Nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm lycopene chiết xuất từ bã cà chua trong bảo quản thực phẩm

Nghiên cứu khả năng sử dụng lycopene chiết xuất từ bã cà chua trong bảo quản thực phẩm, mang lại giải pháp an toàn và hiệu quả cho ngành thực phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Văn Luân
• Người hướng dẫn: Pgs. Trần Thị Định
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm lycopene chiết xuất từ bã cà chua trong bảo quản một số thực phẩm
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 2. MỤC TIÊU
• 2.1. Mục tiêu chung
• 2.2. Mục tiêu cụ thể
• 3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 3.1. Tổng quan về lycopene trích ly
• 3.1.1. Giới thiệu sơ lược về lycopene trích ly
• 3.1.2. Tính chất vật lý và hóa học
• 3.1.2.1. Tính chất vật lý
• 3.1.2.2. Tính chất hóa học
• 3.1.3. Công thức cấu tạo của lycopene
• 4. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 4.3. Nội dung nghiên cứu
• 4.4. Phương pháp nghiên cứu
• 4.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 4.4.2. Phương pháp phân tích
• 4.4.3. Xử lý số liệu
• 5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Đặc tính lý hóa của chế phẩm lycopene
• 5.2. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến biến đổi chất lượng hóa học của thịt trong thời gian bảo quản
• 5.2.1. Sự biến đổi hàm lượng NH3 của thịt trong thời gian bảo quản
• 5.2.2. Ảnh hưởng của xử lý lycopene đến chỉ số peroxide của thịt trong quá trình bảo quản
• 5.2.3. Đánh giá sơ bộ chất lượng vi sinh vật của thịt trong thời gian bảo quản
• 5.3. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến một số chỉ tiêu chất lượng của dầu lạc trong quá trình bảo quản
• 5.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến độ axit của dầu lạc trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng
• 5.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến chỉ số peroxide của dầu lạc trong quá trình bảo quản
• 5.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến khả năng kháng oxy hóa của dầu lạc trong quá trình bảo quản
• 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng sử dụng lycopene từ bã cà chua

Lycopene là một carotenoid tự nhiên, nổi bật với khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Nghiên cứu khả năng sử dụng lycopene từ bã cà chua trong bảo quản thực phẩm đang thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà khoa học và ngành công nghiệp thực phẩm. Bã cà chua, một sản phẩm phụ từ chế biến thực phẩm, chứa một lượng lớn lycopene, có thể được chiết xuất và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Việc sử dụng lycopene không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

1.1. Lycopene và vai trò của nó trong bảo quản thực phẩm

Lycopene có khả năng chống oxy hóa mạnh, giúp ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và làm chậm quá trình hư hỏng của thực phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng lycopene có thể giảm thiểu sự oxy hóa lipid trong dầu thực vật và thịt, từ đó kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng sản phẩm.

1.2. Tính chất hóa học của lycopene trong bã cà chua

Lycopene là một hợp chất không bão hòa cao, có công thức hóa học C40H56. Nó có khả năng hòa tan trong các dung môi hữu cơ và có tính nhạy cảm với ánh sáng, nhiệt độ cao. Những tính chất này làm cho lycopene trở thành một chất bảo quản tự nhiên hiệu quả trong thực phẩm.

II. Vấn đề trong bảo quản thực phẩm hiện nay

Bảo quản thực phẩm là một thách thức lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm. Các chất bảo quản tổng hợp thường được sử dụng, nhưng chúng có thể gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng. Việc tìm kiếm các giải pháp bảo quản tự nhiên, an toàn và hiệu quả là rất cần thiết. Lycopene từ bã cà chua có thể là một giải pháp tiềm năng, giúp giảm thiểu các vấn đề liên quan đến chất bảo quản hóa học.

2.1. Tác hại của chất bảo quản tổng hợp

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng chất bảo quản tổng hợp có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm ung thư và các bệnh mãn tính khác. Do đó, việc chuyển sang sử dụng các chất bảo quản tự nhiên như lycopene là cần thiết.

2.2. Thách thức trong việc bảo quản thực phẩm

Quá trình oxy hóa lipid và sự phát triển của vi khuẩn là hai nguyên nhân chính dẫn đến sự hư hỏng của thực phẩm. Việc tìm kiếm các phương pháp bảo quản hiệu quả để kéo dài thời gian sử dụng mà không làm giảm chất lượng sản phẩm là một thách thức lớn.

III. Phương pháp chiết xuất lycopene từ bã cà chua

Chiết xuất lycopene từ bã cà chua có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm chiết xuất bằng dung môi và siêu âm. Các phương pháp này không chỉ giúp thu hồi lycopene hiệu quả mà còn bảo toàn các tính chất dinh dưỡng của nó. Việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao nhất.

