Tổng quan nghiên cứu

Mayonnaise là một loại gia vị phổ biến với hàm lượng dầu thực vật chiếm đến 75% thể tích, làm cho sản phẩm giàu lipid và dễ bị oxy hóa. Theo số liệu từ Euromonitor, năm 2013, người Mỹ chi khoảng 2 tỷ đô la Mỹ cho mayonnaise, gấp đôi so với tương cà và nước tương đen. Tại Việt Nam, theo Kantar Worldpanel quý I năm 2017, tỷ lệ người mua mayonnaise chiếm 10% số hộ gia đình thành thị, chỉ thấp hơn tương cà với 15%. Tuy nhiên, do hàm lượng acid béo không no cao trong dầu thực vật, mayonnaise dễ bị oxy hóa, dẫn đến giảm chất lượng cảm quan và dinh dưỡng. Hiện nay, các chất kháng oxy hóa tổng hợp như BHT và BHA được sử dụng phổ biến để kéo dài thời gian bảo quản, nhưng có lo ngại về ảnh hưởng sức khỏe. Do đó, việc sử dụng các dịch trích từ thực vật có hoạt tính kháng oxy hóa tự nhiên đang được quan tâm.

Luận văn này tập trung nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích từ lá húng cay (Mentha arvensis), lá rau ngò om (Limnophila aromatica) và lá giang (Aganonerion polymorphum) nhằm hạn chế quá trình oxy hóa chất béo trong sản phẩm mayonnaise. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 2/2018 đến tháng 1/2019 tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM. Mục tiêu cụ thể là thu nhận dịch trích theo điều kiện tối ưu, đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa của các dịch trích và khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung dịch trích vào mayonnaise trong quá trình bảo quản ở các nhiệt độ 40°C, 50°C và 60°C. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển sản phẩm mayonnaise an toàn, tự nhiên, đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng và xu hướng sử dụng chất kháng oxy hóa tự nhiên trong công nghiệp thực phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về quá trình oxy hóa chất béo và cơ chế hoạt động của chất kháng oxy hóa. Quá trình oxy hóa chất béo gồm bốn giai đoạn chính: khởi đầu, lan truyền, phân nhánh và kết thúc, trong đó các gốc tự do đóng vai trò trung tâm xúc tác phản ứng. Chất kháng oxy hóa có thể ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa bằng cách quét gốc tự do, tạo phức với ion kim loại hoặc bất hoạt enzyme lipoxygenase.

Hai nhóm chất kháng oxy hóa chính được phân biệt là chất kháng oxy hóa tự nhiên và tổng hợp. Chất kháng oxy hóa tự nhiên như flavonoid, phenolic acid, carotenoid và vitamin E hoạt động chủ yếu theo cơ chế quét gốc tự do (hydrogen atom transfer - HAT, single electron transfer - SET) hoặc tạo phức với kim loại. Chất kháng oxy hóa tổng hợp như BHT, BHA và TBHQ cũng hoạt động theo cơ chế quét gốc tự do dựa trên nhóm hydroxyl phenol.

Ba khái niệm chính được sử dụng trong nghiên cứu là:

  • Hàm lượng phenolic tổng (Total Phenolic Content - TPC): chỉ số đánh giá lượng hợp chất phenolic có trong dịch trích, liên quan mật thiết đến hoạt tính kháng oxy hóa.
  • Hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH (IC50): nồng độ dịch trích cần thiết để ức chế 50% gốc tự do DPPH, thể hiện khả năng quét gốc tự do.
  • Hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power): khả năng khử ion Fe3+ thành Fe2+, biểu thị sức mạnh kháng oxy hóa của mẫu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các dịch trích từ lá húng cay, rau ngò om và lá giang thu mua từ Hợp tác xã rau an toàn Thạnh Hưng, Tiền Giang. Lá được sấy khô ở 50°C đến độ ẩm 13 ± 0.5%, xay thành bột và trích ly bằng ethanol theo tỷ lệ và điều kiện đã công bố. Dịch trích được cô quay chân không, bảo quản ở 4°C tối đa 4 ngày.

Mẫu mayonnaise được chuẩn bị theo quy trình chuẩn, gồm dầu thực vật (78%), lòng đỏ trứng gà (7%), muối, đường, giấm gạo và nước. Các mẫu được bổ sung dịch trích với hàm lượng tương đương 100 ppm BHT hoặc BHT làm mẫu đối chứng. Mayonnaise được bảo quản ở nhiệt độ 40°C, 50°C và 60°C trong các khoảng thời gian xác định.

Phân tích bao gồm:

  • Hàm lượng phenolic tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu.
  • Hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP.
  • Chỉ số acid (AV), chỉ số peroxide (PoV), lượng nối đôi liên hợp (CD), giá trị TBARS để đánh giá quá trình oxy hóa chất béo trong mayonnaise.
  • Màu sắc sản phẩm đo trên hệ màu CIE Lab.

Cỡ mẫu được lựa chọn đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy, với các mẫu được phân tích theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm thống kê với phương pháp ANOVA để so sánh sự khác biệt giữa các nhóm mẫu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích thực vật: Hàm lượng phenolic tổng của dịch trích lá húng cay, rau ngò om và lá giang lần lượt là 18.06 mg GAE/g, 18.19 mg GAE/g và khoảng 2.02 mg GAE/g dịch trích. Hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP của BHT, lá húng cay, rau ngò om và lá giang lần lượt là 1768.36, 140.41, 143.04 và 99.83 µmol TE/g chất khô. Giá trị IC50 theo DPPH của BHT là 2.7 mg/ml, lá húng cay 1.01 mg/ml, rau ngò om và lá giang thấp hơn, cho thấy dịch trích rau ngò om có hoạt tính kháng oxy hóa vượt trội hơn cả BHT.

  2. Ảnh hưởng của dịch trích đến quá trình oxy hóa mayonnaise: Khi bổ sung dịch trích với hàm lượng tăng dần (20, 40, 60 ppm), chỉ số acid (AV), peroxide (PoV), TBARS và lượng nối đôi liên hợp (CD) trong mayonnaise giảm đáng kể so với mẫu đối chứng không bổ sung. Mẫu mayonnaise bổ sung 60 ppm dịch trích rau ngò om có hiệu quả kháng oxy hóa tốt hơn cả mẫu BHT 100 ppm, với chỉ số PoV giảm khoảng 15% so với mẫu BHT sau 14 ngày bảo quản ở 50°C.

  3. Ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm: Tất cả các mẫu mayonnaise bổ sung dịch trích đều có xu hướng sậm màu hơn mẫu đối chứng sau thời gian bảo quản, với độ giảm giá trị L (độ sáng) trung bình khoảng 10% sau 42 ngày ở 40°C. Màu sắc thay đổi có thể do phản ứng giữa các hợp chất phenolic và thành phần trong mayonnaise.

  4. Thời gian bảo quản kéo dài: Mẫu mayonnaise bổ sung dịch trích lá rau ngò om và lá húng cay có thời gian bảo quản đạt giá trị PoV tối đa cho phép lâu hơn khoảng 20-30% so với mẫu đối chứng, chứng tỏ khả năng kéo dài tuổi thọ sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Hoạt tính kháng oxy hóa cao của dịch trích rau ngò om và lá húng cay được giải thích bởi hàm lượng phenolic và flavonoid phong phú, có khả năng quét gốc tự do và tạo phức với ion kim loại, làm chậm quá trình oxy hóa chất béo trong mayonnaise. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trước đây về khả năng kháng oxy hóa của các loại dịch trích thực vật trong thực phẩm giàu lipid.

Việc bổ sung dịch trích làm giảm các chỉ số oxy hóa như AV, PoV và TBARS cho thấy hiệu quả trong việc hạn chế sự phân hủy lipid và hình thành các sản phẩm oxy hóa thứ cấp gây mùi vị không mong muốn. Màu sắc sậm hơn có thể là nhược điểm cần cân nhắc trong ứng dụng thực tế, tuy nhiên vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được.

So sánh với các nghiên cứu về dịch trích từ cây xô thơm, hạt dưa chuột hay cỏ xạ hương, dịch trích rau ngò om và lá húng cay cho hiệu quả tương đương hoặc vượt trội, mở ra tiềm năng thay thế các chất kháng oxy hóa tổng hợp như BHT trong sản xuất mayonnaise. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh chỉ số PoV và TBARS theo thời gian bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau, minh họa rõ hiệu quả của từng loại dịch trích.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Ứng dụng dịch trích rau ngò om và lá húng cay làm chất kháng oxy hóa tự nhiên trong sản xuất mayonnaise: Khuyến khích các doanh nghiệp thực phẩm bổ sung dịch trích với hàm lượng khoảng 60 ppm để kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm trong vòng 6 tháng tới.

  2. Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình chiết xuất dịch trích: Đề xuất tiếp tục cải tiến phương pháp trích ly để tăng hàm lượng phenolic và hoạt tính kháng oxy hóa, giảm chi phí sản xuất, thực hiện trong 12 tháng tới bởi các phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm.

