Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm ứng dụng bổ sung bột hạt thanh long sấy và dịch trích từ vỏ quả thanh long trắng vào sản phẩm thịt xay để hạn chế quá trình oxy hóa lipid

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng bột hạt và dịch vỏ thanh long vào thịt xay nhằm hạn chế oxy hóa lipid, nâng cao chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Lê Hà Sơn
• Người hướng dẫn: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Ứng Dụng Bổ Sung Bột Hạt Thanh Long Sấy Và Dịch Trích Từ Vỏ Quả Thanh Long Trắng Vào Sản Phẩm Thịt Xay Để Hạn Chế Quá Trình Oxy Hóa Lipid
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP.Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về quá trình oxy hóa chất béo
• 2.1. Quá trình oxy hóa chất béo trong thực phẩm
• 2.2. Các chất chống oxy hóa
• 2.2. Tổng quan về thanh long
• 2.1. Hạt thanh long
• 2.2. Vỏ thanh long trắng
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Nguyên liệu để thu dịch trích vỏ và bột hạt
• 3.2. Nguyên liệu sản xuất patties cá ngừ
• 3.2. Hóa chất và thiết bị
• 3.3. Các quy trình thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm
• 3.3.1. Quy trình thu nhận dịch trích vỏ thanh long trắng ở quy mô phòng thí nghiệm
• 3.3.2. Quy trình thu nhận bột hạt thanh long
• 3.3.3. Quy trình sản xuất patties cá ngừ ở quy mô phòng thí nghiệm
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.4.1. Mục đích nghiên cứu
• 3.4.3. Kế hoạch thí nghiệm
• 3.4.4. Các phương pháp phân tích
• 3.4.5. Các phương pháp xác định chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu và patties cá
• 3.4.6. Các phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích và mẫu patties cá
• 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Xác định thành phần vỏ và hạt thanh long
• 4.2. Khảo sát điều kiện trích ly để thu nhận dịch trích từ vỏ quả thanh long trắng
• 4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung môi trích ly đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích vỏ quả thanh long
• 4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long trắng
• 4.2.3. Khảo sát nhiệt độ trích ly ảnh hưởng
• 4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng thời gian trích ly đến hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích vỏ quả thanh long trắng
• 4.3. Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích vỏ quả và bột hạt quả thanh long trắng
• 4.4. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dịch trích vỏ thanh long và bột hạt thanh long đến các chỉ tiêu hóa học của patties cá
• 4.4.1. Giá trị PV
• 4.4.2. Giá trị TBARS
• 4.4.3. Hàm lượng phenolic tổng
• 4.4.4. Hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH
• 4.4.5. Hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP
• 4.4.6. Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng bột hạt thanh long và dịch vỏ quả như một phương pháp tự nhiên để giảm thiểu quá trình oxy hóa lipid trong sản phẩm thịt xay. Quá trình oxy hóa lipid không chỉ làm giảm chất lượng thực phẩm mà còn có thể gây ra những vấn đề về sức khỏe. Việc bổ sung các hợp chất tự nhiên từ hạt thanh long và vỏ quả thanh long được cho là một giải pháp tiềm năng để duy trì chất lượng và an toàn thực phẩm. Theo nghiên cứu, bột hạt thanh long chứa nhiều chất chống oxy hóa tự nhiên, giúp ngăn ngừa sự phát triển của gốc tự do và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm.

1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là khảo sát khả năng kháng oxy hóa của dịch trích từ vỏ quả thanh long và bột hạt thanh long. Nghiên cứu sẽ phân tích hoạt tính kháng oxy hóa của các thành phần này thông qua các chỉ tiêu như hàm lượng phenolic tổng, hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH và FRAP, và ảnh hưởng của chúng đến các chỉ tiêu hóa học của sản phẩm patties cá ngừ. Việc sử dụng các chất kháng oxy hóa tự nhiên không chỉ an toàn cho sức khỏe mà còn giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