3.1. Quy trình chiết xuất lycopene hiệu quả

Quy trình chiết xuất lycopene thường bao gồm các bước như chuẩn bị mẫu, chiết xuất bằng dung môi và tinh chế. Việc lựa chọn dung môi và điều kiện chiết xuất phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi lycopene.

3.2. Ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất đến chất lượng lycopene

Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian chiết xuất và loại dung môi có thể ảnh hưởng đến chất lượng và hàm lượng lycopene thu được. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể giúp tăng cường hiệu quả chiết xuất.

IV. Ứng dụng lycopene trong bảo quản thực phẩm

Lycopene không chỉ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm mà còn có thể cải thiện chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng việc bổ sung lycopene vào thịt và dầu thực vật có thể làm giảm quá trình oxy hóa và kéo dài thời gian bảo quản. Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng mà còn nâng cao giá trị thương mại của sản phẩm.

4.1. Lycopene trong bảo quản thịt

Việc bổ sung lycopene vào thịt lợn đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và làm chậm quá trình hư hỏng. Nghiên cứu cho thấy rằng lycopene có thể giúp duy trì chất lượng thịt trong thời gian dài.

4.2. Lycopene trong bảo quản dầu thực vật

Lycopene cũng đã được chứng minh là có khả năng cải thiện chất lượng dầu thực vật, giảm thiểu quá trình oxy hóa và kéo dài thời gian bảo quản. Việc sử dụng lycopene trong dầu thực vật không chỉ giúp bảo quản mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của lycopene

Nghiên cứu khả năng sử dụng lycopene từ bã cà chua trong bảo quản thực phẩm mở ra nhiều triển vọng cho ngành công nghiệp thực phẩm. Việc sử dụng lycopene không chỉ giúp bảo quản thực phẩm hiệu quả mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và tự nhiên. Tương lai của lycopene trong bảo quản thực phẩm hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe và môi trường.

5.1. Tương lai của lycopene trong ngành thực phẩm

Với sự gia tăng nhu cầu về thực phẩm tự nhiên và an toàn, lycopene có thể trở thành một lựa chọn hàng đầu trong bảo quản thực phẩm. Nghiên cứu và phát triển thêm các ứng dụng của lycopene sẽ là xu hướng trong tương lai.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chiết xuất và ứng dụng lycopene trong bảo quản thực phẩm. Các nghiên cứu về tác động lâu dài của lycopene đối với sức khỏe người tiêu dùng cũng cần được thực hiện để khẳng định giá trị của nó.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hàng năm, ngành công nghiệp chế biến rau quả tại Việt Nam thải ra hàng ngàn tấn phụ phẩm giàu hoạt chất sinh học, trong đó bã cà chua chiếm từ 10% đến 30% tổng khối lượng nguyên liệu tươi nhưng hầu như bị loại bỏ gây lãng phí lớn và ô nhiễm môi trường. Song song với đó, nhu cầu sử dụng thực phẩm tươi sống như thịt lợn (chiếm hơn 70% cơ cấu tiêu thụ thịt nội địa) và dầu thực vật nguyên chất ngày càng gia tăng mạnh mẽ. Tuy nhiên, sự suy giảm chất lượng thực phẩm trong quá trình bảo quản do phản ứng oxy hóa chất béo và sự phát triển của vi sinh vật gây thối rữa đang là thách thức kỹ thuật lớn. Việc sử dụng các chất bảo quản tổng hợp như butylated hydroxytoluene (BHT) bị kiểm soát nghiêm ngặt theo Thông tư 27/2012/TT-BYT với giới hạn tối đa 75 mg/kg do những nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe con người. Xuất phát từ thực tế đó, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ thực phẩm của tác giả Nguyễn Văn Luân tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tiến hành đề tài nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm lycopene chiết xuất từ bã cà chua trong bảo quản thịt lợn nạc vai và dầu lạc thô. Nghiên cứu được triển khai từ ngày 15/8/2017 đến ngày 12/10/2018 tại Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Mục tiêu cụ thể là thu nhận chế phẩm lycopene đạt độ tinh khiết 88%, đánh giá năng lực ức chế vi sinh vật và chống oxy hóa trên thịt ở nhiệt độ bảo quản 5 ± 1°C cùng dầu lạc ở nhiệt độ phòng 25°C. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn khi vừa tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp, vừa kéo dài thời gian bảo quản thịt thêm từ 3 đến 6 ngày và duy trì độ ổn định oxy hóa của dầu lạc tương đương phụ gia BHT ở mức 0,05 g/kg.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng các học thuyết hóa sinh thực phẩm và động học oxy hóa chất béo:

Thứ nhất, lý thuyết về cấu trúc và cơ chế kháng oxy hóa của carotenoid. Lycopene là một hydrocacbon mạch hở chưa bão hòa có công thức phân tử C40H56, cấu tạo từ 8 đơn vị isoprene đối xứng và sở hữu 13 liên kết đôi, trong đó có 11 liên kết đôi liên hợp. Theo công bố khoa học của Di Mascio và cộng sự, lycopene có hệ số chống oxy hóa đạt mức 31, cao vượt trội so với alpha-carotene (hệ số 19) và beta-carotene (hệ số 14). Nhờ mật độ nối đôi liên hợp dày đặc, phân tử lycopene có khả năng bẫy gốc tự do peroxy và dập tắt oxy nguyên tử đơn bội mạnh gấp 2 lần beta-carotene, gấp 10 lần alpha-tocopherol và gấp 100 lần vitamin E.

Thứ hai, cơ chế hư hỏng sinh hóa và tiêu chuẩn chất lượng thịt tươi. Sau giết mổ, quá trình tự phân giải protein dưới tác động của enzyme protease nội tại và hệ vi sinh vật hiếu khí sẽ phân cắt mạch polypeptid, giải phóng các hợp chất bay hơi chứa nitơ mà chủ yếu là ammoniac (NH3). Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7047:2009 quy định ngưỡng ammoniac tối đa cho phép trong thịt bảo quản lạnh là 35 mg/100g, đồng thời TCVN 7046:2009 quy định giới hạn mật độ vi sinh vật hiếu khí tổng số phải dưới 6 log CFU/g.

Thứ ba, cơ chế tự oxy hóa chất béo trong dầu thực vật. Dầu lạc chứa hơn 80% axit béo chưa no như axit oleic (46,8%) và axit linoleic (33,4%). Năng lượng phá vỡ liên kết C-H tại vị trí C-11 của axit linoleic chỉ khoảng 50 kcal/mol, khiến dầu rất dễ bị tấn công bởi oxy tự do để tạo ra các gốc hydroperoxide bậc một đo bằng chỉ số peroxide (PV).

Phương pháp nghiên cứu

Về cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Đối với thí nghiệm trên thịt, mẫu thịt nạc vai tươi được lấy trực tiếp ngay sau giết mổ từ Công ty TNHH Thực phẩm Song Đạt theo phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng nhằm đảm bảo độ đồng nhất sinh hóa. Khối lượng mẫu cho mỗi công thức là 750g, được thái miếng quy chuẩn 4 x 2 x 0,5 cm, chia thành các phần 150g đựng trong túi màng polyethylene tỷ trọng thấp (LDPE) và bảo quản lạnh ở nhiệt độ 5 ± 1°C. Thí nghiệm bố trí 4 công thức với 3 lần lặp lại độc lập, kiểm tra định kỳ 3 ngày một lần. Đối với thí nghiệm trên dầu lạc, nguồn nguyên liệu là hạt lạc khô Từ Sơn (Bắc Ninh) được ép cơ học trục xoắn thu dầu thô nguyên chất. Cỡ mẫu cho mỗi công thức là 1000 ml dầu đựng trong bình thủy tinh hổ phách sẫm màu có nắp kín, bảo quản phòng tối ở nhiệt độ thường, lấy mẫu phân tích định kỳ 7 và 14 ngày.

Về phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Định lượng hàm lượng ammoniac trong thịt thực hiện theo TCVN 3706:1990 bằng phương pháp chưng cất kiềm nhẹ đẩy NH3 vào axit sulfuric 0,1N rồi chuẩn độ lượng axit dư bằng natri hydroxit 0,1N. Phương pháp này được chọn vì độ chính xác cao và phản ánh trực tiếp độ tươi của đạm động vật. Định lượng chỉ số peroxide của thịt thực hiện theo phương pháp đo quang phổ phức màu sắt thiocyanate tại bước sóng 480 nm của Hoàng Thị Dung (2017) nhằm phát hiện sớm các sản phẩm oxy hóa sơ cấp ở hàm lượng vết. Phân tích tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 7928:2008 trên đĩa thạch PCA ủ ở 30 ± 1°C trong 48 đến 72 giờ. Đo độ axit của dầu lạc theo TCVN 6127:2010 bằng chuẩn độ điện thế hòa tan trong hỗn hợp ethanol và toluene tỷ lệ 1:1; chỉ số peroxide dầu xác định theo chuẩn AOCS Cd 8-53 (2003) qua chuẩn độ iod bằng Na2S2O3 0,01N; và năng lực bắt gốc tự do DPPH đo quang tại bước sóng 515 nm theo quy trình của Romina (2017). Số liệu được xử lý phương sai ANOVA qua phần mềm Minitab 16 ở mức ý nghĩa thống kê 5%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng có giá trị thực tiễn cao:

