MỞ ĐẦU Nuôi trồng thủy sản là ngành công nghiệp hiện nay vẫn đang phát triển ở nước Việt Nam và tôm thẻ chân trắng là một trong các loại thủy sản giàu chất dinh dưỡng đặc biệt là protein thích hợp cho chế độ dinh dưõng, sinh hoạt của con người. Tôm rất dễ bị hư hỏng nên cần được bảo quản cấp đông để kéo dài thời gian sử dụng và việc thực hiện lặp đi lặp lại các chu kỳ lạnh đông – rã đông thường diễn ra trong các quá trình vận chuyển, bảo quản và trưng bày bán lẻ [1]. Tuy nhiên việc thực hiện lặp lại liên tục các chu kỳ lạnh đông - rã đông tạo nên những biến động nhiệt độ dẫn đến phá vỡ cấu trúc protein, sự phát triển các vi sinh vật, giải phóng enzyme và xuất hiện các vấn đề về bệnh hắc sắc tố làm giảm giá trị cảm quan không thu hút được người tiêu dùng [2]. Giải pháp hiện nay được sử dụng để khắc phục tình trạng trên là chất bảo quản sodium metabisulfite (SMS) có công dụng tốt nhưng lại đi kèm với những nguy cơ gây ảnh hưởng đến sức khỏe tiềm tàng đặc biệt là đối với một số bệnh nhân mắc bệnh hen suyễn, điều này khiến người tiêu dùng cảm thấy lo ngại trước vấn đề về an toàn sức khỏe nên việc tiêu thụ các sản phẩm chứa chất bảo quản này cũng trở nên khó khăn.
Chính vì thế cần phải có một giải pháp thay thế mới, giúp tận dụng các chiết xuất thực vật để tạo ra chất bảo quản có nguồn gốc từ thiên nhiên, an toàn, thân thiện với con người đang ngày càng được quan tâm. Hai loài thực vật là ổi (Psidium guajava L.) và dâu tằm (Morus alba L.) là 2 loài phổ biến được trồng nhiều ở Việt Nam. Với nguồn nguyên liệu sẵn có, thu thập dễ dàng với lượng lớn và theo một số nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng cả hai loài cây này chứa các thành phần hóa học có nhiều hoạt tính sinh học cao như các hợp chất polyphenol, flavonoid, saponin, vitamin,… mang lại nhiều lợi ích giúp nâng cao đời sống con người [3, 4]. Hiện nay vẫn ít các nghiên cứu sử dụng các chiết suất thực vật với vai trò là chất bảo quản tự nhiên trong các loại thực phẩm khác nhau.
Vì vậy với mong muốn tìm ra một chất bảo quản tự nhiên mới có khả năng chống oxy hóa cao, lành tính với sức khỏe con người để thay thế chất bảo quản hóa học nên em đã chọn đề tài “Khảo sát thành phần, hoạt tính kháng oxy hóa, ức chế tyrosinase của các chiết xuất thực vật và ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trong các chu kỳ lạnh đông- rã đông”. ii Điểm mới của đề tài: Đây là nghiên cứu khảo sát thành phần hóa học ở từng bộ phận của 2 loài cây và tìm ra được mẫu có hoạt tính cao nhất ứng dụng vào việc bảo quản tôm thẻ chân trắng qua các chu kỳ lạnh đông – rã đông vẫn chưa được thực hiện trước đây. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài: Mang đến những kiến thức khoa học về các phương pháp thực hiện như điều chế cao trích, khảo sát hoạt tính sinh học, khả năng ức chế enzyme tyrosinase và khảo sát thành phần hóa học từ các mẫu cao trích thực vật. Ngoài ra còn cung cấp các phương thức đánh giá chỉ tiêu chất lượng của thủy sản.
