Chỉ tiêu Việt Nam Nhật Bản Hàn Quốc
Ẩm (% tổng khối lượng) 13,4±0,2 14,2±0,1 13,7±0,2 Tinh bột (% trọng lượng khô) 99,46±0,09 99,57±0,08 99,58±0,06 Protein (% trọng lượng khô) 0,18±0,07 0,14±0,07 0,16±0,04 Lipid (% trọng lượng khô) 0,25±0,02 0,22±0,01 0,2±0,02 Tro (% trọng lượng khô) 0,087±0,002 0,045±0,007 0,043±0,006
Photpho (mg/100g tinh bột) 21±0,1 23±0,1 15±0,1
Daidzein (mg/100g tinh bột) 2,36±0,03 2,18±0,02 16,35±0,05 Daidzin (mg/100g tinh bột) 0,21±0,01 0,00±0,00 0,06±0,01
(Nguồn: Hung & Morita, 2007)
2.1.4.3. Isoflavone
Isoflavone là các chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên, có hoạt tính estrogen, thường có trong cây cỏ nên cịn được gọi là các phytoestrogen, là polyphenol có hoạt tính chống oxy hóa, chống các bệnh ung thư bao gồm ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt...và một số bệnh có liên quan đến tim mạch.
Isoflavone thuộc nhóm polyphenol (các chất có nhiều vịng phenyl). Isoflavone và các flavonoid khác nhau ở vị trí gắn của vịng benzen, sự khác biệt này là vị trí gắn nhóm phenyl vào gốc choromene (vị trí 3 ở isoflavone và vị trí 2 ở flavonoid).
Isoflavone có trong hạt và cây mầm đậu nành, trong củ và hoa sắn dây và sắn dây củ tròn (Thái Lan), trong cây cỏ ba lá đỏ, cỏ linh lăng, cây dong. Trong đó đậu nành
được xem là nguồn thực phẩm rất dồi dào isoflavone.
Trong những năm gần đây người ta đã đi sâu nghiên cứu hợp chất isoflavone trong sắn dây và phát hiện ra được những lợi ích đáng kể của hợp chất này. Isoflavone trong sắn dây không chỉ chứa nhiều hợp chất như trong đậu nành mà còn chứa một hợp chất rất quan trọng với tỷ lệ cao là puerarin.
Puerarin và daidzein là hai loại isoflavones chính trong sắn dây (The Chemical Industry Publishing House, 2005). Nghiên cứu dược lý và lâm sàng cho thấy puerarin có thể được sử dụng để điều trị cao huyết áp, đau thắt ngực và nhồi máu cơ tim cấp (Zhu & Lii, 1997); daidzein có ảnh hưởng đến chứng thiếu máu, thiếu máu não cục bộ (Wong et
al., 1999) và bệnh mạch vành (Lichtenstein et al., 1998). Nhu cầu ngày càng gia tăng của
ngành dược phẩm đã dẫn đến việc chiết xuất bột puerarin và daidzein từ sắn dây.
Tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng và phát triển của từng loại sắn dây, hợp chất isoflavone trong củ sắn dây thường dao động trong khoảng 1,77-12,08%. Theo nghiên cứu isoflavone trong sắn dây gồm các chất như: puerarin, daidzin, daidzein-4,7 diglucoside, 6,7-dimethoxy-3’, 4’-methylenedioxy-isoflavone, formononetin, mirificin, 3’-methoxy puerarin, genistein 8-C- glucoside, genistin, genistein, 6’’-O-malonyl daidzin, 3’-hydroxy- 4’-O-D-glucosylpuerarin và 3’-methoxydaidzin (Shi et al., 2005) (Hình 2.3).
Hình 2.3: Cơng thức cấu tạo của một số hợp chất isoflavone trong sắn dây
Dịch chiết từ củ sắn dây bao gồm các isoflavones như puerarin, daidzin, genistin, daidzein và genistein. Genistein, là một nguồn phytoestrogen có hoạt tính estrogen cao (Boue et al., 2003). Phytoestrogen đã được chứng minh là có khă năng ngăn ngừa ung thư, hoạt động như chất chống oxy hóa, lấy đi gốc tự do, hạ cholesterol trong máu, có tác dụng chống đơng máu và chống lan nhanh. Ngoài ra, daidzin và daidzein đã được chứng minh là có tác dụng trong việc chống lạm dụng rượu ở chuột (Keung & Vallee, 1998). Trong một kiểu phụ thuộc liều, genistein đã được báo cáo là ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư dạ dày trong ống nghiệm thông qua sự kích hoạt đường dẫn truyền tín hiệu cho q trình apoptosis (q trình tự chết của tế bào) (Yanagihara et al., 1993). Trong các nghiên cứu khác, daidzein được xác định là có hoạt tính chống táo bón (Khan et al., 2000), chống oxy hóa (Arora et al., 1998), và các hoạt tính chống lại bệnh tiểu đường (Vedavanam et al., 1999).