Thứ nhất, quy trình chiết xuất từ bã cà chua bằng dung môi ethyl acetate tỷ lệ 40:1 ở 55°C trong 120 phút thu được chế phẩm lycopene có chất lượng vượt trội. Hàm lượng lycopene trong chế phẩm sấy đạt 0,88 ± 0,02 mg/mg chất khô, tương ứng độ tinh khiết đạt 88%, độ ẩm 8,61% và khả năng kháng oxy hóa đo được là 0,72 ± 0,01 µmol TE/mg chất khô.

Thứ hai, việc bổ sung lycopene giúp kìm hãm mạnh mẽ sự phân hủy protein trong thịt lợn nạc vai. Đến ngày thứ 12 bảo quản lạnh ở 5 ± 1°C, hàm lượng ammoniac ở mẫu đối chứng CT1 và CT2 lần lượt tăng vọt lên 37,99 mg/100g và 38,72 mg/100g, vượt ngưỡng giới hạn cho phép 35 mg/100g. Trong khi đó, mẫu CT3 (bổ sung 0,1g lycopene/100g thịt) đạt 34,71 mg/100g và mẫu CT4 (bổ sung 0,3g lycopene/100g thịt) chỉ đạt 32,61 mg/100g, thấp hơn đối chứng 14,1% và hoàn toàn nằm trong ngưỡng an toàn.

Thứ ba, lycopene thể hiện khả năng ức chế oxy hóa lipid và ức chế vi sinh vật vượt trội trên mẫu thịt. Chỉ số peroxide ở ngày 12 của mẫu CT4 chỉ ở mức 0,16 meq O2/kg thịt, giảm hơn 90% so với mẫu đối chứng CT1 đạt 1,65 meq O2/kg thịt. Về mật độ vi sinh vật hiếu khí tổng số, sau 6 ngày bảo quản, hai mẫu đối chứng CT1 và CT2 đều vượt ngưỡng an toàn khi đạt lần lượt 6,58 log CFU/g và 6,63 log CFU/g kèm mùi ôi thối. Mẫu CT3 duy trì mức an toàn dưới 6 log CFU/g trong suốt 6 ngày đầu, còn mẫu CT4 kiểm soát tốt mật độ vi sinh vật đến tận ngày thứ 9.

Thứ tư, đối với dầu lạc thô, bổ sung lycopene ở mức 1 g/kg và 2 g/kg giúp duy trì độ axit biến động cực nhỏ dưới 0,05% sau 42 ngày theo dõi, đồng thời duy trì khả năng bẫy gốc tự do DPPH tương đương với chất chống oxy hóa tổng hợp BHT nồng độ 0,05 g/kg.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả kháng oxy hóa và kháng khuẩn vượt bậc của chế phẩm lycopene bắt nguồn từ hệ thống 11 liên kết đôi liên hợp trong cấu trúc phân tử. Khi đưa vào thực phẩm, lycopene nhanh chóng nhường electron để trung hòa các gốc tự do peroxy (ROO•) và các ion kim loại Fe(III), Cu(II), từ đó cắt đứt chuỗi phản ứng peroxy hóa lipid tự do. Đồng thời, dung dịch dầu lycopene tạo một lớp màng kỵ nước bảo vệ bề mặt thịt, làm giảm khả năng tiếp cận của oxy phân tử và ngăn cản sự phát triển của các chủng vi khuẩn hiếu khí ưa lạnh như Pseudomonas và Achromobacter.

Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu của Liana Maria Alda và Romina khi chứng minh lycopene có hoạt tính sinh học bền bỉ hơn hầu hết các sắc tố tự nhiên khác. Trong thực tế phân tích, toàn bộ tiến trình phân hủy đạm, động học tích lũy hydroperoxide và sự gia tăng quần thể vi sinh vật qua các mốc 3, 6, 9, 12 ngày được biểu diễn trực quan thông qua các bảng ma trận số liệu ANOVA hai nhân tố và biểu đồ đường xu hướng chỉ số peroxide, làm nổi bật khoảng cách khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy p < 0,05 giữa các công thức xử lý lycopene so với công thức đối chứng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên những phát hiện khoa học từ đề tài, 4 nhóm giải pháp công nghệ cụ thể được đề xuất nhằm chuyển giao vào thực tiễn:

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình thu hồi và trích ly hoạt chất từ bã cà chua. Các doanh nghiệp chế biến sốt và nước ép cà chua cần tiến hành sấy bã tươi ngay sau khi tách nước ép bằng tủ sấy đối lưu 70°C nhằm hạ độ ẩm từ 85% xuống dưới 8,61%. Áp dụng công nghệ chiết xuất bằng dung môi thân thiện ethyl acetate với tỷ lệ dung môi trên bã khô là 40:1 ở 55°C trong 120 phút lặp lại 3 lần. Đích đến là duy trì hàm lượng hoạt chất đạt tối thiểu 0,85 mg/mg chất khô và hiệu suất thu hồi trên 90%. Timeline thực hiện trong vòng 3 tháng đầu năm, chủ thể phụ trách là các nhà máy chế biến rau quả xuất khẩu.

