Đặt vấn đề Trong nhiều thế kỷ qua, loài người đã dựa chủ yếu vào thực vật như là nguồn cung cấp carbohydrate, protein và chất béo làm thực phẩm. Hơn nữa, thực vật cũng là nguồn cung cấp phong phú các hợp chất tự nhiên dùng làm dược phẩm, hóa chất nông nghiệp, hương liệu, chất màu, thuốc trừ sâu sinh học hoặc các chất phụ gia thực phẩm có giá trị (Chen et al., 2004; Yahia et al. Những nghiên cứu về các hợp chất thứ cấp có nguồn gốc thực vật đã phát triển từ cuối những năm 50 thế kỷ XX và đến nay có khoảng hơn 80.000 hợp chất thứ cấp khác nhau ở thực vật đã đuợc công bố (Janick et al. Hiện nay, các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu nhiều nguồn thực phẩm chế biến từ thực vật và thực vật cũng là nguồn dược liệu quý trong dân gian.
Từ thực tiễn cuộc sống, con người đã biết lựa những loại thực vật vừa có tác dụng dinh dưỡng vừa có tác dụng điều trị các bệnh tật, thực vật chính là nguồn cung cấp các chất chống oxy hóa tuyệt vời (Huda et al. Cuộc sống ngày càng hiện đại, nhu cầu thực phẩm của con người ngày càng được nâng cao. Việc lựa chọn thực phẩm không đơn thuần là đáp ứng cho việc ăn no, ăn ngon mà còn cần phải tốt cho sức khỏe hay có tác dụng làm đẹp. Gần đây các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu các loại thực phẩm có chứa chất chống oxy hóa, một hợp chất tốt cho sức khỏe, có thể ngăn ngừa các bệnh tim mạch, chống lão hóa, mang lại hiệu quả đáng kể phải kể đến là các hợp chất phenolic – đó là những chất chống oxy hóa tự nhiên, tìm thấy phổ biến trong các loại thực vật, có nhiều chức năng sinh học quý bởi khả năng làm chậm quá trình oxy hóa chất béo và do đó góp phần cải thiện chất lượng và dinh dưỡng của thực phẩm (Jin and Rusell, 2010).
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy trong thực vật chứa nhiều chất chống oxy hóa như phenolic, flavonoid, tannin, vitamine, quinine, coumarin, lignan, và ligin (Amarowicz et al. Vì vậy, thực vật chính là một nguồn nguyên liệu quý để cung cấp và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học vào trong cuộc sống. Polyphenol là những hợp chất thơm chứa nhóm hydroxyl liên kết trực tiếp với nhân benzene (Lê Ngọc Tú và cs, 2004). Polyphenol có nhiều trong thực vật như rau, quả, hoa và một số bộ phận khác của thực vật.
Polyphenol đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống thực vật như tạo màu sắc đặc trưng, bảo vệ thực vật khỏi những tác nhân xâm hại của côn trùng, sự oxy hóa và tác dụng của tia cực tím. Trong lĩnh vực y học, polyphenol là một trong những hợp chất tự nhiên có nhiều tác dụng như kháng oxy hóa mạnh, kháng viêm, kháng khuẩn, chống dị ứng, chống lão hóa và một số bệnh tật liên quan đến ung thư (Jin and Rusell, 2010). Gần đây gốc tự do và chất chống oxy hóa là mối quan tâm đặc biệt của các 1 luan an nhà khoa học nói riêng và xã hội nói chung, các gốc tự do luôn tồn tại trong cơ thể và quá trình sản sinh các gốc tự do diễn ra liên tục trong tất cả tế bào như là một phần của chức năng tế bào bình thường. Mặc dù trong cơ thể luôn có cơ chế tự bảo vệ khỏi các quá trình oxy hóa nhưng không đủ để chống chọi trong một số trường hợp nghiêm trọng (Fasakin et al.
Nghiên cứu Agudo et al. (2007) đã chỉ ra rằng một số hợp chất trong thực vật có hoạt tính chống oxy hóa vì vậy một chế độ ăn uống giàu thức ăn có nguồn gốc thực vật sẽ giúp giảm nguy cơ của một số bệnh thoái hóa. Do đó chất chống oxy tự nhiên có nguồn gốc thực vật với hoạt tính chống oxy hóa cao ngày càng được quan tâm và một trong những loại trái cây chứa nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học được quan tâm phải kể đến trái lê-ki-ma. Trái lê-ki-ma (Pouteria campecchiana) là loại cây ăn trái trồng nhiều ở Peru, Ecuador, Chile và Mexico và là một phần quan trọng chế độ ăn uống trước đây của người Tây Ban Nha (Janick et al., 2008; Duarte et al.
Ở Việt Nam, mùa thu hoạch bắt đầu từ tháng 7 đến tháng 11 (Đỗ Tất Lợi, 2012). Thịt trái lê-ki-ma có màu vàng cam, hương thơm đặc trưng và vị ngọt tự nhiên. Trái lê-ki-ma thường được ăn tươi hoặc sử dụng dưới dạng bột đông lạnh hay trong các sản phẩm kem, kẹo, mứt (Apostolidis et al., 2009; Yahia et al. Thành phần cấu tạo trái lê-ki-ma gồm vỏ (717%), thịt trái (6482%), lớp màng (23%), hạt (815%) (Riky and Gastón, 2006).