Kết quả phân tích hàm lượng isoflavone trong sắn dây được thể hiện qua Bảng 2.2. Bảng 2.2: Hàm lượng isoflavone tổng từ các loài sắn dây khác nhau
STT Loại Sắn dây Hàm lượng isoflavones tổng (%)
1 P. lobata 7,60 2 P. thomsonii 1,22 3 P. omeiensis 1,70 4 P. montana 0,80 5 P. phaseoloides 1,58 6 P. peduncularis 0,50
(Nguồn: Sun et al., 1997, Jiang et al., 2000)
Hầu hết các nghiên cứu về sắn dây đều tập trung vào rễ củ như một nguồn hợp chất có lợi cho sức khoẻ. Tuy nhiên, có rất ít báo cáo nghiên cứu về lá sắn dây vì lợi ích sức khoẻ, cùng với việc sử dụng nó như là một nguồn sinh khối cho mục đích sử dụng năng lượng. Lau et al., 2005 đã nghiên cứu xác định và sau đó định lượng flavonoid được phân lập từ lá sắn dây có khả năng chống oxy hóa.
Bảng 2.3: Hàm lượng và hoạt tính riêng của các isoflavone trong 1 g chiết xuất isoflavone từ củ sắn dây
STT Isoflavones Hàm lượng (mg/g chiết xuất khô)
1 Hydroxy-puerarin 14,4±5,0 2 Puerarin 33,6±8,1 3 Daidzin 32,2±5,8 4 Genistin 1,3±0,5 5 Malonyl-daidzin 29,1±8,5 6 Malonyl-genistin 4,5±0,4 7 Daidzein 0,9±0,6 8 Genistein 0,6±0,3 Tổng cộng 116,6±15,1
(Nguồn: Reppert et al., 2008)
Bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC), Reepert et al., 2008 đã xác định các isoflavone trong củ sắn dây (Pueraria lobata-một loại sắn dây phổ biến hiện nay) có chứa các hợp chất isoflavone sau: hydroxy-puerarin, puerarin, daidzin, genistin,
malonyl-daidzin, malonyl-genistin, daidzein, genistein. Nhiều nghiên cứu cũng đi sâu phân tích hàm lượng của các isoflavon này. Kết quả được thể hiện trong Bảng 2.3.
Hình 2.4: Hàm lượng của một số isoflavone trong sắn dây
(Nguồn: Prasain et al., 2003)
Từ Bảng 2.3 và Hình 2.4 cho thấy puerarin luôn là hợp chất chiếm tỷ lệ cao nhất trong sắn dây. Qua phân tích định lượng cho thấy puerarin chiếm đến 33,6±8,1 mg/g chiết xuất khô từ sắn dây. Điều này có thể thấy rằng puerarin là hợp chất quan trọng nhất trong tất cả các isoflavone có trong sắn dây, nó đóng vai trị quyết định đến những chức năng mà isoflavone trong sắn dây mang lại.
Protein
Trong củ sắn dây hàm lượng protein chiếm khoảng 1,4%. Đây là nguồn cung cấp Nitơ chủ yếu trong quá trình lên men rượu. Protein trong sắn dây chứa nhiều acid amin thiết yếu với tỷ lệ cân đối đặc biệt là valine, leucine chiếm tỷ lệ cao kế đến là lisine, phenylalanine.
Khoáng
Một số chất khống chủ yếu có trong củ sắn dây bao gồm: Ca, Fe, P, Zn, Se, Mn… Những chất khoáng này là những hợp chất dinh dưỡng rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men.
Cellulose
Hàm lượng cellulose chiếm khoảng 8,3% ở củ sắn dây. Hàm lượng cellulose của sắn dây chiếm tỷ lệ tương đối cao so với các loại nguyên liệu tinh bột (dùng để lên men rượu) khác. Hàm lượng cellulose trong ngô chỉ chiếm khoảng 1%, trong sắn là 1 ‒ 3,1%.
Các hợp chất khác
Lipid trong sắn dây chiếm khoảng 0,25%, hàm lượng lipid cũng khơng có sự khác biệt rõ rệt giữa 3 loại tinh bột sắn dây, dao động từ 0,2 ‒ 0,25%.
