MỞ ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển, chất lượng cuộc sống con người ngày càng được nâng cao, con người ngày trở nên bận rộn hơn, vì vậy quỷ thời gian cho việc nấu nướng các bữa ăn trong gia đình càng ít hơn. Do đó, nhu cầu về các sản phẩm sơ chế từ thịt, cá, rau củ tươi sẽ càng cao. Đặc biệt, cá và các sản phẩm chế biến từ cá được con người quan tâm và sử dụng trong các bữa ăn hằng ngày. Cá là nguồn dinh dưỡng được đánh giá cao, trong cá có chứa acid béo omega-3, iốt, selen, vitamin D, taurine và carnitine, chúng góp phần quan trọng trong trao đổi chất và nội tiết tố.
Ngoài ra, cá cung cấp protein chất lượng cao và mức calo thấp [1]. Thịt cá xay được phối trộn thêm gia vị và tác nhân kết dính, sau đó được định hình thành dạng tròn để tạo ra sản phẩm patties cá. Nhóm sản phẩm này tiện dụng và được bán phổ biến trong các siêu thị hiện nay. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến và bảo quản, các sản phẩm cá thường bị hư hỏng do vi sinh vật phát triển và quá trình oxy hóa xảy ra [2].
Đặc biệt, quá trình oxy hóa chất béo làm giảm giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm như là thay đổi màu sắc, kết cấu và mùi vị [3]. Ngoài ra, khi chất béo bị oxy hóa sẽ sinh ra các độc tố peroxide và làm giảm thời hạn sử dụng thực phẩm [4]. Để duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đã và đang nghiên cứu nhiều hợp chất chống oxy hóa để ứng dụng vào sản phẩm nhằm điều khiển tốc độ của quá trình oxy hóa lipid. Một số hợp chất chống oxi hóa tổng hợp tan trong chất béo được ứng dụng vào sản phẩm cá, điển hình là butylated hydroxy anisol (BHA), butylated hydroxy toluen (BHT), tert - butyl hydroquinone (TBHQ), octyl gallate (OG), dodecyl gallate (DG) và propyl gallate (PG) [5] [6] [7].
Mặc dù, chúng có hoạt tính chống oxy hóa mạnh hơn các hợp chất tự nhiên như α-tocopherol, ascorbic acid, nhưng chúng tiềm ẩn mối nguy đối với sức khoẻ con người [7]. Vì thế, Các nhà sản xuất thực phẩm hiện đại sẽ dần thay thế các hợp chất chống oxy hóa tổng hợp trên bằng các chất có nguồn gốc thiên nhiên thân thiện với con người và môi trường [8]. Ngoài chức năng chính là hạn chế quá trình oxy hóa trong thực phẩm trong quá trình bảo quản, các hợp chất chống 1 oxy hóa tự nhiên còn có những tác dụng khác tốt cho sức khỏe người sử dụng. Ngoài các hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên kể trên, đại diện tiêu biểu khác là các hợp chất phenolics.
Trong nghiên cứu dịch trích từ Acacia nilotica giàu phenolic, tác giả đã thu được kết quả tích cực về khả năng kháng oxy hóa chất béo trong thịt tươi xay, đồng thời giá trị cảm quan của sản phẩm cũng không bị ảnh hưởng tiêu cực [9]. Vỏ và hạt thanh long ruột đỏ (Hylocereus spp.) là phụ phẩm của ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và nước giải khát. Mỗi năm, cả nước tạo ra một lượng lớn phụ phẩm này, và việc xử lý chất thải là một vấn đề tốn nhiều chi phí. Trong khi đó, dịch trích từ vỏ thanh long ruột đỏ có nhiều hợp chất có khả năng kháng oxy hóa như Flavonoids, phenol hydroquinone, steroids, triterpenoids, saponin và tannin [10].
