trình học khác khuếch tán, ly tâm, ép trục vít, nghiền loại máy ép khác Xử lý enzyme trước khai thác học cải thiện đáng kể hiệu suất thu hồi so với trình khai thác khác Thủy phân enzyme thành tế bào làm tăng sản lượng khai thác, đường khử, hàm lượng chất khô hòa tan, hàm lượng acid galacturonic acid hữu sản phẩm Hoạt động phụ thuộc vào loại enzyme, thời gian ủ, nhiệt độ ủ, nồng độ enzyme, hoạt tính, pH việc sử dụng kết hợp enzyme khác Việc sử dụng Footer Page 28 of 126 22 Header Page 29 of 126 enzyme cellulase pectinase kết hợp làm cho sản lượng nước ép nhiều với chất lượng cao 2.5.1 Enzyme cellulase Cellulase định nghĩa hỗn hợp enzyme thực trình thủy phân cellulose thành glucose (Sharma ctv., 2014) Chúng phổ biến tự nhiên, đặc biệt vi khuẩn vi nấm Chúng sản xuất vi khuẩn cộng sinh tìm thấy dày động vật nhai lại (chủ yếu cỏ) Hầu hết loài động vật, bao gồm người, không tổng hợp cellulase khả sử dụng toàn lượng có nguyên liệu thực vật Theo Sharada ctv (2014), cellulase enzyme quan trọng với ứng dụng tiềm ngành công nghiệp khác ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi, nông nghiệp, bột giặt chất tẩy rửa, dệt may, giấy bột giấy, rượu bia, chế biến thực phẩm, khai thác dầu ô liu; chiết xuất carotenoid, dược phẩm, y học, ứng dụng phân tích, sản xuất sinh khối, kỹ thuật di truyền xử lý ô nhiễm, có vai trò quan trọng việc chuyển đổi sinh học chất thải nông nghiệp thành đường ethanol sinh học Trong công nghiệp thực phẩm, cellulase sử dụng khai thác làm để sản xuất loại nước trái cây, nước rau ép, nectar puree; khai thác dầu từ hạt; cải thiện hiệu ngâm, hấp thụ nước loại ngũ cốc, chất dinh dưỡng thực phẩm lên men, rau khô súp; sản xuất oligosaccharide thành phần thực phẩm chức calo thay chuyển đổi sinh khối (Bhat, 2000; Kuhad ctv., 2011) Cellulase sử dụng khai thác carotenoid sản xuất chất tạo màu thực phẩm (Sharma ctv., 2014) Vi sinh vật sản xuất enzyme cellulase trình bày bảng 2.2 Footer Page 29 of 126 23 Header Page 30 of 126 Bảng 2.2: Một số vi sinh vật sinh tổng hợp cellulase Vi sinh vật Nấm mốc Aspergillus acculeatus Vi khuẩn Aspergillus fumigatus Acremonium cellulolyticus Fusarium solani Irpex lacteus Penicillum funiculosum Phanerochaete Chrysosporium Schizophyllum commune Xạ khuẩn Sclerotium rolfsii Sporotrichum cellulophilum Talaromyces emersonii Thielavia terrestris Tricoderma koningii Trichoderma reesei Trichoderma viride Vi sinh vật Clostridium thermocellum Ruminococcus albus Streptomyces spp Streptomyces spp Thermosctinomyces spp Thermomonospora curvata (Nguồn: Bharathiraja ctv., 2009) Các cellulase bao gồm ba enzyme sản xuất glucose từ thủy phân cellulose endo-β-1,4-glucanase (EG, EC 3.2.1.4), exo-β-1,4cellobiohydrolase (CBH, EC 3.2.1.91), β-glucosidase (BG, EC 3.2.1.21); EG CBH kết hợp thủy phân cellulose thành cello-oligosaccharide, oligosaccharide (chủ yếu cellobiose) bị thủy phân thành glucose βglucosidase (Khan ctv., 2011; Kuhad ctv., 2011) 2.5.2 Enzyme pectinase Pectin phân loại theo cấu tạo hóa học thành chất xơ hòa tan không hòa tan, hấp thu qua đường tiêu hóa người Tuy nhiên, enzyme thay đổi chúng thành mảnh polysaccharide ngắn hấp thụ Các chất pectic phân loại galacturonan (polyme acid galacturonic), rhamnogalacturonan (polyme hỗn hợp rhamnose acid galacturonic), arabinan (polyme arabinose), galactan (polyme galactose) arabinogalactan (polyme hỗn hợp arabinose galactose) (Pedrolli ctv., 2009) Pectin bị thủy phân enzyme làm giảm độ nhớt nước thô dẫn đến tăng suất nước ép (Pedrolli ctv., 2009; Tapre Jain, 2014), cải thiện hiệu sản xuất Enzyme pectinase sử dụng ngành công nghiệp chế biến trái để tăng suất, cải thiện độ lỏng, làm lọc loại nước ép, Footer Page 30 of 126 24 ... quan sản phẩm chế biến từ trái măng cụt 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu thực nhằm mục tiêu xác định thông số tối ưu cho trình trích ly vỏ trái măng cụt ứng dụng vào sản xuất nước măng cụt, ... đến màu sắc sản phẩm (Udomsup Footer Page of 126 Header Page of 126 ctv., 2011a, 2011b) Vì vậy, nghiên cứu Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái măng cụt ứng dụng sản xuất nước măng cụt cần thiết... từ vỏ trái măng cụt α-mangostin γ-mangostin 2.5 Ứng dụng enzyme sản xuất nước rau Theo Sharma ctv (2014), enzyme thành phần thiếu trình sản xuất nước ép trái đại Chức chúng là: tăng suất nước