Nghiên cứu khả năng hạn chế quá trình oxy hóa chất béo trong patty bò từ hương thảo Rosmarinus officinalis

• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Khả Năng Hạn Chế Oxy Hóa Chất Béo Trong Patty Bò Bằng Chế Phẩm Hương Thảo
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ KHOÁI ROSMARINUS OFFICINALIS L
• 1.1. Khái niệm về khoái Rosmarinus officinalis L
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I. Giới thiệu

Bài viết này nghiên cứu về khả năng hạn chế oxy hóa của chất béo trong patty bò bằng cách sử dụng chế phẩm hương thảo. Oxy hóa là một quá trình hóa học có thể dẫn đến sự phân hủy của chất béo, gây ra mùi vị không mong muốn và giảm chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm. Việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên như hương thảo có thể giúp bảo quản thực phẩm tốt hơn và kéo dài thời gian sử dụng. Nghiên cứu này sẽ phân tích hiệu quả của các chế phẩm từ hương thảo trong việc bảo quản patty bò và so sánh với các chất bảo quản hóa học như BHT.

1.1. Tầm quan trọng của việc bảo quản thực phẩm

Bảo quản thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên không chỉ giúp bảo quản thực phẩm mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. Chất chống oxy hóa từ hương thảo có khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc, đồng thời duy trì chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng các chế phẩm từ hương thảo có thể làm giảm đáng kể mức độ oxy hóa trong patty bò, từ đó kéo dài thời gian bảo quản mà không làm giảm chất lượng sản phẩm.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp phân tích hóa học để đánh giá hiệu quả của chế phẩm hương thảo trong việc hạn chế oxy hóa chất béo trong patty bò. Các mẫu patty bò được bổ sung với các nồng độ khác nhau của hương thảo và được bảo quản ở nhiệt độ phòng. Các chỉ tiêu như giá trị TBARS (Thiobarbituric Acid Reactive Substances) và PoV (Peroxide Value) được đo lường để đánh giá mức độ oxy hóa. Kết quả cho thấy rằng các mẫu có bổ sung hương thảo có mức TBARS và PoV thấp hơn so với mẫu đối chứng, chứng tỏ hiệu quả của hương thảo trong việc bảo quản thực phẩm.

2.1. Thiết kế thí nghiệm

Thí nghiệm được thiết kế với ba nhóm mẫu: nhóm đối chứng không có hương thảo, nhóm có bổ sung hương thảo ở nồng độ 300ppm và 600ppm. Mỗi nhóm mẫu được bảo quản trong điều kiện tương tự và được kiểm tra định kỳ để theo dõi sự thay đổi của các chỉ tiêu hóa học. Kết quả cho thấy rằng hương thảo không chỉ làm giảm mức độ oxy hóa mà còn duy trì màu sắc và hương vị của patty bò trong suốt thời gian bảo quản.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng chế phẩm hương thảo có khả năng hạn chế oxy hóa chất béo trong patty bò một cách hiệu quả. Các mẫu có bổ sung hương thảo cho thấy mức độ oxy hóa thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng. Điều này cho thấy rằng hương thảo có thể được sử dụng như một chất bảo quản tự nhiên, thay thế cho các chất bảo quản hóa học. Việc sử dụng hương thảo không chỉ giúp bảo quản thực phẩm mà còn mang lại lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng.

3.1. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên trong ngành công nghiệp thực phẩm. Việc áp dụng hương thảo không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và tự nhiên. Các nhà sản xuất thực phẩm có thể xem xét việc sử dụng hương thảo như một giải pháp hiệu quả để kéo dài thời gian bảo quản mà không làm giảm chất lượng sản phẩm.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng các chất bảo quản tự nhiên ngày càng tăng do lo ngại về tác hại của các chất bảo quản tổng hợp, nghiên cứu về khả năng chống oxy hóa và bảo quản thực phẩm từ các nguồn thảo dược trở nên cấp thiết. Theo báo cáo của ngành, quá trình oxy hóa lipid là nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm, đặc biệt là các sản phẩm thịt như patty bò, làm giảm chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng. Mục tiêu của luận văn là đánh giá hiệu quả chống oxy hóa và khả năng bảo quản của các chế phẩm từ cây hương thảo (Rosmarinus officinalis L.) trong patty bò, so sánh với chất bảo quản tổng hợp BHT, nhằm đề xuất giải pháp bảo quản tự nhiên an toàn và hiệu quả.

Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến 2022 tại Thành phố Hồ Chí Minh, với phạm vi khảo sát tập trung vào các mẫu patty bò được bổ sung các dạng chế phẩm hương thảo như bột lá khô, chiết xuất và bột phun sấy. Các chỉ số đánh giá bao gồm giá trị IC50 chống oxy hóa, chỉ số peroxide (PoV), chỉ số TBARS, và các chỉ số cảm quan như màu sắc sản phẩm trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ 4-25°C. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm bảo quản tự nhiên, góp phần nâng cao chất lượng và an toàn thực phẩm, đồng thời đáp ứng xu hướng tiêu dùng xanh, sạch hiện nay.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết chống oxy hóa và mô hình bảo quản thực phẩm bằng chất chống oxy hóa tự nhiên. Lý thuyết chống oxy hóa tập trung vào cơ chế trung hòa các gốc tự do và ngăn chặn chuỗi phản ứng oxy hóa lipid, trong đó các hợp chất phenolic như acid carnosic, carnosol và rosmarinic acid đóng vai trò chủ đạo. Mô hình bảo quản thực phẩm sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên nhằm kéo dài thời gian bảo quản, duy trì chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

Các khái niệm chính bao gồm:

• Chất chống oxy hóa (Antioxidants): Hợp chất có khả năng ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm.
• IC50 (Inhibitory Concentration 50%): Nồng độ chất chống oxy hóa cần thiết để ức chế 50% hoạt động oxy hóa, dùng để đánh giá hiệu quả chống oxy hóa.
• Chỉ số peroxide (PoV): Đo lượng peroxide tạo thành trong quá trình oxy hóa lipid, phản ánh mức độ oxy hóa ban đầu.
• Chỉ số TBARS (Thiobarbituric Acid Reactive Substances): Đánh giá mức độ oxy hóa lipid qua sản phẩm phụ malondialdehyde, chỉ số quan trọng trong bảo quản thực phẩm.
• Chất bảo quản tổng hợp BHT (Butylated Hydroxytoluene): Chất chống oxy hóa tổng hợp được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm các mẫu patty bò được chế biến và bổ sung các dạng chế phẩm từ hương thảo: bột lá khô, chiết xuất ethanol và bột phun sấy. Cỡ mẫu gồm 50 mẫu patty, được phân nhóm theo nồng độ bổ sung: 300ppm, 600ppm chiết xuất hương thảo và 2000ppm bột phun sấy. Mẫu đối chứng không bổ sung chất bảo quản.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Đo hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp DPPH để xác định giá trị IC50.
• Xác định chỉ số peroxide (PoV) và TBARS trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ 4°C và 25°C trong thời gian 0-288 giờ.
• Đánh giá cảm quan màu sắc bằng thiết bị đo màu sắc GretagMacbeth Color-Eye 3100.
• Phân tích thành phần hóa học của chế phẩm hương thảo bằng sắc ký lỏng và quang phổ UV-Vis.
• Phân tích vi sinh vật bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên môi trường PCA.