II. Tổng quan về quá trình oxy hóa lipid

Quá trình oxy hóa lipid là một phản ứng hóa học phức tạp, trong đó lipid phản ứng với oxy, dẫn đến sự hình thành các sản phẩm oxy hóa như hydroperoxide, aldehyde và ketone. Những sản phẩm này không chỉ ảnh hưởng đến hương vị và mùi của thực phẩm mà còn làm giảm giá trị dinh dưỡng của chúng. Theo các nghiên cứu trước đây, các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng và sự hiện diện của ion kim loại có thể làm tăng tốc quá trình này. Việc bổ sung các chất chống oxy hóa tự nhiên từ hạt thanh long và vỏ quả thanh long có thể giúp làm chậm quá trình oxy hóa, từ đó bảo quản chất lượng thực phẩm tốt hơn.

2.1 Các chất chống oxy hóa tự nhiên

Các chất chống oxy hóa tự nhiên như polyphenol có trong hạt thanh long và dịch vỏ quả đã được chứng minh là có khả năng ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid hiệu quả. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung dịch trích từ vỏ quả thanh long giúp kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm thịt xay lên đến 6-9 ngày trong điều kiện lạnh. Điều này không chỉ có lợi cho chất lượng sản phẩm mà còn giúp giảm thiểu việc sử dụng các chất bảo quản tổng hợp, từ đó nâng cao độ an toàn thực phẩm.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các bước trích ly và phân tích hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích từ vỏ quả thanh long và bột hạt thanh long. Các phương pháp như Foline-Ciocalteu, DPPH và FRAP được áp dụng để đánh giá hàm lượng phenolic tổng và khả năng kháng oxy hóa của các mẫu. Kết quả cho thấy, bột hạt thanh long có hàm lượng phenolic cao hơn so với dịch vỏ quả, cho thấy khả năng kháng oxy hóa mạnh mẽ. Điều này khẳng định giá trị của hạt thanh long như một nguồn cung cấp chất chống oxy hóa tự nhiên.

3.1 Quy trình thực hiện

Quy trình thực hiện nghiên cứu bao gồm các bước thu thập nguyên liệu, trích ly dịch và sản xuất sản phẩm patties cá ngừ. Nguyên liệu được chuẩn bị kỹ lưỡng, và các điều kiện trích ly được tối ưu hóa để đảm bảo thu được dịch trích có hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất. Sau khi thu được dịch trích, các chỉ tiêu hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của sản phẩm thịt xay được phân tích để đánh giá hiệu quả của việc bổ sung các thành phần tự nhiên này.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung bột hạt thanh long và dịch vỏ quả thanh long có tác dụng tích cực trong việc hạn chế quá trình oxy hóa lipid trong sản phẩm patties cá ngừ. Các chỉ tiêu như hàm lượng phenolic tổng, chỉ số peroxide và giá trị TBARS đều cho thấy sự cải thiện rõ rệt. Điều này chứng minh rằng bột hạt thanh long và dịch vỏ quả không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Sự kết hợp giữa các thành phần tự nhiên này có thể là một giải pháp hiệu quả cho ngành công nghiệp thực phẩm trong việc phát triển các sản phẩm an toàn và chất lượng cao.

4.1 Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng các nguyên liệu tự nhiên trong ngành công nghiệp thực phẩm. Việc áp dụng bột hạt thanh long và dịch vỏ quả không chỉ giúp bảo quản thực phẩm hiệu quả mà còn góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và chất lượng. Các sản phẩm chứa thành phần tự nhiên này có thể được quảng bá như một lựa chọn tốt cho sức khỏe, từ đó thu hút được nhiều khách hàng hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quá trình oxy hóa lipid là một trong những nguyên nhân chính làm giảm chất lượng và giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm thực phẩm giàu chất béo, đặc biệt là các sản phẩm từ cá. Theo ước tính, sự tự oxy hóa lipid không chỉ ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc mà còn làm giảm an toàn thực phẩm do hình thành các sản phẩm oxy hóa thứ cấp có hại. Trong bối cảnh đó, việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên đang trở thành xu hướng nhằm thay thế các chất chống oxy hóa tổng hợp có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe người tiêu dùng.