Về hạt thanh long, chúng chứa các hợp chất phenolic tổng, acid ascorbic, flavonoid đóng góp vào khả năng kháng oxy hóa của hạt [11]. Với nhiều ưu thế từ vỏ và hạt thanh long ruột đỏ, nhưng chưa có nhiều ứng dụng dịch trích từ vỏ thanh long ruột đỏ như là chất kháng oxy hóa tự nhiên trong sản phẩm thịt xay nói chung. Riêng với hạt, tìm thấy nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa khác nhau của dịch trích hạt thanh long ruột đỏ bằng các dung môi khác nhau (ethanol, chloroform và hexan) [11]. Tại Việt Nam, Phạm Thị Thanh Quế và cộng sự (2018) đã có nghiên cứu khảo sát về tính chất hóa, lý của dầu hạt thanh long (tính chất hoá lý, hàm lượng các acid béo, vitamin E) và sự ổn định của dầu hạt thanh long (Hylocereus spp.) ở các điều kiện bảo quản khác nhau (loại bao bì, nhiệt độ bảo quản) [12].
Cho đến nay, vẫn chưa có nghiên cứu khoa học nào về sử dụng hạt thanh long sấy như là chất kháng oxy hóa tự nhiên trong quá trình bảo quản sản phẩm thịt cá xay. Trên cơ sở đó, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng bổ sung bột hạt thanh long đỏ sấy và dịch trích từ vỏ thanh long đỏ vào sản phẩm thịt xay để hạn chế quá trình oxy hóa lipid” được thực hiện. Mục đích của nghiên cứu là đánh giá khả năng kháng oxy hóa chất béo của dịch trích từ vỏ thanh long và bột hạt thanh long sấy dựa trên các thông số thể hiện hoạt tính chống oxy hóa và chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm thịt cá xay trong điều kiện bảo quản lạnh. Từ đó, mở ra một cơ hội thay thế chất chống oxy hóa 2 tổng hợp không thân thiện với con người và môi trường cho sự phát triển nhóm sản phẩm tiện dụng thịt xay.
3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về quá trình oxi hóa chất béo 2.1 Quá trình oxi hóa chất béo trong thực phẩm Khi oxy trong không khí xâm nhập vào thực phẩm, chúng hòa tan vào pha nước và béo, oxy hóa chất béo và các hợp chất liên quan có trong thực phẩm. Oxy đóng vai trò là chất oxy hóa trong phản ứng có enzyme xúc tác (Pokorny, 2008) [13]. Quá trình oxy hóa dẫn đến sự hình thành của một số hợp chất peroxide, là các hợp chất không bay hơi, không mùi, tương đối không ổn định. Ngoài peroxide còn có các sản phẩm phân hủy của chúng (rượu, aldehyde, ketone) tạo ra mùi vị oxy hóa trong các sản phẩm thực phẩm giàu chất béo (Gordon, 2001) [14].
Có rất nhiều hệ xúc tác có thể oxy hóa chất béo như là ánh sáng, nhiệt độ, enzyme, kim loại, vi sinh vật,… Hầu hết các phản ứng bao gồm các gốc tự do hoặc các cấu trúc phân tử chứa oxy hay nitơ có khả năng phản ứng cao (ROS – reactive oxygen spicies, RNS – reactive ritrogen species) [15]. Chất béo dễ bị oxy hóa theo cơ chế có enzyme hoặc không có enzyme. Tác động của ánh sáng chuyển oxy phân tử thành oxy đơn, từ đó bắt đầu quá trình oxy hóa lipid, oxy đơn phản ứng các acid béo không bão hòa có trong thực phẩm (Adegoke et al. Quá trình oxy hóa diễn ra theo ba gia đoạn khởi tạo, lan truyền và kết thúc (Brien & Connor, 2003) [17].1 Cơ chế oxy hóa lipid Giai đoạn khởi đầu (Initiation phase) tách hydro từ chất béo không bão hòa (RH) bởi ion kim loại, ánh sáng, bức xạ, và các phương tiện khác.
Giai đoạn này hình thành sản phẩm trung gian quan trọng là gốc tự do lipid cacbon trung tâm phản ứng cao, nếu có mặt oxy sẽ phản ứng với gốc tự do hình thành này tạo ra hydroperoxyl [18]. Các gốc tự do hình thành cũng có thể tách hydro của chất béo tạo ra gốc tự do cacbon trung tâm khác gây lan truyền phản ứng. Trong quá trình này, các gốc hydroxyl và alkoxyl hình thành sẽ tiếp tục tách hydro từ lipid tạo ra gốc cacbon trung tâm khác làm tiếp tục giai đoạn lan truyền [18]. Hydroperoxide cũng trải qua nhiều phản ứng phân hủy tạo ra các hợp chất dẫn đến mùi hôi, ôi hoặc thiu.