Timeline nghiên cứu kéo dài 24 tháng, từ khâu chuẩn bị mẫu, phân tích hóa học, đánh giá chống oxy hóa đến thử nghiệm bảo quản thực phẩm và phân tích dữ liệu thống kê ANOVA để xác định mức ý nghĩa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hoạt tính chống oxy hóa của các chế phẩm hương thảo:
   Giá trị IC50 của chiết xuất hương thảo ethanol là 0,88 mg/mL, thấp hơn nhiều so với bột lá khô (9,28 mg/mL) và bột phun sấy (3,4 mg/mL), cho thấy chiết xuất ethanol có hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất. So sánh với BHT, IC50 của BHT là 0,61 mg/mL, chiết xuất hương thảo đạt hiệu quả gần tương đương.

2. Hiệu quả bảo quản patty bò:
   Patty bò bổ sung 300ppm và 600ppm chiết xuất hương thảo có thể bảo quản được đến 192 giờ ở 4°C, trong khi mẫu đối chứng chỉ bảo quản được 96 giờ trước khi bị hư hỏng. Patty bổ sung 2000ppm bột phun sấy bảo quản được 144 giờ. Các chỉ số PoV và TBARS trong các mẫu bổ sung hương thảo duy trì ở mức thấp hơn đáng kể (giảm khoảng 30-50%) so với mẫu đối chứng trong suốt thời gian bảo quản.

3. Ổn định màu sắc sản phẩm:
   Bột phun sấy hương thảo thể hiện khả năng duy trì màu sắc patty bò tốt nhất, với chỉ số màu sắc thay đổi không quá 5% trong 144 giờ bảo quản, trong khi mẫu đối chứng có sự biến đổi màu sắc rõ rệt sau 96 giờ.

4. Thành phần hóa học và tác dụng chống oxy hóa:
   Các hợp chất phenolic chính như carnosic acid (1,77 mg/g), carnosol (0,48 mg/g) và rosmarinic acid (1,27 mg/g) được xác định trong chế phẩm hương thảo, đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính chống oxy hóa và bảo quản thực phẩm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiệu quả bảo quản cao là do hàm lượng phenolic và các hợp chất chống oxy hóa mạnh trong chiết xuất hương thảo, có khả năng trung hòa gốc tự do và ngăn chặn chuỗi phản ứng oxy hóa lipid. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với báo cáo của Djenane và Faid (2003) về khả năng chống oxy hóa của hương thảo trong sản phẩm thịt. Việc bột phun sấy duy trì tốt màu sắc có thể do cấu trúc bột giúp bảo vệ các hợp chất hoạt tính khỏi phân hủy trong quá trình bảo quản.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường thể hiện sự thay đổi PoV và TBARS theo thời gian bảo quản, bảng so sánh IC50 của các chế phẩm và BHT, cùng biểu đồ cột thể hiện sự thay đổi màu sắc patty theo từng nhóm mẫu. Những kết quả này khẳng định tiềm năng ứng dụng của hương thảo như một chất bảo quản tự nhiên thay thế BHT trong ngành thực phẩm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng chiết xuất hương thảo ethanol làm chất bảo quản tự nhiên:
   Khuyến nghị sử dụng nồng độ 300-600ppm trong sản phẩm patty bò để kéo dài thời gian bảo quản lên gấp đôi so với không sử dụng, áp dụng trong vòng 12 tháng tới, do các nhà sản xuất thực phẩm thịt thực hiện.

2. Phát triển bột phun sấy hương thảo để ổn định màu sắc sản phẩm:
   Đề xuất nghiên cứu thêm về công nghệ phun sấy và bảo quản bột để nâng cao hiệu quả duy trì màu sắc, áp dụng trong 18 tháng, phối hợp giữa viện nghiên cứu và doanh nghiệp chế biến thực phẩm.

3. Xây dựng quy trình kiểm soát chất lượng và an toàn thực phẩm:
   Thiết lập tiêu chuẩn hàm lượng phenolic và chỉ số chống oxy hóa cho các chế phẩm hương thảo, đảm bảo hiệu quả bảo quản và an toàn, thực hiện trong 6 tháng, do cơ quan quản lý chất lượng thực phẩm chủ trì.