Thanh long trắng (Hylocereus undatus) là loại trái cây nhiệt đới có sản lượng lớn tại Việt Nam, với diện tích trồng tập trung ở Bình Thuận, Long An và Tiền Giang, chiếm hơn 90% diện tích cả nước. Phần vỏ và hạt thanh long thường bị loại bỏ trong quá trình chế biến, trở thành phụ phẩm nhưng lại chứa nhiều hợp chất phenolic và các chất chống oxy hóa tự nhiên có tiềm năng ứng dụng trong bảo quản thực phẩm.

Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát điều kiện trích ly để thu nhận dịch trích giàu hoạt tính kháng oxy hóa từ vỏ quả thanh long trắng và phân tích hoạt tính kháng oxy hóa của bột hạt thanh long. Đồng thời, nghiên cứu ứng dụng hai nguyên liệu này để hạn chế quá trình oxy hóa lipid trong sản phẩm patties cá ngừ, từ đó kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2022 tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm bảo quản tự nhiên, góp phần giảm thiểu sử dụng chất bảo quản tổng hợp, đồng thời tận dụng hiệu quả phụ phẩm nông nghiệp, thúc đẩy phát triển bền vững ngành công nghiệp thực phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm, bao gồm các giai đoạn khởi đầu, phát triển và kết thúc của phản ứng oxy hóa tự do. Quá trình này tạo ra các hydroperoxide và các sản phẩm oxy hóa thứ cấp như aldehyde, ketone, làm giảm chất lượng sản phẩm. Các chất chống oxy hóa hoạt động bằng cách bẻ gãy chuỗi phản ứng tạo gốc tự do, ổn định các gốc phenoxyl và ngăn chặn sự phân hủy hydroperoxide.

Hai mô hình chính được áp dụng là:

• Phản ứng oxy hóa lipid theo cơ chế tự oxy hóa (radical chain reaction).
• Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa phenolic trong việc ức chế gốc tự do.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: hàm lượng phenolic tổng (Total Phenolic Content - TPC), hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH (Radical Scavenging Activity), FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power), chỉ số peroxide (Peroxide Value - PV), và giá trị TBARS (Thiobarbituric Acid Reactive Substances).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mẫu vỏ và hạt thanh long trắng thu thập từ Phan Thiết, cùng nguyên liệu cá ngừ mua tại siêu thị CO-OP mart, TP. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu sử dụng phương pháp trích ly bằng ethanol 70% với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:14, nhiệt độ 50°C trong 3 giờ để thu nhận dịch trích vỏ thanh long. Bột hạt thanh long được thu nhận qua quá trình xử lý enzyme pectinase, sấy và nghiền.

Cỡ mẫu gồm nhiều lô patties cá ngừ được bổ sung các hàm lượng khác nhau của dịch trích vỏ và bột hạt thanh long, so sánh với mẫu đối chứng và mẫu bổ sung BHT 200 ppm. Phân tích các chỉ tiêu hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa được thực hiện theo các tiêu chuẩn TCVN và phương pháp quốc tế như Folin-Ciocalteu, DPPH, FRAP, chỉ số peroxide và TBARS.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Microsoft Excel và Statgraphic Centurion XVIII với phân tích phương sai ANOVA, mức ý nghĩa 5% để đánh giá sự khác biệt giữa các mẫu. Mỗi thí nghiệm được lặp lại ba lần để đảm bảo độ tin cậy.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hàm lượng phenolic và hoạt tính kháng oxy hóa của nguyên liệu: Bột hạt thanh long có hàm lượng phenolic tổng đạt 825.6 mg GAE/kg nguyên liệu, cao gấp gần 3 lần so với dịch trích vỏ thanh long (470.25 mg GAE/kg). Hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP của bột hạt đạt 4301.02 μMTE/kg, vượt trội so với 1148.76 μMTE/kg của dịch trích vỏ.