Tinh bột sắn dây từ Việt Nam có hàm lượng tro (0,087%) cao hơn nhiều so với tinh bột từ Nhật Bản (0,045%) và Hàn Quốc (0,043%).
2.1.5. Hợp chất puerarin
Puerarin là hợp chất isoflavone C-glucoside từ sắn dây và chiếm tỷ lệ cao nhất trong sắn dây (nhiều nhất là ở rễ), được xem như là một thành phần chính trong isoflavone của sắn dây, nhờ hợp chất này mà sắn dây trở thành một loại thực phẩm có giá trị đáng kể vì người ta đã chứng minh được vai trò quan trọng của puerarin trong việc ngăn ngừa và điều trị bệnh (Bảng 2.4 và Hình 2.5).
Bảng 2.4: Đặc điểm của puerarin
STT Puerarin
1 Tên gọi khác 8-D-glucopyranosyl-7-hydroxy-3-(4-hydroxy phenyl)- 4H-1-benzopyran-4-one
2 Công thức phân tử C21H20O9 3 Khối lượng phân tử 416,38 g/mol 4 Nhiệt độ sôi 234 - 236oC 5 Điều kiện chuẩn 25oC, 100kPa
(Nguồn: Liu et al., 2012)
Hình 2.5: Cấu trúc hóa học của puerarin
(Nguồn: Liu et al., 2012)
Puerarin là hợp chất isoflavone rất dồi dào trong sắn dây và có rất nhiều tác dụng tích cực trong việc phịng ngừa và trị bệnh. Các nghiên cứu về puerarin trích từ sắn dây cho thấy những tác dụng đặc biệt của puerarin là làm giảm hoạt tính renin trong huyết tương, độ thẩm thấu của mao quản, độ kết tụ của tiểu cầu. Puerarin làm hạ được huyết áp (15%) ở động vật thử nghiệm. Puerarin cịn có tác dụng hạ đường trong máu, hạ cholesterol.
Tác dụng trên hệ tim mạch: giúp làm nở động mạch tim, tăng máu về não và giảm
sự tiêu hao oxy ở tim nên giúp chống thiếu máu cơ tim, chống rối loạn nhịp tim (Báo khoa học phổ thông, 2004).
Tác dụng đối với các cơn đau thắt ngực: nhiều nghiên cứu đã cho thấy puerarin rất
hiệu quả trong việc điều trị các cơn đau thắt ngực. Ở Trung Quốc puerarin trong tĩnh mạch được sử dụng nhằm làm giảm các nhu cầu về nitroglycerin-một loại thuốc chuyên trị các cơn đau thắt ngực, giúp làm giảm tần suất tấn công của các cơn đau cho những bệnh nhân bị đau thắt.
Tác dụng chống oxy hóa: puerarin và các glucoside của nó như daidzein, daidzin,
gennistein ... đều có tác dụng chống oxy hóa. Chúng làm giảm đáng kể q trình oxy hóa các lipoprotein tỷ trọng thấp trong máu do đó giúp ngăn ngừa chứng xơ vữa động mạch. Hơn nữa nhờ hoạt tính chống oxy hóa, chúng giúp bảo vệ các tế bào bình thường khỏi bị hư hại bởi sự tấn cơng của các chất gây ung thư.
Tác dụng giải say rượu, giải nhiễm độc do rượu gây ra: đây là tác dụng đang được
nhiều nhà khoa học quan tâm và được nghiên cứu khá rộng rãi. Không chỉ ở Trung Quốc, các nhà khoa học phương Tây cũng đã nghiên cứu sâu sắc về những tác dụng trên của sắn dây và kết quả đã chỉ ra rằng chiết xuất từ sắn dây đã làm giảm hấp thu cồn trong những người uống nhiều rượu (Penetar et al., 2011).
Có lẽ những khả năng của sắn dây cịn vượt qua cả những gì đã được nghiên cứu ở trên và hiện nay sắn dây vẫn là một trong những loại thực phẩm đang được tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu ở nhiều nước. Các tài liệu Đơng y cổ của Trung Quốc cịn cho rằng các loại thuốc có chứa sắn dây còn dùng để chữa cả bệnh hiểm nghèo, do đó có thể thấy đây là một loại thực phẩm vơ cùng q giá trong việc bảo vệ sức khỏe của con người.
