Tổng quan nghiên cứu

Quá trình oxy hóa chất béo là một trong những nguyên nhân chính làm giảm chất lượng và thời gian bảo quản của các sản phẩm thực phẩm giàu lipid, đặc biệt là thịt bò xay. Theo ước tính, khoảng 20-30% hàm lượng lipid trong thịt bò xay ảnh hưởng trực tiếp đến cảm quan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên nhằm hạn chế quá trình oxy hóa lipid đang được quan tâm rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm. Luận văn này tập trung nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa của ba loại dầu thực vật gồm dầu ô liu (Olea europaea), dầu hạt nho (Vitis vinifera seed) và dầu gấc (Momordica cochinchinensis) trong việc hạn chế oxy hóa chất béo trong thịt bò xay bảo quản lạnh tại 4°C trong vòng 15 ngày.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể là: (1) xác định thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của ba loại dầu trên; (2) khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung các loại dầu này đến quá trình oxy hóa lipid trong thịt bò xay; (3) so sánh hiệu quả chống oxy hóa của các loại dầu với chất chống oxy hóa tổng hợp BHT. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi bảo quản thịt bò xay tại điều kiện lạnh 4°C trong 15 ngày, nhằm đánh giá khả năng ứng dụng thực tiễn của các loại dầu thực vật trong bảo quản thực phẩm.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm thịt bò xay có thời gian bảo quản lâu hơn, giảm thiểu sự suy giảm chất lượng do oxy hóa lipid, đồng thời góp phần thúc đẩy việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên thay thế cho các chất tổng hợp có thể gây tác dụng phụ. Các chỉ số đánh giá như hàm lượng phenolic tổng, hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH và FRAP, giá trị acid, peroxide, TBARS và biến đổi màu sắc được sử dụng làm metrics chính để đo lường hiệu quả bảo quản.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: (1) Quá trình oxy hóa chất béo trong thực phẩm, bao gồm oxy hóa hóa học và oxy hóa sinh học, với các giai đoạn khởi đầu, lan truyền và kết thúc tạo thành các sản phẩm oxy hóa như hydroperoxide, aldehyde, ketone, acid và các hợp chất gây mùi ôi thiu; (2) Hoạt tính kháng oxy hóa của các hợp chất phenolic, carotenoid và các chất chống oxy hóa tự nhiên khác trong dầu thực vật, có khả năng ức chế hoặc làm chậm quá trình oxy hóa lipid thông qua cơ chế bắt gốc tự do, chelat hóa kim loại và tái tạo chất chống oxy hóa.

Ba khái niệm chính được sử dụng gồm:

  • Chất chống oxy hóa tự nhiên: các hợp chất phenolic, flavonoid, carotenoid có trong dầu ô liu, dầu hạt nho và dầu gấc.
  • Chỉ số oxy hóa lipid: acid value (AV), peroxide value (PoV), TBARS (thiobarbituric acid reactive substances), conjugated dienes (CD) dùng để đánh giá mức độ oxy hóa lipid trong mẫu thịt.
  • Hoạt tính kháng oxy hóa: được đo bằng các phương pháp DPPH (radical scavenging activity) và FRAP (ferric reducing antioxidant power).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mẫu thịt bò xay được chuẩn bị theo công thức tiêu chuẩn, bổ sung các loại dầu ô liu, dầu hạt nho và dầu gấc với nồng độ 900 ppm, cùng mẫu đối chứng không bổ sung dầu và mẫu bổ sung BHT. Mẫu được bảo quản lạnh ở 4°C trong 15 ngày, lấy mẫu phân tích định kỳ.

Cỡ mẫu gồm 5 nhóm mẫu, mỗi nhóm 3 lần lặp lại, tổng cộng 15 mẫu. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên nhằm đảm bảo tính đại diện. Các chỉ số hóa học được xác định theo tiêu chuẩn AOAC và TCVN, bao gồm:

  • Hàm lượng phenolic tổng theo phương pháp Folin-Ciocalteu.
  • Hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP.
  • Giá trị acid, peroxide, TBARS và conjugated dienes để đánh giá quá trình oxy hóa lipid.
  • Đo biến đổi màu sắc (L*, a*, b*) bằng máy đo màu sắc.

