2. Nội dung nghiên cứu x
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian đến lượng acrylamide tạo thành
45
Hình 3.4. Đồ thị hàm lượng acrylamide trong cà phê theo thời gian rang
Kết quả phân tích (hình 3.4) cho thấy, khi tăng thời gian rang từ 0 đến 7 phút thì hàm lượng acrylamide tạo thành tăng từ 1933.94 µg/kg đến 2927.82 µg/kg (tăng khoảng 34%) so với cà phê xanh ban đầu (C). Kết quả phân tích trên khá tương đồng với nghiên cứu của V. Gokmen và cộng sự (2009), nghiên cứu báo cáo rằng, hàm lượng acrylamide tạo thành tăng dần đều khi tăng thời gian rang. Một số báo cáo khác cũng chỉ ra rằng hàm lượng acrylamide tạo thành khá cao trong giai đoạn đầu của quá trình rang cà phê (EFSA, 2015; Lantz và cộng
sự, 2006; Skog và cộng sự, 2006; Taeymans và cộng sự, 2004).
Bên cạnh đó, chúng tôi còn nhận thấy rằng hàm lượng acrylamide trong cà phê tăng vọt khi bắt đầu rang, đạt đến mức tối đa, sau đó lại giảm. Cụ thể từ 7 đến 8 phút thì hàm lượng acylamide giảm từ 2927.82 µg/kg xuống còn 2378.59 µg/kg (khoảng 19%). Nguyên nhân là do tốc độ phân hủy lớn hơn tốc độ hình thành acrylamide tại 225oC. Kết quả này cũng có sự tương đồng với nghiên cứu của Taeymans và cộng sự, 2004. Một nghiên cứu khác báo cáo như sau việc rang cà phê trong thời gian càng lâu dẫn đến hàm lượng acrylamide càng giảm (Bagdonaite và cộng sự, 2004). Ngoài ra, việc tăng thời gian rang dẫn đến sự phân hủy acrylamide, còn dẫn đến sự hình thành các hợp chất có hương vị không mong muốn, làm giảm giá trị cảm quan bên ngoài của sản phẩm cà phê (Guenther và cộng sự, 2007).
Như vậy, thời gian rang 7 phút tại nhiệt độ 225oC là phù hợp cho quá trình rang cà phê. 1000 1500 2000 2500 3000 0 2 4 6 7 8 H àm lư ợ ng ac ry la m ide (m ic ro g/ kg) Thời gian (phút)
46
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của L- Asparaginase đến sự hình thành acrylamide trong cà phê trong cà phê
3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng acrylamide tạo thành trong quá trình xử lý cà phê (Robusta)
Độ hấp thụ acrylamide và hàm lượng acrylamide hình thành trong các mẫu cà phê được xử lý bằng L–Asparaginase với các nồng độ enzyme khác nhau được trình bày ở hình 3.5.
C là mẫu cà phê xanh không xử lý enzyme; C0, C3, C5, C7 là các mẫu cà phê được xử lý enzyme có nồng độ lần lượt là 0IU/ml, 3IU/ml, 5IU/ml, 7IU/ml
Hình 3.5. Độ hấp thụ của acrylamide (a) và hàm lượng acrylamide hình thành (b) trong các mẫu cà phê được xử lý với enzyme với các nồng độ khác nhau
Kết quả phân tích ở hình 3.5 (a) cho thấy độ hấp thụ acrylamide của các mẫu đều có đỉnh ở bước sóng 224nm. Độ hấp thụ acrylamide càng cao thì hàm lượng acrylamide tạo thành trong cà phê càng lớn. Mẫu cà phê xanh (C) không xử lý enzyme có độ hấp thụ acrymide cao nhất (0.49) có nghĩa là mẫu này chứa hàm lượng acrylamide nhiều nhất. Khi có mặt enzyme L- Asparaginase, độ hấp thụ acrylamide giảm. Điều này được giải thích là do dưới sự tác động của enzyme, một phần asparagine trong cà phê không kết hợp được với lượng đường khử để tạo thành acrylamide. Vì vậy, hàm lượng acrylamide giảm dẫn đến độ hấp thụ acrylamide cũng giảm và giảm mức thấp nhất là 0.37 ở mẫu xử lý enzyme có nồng độ là 3IU/ml (C3). Tuy nhiên, khi tăng nồng độ enzyme lên 5 và 7IU/ml, độ hấp thụ acrylamide có xu hướng tăng trở lại, nhưng vẫn thấp hơn mẫu C.
Kết quả phân tích ở hình 3.5 (b), thể hiện hàm lượng acrylamide hình thành giảm ở các mẫu cà phê có xử lý enzyme với các nồng độ khác nhau. Ở mẫu có nồng độ 0IU/ml (C0) được ngâm với nước và có điều chỉnh pH kết hợp với đánh sóng siêu âm, với thời gian như
0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 210 220 230 240 250 Ab s Bước sóng (nm) C C0 C3 C5 C7 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 C C0 C3 C5 C7 Hàm lượ ng a c ry la m id e (µg/k g) Mẫu a b
47
những nồng độ khác, kết quả cho thấy hàm lượng acrylamide tạo thành có sự giảm nhẹ so với mẫu C, nhưng không đáng kể (xử lý anova không có sự khác biệt). Nồng độ 3IU/ml (P3) cho kết quả giảm hàm lượng acrylamide thấp nhất là 1466.56 µg/kg, giảm khoảng 16% so với mẫu cà phê xanh (C) và khoảng 13% so với mẫu 0IU/ml (C0). Điều này được giải thích rằng, nồng độ enzyme càng cao thì vận tốc phản ứng enzyme càng lớn, khả năng chuyển hóa asparagine thành aspatic acid càng nhiều, gây hạn chế sự hình thành acrylamide (Schnell,
S., 2000). Khi nồng độ enzyme tăng lên 5IU/ml (C5) và 7IU/ml (C7), hàm lượng acrylamide
tăng lên so với mẫu C3 tương ứng là 1523.49 µg/kg và 1647.85 µg/kg. Có thể hiểu rằng, nếu tiếp tục tăng nồng độ enzyme, mật độ enzyme quá cao trong khi diện tích tiếp với hạt cà phê vẫn giữ nguyên gây khó khăn trong việc thẩm thấu enzyme vào hạt cà phê, dẫn đến hàm lượng acrylamide tăng trở lại ở nồng độ 5 và 7IU/ml.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi tương tự với nghiên cứu của Porto, (2019) với nồng độ enzyme 3IU có thể giảm hàm lượng acrylamide xuống mức thấp nhất. Bên cạnh đó, hiệu quả làm giảm hàm lượng acrylamide tạo thành của enzyme L-Asparaginase còn được báo cáo trong nghiên cứu của Hendriksen và cộng sự, (2013) đạt khoảng 55 – 74%.
Như vậy từ các phân tích bên trên, chúng tôi chọn nồng độ enzyme là 3IU/ml là thích hợp nhất cho quá trình xử lý bằng L - Asparaginase. Giá trị nồng độ này sẽ được sử dụng trong các khảo sát tiếp theo để đưa ra quy trình thích hợp trong việc làm giảm hàm lượng acrylamide tạo thành trong cà phê rang Robusta.