Khi cơ chất cạn kiệt và các phản ứng tái tổ hợp triệt để chiếm ưu thế quá trình oxy hóa sẽ kết thúc[18]. Các loại ôi hóa trong chất béo, dầu và acid béo [13] - Thủy phân chất béo (Lipolytic): do enzyme thủy phân các acid béo phân tử lượng trung bình và thấp trong chất béo sữa, dầu hạt cọ. - Oxy hóa (oxidative): tự oxi hóa và do enzyme oxi hóa các aldehydes và ketones phân tử lượng thấp trong dầu thực vật không bảo hòa. 5 - Sự thay đổi mùi vị (flavor reversion): sự oxy hóa phân cắt và sắp xếp lại sản phẩm thay thế oxy (oxygen substituted cleavage, rearrangement products) trong dầu đậu nành - Oxy hóa ketone (ketonic): beta oxy hóa và tách cacboxyl của 2-Alkanones (methyl ketones) trong chất béo sữa và dầu hạt cọ.
Trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm, sự oxy hóa chất béo là biến đổi quan trọng. Đã có nhiều công bố khoa học về các vấn đề liên quan như sự oxy hóa chất béo không no trong thủy sản [19], sự oxy hóa chất béo trong thịt [20] [21], ảnh hưởng của các gốc phản ứng oxy hóa đến chất lượng cảm quan thực phẩm. Chất chống oxy hóa sẵn có trong nhiều loại nguyên liệu thô, nhưng cũng có thể được thêm vào thực phẩm với mục đích chống lại quá trình oxy hóa. Có thể chọn lựa loại chất chống oxy hóa tự nhiên hoặc tổng hợp để thêm vào sản phẩm thực phẩm tùy thuộc vào tính sẵn có của chúng, và chuẩn bị (Yanishlieva-Maslarova, 2001) [22].2 Các chất chống oxy hóa và cơ chế chống oxy hóa Chất chống oxy hóa kết hợp với các gốc tự do, chelate hóa các kim loại tiền oxy hóa, dập tắt gốc oxy đơn và chất nhạy cảm với ánh sáng, làm bất hoạt enzyme lipoxygenase (LOX) dẫn đến làm chậm tốc độ oxy hóa chất béo trong thực phẩm [23].
Các chất chống oxy hóa can thiệp vào quá trình oxy hóa lipid theo những cách khác nhau, tùy thuộc vào phần nào của quá trình oxy hóa lipid [18]. Phân loại và tóm lược chúng như bên dưới: 6 Hình 2.2 chức năng chất chống oxi hóa Chất khử: là những chất hoạt động dựa trên việc phân hủy các hydroperoxide tạo ra các sản phẩm cuối bền như dilauryl thiopropionat và thiodipropionat acid làm kết thúc chuỗi phản ứng. Vì khi chưa có sự tham gia của chất kháng oxy hóa thứ cấp, các hydroperoxide có thể phản ứng với kim loại để tạo thành các gốc hydroxyl và alkoxyl có khả năng hydro hóa lipid làm xuất hiện các gốc tự do ở carbon trung tâm nên làm tiếp tục quá trình oxy hóa. Và khi có mặt chất kháng oxy hóa thứ cấp, việc chuyển hóa các hydroperoxide thành các sản phẩm bền góp phần ngăn chặn sự hydro hóa lipid [18].
Chất bắt giữ oxy (oxygen scavengers): là những chất phản ứng với oxy và loại oxy ra khỏi hệ thống. Ví dụ: ascorbic acid, ascorbyl palmitate… [18]. Chất dập tắt (quenchers): là các chất có khả năng khử năng lượng lớn của oxy đơn bội (singlet oxygen) hay năng lượng của các trạng thái kích thích và chuyển năng lượng đó thành ít gây bất lợi hơn. Ví dụ: phenol, carotenoid [18].