Thứ hai, áp dụng giải pháp tẩm phủ màng dầu lycopene trong bảo quản thịt tươi sơ chế. Các cơ sở giết mổ và chuỗi bán lẻ thực phẩm nên phối trộn lycopene vào dầu thực vật nguyên chất ở tỷ lệ 0,1g lycopene trong 5ml dầu/100g thịt nạc vai, sau đó bao gói kín bằng màng LDPE và bảo quản lạnh ở 5 ± 1°C. Đích đến là kéo dài thời gian tươi ngon của thịt lên 6 ngày, giữ hàm lượng NH3 dưới 35 mg/100g và giảm 80% tốc độ oxy hóa chất béo. Timeline triển khai trong vòng 6 tháng tới, do các doanh nghiệp kinh doanh thịt tươi sạch chủ trì.

Thứ ba, thay thế phụ gia chống oxy hóa tổng hợp trong sản xuất dầu thực vật thô. Các nhà máy chế biến dầu lạc cần bổ sung trực tiếp chế phẩm lycopene với liều lượng 1 g/kg dầu để thay thế hoàn toàn phụ gia tổng hợp BHT 0,05 g/kg. Đích đến là duy trì chỉ số peroxide và độ axit dưới 0,05% trong suốt 42 ngày lưu kho ở nhiệt độ thường. Timeline áp dụng bắt đầu từ quý 3, đơn vị thực hiện là các hợp tác xã và xưởng tinh luyện dầu thực vật.

Thứ tư, hoàn thiện hồ sơ đăng ký tiêu chuẩn chất lượng và an toàn thực phẩm. Viện nghiên cứu cần phối hợp với cơ quan quản lý để xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho phụ gia lycopene tự nhiên từ phế phụ phẩm, đăng ký danh mục phụ gia an toàn theo Thông tư 24/2019/TT-BYT của Bộ Y tế. Đích đến là hoàn thành kiểm nghiệm độc tính tế bào và cấp chứng nhận hợp quy trong vòng 12 tháng, do các viện nghiên cứu công nghệ thực phẩm phối hợp cùng cơ quan quản lý nhà nước thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn mang lại giá trị học thuật và giải pháp ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm sau:

Nhóm thứ nhất: Các nhà khoa học, giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Công nghệ thực phẩm, Hóa sinh và Công nghệ sau thu hoạch. Luận văn cung cấp hệ thống số liệu thực nghiệm chuẩn xác về động học trích ly carotenoid, các quy trình phân tích chỉ số peroxide theo TCVN và AOCS, cùng phương pháp thiết kế thí nghiệm đa yếu tố trên phần mềm Minitab 16 phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu mở rộng.

Nhóm thứ hai: Các kỹ sư công nghệ và ban điều hành tại các doanh nghiệp chế biến, bảo quản thịt gia súc, gia cầm. Doanh nghiệp có thể ứng dụng trực tiếp công thức phối chế 0,1g lycopene/100g thịt kết hợp bao gói màng LDPE để kéo dài hạn lưu trữ thịt mát từ 3 ngày lên 6 ngày tại chuỗi bán lẻ, giảm tỷ lệ hư hỏng thịt sơ chế xuống dưới 5%.

Nhóm thứ ba: Các cơ sở sản xuất, ép dầu thực vật tự nhiên như dầu lạc, dầu mè, dầu đậu nành. Các đơn vị này có thể ứng dụng tỷ lệ 1 g/kg lycopene để nâng cao độ bền oxy hóa của sản phẩm trong 42 ngày mà không cần sử dụng phụ gia hóa học BHT hay BHA, từ đó định vị dòng sản phẩm dầu ăn hữu cơ cao cấp không chất bảo quản tổng hợp.

