MỞ ĐẦU Chôm chôm (Nephelium lappaceum L.) được biết đến là một trái cây của vùng nhiệt đới Đông Nam Á, thuộc về họ Bồ hòn (Sapindaceae). Chôm chôm được xếp cùng nhóm với các loại trái cây nhiệt đới khác như vải thiều, nhãn… [1]. Nghiên cứu trước đây bởi Morton (1987) cho rằng chôm chôm là một loại cây trồng quan trọng ở châu Á, nơi mà nó được sử dụng dưới dạng tươi hoặc sản xuất thành các sản phẩm đóng hộp như: nước trái cây, mứt, thạch và được đánh giá cao về hương vị thơm ngon. Chất béo trong hạt chôm chôm chiếm khoảng 33,4% khối lượng hạt [2].
Ngoài ra, theo nghiên cứu của Wanrada (2011), chất béo từ hạt chôm chôm chứa nhiều acid béo không no nhiều nối đôi, các acid béo thuộc nhóm ω3 và ω6 cũng như α-tocopherol và phytosterol có lợi cho sức khỏe của con người [3]. Bởi vậy, chất béo từ hạt chôm chôm có tiềm năng sử dụng trong công nghiệp thực phẩm để sản xuất bánh kẹo hoặc bổ sung vào các sản phẩm bột dinh dưỡng [4], [ [3], [1]. Chất béo hạt chôm chôm chứa một lượng lớn acid béo không no nên dễ bị oxi hóa. Do đó, sau quá trình thu nhận thì việc bảo quản chất béo từ hạt chôm chôm cũng là một vấn đề cần được quan tâm.
Với mục đích bảo quản chất béo, trước đây đã có nhiều nghiên cứu theo hướng sử dụng các chất chống oxi hóa tự nhiên và tổng hợp của các tác giả như Baydar (2007) [5], Ebrahimabadi (2010) [6] hay Ahn (2012) [7]. Tuy nhiên, phương pháp được cho là tiềm năng hiện nay để bảo quản chất béo tránh các tác nhân gây hư hỏng từ bên ngoài như nhiệt độ, oxi không khí…là k thuật vi bao [8]. Vi bao chất béo là hướng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong thời gian gần đây [9], [10], [11]. Trong ngành công nghệ thực phẩm, phương pháp vi bao được sử dụng phổ biến nhất là sấy phun.
Phương pháp này đem lại hiệu quả kinh tế cao, linh hoạt và cho ra chất lượng sản phẩm tốt [12], [13]. Rất nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp sấy phun để vi bao chất béo từ các nguồn nguyên liệu khác nhau như đậu nành (Hogan, 2001) [14], hạt hướng dương (Ahn, 2008)[15], bơ (Bae, 2008) [16], hạt lanh (Tonon, 2011) [17] và ô liu (Calvo, 2010) [11]. 2 Quá trình vi bao chất béo chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các yếu tố chính như bản chất của chất bao, tính chất hệ nhũ tương và điều kiện sấy phun [13]. Để vi bao chất béo, protein và carbohydrate là những chất bao thường được sử dụng [18], [19].
Protein có khả năng hòa tan hình thành lớp màng mỏng để bao bọc hạt béo, từ đó ổn định hệ nhũ tương. Carbohydrate trong quá trình vi bao đóng vai trò lấp đầy các lỗ hổng trên màng bao. Do đó, hỗn hợp chất bao protein và carbohydrate sẽ làm tăng hiệu quả của quá trình vi bao. Nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản đồng thời tạo ra một dạng sản phẩm dạng bột có thể sử dụng trong nhiều loại thực phẩm từ nguyên liệu chất béo hạt chôm chôm, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo : chất bao và tổng nồng độ chất khô đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (Nephelium lappaceum L.)” với các nội dung chính là: Khảo sát quá trình vi bao chất béo hạt chôm chôm với các tỉ lệ chất béo : chất bao bằng phương pháp sấy phun.
Khảo sát ảnh hưởng của các nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến quá trình vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun. 3 CHƯ NG 2 : TỔNG QUAN 2. Hạt chôm chôm Chôm chôm là loài cây vùng nhiệt đới Đông Nam Á, có tên khoa học là Nephelium lappaceum L., thuộc họ Bồ đào (Sapindaceae). Chôm chôm có rất nhiều giống, tuy nhiên ở Việt Nam chỉ có phân biệt chôm chôm thường, chôm chôm tróc vỏ và chôm chôm nhãn.