Tuy nhiên, puerarin ít hịa tan trong nước (11 mM ở 25°C) (Wang & Cheng, 2005), chính điều này đã ngăn cản ứng dụng của puerarin trong dược phẩm và thực phẩm. Li et al., 2004 đã xác định cấu trúc hai hợp chất chuyển hóa của puerarin là α-D-glucosyl- (1-6)-
puerarin và α-D-maltosyl-(1-6)-puerarin với độ hòa tan tương ứng cao hơn 14 và 168 lần so với puerarin chuẩn. Có nhiều cách để cải thiện độ hòa tan của puerarin:
‒ Phương pháp hóa học và enzyme (Bertrand et al., 2006; Jiang et al., 2008) ‒ Dùng vi màng bao từ polyme tự nhiên hoặc tổng hợp (Sansone et al., 2001;
Oidtmann et al., 2012 )
‒ Tạo nhũ tương (Quan et al., 2007)
‒ Điều chế các dẫn xuất (Li et al., 2004; Ye et al., 2007, Jiang et al., 2008)
Zhong et al., 2010 đã xác định hàm lượng puerarin trong sắn dây từ các vùng trồng khác nhau, kết quả được thể hiện trong Bảng 2.5.
Bảng 2.5: Hàm lượng puerarin (%) trong sắn dây từ các vùng trồng khác nhau
Vùng trồng Puerarin (%) Vùng trồng Puerarin (%) Jinan 2,81 Changsha 2,81 Yidu 4,61 Ankang 4,28 Dezhou 2,02 Zhenping 7,78 Youyang 6,57 Anhui 2,90 Guzhang 3,97 Shandong 3,00 Hubei 2,22 Shanxi 2,90 Guizhou 3,44 Hubei 1,50 P. thomsonii: Guangxi 0,61
Bảng 2.6 trình bày hàm lượng puerarin và daidzin trong rễ và thân của sắn dây. Nhiều thử nghiệm đã được thực hiện để xác định puerarin trong sắn dây và các chế phẩm thuốc của sắn dây, như sử dụng quang phổ hồng ngoại (UV) (Liang et al., 1991), sắc ký lỏng cao áp với đầu dò UV (HPLC-UV) (Li & Huang, 1995; Yu et al., 2002; Yan et al., 2006) và sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS) (Prasain et al., 2007). Xác định puerarin và các thành phần hoạt tính sinh học khác từ sắn dây hoặc các chế phẩm thuốc của sắn dây đã được thực hiện bằng cách sử dụng điện di mao quản với đầu dò tia UV (Huang & Hsieh, 1997, Wang et al.,
1998), quang phổ gần hồng ngoại (NIRS) (Lau et al., 2009) và HPLC- UV (Cherdshewasart
et al., 2007; Zhou et al., 2007). Một phương pháp khác dùng xác định puerarin là sử dụng
HPLC với đầu dò huỳnh quang được phát triển để cải thiện độ nhạy cảm (Wu et al., 2005; Wang et al., 2007).
Bảng 2.6: Hàm lượng puerarin và daidzin (%) trong rễ và thân của sắn dây
Loài sắn dây P.
omeiensis phaseoloidesP. lobataP. montanaP. thomsontiP. eduliP. s
Puerarin Rễ 2,30 0,74 3,52 0,51 5,03 0,94
Thân 1,49 0,50 0,65 0,08 1,03 0,43
Daidzin Rễ 0,49 0,18 0,63 0,57 1,04 0,22
Thân 0,30 0,11 0,54 0,11 0,33 0,14
(Nguồn: Liang et al., 1991)
2.2. Nguyên liệu dứa2.2.1. Giới thiệu 2.2.1. Giới thiệu
Dứa hay cịn gọi là khóm, có tên khoa học là Ananas comosus, tên tiếng Anh là
Pineapple là một trong những loại cây ăn quả hàng đầu ở nước ta. Dứa có thể ăn ở dạng tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
Dứa được phát hiện đầu tiên vào năm 1943 khi Christophe Colomb và các đồng đội đổ bộ xuống đảo Guadeloupe trên Thái Bình Dương. Đến thế kỷ XVI, dứa được trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới.
Dứa có các lá gai mọc thành cụm hình hoa thị. Các lá dài, có dạng giống hình mũi mác và có mép lá với răng cưa hay gai. Hoa mọc từ phần trung tâm của cụm lá hình hoa thị, mỗi hoa có các đài hoa riêng của nó. Chúng mọc thành cụm hình đầu rắn chắc trên thân cây ngắn và mập. Các đài hoa to, chứa nhiều nước và phát triển thành một dạng phức hợp được biết đến như là quả dứa, mọc ở phía trên cụm lá hình hoa thị.