Nhóm thứ tư: Các nhà máy chế biến nông sản, sản xuất tương cà chua và nước sốt đóng hộp. Doanh nghiệp có thể tham khảo quy trình sấy bã ở 70°C để tận thu hơn 80% lượng bã thải nhà máy, biến phế phẩm gây ô nhiễm thành chế phẩm sinh học có độ tinh khiết 88%, mang lại nguồn doanh thu phụ trợ đáng kể.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Chế phẩm lycopene trích ly từ bã cà chua đạt các thông số kỹ thuật và hoạt tính sinh học như thế nào? Trả lời: Kết quả phân tích trong luận văn xác định chế phẩm sấy đối lưu đạt hàm lượng lycopene 0,88 ± 0,02 mg/mg chất khô, tương ứng độ tinh khiết 88% và độ ẩm an toàn 8,61%. Khả năng kháng oxy hóa của chế phẩm đạt 0,72 ± 0,01 µmol Trolox đương lượng trên 1 mg chất khô, khẳng định tiềm năng thay thế chất chống oxy hóa hóa học.

Câu hỏi 2: Vì sao bổ sung lycopene giúp kìm hãm chỉ số ammoniac (NH3) trong thịt lợn dưới ngưỡng cho phép sau 12 ngày? Trả lời: Lycopene sở hữu 11 nối đôi liên hợp giúp quét sạch gốc tự do và làm chậm quá trình tự phân giải protein của mô cơ. Sau 12 ngày ở 5 ± 1°C, mẫu có 0,3g lycopene/100g thịt chỉ sinh ra 32,61 mg NH3/100g thịt, kiểm soát tốt dưới ngưỡng 35 mg/100g của TCVN 7047:2009, trong khi mẫu đối chứng vượt lên 37,99 mg/100g.

Câu hỏi 3: Nồng độ lycopene khuyến nghị áp dụng cho thịt lợn nạc vai sơ chế là bao nhiêu và mang lại hiệu quả gì? Trả lời: Tác giả khuyến nghị nồng độ tối ưu là 0,1g lycopene hòa tan trong 5ml dầu lạc cho 100g thịt. Liều lượng này giúp kiểm soát mật độ vi sinh vật hiếu khí dưới ngưỡng 6 log CFU/g trong 6 ngày bảo quản lạnh, giảm tổn thất chỉ số peroxide và giữ trọn vẹn giá trị cảm quan tươi ngon của thịt.

Câu hỏi 4: Khả năng bảo quản dầu lạc của chế phẩm lycopene so với phụ gia tổng hợp BHT có điểm gì vượt trội? Trả lời: Xử lý lycopene ở liều lượng 1 g/kg dầu lạc cho hiệu quả kháng oxy hóa DPPH tương đương với BHT nồng độ 0,05 g/kg. Sau 42 ngày lưu trữ ở nhiệt độ phòng tối, độ axit của dầu duy trì ổn định dưới 0,05%, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ độc tính phát sinh từ phụ gia tổng hợp.

Câu hỏi 5: Cần lưu ý những điều kiện vật lý nào khi sử dụng lycopene trong bảo quản thực phẩm? Trả lời: Lycopene rất nhạy cảm với ánh sáng quang hóa và nhiệt độ cao, do đó dầu bổ sung lycopene phải đựng trong lọ thủy tinh sẫm màu đậy kín. Đối với thịt sơ chế, cần bao gói kín bằng màng LDPE và duy trì nhiệt độ bảo quản lạnh nghiêm ngặt 5 ± 1°C để hạn chế tối đa sự thoái hóa sắc tố.

Kết luận

Tổng kết toàn bộ công trình nghiên cứu qua 5 kết luận khoa học cốt lõi:

• Xây dựng thành công quy trình chiết xuất lycopene từ bã cà chua với độ tinh khiết đạt 88% và khả năng kháng oxy hóa 0,72 µmol TE/mg chất khô. • Xác định nồng độ 0,1g lycopene/100g thịt giúp kéo dài thời gian bảo quản thịt tươi lạnh ở 5 ± 1°C lên 6 ngày, giữ hàm lượng NH3 an toàn dưới 35 mg/100g. • Chứng minh nồng độ 0,3g lycopene/100g thịt làm giảm hơn 90% chỉ số peroxide của lipid thịt ở ngày thứ 12 so với mẫu đối chứng không xử lý. • Khẳng định liều lượng 1 g/kg lycopene bảo vệ dầu lạc thô bền vững trong 42 ngày với độ axit dưới 0,05%, thay thế tương đương phụ gia tổng hợp BHT 0,05 g/kg. • Hoàn thiện giải pháp công nghệ tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp, thúc đẩy mô hình kinh tế tuần hoàn và nâng cao chuỗi giá trị thực phẩm sạch.

Công trình luận văn của tác giả Nguyễn Văn Luân đã tạo ra bước đột phá quan trọng trong việc ứng dụng hoạt chất tự nhiên vào bảo quản nông sản tại Việt Nam. Trong lộ trình 2024 - 2026, các cơ sở nghiên cứu và doanh nghiệp chế biến cần đẩy mạnh hợp tác chuyển giao công nghệ, tối ưu hóa quy mô pilot và đưa các sản phẩm ứng dụng lycopene ra thị trường nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng người tiêu dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN LUÂN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHẾ PHẨM LYCOPENE CHIẾT XUẤT TỪ BÃ CÀ CHUA TRONG BẢO QUẢN MỘT SỐ THỰC PHẨM Ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 8 54 01 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Trần Thị Định NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Luân i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè và gia đình.

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Thị Định đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Công nghệ chế biến, Khoa Công nghệ thực phẩm - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt là cô ThS. Nguyễn Thị Hoàng Lan, TS. Đinh Thị Hiền đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, đăc biệt là em Thái và Tân đã chia sẻ giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi hoàn thành được tốt luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày. năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Luân ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục.

iii Danh mục chữ viết tắt.v Danh mục bảng. vi Danh mục hình. vii Trích yếu luận văn. viii Thesis abstract.

Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu chung. Mục tiêu cụ thể. Tổng quan tài liệu.

Tổng quan về lycopene trích ly. Giới thiệu sơ lược về lycopene trích ly. Tính chất vật lý và hóa học. Cơ chế kháng oxy hóa của lycopene.

Tổng quan về thịt lợn. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thịt lợn. Biến đổi của thịt sau giết mổ. Các dạng hư hỏng và nguyên nhân gây hư hỏng thịt lợn.

Một số phương pháp bảo thịt lợn. Tổng quan về dầu thực vật. Thành phần hóa học cơ bản của dầu thực vật. Đặc điểm dầu lạc.

Quá trình hư hỏng dầu. Tác hại của sự oxy hóa hóa chất béo. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa chất béo .21 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Một số chất chống oxy hóa tổng hợp thường sử dụng trong bảo quản dầu thực vật.

Nội dung và phương pháp nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp bố trí thí nghiệm. Phương pháp phân tích. Xử lý số liệu.

Kết quả và thảo luận. Đặc tính lý hóa của chế phẩm lycopene. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến biến đổi chất lượng hóa học của thịt trong thời gian bảo quản. Sự biến đổi hàm lượng NH3 của thịt trong thời gian bảo quản.

Ảnh hưởng của xử lý lycopene đến chỉ số peroxide của thịt trong quá trình bảo quản. Đánh giá sơ bộ chất lượng vi sinh vật của thịt trong thời gian bảo quản. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến một số chỉ tiêu chất lượng của dầu lạc trong quá trình bảo quản. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến độ axit của dầu lạc trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng.

Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến chỉ số peroxide của dầu lạc trong quá trình bảo quản. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý lycopene đến khả năng kháng oxy hóa của dầu lạc trong quá trình bảo quản. Kết luận và đề nghị .42 Tài liệu tham khảo .46 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt AOCS American Oil Chemists’ Society BHA Butylated hydroxyanisole BC Bacterial Cellulose – màng cellulose vi khuẩn BQ Bảo quản BHT Butylated hydroxytoluene C Cacbon CAM Camelina oil COC Coconut oil COT Cottonseed oil CT Công thức DDPH Diphenylpicryhydrazyl (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) DNA Deoxyribonucleic acid EFSA European Food Safety Authority HDL High-density lipoprotein HOS High oleic sunflower oil KI Potassium Iodide LDL Low density lipoprotein LIN Linseed oil PAHs Polycyclic acromatic hydrocacbons PAL Palm oil p-AV Para-anisidine value. PEA Peanut oil PV Peroxide value RAP Rapeseed oil ROOH Hydroperoxyl SOY Soybean oil TV Totox value USDA United States Department of Agriculture v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2.

Hệ số chống oxy hóa của một số carotenoid. Thành phần dinh dưỡng trong 100g thịt lợn. Thành phần muối khoáng và vitamin có trong 100g thịt lợn nạc. Công thức bố trí thí nghiệm bổ sung lycopene trong thịt nạc vai.

Công thức bố trí thí nghiệm bổ sung lycopene trong dầu lạc. Đặc tính của chế phẩm lycopene từ bã cà chua. Sự biến đổi hàm lượng NH3 của thịt trong thời gian bảo quản. Sự biến đổi chỉ số peroxide của thịt trong quá trình bảo quản.

Mật độ vi sinh vật hiếu khí của các mẫu thịt trong thời gian bảo quản. Ảnh hưởng của xử lý lycopene đến độ axit của dầu lạc .37 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 2. Công thức cấu tạo của lycopene. Sự biến đổi chỉ số peroxide của dầu lạc trong quá trình bảo quản.