  3. Đánh giá ảnh hưởng của dịch trích đến cảm quan sản phẩm: Thực hiện khảo sát người tiêu dùng về màu sắc, mùi vị và độ chấp nhận của mayonnaise bổ sung dịch trích trong vòng 6 tháng, nhằm điều chỉnh công thức phù hợp.

  4. Mở rộng nghiên cứu ứng dụng dịch trích trong các sản phẩm thực phẩm giàu lipid khác: Khuyến nghị các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp thử nghiệm dịch trích trong các sản phẩm như salad dressing, sốt chấm, hoặc thực phẩm chiên rán để đa dạng hóa ứng dụng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà sản xuất thực phẩm và doanh nghiệp ngành công nghệ thực phẩm: Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm mayonnaise và các sản phẩm tương tự với chất kháng oxy hóa tự nhiên, nâng cao giá trị sản phẩm và đáp ứng xu hướng tiêu dùng an toàn, lành mạnh.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm, hóa học thực phẩm: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, quy trình chiết xuất dịch trích và phân tích hoạt tính kháng oxy hóa, làm cơ sở cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

  3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Sử dụng thông tin để xây dựng tiêu chuẩn, quy định về việc sử dụng chất kháng oxy hóa tự nhiên trong thực phẩm, góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

  4. Người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe và dinh dưỡng: Hiểu rõ về lợi ích của việc sử dụng chất kháng oxy hóa tự nhiên trong thực phẩm, từ đó lựa chọn sản phẩm an toàn, chất lượng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Dịch trích từ lá rau ngò om và lá húng cay có an toàn khi sử dụng trong thực phẩm không?
    Dịch trích được chiết xuất từ các loại lá tự nhiên, đã được kiểm nghiệm hoạt tính kháng oxy hóa và không chứa chất độc hại. Việc bổ sung với hàm lượng phù hợp (khoảng 60 ppm) được đánh giá an toàn và không ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.

  2. Hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích có bền vững trong quá trình bảo quản mayonnaise không?
    Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch trích giữ được hoạt tính kháng oxy hóa hiệu quả trong suốt thời gian bảo quản ở các nhiệt độ 40°C, 50°C và 60°C, giúp làm chậm quá trình oxy hóa chất béo và kéo dài tuổi thọ sản phẩm.

  3. Việc bổ sung dịch trích có làm thay đổi màu sắc và mùi vị của mayonnaise không?
    Có sự thay đổi màu sắc nhẹ, sản phẩm có xu hướng sậm màu hơn so với mẫu đối chứng, tuy nhiên mùi vị vẫn được giữ ổn định và nằm trong giới hạn chấp nhận của người tiêu dùng trong các khảo sát sơ bộ.

  4. Có thể thay thế hoàn toàn BHT bằng dịch trích thực vật trong mayonnaise không?
    Dịch trích rau ngò om và lá húng cay có khả năng thay thế BHT ở mức độ nhất định, đặc biệt khi bổ sung với hàm lượng tối ưu. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm về tính ổn định lâu dài và ảnh hưởng cảm quan để đảm bảo hiệu quả toàn diện.

  5. Phương pháp chiết xuất dịch trích có thể áp dụng cho quy mô công nghiệp không?
    Quy trình chiết xuất ethanol được tối ưu trong nghiên cứu có thể được điều chỉnh và mở rộng cho quy mô công nghiệp, giúp sản xuất dịch trích với chất lượng đồng nhất và chi phí hợp lý.

Kết luận

  • Dịch trích từ lá húng cay, rau ngò om và lá giang có hoạt tính kháng oxy hóa cao, đặc biệt dịch trích rau ngò om vượt trội hơn cả BHT.
  • Bổ sung dịch trích vào mayonnaise làm giảm các chỉ số oxy hóa như AV, PoV, TBARS, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
  • Màu sắc sản phẩm có sự thay đổi nhẹ, cần cân nhắc trong ứng dụng thực tế.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển chất kháng oxy hóa tự nhiên thay thế các chất tổng hợp trong ngành công nghiệp thực phẩm.
  • Đề xuất tiếp tục nghiên cứu tối ưu quy trình chiết xuất, đánh giá cảm quan và mở rộng ứng dụng trong các sản phẩm khác.

Hành động tiếp theo: Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên phối hợp triển khai thử nghiệm quy mô lớn, khảo sát thị trường và phát triển sản phẩm mới dựa trên dịch trích thực vật để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng an toàn và bền vững.