Từ trước đến nay, chỉ có phần thịt trái được sử dụng để tráng miệng hay giải nhiệt, còn hạt và vỏ thì xem như phụ phẩm của quá trình chế biến. Vào năm 1979, Kheiri nghiên cứu 13 giống chôm chôm khác nhau và kết luận rằng hạt chôm chôm chiếm từ 5,6 - 6,3% khối lượng trái [20]. Đến năm 1988, Augustin tiến hành khảo sát ba giống chôm chôm R4, R7 và R169 và cũng đưa ra kết quả là hạt chôm chôm chiếm từ 5,6 - 7,4% khối lượng trái chôm chôm [21]. Kết quả trên cũng không khác nhiều so với nghiên cứu của Kheiri.
Có thể thấy rằng, hạt chôm chôm chiếm một phần không nhỏ trong khối lượng trái.1 thể hiện thành phần dinh dưỡng hạt chôm chôm của 3 giống khác nhau đã được Augustin (1988) nghiên cứu.1: Thành phần dinh dưỡng của hạt chôm chôm [21] Thành phần Loại R4 Loại R7 Loại R169 Ẩm 34,6 34,2 34,1 Tro 2,6 2,9 2,9 Protein 11,9 12,3 14,1 Lipid 37,1 38,9 37,9 Xơ 2,8 6,6 4,8 Nhìn chung, hạt chôm chôm chứa một lượng chất béo tương đối cao và lên tới 38%. Khi so sánh với hàm lượng chất béo trong một số loại hạt khác như hạt xoài với 8,5%, hạt đậu rồng khoảng 15,0 – 20,4% [21] thì hàm lượng chất béo trong hạt chôm chôm cao hơn hẳn. Bên cạnh đó, hàm lượng protein của hạt chôm chôm (11%) lại thấp 4 hơn so với đậu phộng (20-35%) và tương đương với hàm lượng protein của hạt bắp (10,1%) [22]. Kết quả nghiên cứu của Augustin (1988) về thành phần acid amin của hạt chôm chôm từ ba giống R4, R7 và R169 được trình bày ở bảng 2.
Trong các loại acid amin thì acid glutamic chiếm tỉ lệ cao nhất (10,85- 14,95%), sau đó là glycine (8,51- 9,92%) và acid aspartic (7,24 – 9,8%).2: Thành phần acid amin của hạt chôm chôm [21] Acid amin Hàm lượng (g/100 g protein) oại R4 oại R7 oại R169 Không thay thế Isoleucine 3,29 3,34 3,29 Leucine 5,55 5,78 5,48 Lysine 5,07 7,13 6,26 Methionine 1,43 1,63 1,35 Phenylalanine 2,49 3,17 3,32 Tryptophan (a) (a) (a) Valine 4,51 5,11 4,21 Histidine 1,29 1,68 1,35 Có thể thay thế Alanine 4,83 4,69 4,65 Arginine 5,01 5,75 4,63 Aspartic acid 8,61 9,8 7,24 Cysteine 1,82 (b) 1,45 Glutamic acid 13,13 14,95 10,85 Glysine 9,61 9,92 8,51 Proline 2,69 1,96 2,93 Serine 5,14 5,56 4,44 Threonine 3,59 5,41 4,5 Tyrosine 2,58 2,77 3,29 (a) Tryptophan không được xác định (b) Cysteine không được tìm thấy 5 2. Chất béo từ hạt chôm chôm Đến nay, chất béo của hạt chôm chôm vẫn chưa được ứng dụng nhiều trong thực tiễn, tuy nhiên, những nghiên cứu về tính chất hóa lý của nó đã được bắt đầu từ những năm 1979 bởi Kheiri và cộng sự [20]. Từ đó đến nay, đã có thêm một số nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về chất béo thu nhận từ hạt chôm chôm, đặc biệt là xác định thành phần hóa học, màu sắc và cấu trúc tinh thể chất béo [1], [3]. Hàm lượng chất béo dao động từ 31,2% đến 38,9% so với khối lượng chất khô trong hạt do có sự khác nhau về giống, độ chín của trái, điều kiện thổ nhưỡng cũng như phương pháp thu nhận chất béo và được thể hiện ở bảng 2.3: Hàm lượng chất béo trong hạt chôm chôm Hàm lượng Phương pháp Nơi trồng Tài liệu tham khảo (% khối lượng thu nhận chất khô) Trích ly bằng 37,1 – 38,9 Malaysia (Augustin, 1988) [21] petroleum ether Trích ly bằng 33,4 Mexico (Solis-Fuentes, 2010) [4] hexane Trích ly bằng 38,9 Malaysia (Harahap, 2012) [1] hexane Trích ly bằng 38,0 Thái lan (Manaf, 2012) [23] petroleum ether Trích ly bằng 31,19 Thái lan (Sirisompong, 2011) [3] hexane 6 2.