Sự biến đổi khả năng kháng oxy hóa của dầu lạc trong quá trình bảo quản .40 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Văn Luân Tên luận văn: “Nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm lycopene chiết xuất từ bã cà chua trong bảo quản một số thực phẩm”. Ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 8 54 01 01 Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Đề tài được thực hiện với mục đích khảo nghiệm tiềm năng của lycopene trong việc cải thiện chất lượng thịt sơ chế và dầu thực vật, nâng cao giá trị dinh dưỡng đồng thời kéo dài thời gian bảo quản. Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp bố trí thí nghiệm - Thí nghiệm 1 Thí nghiệm dầu lạc được tiến hành trên 4 công thức (CT) + Công thức 1: Đối chứng (không xử lý) + Công thức 2: Xử lý với BHT nồng độ 0.05 g/kg dầu + Công thức 3: Xử lý với lycopene nồng độ 1g/kg dầu + Công thức 4: Xử lý với lycopene nồng độ 2g/kg dầu Các mẫu được đựng trong những lọ thủy tinh sẫm màu có nắp đậy kín dung tích 1000ml và được bảo quản trong điều kiện tối ở nhiệt độ thường, 7 ngày lấy mẫu 1 lần để xác định các chỉ tiêu peroxyt, DPPH và 14 ngày lấy mẫu 1 lần để xác định các chỉ tiêu axit. - Thí nghiệm 2 Mẫu thí nghiệm được lấy từ phần thịt thăn của lợn (750g mỗi mẫu - bốn công thức ứng với bốn mẫu) ngay sau giết mổ: + Công thức 1: Đối chứng (không xử lý) + Công thức 2: Xử lý với 5ml dầu lạc không bổ sung lycopene/100g thịt + Công thức 3: Xử lý với 5ml dầu lạc bổ sung 0,1g lycopene/100g thịt + Công thức 4: Xử lý với 5ml dầu lạc bổ sung 0,3g lycopene/100g thịt Mẫu thịt được thái thành miếng nhỏ kích thước 4 x 2 x 0,5cm, sau đó trộn đều với dung dịch dầu bổ sung lycopene với nồng độ xác định.

Lượng dầu lycopene xử lý là viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5ml/100g mẫu. Sau đó tiến hành chia mỗi mẫu thí nghiệm thành các phần 150g và đựng trong túi LDPE (Low Density Polyethylene), cho vào hộp kín và bảo quản lạnh ở 5± 10C. * Phương pháp phân tích các chỉ tiêu + Xác định hàm lượng ammoniac (NH3) trong thịt xác định theo (TCVN 3706:1990) + Phương pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí tổng số theo (TCVN 7928:2008) + Xác định độ axit của dầu theo (TCVN 6127:2010) + Xác định chỉ số peroxide thịt theo (Hoàng Thị Dung, 2017) + Xác định chỉ số peroxide dầu theo (AOCS Cd 8-53, 2003) + Xác định chỉ số Totox theo (TCVN 9670:2013) + Phương pháp sử dụng DPPH để kiểm tra khả năng kháng oxy hóa của dầu bổ sung lycopene theo (Romina et al., 2017) Kết quả chính và kết luận - Việc bổ sung lycopene vào dầu lạc làm giảm quá trình oxy hóa cải thiện chất lượng dầu, gia tăng giá trị chức năng của dầu thực vật. - Khả năng bảo quản dầu lạc thô ở nồng độ lycopene 1 g/kg tương đương với BHT 0.

- Việc bổ sung lycopene vào trong thịt lợn bảo quản ở 5± 10C có tác dụng hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, làm chậm quá trình hư hỏng của thịt, giảm quá trình oxy hóa lipid, đồng thời gia tăng giá trị chức năng của sản phẩm thịt lợn. - Nên sử dụng lycopene ở nồng độ thấp 0.1g/100g thịt, và ở nồng độ 1 g/kg dầu, như vậy chất lượng của sản phẩm phẩm thịt và dầu được đảm bảo và nâng cao chất lượng. ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] THESIS ABSTRACT Master candidate: Nguyen Van Luan Thesis title: “Research the possibility of lycopene preparation extracted from tomato residue in conservation of some foods”. Major: Food Technology Code: 8 54 01 01 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives Research the possibility of lycopene preparation to improve the quality of meat and oil about nutritive value and organoleptic to make the product taste strange, beautiful colors and help prolong the storage time.

Materials and Methods * Method of experimental arrangement - Experiment 1 Peanut oil experiments are conducted on 4 formulas + Formula 1: Control (not processed) + Formula 2: Processing with BHT 0.