Xử lý và tận dụng lại nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên tạo nên chất bảo quản lành tính, an toàn với sức khỏe của người tiêu dùng, từ đó thay thế chất bảo quản hóa học sử dụng phổ biến hiện nay trong quá trình bảo quản các chu kỳ lạnh đông – rã đông tôm thẻ chân trắng. iii TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cây ổi (Psidium guajava L.1 Đặc điểm thực vật Cây ổi có tên khoa học là Psidium guajava L., thuộc họ Myrtaceae với hơn 5650 loài trong 130 – 150 chi khác nhau [5], có nguồn gốc từ Mexico, trải dài khắp Nam Mỹ, Châu Âu, Châu Phi và Châu Á [6]. Đây là loại cây ăn trái có nhiều giá trị dinh dưỡng phát triển ở các nước thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới nên chúng được sử dụng rộng rãi trong việc dùng làm thực phẩm cung cấp dinh dưỡng cho cơ thể. Đặc biệt khi nó còn được ứng dụng trong y học chữa bệnh ngày nay bằng các chiết xuất từ các bộ phận của cây ổi như lá, quả, nhánh, vỏ cây,… đem đến những giá trị về mặt y học góp phần mang lại nhiều chiết xuất chữa trị mới và giải quyết các nhu cầu về những sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên cho cuộc sống ngày nay [6].
Tại Việt Nam thì việc trồng ổi khá là phổ biến do chúng được trồng hầu như khắp các nơi, kể cả các vùng đồng bằng hay miền núi, trừ những vùng núi quá cao trên 1500 m. Hiện nay có rất nhiều giống ổi được trồng phổ biến, trong đó có giống tên là ổi nữ hoàng được lựa chọn cho nghiên cứu ở tỉnh Trà Vinh nằm ở phía Đông Nam đồng bằng sông Cửu Long nơi có khí hậu mang đặc điểm của nhiệt đới gió mùa thích hợp cho sản xuất nông nghiệp và trồng trọt cung cấp lương thực. Cây ổi nữ hoàng được thể hiện ở hình 1.1 Cây ổi nữ hoàng (Psidium Guajava L.) 1 Phân loại khoa học của cây ổi xác định theo Joseph và cộng sự, 2011 [8] được trình bày theo bảng 1.1 Phân loại khoa học cây ổi (Psidium guajava L.) Giới Plantae Họ Myrtaceace Ngành Magnoliophyta Chi Psidium Lớp Magnoliopsida Loài P. guajava Bộ Myrtales Tên khoa học Psidium guajava L.
Tên tiếng việt Cây ổi 1.2 Mô tả thực vật Cây ổi (Psidium guajava L.) là loại cây thân gỗ hoặc cây bụi phân nhánh nhỏ cao lên đến 7 – 10 m. Thân cây thuộc dạng gỗ cứng, nhẵn bóng, màu nhạt, các nhánh của nó có khả năng vươn cao và lan rộng ra hoặc rũ xuống. Cành non của cây có màu xanh lục, vàng, hơi đỏ hoặc đỏ, có hình tứ giác, có vảy mỏng bong ra từ cành già và thân cây [9]. Lá của cây ổi mọc đối diện, dài từ 7 – 15 cm và rộng từ 3 – 5 cm, hình dáng từ bầu dục đến dáng thuôn dài hình elip, bề mặt dưới có lông mịn và đường gân nổi rõ ở mặt trên, đỉnh lá thuôn, có lông, tròn nhưng chủ yếu tù hoặc nhọn.
Cuống lá ngắn, nhẵn và màu xanh nhạt [9, 10]. Hoa có mùi thơm nhẹ, màu trắng, to, thường mọc đơn độc hay thành chùm hai đến ba. Hoa có khoảng 4–5 cánh, nhưng cũng có hoa 10 cánh sẽ xếp thành 2 dãy năm. Cánh hoa có hình dáng quả trứng ngược, màu trắng, có lông dài 1 – 2 cm.
Cuống hoa dài từ 1,5 – 2,5 cm và có lông. Nhị nhiều và dài khoảng 1 cm, có nhiều phấn trong các bao phấn màu vàng nhạt nằm trên đỉnh. Hoa có thể ra liên tục trong năm tùy vào điều kiện môi trường và sự chăm sóc của nông dân [6, 9]. Quả ổi có nhiều hình dạng khác nhau tùy vào giống cây có thể là hình chóp, hình chữ nhật, hình tròn, hình elip, hình bầu dục, hoặc hình trụ.