Thịt trái lê-ki-ma có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, đặc biệt là những thành phần chống oxy hóa cần thiết cho hoạt động của cơ thể nên trái lê-ki-ma giúp tăng tỷ lệ hồng cầu trong máu, kích thích hoạt động của hệ thần kinh, chống trầm cảm, giảm cholesterol và triglyceride trong máu, ngăn ngừa các bệnh tim mạch và béo phì, hạn chế các cơn nhồi máu cơ tim, tăng hiệu quả của hệ miễn nhiễm và tăng cường năng lượng rất tốt (Chen et al. Hiện nay, trái lê-ki-ma chỉ mới được sử dụng nhiều cho nhu cầu ăn tươi, chưa đa dạng hóa các loại sản phẩm, thị trường chưa ổn định và chưa được nghiên cứu sâu. Do đó, với nguồn nguyên liệu phong phú việc dùng trái lê-ki-ma để sản xuất thực phẩm trong tương lai sẽ là một ưu thế nước ta. Những thông tin liên quan đến thành phần hóa học cũng như các hoạt chất có tính sinh học cao trong trái lê-ki-ma sẽ làm cơ sở cho việc tạo ra loại thực phẩm cao cấp là rất cần thiết và phù hợp với xu thế sử dụng phổ biến các hợp chất tự nhiên bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm.
Tuy nhiên, những hiểu biết về hoạt tính sinh học trái lê-ki-ma chưa được công bố một cách đầy đủ, đặc biệt là hoạt tính chống oxy hóa. Tại Việt Nam, việc khảo sát các hợp chất có giá trị sinh học và hoạt chất kháng oxy hóa trong trái lê-ki-ma chưa có nhiều nghiên cứu. Chính vì lý do trên, nghiên cứu này tập trung khảo sát sự thay đổi thành phần 2 luan an hóa học và các hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái lê-ki-ma sau thu hoạch trong quá trình tồn trữ cũng như đánh giá ảnh hưởng quá trình trích ly, thủy phân, cô quay chân không và sấy phun đến các hợp chất có giá trị sinh học và hoạt tính chống oxy hóa trong trái lê-ki-ma là điều cần thiết. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp dữ liệu khoa học có giá trị về dinh dưỡng và chức năng của trái lê-ki-ma đang trồng phổ biến ở Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL).2 Mục tiêu nghiên cứu Xác định độ chín sau thu hoạch thích hợp của trái lê-ki-ma chứa các hợp chất có giá trị sinh học cao và duy trì được các tính chất chức năng.
Trên cơ sở đó, lựa chọn và tối ưu hóa các điều kiện xử lý, chế biến sâu các sản phẩm từ trái lê-ki-ma để có thể ứng dụng trong sản phẩm thực phẩm có tính chất như một thực phẩm chức năng thông qua thử nghiệm in-vivo trên chuột về khả năng chống oxy hóa trong bảo vệ gan. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án là trái lê-ki-ma (Pouteria campecchiana) được trồng tại xã Mỹ Khánh, Huyện Phong Điền, TP.Cần Thơ, tạo ra sản phẩm chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa cao. Phạm vi nghiên cứu luận án là xác định độ chín sau thu hoạch của trái lê-ki-ma phù hợp có khả năng chống oxy hóa và các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình trích ly, thủy phân, cô quay chân không và sấy phun, tạo ra sản phẩm dịch trích ly, dịch cô quay chân không và bột sấy phun có hàm lượng các hợp chất chống oxy hóa cao.
Đồng thời chứng minh hiệu quả các sản phẩm chế biến sâu từ trái lê-ki- ma trong thử nghiệm tổn thương do viêm gan mạn trên chuột.4 Nội dung nghiên cứu Dựa trên mục tiêu, nghiên cứu tiến hành thực hiện các nội dung sau: i/ Xác định độ chín sau thu hoạch của trái lê-ki-ma theo thời gian tồn trữ ở nhiệt độ phòng nhằm lựa chọn độ chín thích hợp, chứa thành phần hóa học và các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. ii/ Khảo sát các thông số tối ưu quá trình trích ly thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa trong trái lê-ki-ma, gồm nồng độ ethanol; tỷ lệ dung môi/nguyên liệu; nhiệt độ và thời gian trích ly. iii/ Khảo sát các thông số tối ưu quá trình thủy phân pectin thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa trong trái lê-ki-ma, gồm tỷ lệ enzyme pectinase; nhiệt độ và thời gian thủy phân. 3 luan an iv/ Khảo sát ảnh hưởng quá trình cô quay chân không thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa trong trái lê-ki-ma, gồm nhiệt độ và thời gian cô quay chân không.
v/ Khảo sát các thông số tối ưu quá trình sấy phun thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa trong trái lê-ki-ma, gồm tỷ lệ maltodextrin; nhiệt độ không khí đầu vào và tốc độ dòng nhập liệu khi sấy phun. vi/ Thử nghiệm in-vivo khả năng bảo vệ gan dịch lê-ki-ma trích ly, dịch lê-ki-ma cô quay chân không và bột lê-ki-ma sấy phun dưới tác động gây tổn thương viêm gan mạn trên chuột bằng CCl4.5 Ý nghĩa của luận án Kết quả nghiên cứu công bố từ luận án là công trình nghiên cứu mới, cung cấp những dữ liệu khoa học quan trọng về khả năng chống oxy hóa trái lê-ki-ma cũng như các điều kiện xử lý (trích ly, thủy phân, cô quay chân không, sấy phun) thích hợp nhất để tạo ra sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao. Đồng thời kết quả từ luận án cũng cho thấy tính khả thi trong việc sử dụng trái lê-ki-ma để chế biến các sản phẩm thực phẩm nhằm nâng cao giá trị chức năng cho sản phẩm thông qua các khảo sát in-vivo trên cơ thể chuột. Kết quả luận án góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho người trồng trọt và thu hoạch trái lê-ki-ma, từ đó tạo động lực thúc đẩy việc quy hoạch trồng, khai thác và ứng dụng có hiệu quả loại trái cây này tại địa phương.