Phân tích dữ liệu sử dụng phương pháp thống kê ANOVA để so sánh sự khác biệt giữa các nhóm, với mức ý nghĩa p<0.05. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 2/2020 đến tháng 12/2020, bao gồm giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu, thực hiện thí nghiệm, phân tích dữ liệu và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của dầu:

    • Dầu ô liu có hàm lượng phenolic tổng cao nhất, khoảng 150-700 mg/L, hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP vượt trội so với dầu hạt nho và dầu gấc.
    • Dầu hạt nho chứa nhiều axit béo không bão hòa (86%), phenolic và oligomer procyanidolic, hoạt tính kháng oxy hóa trung bình.
    • Dầu gấc giàu carotenoid (5770 µg/100g), vitamin E (3300 µg/100g) nhưng hoạt tính kháng oxy hóa thấp hơn hai loại dầu trên.

  2. Ảnh hưởng của dầu bổ sung đến quá trình oxy hóa lipid trong thịt bò xay bảo quản lạnh:

    • Mẫu thịt bổ sung dầu ô liu có chỉ số phenolic tăng rõ rệt, hoạt tính kháng oxy hóa DPPH và FRAP tăng khoảng 30-40% so với mẫu đối chứng.
    • Giá trị acid, peroxide và TBARS trong mẫu thịt bổ sung dầu ô liu thấp hơn 25-35% so với mẫu không bổ sung sau 15 ngày bảo quản.
    • Dầu hạt nho và dầu gấc cũng làm giảm các chỉ số oxy hóa nhưng hiệu quả thấp hơn dầu ô liu, giảm khoảng 15-20%.
    • Mẫu bổ sung BHT có hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất, tuy nhiên dầu ô liu ở nồng độ 900 ppm cho hiệu quả gần tương đương.

  3. Biến đổi màu sắc:

    • Mẫu thịt bổ sung dầu ô liu duy trì độ sáng (L*) và màu đỏ (a*) ổn định hơn, giảm sự biến đổi màu sắc so với mẫu đối chứng.
    • Dầu gấc làm tăng sắc vàng (b*) do hàm lượng carotenoid cao, có thể ảnh hưởng đến cảm quan sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân dầu ô liu có hiệu quả kháng oxy hóa cao nhất là do hàm lượng phenolic và các hợp chất flavonoid, lignans, secoiridoids phong phú, có khả năng bắt gốc tự do và ức chế chuỗi phản ứng oxy hóa lipid. Dầu hạt nho với thành phần axit béo không bão hòa cao và phenolic cũng góp phần hạn chế oxy hóa nhưng kém hơn do hàm lượng phenolic thấp hơn. Dầu gấc mặc dù giàu carotenoid và vitamin E nhưng hoạt tính kháng oxy hóa thấp hơn do cơ chế chống oxy hóa khác biệt và có thể bị phân hủy trong điều kiện bảo quản.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với báo cáo của các nhà khoa học về khả năng chống oxy hóa của dầu ô liu và dầu hạt nho trong thực phẩm giàu lipid. Việc bổ sung dầu ô liu không chỉ làm giảm quá trình oxy hóa mà còn duy trì màu sắc và chất lượng cảm quan của thịt bò xay, góp phần kéo dài thời gian bảo quản. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh chỉ số TBARS, peroxide và hoạt tính DPPH giữa các nhóm mẫu theo thời gian bảo quản.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng bổ sung dầu ô liu Extra Virgin với nồng độ 900 ppm trong sản xuất thịt bò xay nhằm giảm quá trình oxy hóa lipid, kéo dài thời gian bảo quản lạnh lên đến 15 ngày. Thời gian thực hiện: ngay trong quy trình sản xuất hiện tại. Chủ thể thực hiện: các nhà sản xuất thực phẩm chế biến.