Dứa là loại cây trồng cạn, có khả năng chịu phèn và chịu hạn rất tốt. Nhiệt độ thích hợp để trồng dứa từ 20 ‒ 30oC, pH từ 4,4 ‒ 5,5. Thịt quả có màu vàng đẹp, có đầy đủ các loại vitamin (trừ vitamin D). Dứa có mùi thơm mạnh, có vị ngọt, hơi chua, độ Brix từ 16 ‒ 20, acid ascorbic 216 mg/L. Hơn 70% sản lượng dứa sau thu hoạch ở các nơi trên thế giới được sử dụng để ăn tươi, phần còn lại được sử dụng trong chế biến các sản phẩm tiêu dùng.
Ở Việt Nam, dứa được trồng trên nhiều loại đất khác nhau ở nhiều tỉnh như Tiền Giang, Long An, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Quảng Nam, Thanh Hóa, …. Sản lượng cả nước đạt 337.500 tấn dứa tươi, chiếm khoảng 2% tổng sản lượng trên toàn thế giới, đứng vị trí thứ 11 về sản lượng dứa thế giới (FAO, 2004).
2.2.2. Phân loại
Dứa được trồng trên thế giới có nhiều loại khác nhau. Hiện nay, người ta tạm chia dứa thành 3 nhóm phổ biến (Hình 2.6).
Nhóm Cayenne
Loại này được gọi là dứa Sarwak hay dứa độc bình xuất hiện ở Việt Nam năm 1939. Loại này được trồng rất phổ biến trên thế giới, đồng thời được ưa chuộng nhất để đóng hộp. Nhóm này lá rộng, dài và khơng gai, hoa xanh nhạt, hơi đỏ, quả hình trụ, mắt rất nơng, thịt quả màu vàng ngà, ít thơm ít ngọt hơn dứa Hoa. Loại này tuy chất lượng không cao lắm nhưng được trồng nhiều để chế biến do quả to, dễ cơ giới hóa, cho hiệu quả kinh tế cao. Thời vụ kéo dài từ khoảng 15/7 đến 15/8. Trọng lượng trung bình khoảng 1,5 ‒ 2 kg/quả.
Khi chưa chín quả có màu xanh đen, sau đó chuyển dần sang màu đỏ cho đến lúc chín hồn tồn có màu hơi pha đồng. Dứa thuộc nhóm Cayenne chứa nhiều nước, vỏ mỏng nên rất dễ thối khi vận chuyển xa.
Nhóm Queen
Các nhóm tiêu biểu được trồng trên thế giới là: Golden Queen Ruby, Singapore, Canning, Green Riplay… Tùy mỗi vùng ở nước ta mà có tên gọi khác nhau: dứa Hoa, dứa Victoria, dứa Tây, dứa Phú Thọ, dứa Lục, …
Đây là loại dứa được trồng chủ yếu ở nước ta, xuất hiện vào khoảng 1913. Loại này lá hẹp, cứng, mép nhiều gai, mặt trong của lá có 3 đường vân trắng hình răng cưa song song, hoa màu xanh hồng, quả vàng đậm, thịt ăn dòn, ngọt đậm và thơm, mắt quả hơi lồi. Đây là nhóm dứa có phẩm chất cao nhất, trồng chủ yếu vào cuối tháng 5 đầu tháng 6, trọng lượng trung bình khoảng 0,5 kg (Việt Nam) và đạt khoảng 1 ‒ 1,3 kg (trên thế giới).
Nhóm Spanish
Dứa thuộc nhóm này có kích thước quả lớn hơn dứa Hoa nhưng nhỏ hơn dứa Cayenne. Thịt quả có màu vàng nhạt đến trắng, ít thơm, chua, nhiều nước hơn dứa Hoa.
Ở nước ta, dứa này có hai loại tên là dứa Ta và dứa Mật :
Dứa Ta: Lá mềm, mép dài, mép lá cong ngả lưng về lá, hoa màu đỏ nhạt, quả nặng từ
0,8 ‒ 1,2 kg, thịt quả màu vàng nhạt, độ đường thấp, phẩm chất không bằng dứa Hoa. Thời vụ thu hoạch khoảng 15/6 đến 15/8.
Dứa Mật: Lá mềm mại hơn, to bản hơn, ít gai, quả to mắt nơng lồi, cuống quả nhỏ,
hàm lượng đường cao nên ngọt hơn dứa Ta. Thời vụ thu hoạch vào khoảng từ tháng 3 đến tháng 10, dứa trái vụ thu hoạch từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau.