Phương pháp xác định năng lực khử Fe3+ thành Fe2+ giúp đánh giá khả năng nhường electron của chất chống oxy hóa cho các gốc tự do (Zhan-Wu Sheng và cộng sự, 2011). Do đó, phương pháp xác định năng lực khử được tiến hành với mục đích sàng lọc các mẫu cao trích trong nghiên cứu in vitro. Độ hấp thụ của các mẫu cao trích vỏ chuối tại các nồng độ khác nhau trong phương pháp đánh giá năng lực khử được thể hiện trong hình 3.5. Kết quả
của các mẫu khi tăng nồng độ có thể được giải thích là do trong cao trích có chứa các chất có khả năng nhường electron điền hình như acid ascorbic. Khi nồng độ cao trích tăng, hàm lượng chất có khả năng nhường electron tăng theo, dẫn đến năng lực khử Fe3+ về Fe2+ tăng (A. K. Anal và cộng sự, 2014). Vì vậy, năng lực khử trong mẫu cao trích tăng tỉ lệ thuận với chiều tăng của nồng độ cao trích.
Tại nồng độ 1 mg/mL, mẫu cao trích M1 có độ hấp thụ lớn nhất là 0,567 ± 0,015 nên thể hiện năng lực khử tốt nhất. Các mẫu tiếp theo có năng lực khử giảm dần lần lượt là mẫu M2 (0,365 ± 0,029), mẫu M6 (0,2870 ± 0,0050), mẫu M5 (0,2290 ± 0,0060), mẫu M4 (0,2180 ± 0,0012) và thấp nhất là mẫu M3 (0,2150 ± 0,0038). Tuy nhiên, năng lực khử Fe3+ về Fe2+ của các mẫu cao trích thấp hơn so với mẫu đối chứng dương (acid ascorbic) có độ hấp thụ đạt 1,0890 ± 0,0053 tại nồng độ 0,1mg/mL (phụ lục 4) và các nghiên cứu trước đó (A. K. Anal và cộng sự, 2014).
3.1.5. Ảnh hưởng của các giai đoạn chín của chuối đến khả năng ức chế enzyme PPO của cao trích của cao trích 0 50 100 0 5 10 15 20 25 Nồng độ cao trích (µg/mL) K h ả nă n g ức c h ế P P O ( %) M1 M2 M3 M4 M5 M6
Hình 3.6. Khả năng ức chế enzyme PPO của các mẫu cao trích tại các nồng độ khác nhau Khả năng ức chế enzyme PPO của các mẫu cao trích được thể hiện trong hình 3.6. Kết quả nghiên cứu chỉ ra tất cả các mẫu cao trích vỏ chuối đều có khả năng ức chế enzyme PPO, kể cả tại nồng độ thấp nhất. Điều này có thể được giải thích là do trong dịch trích vỏ chuối chứa nhiều các hợp chất phenolic và acid hữu cơ có khả năng ức chế enzyme PPO (Hang T. Vu và cộng sự, 2018). Rebello và cộng sự (2014) đã chỉ ra trong dịch trích vỏ chuối có chứa
các polyphenol thuộc nhóm flavonol và flavan-3-ol monomers như quercetin, catechin và các dẫn xuất của catechin có khả năng ức chế enzyme PPO bằng việc tác động vào trung tâm hoạt động của enzyme và tạo phức chelat. Hơn nữa, các nhóm hydroxyl của các hợp chất phenolic và các acid hữu cơ thuộc nhóm acid hydroxycitric như acid caffeic, acid ferulic và acid ascorbic cũng tác động vào quá trình khử DOPA-chrome thành DOPA bằng cách nhường electron cho quinon và DOPA-chrome (K. A. Shiekh và cộng sự, 2019).(Ligia Portugal Go mes Rebel lo và cộng s ự, 201 4)
Khi tăng nồng độ cao trích, khả năng ức chế enzyme PPO cũng tăng. Tại nồng độ 100µg/mL, mẫu M1 có khả năng ức chế enzyme PPO tốt nhất là 23,9 ± 1,3%. Tuy nhiên, cũng tại nồng độ này khả năng ức chế enzyme PPO của mẫu M1 khơng có sự khác biệt về ý nghĩa thống kê so với các mẫu khác như mẫu M6 (22,22% ± 0,48%), mẫu M2 (21,5% ± 2,8%) và mẫu M5 (19,7% ± 1,2%). Các mẫu cịn lại có khả năng ức chế enzyme PPO giảm dần theo thứ tự là mẫu M3 (19,2 ± 1,7%) và thấp nhất là mẫu M4 (16,36 ± 0,91%). Kết quả đánh giá khả năng ức chế enzyme PPO của các mẫu cao vỏ chuối không cao như mẫu đối chứng dương là acid kojic (tại nồng độ 100µg/mL, acid kojic ức chế enzyme PPO lên tới 89,09% ± 0,91%. Số liệu được trình bày tại phụ lục 5).
Từ các chỉ tiêu đánh giá hàm lượng TPC, khả năng chống oxy hóa và khả năng ức chế enzyme PPO của các mẫu cao trích trong suốt q trình chín, chúng tơi nhận thấy mẫu M1, mẫu M2 và mẫu M6 có hàm lượng TPC cao, hoạt tính chống oxy hóa mạnh và có khả năng ức chế enzyme PPO tốt nên có tiềm năng ứng dụng. Tuy nhiên, việc lựa chọn cao trích để ứng dụng trong việc bảo quản tôm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, khơng chỉ riêng chỉ tiêu hóa học mà cịn phụ thuộc vào giá thành và tính sẵn có của ngun liệu. Mẫu M1 và M2 là mẫu chuối chín giai đoạn 1 và giai đoạn 2. Ở giai đoạn này, chuối xanh có giá trị kinh tế thấp vì hiện nay rất ít quy trình sản xuất có ngun liệu là ruột chuối xanh. Do đó, nguồn vỏ chuối xanh khơng sẵn có. Trong khi đó, mẫu M6 là mẫu chuối đã chín ở giai đoạn 6, có hàm lượng TPC cao, hoạt tính chống oxy hóa và có khả năng ức chế enzyme PPO chỉ xếp thứ 2 sau mẫu M1. Hơn nữa, ruột chuối chín ở giai đoạn 6 được các nhà máy chế biến thực phẩm sử dụng và phần vỏ chuối được coi là phụ phẩm. Vì vậy, việc tận dụng phụ phẩm vỏ chuối là một điểm lợi thế về giá thành, tính sẵn có của nguyên liệu và từ đó khai thác triệt để được thế mạnh của nguồn ngun liệu chuối chín. Vì những lý do trên, nhóm chúng tơi lựa chọn mẫu cao vỏ chuối M6 để tiến hành ứng dụng lên q trình bảo quản tơm thẻ chân trắng.
3.1.6. Phân tích tương quan Pearson giữa hàm lượng TPC với các phép thử hoạt tính chống oxy hóa của cao trích từ vỏ chuối
Bảng 3.1. Tương quan Pearson của các chỉ tiêu chống oxy hóa trong các mẫu cao trích
TPC DPPH (IC50) RC1 PPO100
TPC 1
DPPH (IC50) -0,905** 1
RC1 0,723** 0,901** 1
PPO100 0,786** 0,766** 0,552* 1
* Tương quan có mức ý nghĩa 0,01
** Tương quan có mức ý nghĩa 0,05
TPC Hàm lượng tổng hợp chất phenolic
DPPH (IC50) Nồng độ của cao trích ức chế được 50% gốc tự do DPPH
RC1 Năng lực khử Fe3+ về Fe2+ tại nồng độ 1mg/mL
PPO100 Khả năng ức chế enzyme PPO tại nồng độ 100µg/mL
Bảng 3.2. Giải thích ý nghĩa hệ số tương quan Pearson (Dennis E. Hinkle và cộng sự, 2003) (Dennis E. Hinkle và cộng sự, 2003)
Hệ số tương quan Pearson (r) Ý nghĩa
0,90 đến 1,00 (-0,90 đến -1,00) Tương quan thuận (nghịch) rất mạnh 0,70 đến 0,90 (-0,70 đến -0,90) Tương quan thuận (nghịch) mạnh 0,50 đến 0,70 (-0,50 đến -0,70) Tương quan thuận (nghịch) trung bình 0,30 đến 0,50 (-0,30 đến -0,50) Tương quan thuận (nghịch) yếu 0,00 đến 0,30 (0,00 đến -0,30) Tương quan khơng đáng kể
Kết quả phân tích tương quan Pearson các chỉ tiêu chống oxy hóa của các mẫu cao trích từ vỏ chuối qua các giai đoạn chín được thể hiện ở bảng 3.1. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng TPC trong mẫu cao trích có tương quan nghịch rất mạnh với chỉ số IC50 của khả năng ức chế gốc tự do DPPH (r = -0,905), tương quan thuận mạnh với năng lực khử Fe3+ về Fe2+ (r = 0,723) và khả năng ức chế enzyme PPO (r = 0,786). Dựa vào hệ số tương quan có thể thấy, hàm lượng TPC trong mẫu cao trích có tương quan tuyến tính mạnh tới rất mạnh với các chỉ tiêu đánh giá khả năng chống oxy hóa và ức chế enzyme PPO. Theo nghiên cứu của Anna Gawron-Gzella và cộng sự (2012) cũng chỉ ra có sự tương quan tuyến tính giữa hàm lượng TPC và DPPH (r2 = 0,81) trong dịch trích ly của lá mâm xơi. Nghiên cứu của
Hajimahmoodi (2008) chỉ ra mối tương quan tuyến tính giữa TPC và năng lực khử trong dịch trích cây ơliu (r2 = 0,848) (Mannan Hajimahmoodi, 2008). Vì vậy có thể kết luận, hàm lượng TPC trong các mẫu cao trích là một phần quan trọng, ảnh hưởng lớn tới khả năng chống oxy hóa và melanosis trong cao trích từ vỏ chuối. (Anna Gawron-Gzella và cộng sự, 2012)
3.1.7. Phân tích thành phần hóa học có trong cao trích vỏ chuối
Kết quả phân tích HPLC các hợp chất phenolic trong cao trích vỏ chuối mẫu M6 được thực hiện tại Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp. Hồ Chí Minh được trình bày ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Thành phần các chất hóa học có trong cao trích vỏ chuối
Các hợp chất hữu cơ Cơng thức hóa học m/z Hoạt tính sinh học Tài liệu kham khảo
Acid phenolic
Acid hydroxycinnamic Acid ferulic
(Arnadi R. Shivashankara và cộng sự, 2015 ; Takemi K imura và Jun ichi Takamatsu, 2015)
C10H10O4 208,0305 Acid ferulic là một acid phenolic quan trọng thường có trong lá, trái cây và hạt của hầu hết các loại thực vật. Acid ferulic có khả năng chống oxy hóa, làm chậm q trình lão hóa của não bộ và hạn chế sự giảm nhận thức ở người.
Arnadi R. Shivashankara và cộng sự, 2015.
(Jae Kwang Kim và Sang Un Park, 2019).
Takemi Kimura và Junichi Takamatsu, 2015. Acid p-coumaric C9H8O3 163,8449 Acid p-coumaric là chất trung gian chính
trong con đường sinh tổng hợp polyphenol và có khả năng chống oxy hóa.
Acid caffeic (Hsiu-Mei Chiang và cộng s ự, 20 15; J iyoun g Kim và Ki Won Lee, 201 5)
C9H8O4 179,0551 Acid caffeic là một acid phenolic có trong thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật. Acid caffeic có khả năng chống oxy hóa, chống viêm và chống ung thư. Ngồi ra, acid caffeic cịn có khả năng chống lại q trình oxy hóa do H2O2 gây ra trên mô não.
Hsiu-Mei Chiang và cộng sự, 2015.
Jiyoung Kim và Ki Won Lee, 2015.
Acid caffeic–hexoside C15H18O9 34,1077
Acid trihydroxybenzoic
Acid gallic C7H6O5 169,8854 Acid gallic là một acid hydroxybenzoic xuất hiện trong một số loại trái cây có màu đỏ và hành tây. Acid gallic có khả năng chống oxy hóa và chống ung thư.
(Renata Nowak và cộng sự, 2014).
Flavonol
Quercetin (Dong Xu và cộng s ự, 2019 ; M uhammet A y và cộng s ự, 201 6)
C15H10O7 303,1465 Quercetin là thuộc nhóm flavonoid và được tìm thấy trong hành tây, táo, bông cải xanh và quả mọng. Quercetin chống oxy hóa, chống viêm, kháng virus, kháng
Dong Xu và cộng sự, 2019.
Muhammet Ay và cộng sự, 2016.
Flavan-3-ol monomer
Gallocatechin (Gustavo Scola và cộng sự, 2010)
C15H14O7 452,0314 Gallocatechin là một chất chống oxy hóa mạnh, thường được tìm thấy trong sơ cơ la, ca cao, cà phê, trái cây (lê và táo), các loại đậu (đậu lăng, đậu mắt đen, đậu gà và đậu tây đỏ), quả hạch và trà. Ngồi ra, gallocatechin cịn ngăn ngừa tổn thương do oxy hóa lipid và protein trong các mơ vỏ não, tiểu não.
Gustavo Scola và cộng sự, 2010. (Kristina B. Martinez và cộng sự, 2017). Catecholamine Dopamine (Anderson Ricardo Soares và cộng sự, 2 014b; Bruno Bon i Guido tti và cộng sự, 2013)
C8H11NO2 154,0385 Dopamine là chất chống oxy hóa được tổng hợp trong thực vật và hầu hết động vật. Dopamine tham gia vào quá trình cố định nitơ, q trình phosphoryl hóa của lục lạp. Ở người, thiếu dopamine có thể gây nên suy giảm trí lực.
Anderson Ricardo Soares và cộng sự, 2014.
Bruno Boni Guidotti và cộng sự, 2013.
L-DOPA (Anderson Ricardo Soares và cộng sự, 2 014a; Rafaela González-Montelongo và cộng s ự, 2010)
C9H11NO4 196,8102 L-DOPA là một tiền chất acid amin của dopamine. L-DOPA có khả năng chống oxy hóa và phịng ngừa bệnh nhờ khả năng chuyển hóa thành dopamine.
Anderson Ricardo Soares và cộng sự, 2014.
R. González-Montelongo và cộng sự, 2010.
Tyrosine (I. Gulcin, 2007 ; B. Moos mann và C. Behl, 2000)
C9H11NO3 182,1073 Tyrosine là một trong 20 acid amin tham gia tổng hợp nên protein. Tyrosine có thể được tìm thấy trong casein, một loại protein trong sữa và các loại sản phẩm được làm từ sữa. Tyrosine giúp bảo vệ tế bào, ngăn chặn q trình oxy hóa lipid trên màng tế bào thần kinh.
I. Gulcin, 2007; B. Moosmann và C. Behl, 2000. (George M.Kapalka, 2010). Tyramine (Gow-Chin Yen và Chiu-Luan H. Sieh, 1 997)
C8H11NO 138,0574 Tyramine có khả năng chống oxy hóa được hình thành từ acid amine tyrosine.
Gow-Chin Yen và Chiu- Luan H. Sieh, 1997. (John P.M. Finberg và Ken Gillman, 2011).
Lignan
Secoisolariciresinol C20H26O6 361,1208 Lignan là các hợp chất liên kết với chất xơ được tìm thấy trong thực phẩm như ngũ cốc, quả hạch, hạt, rau và đồ uống như trà, cà phê hoặc rượu vang. Lignan giúp chống khối u, chống phân bào, kháng virus và ức chế đặc biệt một số
(W. Donald MacRae và G. H. Neil Towers, 1984). Podophyllotoxin C22H22O8 413,032
Các hợp chất kháng khuẩn
Acid malic (S. Eswaranandam và cộng s ự, 2006 ; Jakob Søl toft-Jensen và Flem ming Han sen, 2005)
C4H6O5 133,0499 Acid malic là một acid diprotic, có thể được tích lũy tự nhiên bởi các vi sinh vật và thực vật khác nhau. Acid malic có khả năng ức chế nấm men, nấm mốc và vi khuẩn dựa trên tác động của nó đến độ pH. Một số VSV bị ức chế điển hình:
Listeria monocytogenes, Salmonella và E. coli O157: H7. Jakob Søltoft-Jensen và Flemming Hansen, 2005. (Piergiorgio Comuzzo và Franco Battistutta, 2019). S. Eswaranandam và cộng sự, 2006. ß-sitosterol (Amit Sen và cộng sự, 2012)
C29H50O 415,0518 ß-sitosterol là một vi chất dinh dưỡng tự nhiên trong thực vật bậc cao và có khả năng ức chế vi sinh vật như Escherichia
coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa và Klebsiella pneumoniae. Amit Sen và cộng sự, 2012. (Muhammad Shahdaat Bin Sayeed và cộng sự, 2016). Acid 12-hydroxystearic (Matook Saif Mokbel và Fu mio Hash inaga, 2005)
C18H36O3 319,1279 Acid 12-hydroxystearic được đánh giá là một hợp chất tiềm năng cho việc ức chế hoạt động của vi sinh vật như
Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella enteritidis và E. coli.
Matook Saif Mokbel và Fumio Hashinaga, 2005.
3.2. Ứng dụng cao trích vỏ chuối trong việc bảo quản tơm thẻ chân trắng 3.2.1. Ảnh hưởng của cao trích vỏ chuối lên sự thay đổi pH thịt tôm
0 2 4 6 8
6.8 7.0 7.2 7.4
Ngày bảo quản
p
H
BPE-0.1 BPE-0.5
BPE-1 Mẫu đối chứng