2. Điều kiện trích ly tối ưu: Nồng độ ethanol 70%, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:14, nhiệt độ 50°C và thời gian 3 giờ cho kết quả hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất. Hoạt tính DPPH và FRAP đạt giá trị cực đại lần lượt là 2429.76 μMTE/kg và 869.63 μMTE/kg nguyên liệu.

3. Ảnh hưởng của bổ sung dịch trích và bột hạt vào patties cá ngừ: Các mẫu bổ sung dịch trích và bột hạt thanh long có chỉ số peroxide và TBARS thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng trong suốt 15 ngày bảo quản lạnh ở 10°C. Ví dụ, mẫu bổ sung bột hạt với hàm lượng 8800 ppm giảm chỉ số TBARS xuống còn khoảng 1.2 mg MA/kg so với 2.5 mg MA/kg của mẫu đối chứng sau 15 ngày.

4. Kéo dài thời gian bảo quản: Việc bổ sung dịch trích và bột hạt thanh long giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm patties cá ngừ từ 6 ngày lên đến 9 ngày trong điều kiện bảo quản lạnh, tương đương hoặc vượt trội so với việc sử dụng BHT 200 ppm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiệu quả kháng oxy hóa cao của bột hạt thanh long là do hàm lượng phenolic và các hợp chất chống oxy hóa tan trong dầu cao hơn so với dịch trích vỏ. Điều kiện trích ly được tối ưu giúp thu nhận tối đa các hợp chất phenolic có hoạt tính sinh học, đồng thời tránh phá hủy do nhiệt độ và thời gian quá dài.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với báo cáo về khả năng chống oxy hóa của các phụ phẩm trái cây nhiệt đới, đồng thời khẳng định tiềm năng ứng dụng trong bảo quản thực phẩm giàu lipid. Việc bổ sung nguyên liệu tự nhiên không chỉ cải thiện chất lượng mà còn giảm thiểu rủi ro sức khỏe liên quan đến chất bảo quản tổng hợp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự thay đổi chỉ số peroxide và TBARS theo thời gian bảo quản, so sánh giữa các mẫu bổ sung và đối chứng, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của các chất chống oxy hóa tự nhiên.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng bổ sung bột hạt và dịch trích vỏ thanh long trong sản xuất patties cá ngừ: Khuyến nghị sử dụng hàm lượng tương đương 4400-8800 ppm bột hạt và 7400-14800 ppm dịch trích vỏ để đạt hiệu quả kháng oxy hóa tối ưu, kéo dài thời gian bảo quản từ 6 đến 9 ngày. Thời gian thực hiện: ngay trong quy trình sản xuất hiện tại.

2. Phát triển quy trình trích ly và chế biến nguyên liệu phụ phẩm thanh long quy mô công nghiệp: Đầu tư thiết bị trích ly ethanol 70%, kiểm soát nhiệt độ 50°C và thời gian 3 giờ để thu nhận dịch trích chất lượng cao. Chủ thể thực hiện: doanh nghiệp chế biến thực phẩm và nông sản.

3. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng cho các sản phẩm thực phẩm giàu lipid khác: Áp dụng tương tự cho các sản phẩm thịt xay, cá viên, xúc xích nhằm giảm thiểu oxy hóa lipid và tăng giá trị dinh dưỡng. Thời gian nghiên cứu: 1-2 năm.

4. Tăng cường đào tạo và chuyển giao công nghệ cho các nhà sản xuất nhỏ và vừa: Hướng dẫn kỹ thuật bổ sung nguyên liệu tự nhiên, đảm bảo an toàn và hiệu quả bảo quản. Chủ thể thực hiện: các trường đại học, viện nghiên cứu và cơ quan quản lý ngành thực phẩm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp phân tích chi tiết về hoạt tính kháng oxy hóa của nguyên liệu tự nhiên, hỗ trợ phát triển đề tài liên quan.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chế biến từ cá và thịt: Áp dụng kết quả để cải tiến công nghệ bảo quản, nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường về sản phẩm an toàn, tự nhiên.