Thành phần hóa học dầu béo hạt chôm chôm 2.1 Thành phần acid béo và triglycerides Wanrada (2011) đã xác định thành phần acid béo trong dầu béo từ hạt chôm chôm (Bảng 2. Chất béo từ hạt chôm chôm chứa thành phần acid oleic và acid arachidic với tỉ lệ khá cao, khoảng gần 75% lượng chất béo tổng, ngoài ra còn có các acid béo khác.4: Thành phần acid béo trong chất béo hạt chôm chôm [3] Thành phần acid béo Hàm lượng (g/ 100 g) Acid béo bão hòa 49,57 ± 0,14 Myristic acid (C14:0) 0,02 ± 0,00 Palmitic acid (C16:0) 4,69 ± 0,15 Stearic acid (C18:0) 7,03 ± 0,08 Arachidic acid (C20:0) 34,32 ± 0,01 Heneicosanoic acid (C21:0) 0,05 ± 0,00 Behenic acid (C22:0) 3,1 ± 0,04 Tricosanoic acid (C23:0) 0,03 ± 0,01 Lignoceric acid (C24:0) 0,33 ± 0,06 Acid béo chưa bão hoà, có một nối đôi 37,97 ± 0,22 Palmitoleic acid (C16:1 7) 0,49 ± 0,04 Trans-9-Elaitic acid (C18:1 9t) 0,03 ± 0,00 Cis-9-Oleic acid (C18:1 9c) 36,79 ± 0,16 Erucic acid (C22:1 9) 0,66 ± 0,03 Acid béo chưa bão hòa, nhiều nối đôi 7,89 ± 0,01 Cis-9,12-linoleic acid (C18:2 6) 1,37 ± 0,02 α-Linolenic acid (C18:3 3) 6,48 ± 0,03 Cis-11,14-Eicosadienoic acid (C20: 2) 0,04 ± 0,00 7 Bảng 2.4 cho thấy tổng lượng acid béo chưa bão hòa trong chất béo hạt chôm chôm xấp xỉ 45,86 g/100g. Trong đó, acid béo có hàm lượng cao nhất là oleic acid với 36,79 g/100g, xếp thứ hai sau oleic acid là arachidic acid với 34,32 g/100g. Các nghiên cứu trước đây của Teres (2008) và sau đó là của Chen (2011) cho rằng acid oleic có thể làm giảm huyết áp và chống lại quá trình oxy hóa [22], [24].
Ngoài acid oleic, dầu hạt chôm chôm còn có một lượng các acid béo không no khác như 3, 6. Chúng là những acid béo có hoạt tính sinh học, có lợi cho sức khỏe con người. Như vậy, với thành phần acid oleic, 3, 6 trên, dầu béo từ hạt chôm chôm có thể được xem là một nguồn chất béo tốt cho sức khỏe con người. Thành phần các triglycerides của dầu hạt chôm chôm đã được xác định bởi Harahap (2012) (Bảng 2.5: Thành phần triglycerides trong dầu béo từ hạt chôm chôm [1] Hợp chất Triglyceride Giá trị (% khối lượng triglyceride) Arachidoyl-Dioleoylglycerol (AOO) 49,840 Arachidoyl-Steareoyl- Oleoylglycerol (ASO) 15,058 Arachydoyl-Oleoyl-Palmitoglycerol (AOP) 12,822 Arachydoyl-Steareoyl-Palmitoylglycerol (ASP) 9,030 Arachydoyl-Linoleoyl-Palmitoylglycerol (ALP) 6,327 Arachydoyl-Linolenoyl- Oleoylglycerol (ALnO) 3,035 Arachydoyl-Linolenoyl-Steareoylglycerol (ALnS) 1,486 Trioleoylglycerol (OOO) 1,426 Arachydoyl-Linoleoyl-Oleoylglycerol (ALO) 0,976 Bảng 2.5 cho thấy thành phần triglyceride chủ yếu là Arachidoyl- Dioleoylglycerol (AOO), Arachidoyl-Steareoyl-Oleoylglycerol (ASO) và Arachydoyl- Oleoyl-Palmitoglycerol (AOP) với các giá trị lần lượt là 49,840%, 15,058% và 8 12,822%.
Các triglyceride còn lại đều có hàm lượng thấp hơn 10%. Đa số các triglyceride đều có sự tham gia của acid arachidic. Sự kết hợp giữa acid béo mạch dài này cùng với các acid béo chưa bão hòa khác như oleic acid, linolenic acid làm cho các triglyceride hầu hết ở dạng không bão hòa đôi hay ba. Arachidic acid là một acid béo mạch dài và có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao.
Do đó, acid béo này sẽ ảnh hưởng quyết định đến tính chất hóa lý, tính chất nhiệt và trạng thái pha của chất béo từ hạt chôm chôm [4]. Thực tế cho thấy, ở nhiệt độ thường, chất béo của hạt chôm chôm ở dạng rắn [3].