  2. Khuyến khích nghiên cứu và phát triển các sản phẩm thịt xay kết hợp dầu hạt nho và dầu gấc để tận dụng các đặc tính dinh dưỡng và chống oxy hóa bổ sung, phù hợp với các dòng sản phẩm đặc thù. Thời gian: 6-12 tháng. Chủ thể: viện nghiên cứu và doanh nghiệp.

  3. Thay thế dần các chất chống oxy hóa tổng hợp như BHT bằng các loại dầu thực vật tự nhiên nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm và đáp ứng xu hướng tiêu dùng xanh, sạch. Thời gian: 1-2 năm. Chủ thể: cơ quan quản lý và doanh nghiệp.

  4. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho cán bộ kỹ thuật và công nhân trong ngành chế biến thực phẩm về lợi ích và cách sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên để đảm bảo hiệu quả ứng dụng thực tế. Thời gian: liên tục. Chủ thể: các tổ chức đào tạo và doanh nghiệp.

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 về hoạt tính kháng oxy hóa của các loại dầu thực vật trong bảo quản thịt, làm cơ sở cho các đề tài tiếp theo.

  2. Doanh nghiệp sản xuất và chế biến thịt: Áp dụng kết quả để cải tiến công nghệ bảo quản, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu hao hụt do oxy hóa lipid.

  3. Cơ quan quản lý an toàn thực phẩm: Tham khảo để xây dựng các tiêu chuẩn, quy định về sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên trong thực phẩm chế biến.

  4. Người tiêu dùng và các tổ chức bảo vệ sức khỏe: Hiểu rõ lợi ích của việc sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên, góp phần lựa chọn sản phẩm an toàn, lành mạnh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần sử dụng chất chống oxy hóa trong thịt bò xay?
    Quá trình oxy hóa lipid làm giảm chất lượng, gây mùi ôi, biến đổi màu sắc và giảm giá trị dinh dưỡng. Chất chống oxy hóa giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình này, kéo dài thời gian bảo quản.

  2. Dầu ô liu có ưu điểm gì so với các loại dầu khác?
    Dầu ô liu chứa hàm lượng phenolic cao, có khả năng bắt gốc tự do mạnh, giúp bảo vệ lipid trong thịt hiệu quả hơn dầu hạt nho và dầu gấc.

  3. Có thể thay thế hoàn toàn BHT bằng dầu thực vật không?
    Dầu ô liu ở nồng độ 900 ppm cho hiệu quả gần tương đương BHT trong điều kiện bảo quản lạnh, tuy nhiên cần nghiên cứu thêm về tính ổn định và ảnh hưởng cảm quan lâu dài.

  4. Ảnh hưởng của dầu gấc đến màu sắc thịt bò xay như thế nào?
    Dầu gấc giàu carotenoid làm tăng sắc vàng (b*) trong thịt, có thể ảnh hưởng đến cảm quan sản phẩm, cần cân nhắc khi sử dụng.

  5. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa?
    Phương pháp DPPH và FRAP được sử dụng phổ biến để đo khả năng bắt gốc tự do và khả năng khử sắt của các mẫu dầu và thịt bổ sung dầu.

Kết luận

  • Dầu ô liu Extra Virgin có hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất trong ba loại dầu được nghiên cứu, hiệu quả trong việc hạn chế oxy hóa lipid trong thịt bò xay bảo quản lạnh.
  • Việc bổ sung dầu ô liu với nồng độ 900 ppm giúp giảm đáng kể các chỉ số oxy hóa như acid value, peroxide value và TBARS sau 15 ngày bảo quản.
  • Dầu hạt nho và dầu gấc cũng có tác dụng chống oxy hóa nhưng kém hơn dầu ô liu, dầu gấc làm tăng sắc vàng của sản phẩm.
  • Kết quả nghiên cứu góp phần thúc đẩy ứng dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên trong bảo quản thực phẩm, thay thế các chất tổng hợp có thể gây hại.
  • Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu về ảnh hưởng cảm quan, tính ổn định lâu dài và ứng dụng trong quy mô công nghiệp.

Hành động khuyến nghị: Các doanh nghiệp chế biến thịt nên thử nghiệm bổ sung dầu ô liu trong quy trình sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu tiêu dùng an toàn, tự nhiên.