3. Cơ quan quản lý và kiểm định chất lượng thực phẩm: Tham khảo để xây dựng tiêu chuẩn, quy định về sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên trong thực phẩm, góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

4. Nhà sản xuất và chế biến nông sản phụ phẩm: Khai thác giá trị kinh tế từ phụ phẩm thanh long, phát triển sản phẩm mới có giá trị gia tăng cao, thúc đẩy phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn thanh long trắng làm nguyên liệu chống oxy hóa?
   Thanh long trắng có hàm lượng phenolic và các hợp chất chống oxy hóa cao, đặc biệt ở phần vỏ và hạt, là phụ phẩm dễ thu thập và tận dụng, giúp giảm lãng phí và tăng giá trị kinh tế.

2. Phương pháp trích ly dịch trích vỏ thanh long được tối ưu như thế nào?
   Sử dụng ethanol 70% làm dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:14, nhiệt độ 50°C trong 3 giờ giúp thu nhận tối đa hoạt tính kháng oxy hóa mà không làm phân hủy các hợp chất phenolic.

3. Hiệu quả của bột hạt thanh long so với dịch trích vỏ trong việc chống oxy hóa?
   Bột hạt có hàm lượng phenolic và hoạt tính kháng oxy hóa cao hơn gần 3 lần so với dịch trích vỏ, do chứa nhiều hợp chất tan trong dầu như tocopherol, giúp bảo vệ lipid hiệu quả hơn.

4. Bổ sung nguyên liệu tự nhiên ảnh hưởng thế nào đến chất lượng sản phẩm patties cá?
   Ngoài việc hạn chế oxy hóa lipid, các nguyên liệu này còn giúp duy trì hàm lượng phenolic tổng và hoạt tính kháng oxy hóa trong sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản mà không ảnh hưởng tiêu cực đến cảm quan.

5. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu cho các sản phẩm thực phẩm khác không?
   Có, nguyên liệu và phương pháp có thể được điều chỉnh để ứng dụng trong các sản phẩm thịt xay, cá viên, xúc xích hoặc các thực phẩm giàu lipid khác nhằm nâng cao chất lượng và an toàn thực phẩm.

Kết luận

• Đã xác định được điều kiện trích ly tối ưu dịch trích vỏ thanh long trắng với ethanol 70%, tỷ lệ 1:14, nhiệt độ 50°C, thời gian 3 giờ, cho hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất.
• Bột hạt thanh long có hàm lượng phenolic và hoạt tính kháng oxy hóa vượt trội so với dịch trích vỏ, là nguyên liệu tiềm năng trong bảo quản thực phẩm.
• Việc bổ sung dịch trích vỏ và bột hạt thanh long vào patties cá ngừ giúp giảm chỉ số peroxide và TBARS, kéo dài thời gian bảo quản từ 6 lên 9 ngày ở điều kiện lạnh 10°C.
• Nghiên cứu góp phần phát triển giải pháp bảo quản thực phẩm tự nhiên, an toàn, đồng thời tận dụng hiệu quả phụ phẩm nông nghiệp.
• Đề xuất triển khai ứng dụng trong sản xuất thực phẩm và nghiên cứu mở rộng cho các sản phẩm giàu lipid khác trong vòng 1-2 năm tới.

Để tiếp tục phát triển, các nhà sản xuất và nghiên cứu nên phối hợp để hoàn thiện quy trình công nghiệp, đồng thời đánh giá tác động cảm quan và kinh tế khi ứng dụng rộng rãi. Hãy bắt đầu áp dụng các giải pháp chống oxy hóa tự nhiên để nâng cao chất lượng sản phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng ngay hôm nay!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Các loại trái cây, rau quả từ xưa đến nay đã là nguồn thực phẩm mang lại nhiều giá trị về mặt dinh dưỡng. Cùng với sự phát triển của xã hội, chất lượng cuộc sống của con người càng được nâng cao thì mối quan tâm về sức khỏe càng ngày càng được chú trọng hơn. Vì vậy nhu cầu về việc gia tăng sản lượng đang được chú trọng hàng đầu, tuy nhiên việc gia tăng sản lượng trồng trọt sẽ kéo đến việc phụ phẩm của quá trình thu hoạch, sản xuất càng tăng lên. Thanh long được đánh giá là loại trái có tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp sản xuất rau quả bởi điều kiện trồng tương đối dễ chịu, có thể chịu được điều kiện khí hậu khô hạn.

Loại trái này có hình dạng bắt mắt và màu sắc đặc trưng tạo cảm giác sảng khoái và dễ chịu khi ăn. Không những vậy thanh long còn chứa các thành phần dinh dưỡng quan trọng như carotene, calcium, xơ, vitamin B, vitamin C. cũng như các hợp chất có hoạt tính sinh học có lợi cho sức khoẻ như phenolic, betacyanin. tập trung ở cả phần thịt, vỏ, hạt, đài hoa, rễ.

Việc tận dụng phụ phẩm từ trái thanh long – hạt và vỏ đang dần được quan tâm bởi những giá trị tiềm năng của chúng về mặt giá trị dinh dưỡng, cảm quan, đặc tính công nghệ, hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao. Hạt thanh long được đánh giá chứa hàm lượng lipid chủ yếu của ruột trái đặc biệt là hàm lượng acid béo không bão hoà thiết yếu và vitamin E. Vỏ thanh long được quan tâm về hàm lượng pectin và sắc tố betacyanin chứa trong mô bào [1]. Cá và các sản phẩm chế biến từ cá là một trong những loại thực phẩm phổ biến và thường được lựa chọn làm món ăn chính trong những bữa ăn hằng ngày.

Tuy nhiên trong quá trình chế biến cũng như bảo quản, các sản phẩm đều có khả năng bị hư hỏng do sự phát triển của vi sinh vật và sự tự oxy hóa của bản thân nguyên liệu đặc biệt là sự tự oxy hóa chất béo. Sự biến đổi này làm cho độ an toàn cũng như giá trị của sản phẩm giảm. Vì vậy các sản phẩm này thường được bổ sung các chất chống oxy hóa tổng hợp như BHA, BHT, TBHQ,…Mặc dù những chất chống oxy hóa tổng hợp này thường mang lại hiệu quả chống oxy hóa tốt, tuy nhiên đằng sau chúng cũng thường có những mối nguy hiểm về an toàn sức khỏe cho người sử dụng. 1 Như đã đề cập ở trên, hạt thanh long và vỏ thanh long là những nguồn nguyên liệu tiềm năng về khả năng chống oxy hóa cũng như hiện đang là nguồn phụ phẩm cần được xử lý.

Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Ứng dụng bổ sung bột hạt thanh long sấy và dịch trích từ vỏ quả thanh long trắng vào sản phẩm thịt xay để hạn chế quá trình oxy hóa lipid”. Mục đích của nghiên cứu là đánh giá khả năng kháng oxy hóa của dịch trích vỏ và bột hạt thanh long thông qua các giá trị thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa và một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm patties cá trong quá trình bảo quản lạnh. 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về quá trình oxy hóa chất béo 2.1 Quá trình oxy hóa chất béo trong thực phẩm Khi chất béo bị oxy hóa sẽ hình thành những hydroperoxide, chất dễ bị tiếp tục oxy hóa hoặc bị phân hủy hình thành những sản phẩm oxy hóa thứ cấp như những aldehyde, ketone, acid và alcohol [2]. Trong nhiều trường hợp, những hợp chất này gây ra những ảnh hưởng xấu đến mùi vị, hương, giá trị dinh dưỡng và chất lượng nói chung [3].

Dựa vào cơ chế phản ứng, người ta chia quá trình oxi hóa chất béo thành: oxy hóa hóa học (oxy hóa không có enzyme tham gia) và oxy hóa sinh học (oxy hóa có enzyme tham gia). Quá trình tự oxy hóa chất béo sẽ xảy ra ở nối đôi của các axit béo không no. Yếu tố ảnh hưởng đến sự tự oxy hoá axit béo không no là nhiệt độ, oxy không khí, ion kim loại đa hoá trị. Khi chất nền lipid (RH) tiếp xúc với nhiệt độ, ánh sáng hoặc ion kim loại, nguyên tử hydro của liên kết đôi của chúng bị tách ra và gốc alkyl tự do (R) được hình thành và năng lượng hoạt hoá cần thiết để phản ứng này xảy ra phụ thuộc vào số lượng và vị trí các nối đôi có trong axit béo.

Các gốc tự do này phản ứng với oxy và gốc peroxyl (ROO) được hình thành bằng cách khử nguyên tử hydro khỏi các axit béo không bão hòa khác. Nó dẫn đến sự hình thành các sản phẩm oxy hóa sơ cấp được gọi là hydroperoxide (ROOH). Độ dài của giai đoạn phát triển tỷ lệ thuận với mức độ không bão hòa lipid. Các sản phẩm oxy hóa chính này không ổn định và tiếp tục bị phân hủy thành các hợp chất cacbonyl như aldehyde, cetone và rượu.

Ở giai đoạn cuối, các gốc peroxyl được tích tụ và ở mức độ tương đối cao các gốc peroxyl tương tác với nhau tạo thành các sản phẩm bền. 3 • Giai đoạn khởi đầu: phát sinh gốc tự do RH  R + H (1) RH + O2  R + HOO (2R + H2O2) (2) • Giai đoạn phát triển: phản ứng dây chuyền tạo peroxide , hydroperoxide, acoxyl R + O2 ROO (3) ROO + RH  RCOOH + R (4) ROOH + RH  RO + R + H2O (5) 2ROOH ROO + R + H2O (6) • Phản ứng tiếp tạo rượu, cetone, aldehyde RO + RH ROH + R (7) R1HCOR2 R1HC=O + R2 (8) R1HCOR2 + RO R1C(O)R2 + ROH (9) • Giai đoạn kết thúc: polymer hóa R + R  R–R (10) R + ROO  RCOOR (11) R + RO  ROR (12) ROO + ROO  ROOR + O2 (13) 2.2 Các chất chống oxy hóa Sử dụng các chất chống oxy hoá bằng cơ chế bẻ gãy mạch (AH) thông qua sơ đồ phản ứng sau: RH  R (1) R + O2  ROO (2) ROO + RH  ROOH + R (3) ROO + AH  ROOH + A (4) 4 R + AH  RH +A (5) A + ROO  ROOA (6) A + A  A-A (7) Chất chống oxy hóa phá vỡ chuỗi tạo ra gốc A tương đối ổn định để phản ứng chậm với cơ chất lipid RH bằng phản ứng (3) và phản ứng trực tiếp ngay với gốc peroxyl ROO bằng phản ứng (4). Tuy nhiên, phản ứng (5) trở nên đáng kể ở áp suất oxy thấp và nhiệt độ cao. Gốc chống oxy hóa A sẽ phản ứng lại với các gốc peroxyl để tạo thành peroxide ROOA ổn định bằng phản ứng (6) hoặc dimer hóa với một gốc chống oxy hóa khác để tạo ra A-A bằng phản ứng (7).

Để phá vỡ chuỗi gốc tự do một cách hiệu quả, cấu trúc của chất chống oxy hóa hoạt động được thiết kế để tạo ra các gốc phenoxyl trong đó điện tử chưa ghép đôi được phân chia xung quanh cấu trúc thơm và được ổn định bằng năng lượng cộng hưởng cao. Do đó, các gốc chống oxy hóa được ổn định bằng cách phân chia điện tử trong cấu trúc phenoxyl của chúng. Hiệu quả chống oxy hóa liên quan trực tiếp đến sự ổn định cộng hưởng của các gốc phenoxyl. Ngoài ra chất chống oxy hoá còn giúp hạn chế đáng kể sự phân huỷ hydroperoxide thành các sản phẩm thứ cấp khác.