4. Tuyên truyền và đào tạo về lợi ích của chất bảo quản tự nhiên:
   Tổ chức các hội thảo, khóa đào tạo cho các doanh nghiệp và người tiêu dùng về ưu điểm của hương thảo trong bảo quản thực phẩm, nâng cao nhận thức và thúc đẩy ứng dụng, triển khai trong 1 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp chế biến thực phẩm:
   Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm thịt bảo quản tự nhiên, nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường xanh, sạch.

2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm:
   Tham khảo phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa, quy trình thử nghiệm bảo quản thực phẩm, cũng như các kỹ thuật chiết xuất và chế biến thảo dược.

3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm:
   Sử dụng làm cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn, quy định về sử dụng chất bảo quản tự nhiên trong thực phẩm, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4. Người tiêu dùng quan tâm đến thực phẩm an toàn:
   Hiểu rõ về lợi ích của các chất bảo quản tự nhiên, lựa chọn sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, giảm thiểu rủi ro từ các chất bảo quản tổng hợp.

Câu hỏi thường gặp

1. Chế phẩm hương thảo nào có hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất?
   Chiết xuất ethanol của hương thảo có giá trị IC50 là 0,88 mg/mL, mạnh hơn nhiều so với bột lá khô và bột phun sấy, gần tương đương với BHT (0,61 mg/mL), cho thấy hiệu quả chống oxy hóa cao.

2. Nồng độ bổ sung hương thảo tối ưu trong patty bò là bao nhiêu?
   Nồng độ 300-600ppm chiết xuất hương thảo được khuyến nghị vì vừa hiệu quả trong bảo quản, vừa không ảnh hưởng tiêu cực đến cảm quan sản phẩm.

3. Thời gian bảo quản patty bò được kéo dài bao lâu khi sử dụng hương thảo?
   Patty bổ sung chiết xuất hương thảo có thể bảo quản đến 192 giờ ở 4°C, gấp đôi so với mẫu đối chứng chỉ 96 giờ.

4. Chế phẩm hương thảo nào giúp duy trì màu sắc patty tốt nhất?
   Bột phun sấy hương thảo thể hiện khả năng ổn định màu sắc tốt nhất, với sự thay đổi màu sắc không quá 5% trong 144 giờ bảo quản.

5. Có thể thay thế hoàn toàn BHT bằng hương thảo trong bảo quản thực phẩm không?
   Kết quả nghiên cứu cho thấy hương thảo có tiềm năng thay thế BHT trong nhiều trường hợp, tuy nhiên cần nghiên cứu thêm về tính ổn định lâu dài và ảnh hưởng đến các đặc tính khác của sản phẩm.

Kết luận

• Chế phẩm chiết xuất ethanol từ Rosmarinus officinalis có hoạt tính chống oxy hóa mạnh, IC50 đạt 0,88 mg/mL, gần tương đương BHT.
• Patty bò bổ sung 300-600ppm chiết xuất hương thảo có thể bảo quản đến 192 giờ ở 4°C, gấp đôi so với mẫu đối chứng.
• Bột phun sấy hương thảo giúp duy trì màu sắc patty ổn định trong thời gian bảo quản.
• Các hợp chất phenolic như carnosic acid, carnosol và rosmarinic acid là thành phần chính đóng góp vào hiệu quả chống oxy hóa và bảo quản.
• Đề xuất ứng dụng chế phẩm hương thảo làm chất bảo quản tự nhiên trong ngành thực phẩm thịt, đồng thời phát triển quy trình kiểm soát chất lượng và đào tạo nâng cao nhận thức.

Next steps: Triển khai thử nghiệm quy mô công nghiệp, hoàn thiện tiêu chuẩn chất lượng và mở rộng nghiên cứu ứng dụng trong các loại thực phẩm khác.

Call to action: Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên hợp tác để phát triển và ứng dụng các sản phẩm bảo quản tự nhiên từ hương thảo, góp phần nâng cao chất lượng và an toàn thực phẩm.