Chất chống oxy hoá tự nhiên như Acid ascorbic ( Vitamin C), Tocopherol (Vitamin E), Carctenoids, Flavanone và flavonol, Vanilin. Vitamin C có hoạt chất chống oxi hóa khi nó làm giảm oxi hóa chất như hydrogenperoxide. Ngoài ra, nó cũng sẽ làm giảm các ion kim loại tạo ra các gốc tự do thông qua các phản ứng Fenton. 2Fe3+ + ascorbate  2Fe2+ + Dehidroascorbate 2Fe2 + + 2H2O2 2Fe3+ + 2OH + 2OH- 5 Vitamin E là vitamin tan trong chất béo có tính chất chống oxi hóa.

Trong đó, hình thức α – tocopherol là các chất chống oxi hóa quan trọng nhất hòa tan trong chất béo, nó có khả năng bảo vệ màng tế bào khỏi quá trình oxi hóa bằng các phản ứng với các gốc lipid được sản sinh trong phản ứng dây truyền. Từ đó loại bỏ các gốc tự do trung gian và ngăn ngừa các phản ứng lan truyền liên tục diễn ra. Carctenoids: cũng thể hiện hoạt tính chống oxy hóa. Trong đó, caroten thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất.

Flavanone và flavonol là các chất có hoạt tính chống oxy hóa cao có thể tìm thấy trong thực vật như trong lá trà xanh, dược thảo, gỗ. Vanilin: ngoài có vai trò tạo mùi, nó cũng đóng vai trò là chất chống oxi hóa tốt. Ngoài ra, các phản ứng tạo thành trong phản ứng Maillard cũng là các chất chống oxi hóa hình thành trong thực phẩm. Chất chống oxy hoá tổng hợp phù hợp cho hệ nhũ tương dầu/ nước như BHA, BHT, Tocopherol tổng hợp.

Chất chống oxy hoá phân cực như TBHQ hay propyl gallate có hoạt tính mạnh trong sản phẩm dầu mỡ bởi vì nó có khả năng tập trung trên bề mặt chất béo và tiếp xúc với không khí.2 Tổng quan về thanh long Thanh long có tên khoa học là Hylocereus spp., thuộc họ Xương rồng (Cactaceae), là loại thực vật bản địa có nguồn gốc ở các vùng sa mạc thuộc Mexico và Colombia. Thanh long có tên gọi là Pitahaya (Pitaya) hay Dragon Fruit (Strawberry Pear) (tiếng Anh), Pitayaroja (tiếng Tây Ban Nha) và La pitahaya rouge (tiếng Pháp) [1]. Thanh long là cây có nguồn gốc nhiệt đới, chịu hạn tốt nên thường được trồng ở những vùng có khí khắc nhiệt. Đây là loại cây màu cho trái, sản lượng trái trung bình thu hoạch được khoảng 20 – 30 tấn/ha chính vụ và 20 tấn/ha trái vụ [4].

Hiện nay Việt Nam là nước có diện tích và sản lượng thanh long lớn nhất châu Á và cũng là nước xuất khẩu thanh long hàng đầu thế giới. Sản phẩm thanh long lưu thông trên thị trường chủ yếu ở dạng trái tươi, trong đó thị trường nội địa chiếm khoảng 15 – 6 20% sản lượng, 80 – 85% sản lượng còn lại được xuất khẩu. Thanh long hiện đang được trồng ở nhiều tỉnh thành trên cả nước, song phát triển mạnh thành các vùng chuyên canh quy mô lớn tập trung ở các tỉnh Bình Thuận (29000 ha), Long An (11000 ha) và Tiền Giang (8000 ha) chiếm 93.6% diện tích và 95.5% sản lượng cả nước.1 Hạt thanh long Là những hạt có kích thước nhỏ hình oval, chiếm phần lớn số lượng trong thịt. Trong công nghệ sản xuất các sản phẩm từ thanh long, đa phần hạt sẽ được loại bỏ nhằm mục đích tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.