Quả trưởng thành được dùng làm thực phẩm có mùi ngọt ngào. Trái có thể nặng 25–500 g hoặc hơn tùy điều kiện sinh trưởng, dài 5 – 12 cm, rộng 3 – 6 cm , có bốn hoặc năm tàn hoa nhô ra ở đỉnh. Vỏ quả có thể nhẵn đẹp, nhám hoặc sần sùi và phát triển thành màu vàng nhạt, xanh – vàng nhạt, vàng đậm, cam-xanh lá cây, xanh đậm hoặc đỏ ở trưởng thành [9, 11].2 Các bộ phận đặc trưng của cây ổi (Psidium guajava L. Lá và nhánh; B.
Hoa và nhụy; C.3 Thành phẩn hoá học của cây ổi Cây ổi (Psidium guajava L.) là một loài cây ăn quả phổ biến nên hiện nay đã có nhiều bài nghiên cứu về thành phần hóa học của các bộ phận của cây trên toàn thế giới bao gồm các nhóm hợp chất như: polyphenol, tannin, flavonoid, tinh dầu, acid hữu cơ, saponin, sterol và một số nguyên tố vi lượng như calcisum (Ca), Magnesium (Mg), Phosphorous (P), Potassium (K), Sodium (Na), Iron (Fe),…thêm vào đó là các vitamin A, B3, C,…[3, 6].1 Nhóm Polyphenol Nhóm polyphenol có thể được xem là nhóm chất chính và đặc trưng nhất của thực vật bởi nó mang lại nhiều hoạt tính sinh học về khả năng chống oxy hóa được nghiên cứu rộng rãi khắp nơi. Polyphenol có thể được phân thành nhiều loại khác nhau dựa vào số lượng vòng phenol và còn dựa trên yếu tố cấu trúc liên kết giữa các vòng bao gồm các nhóm chính: phenolic , flavonoid, stilbene và lignan [12]. Thành phần hóa học thuộc 3 nhóm polyphenol ở cây ổi được các nghiên cứu tìm thấy vô cùng đa dạng được trình bày theo bảng 1.2 Các hợp chất thuộc nhóm polyphenol được tìm thấy ở lá Psidium guajava L. Bộ phận Loại dịch chiết Hợp chất TLTK Acid allic (1), catechin (2), acid ellagic (3), quercetin (4), acid caffeic (5), kaempferol (6), rutin (7), acid vanillic (8), acid ferulic (9), [13] transcinnamic (10), acid syringic (11), acid p- coumaric (12), acid chlorogenic (13), Acid gallic, acid chlorogenic , Epicatechin (14), Rutin, isoquercitrin (15), Lá Ethanol quercetin-3-O-α-L-arabinofuranoside (16), quercetin-3-O-β-D-xylopyranoside (17), [14] avicularin, casuariin (18) quercitrin (19), kaempferol-3-arabofuranoside (20), quercetin, Kaempferol Myricetin (21), quercetin, avicularin, guaijaverin (22), hyperin (23), kaempferol, [15] apigenin (24), (1) (2) (3) (4) (5) (6) 4 (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) 5 (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) 6 (23) (24) Hình 1.3 Cấu trúc các hợp chất polyphenol phân lập từ Psidium guajava L.2 Nhóm terpenoid và phytosterol Từ bộ phận lá của cây ổi (Psidium guajava L.) thì người ta đã phân lập được một số hợp chất thuộc nhóm terpenoid như sau: caryophyllene-oxide (25) [16] và lupeol (26), acid betulinic (27), acid guajanoic, uvaol (28), acid ursolic (29), acid oleanolic (30) [17].
Ngoài ra từ lá của nó mà đã phân lập được 2 triterpenoids mới là guajavolide (31) và acid guavenoic (32) (Hình 1. Theo báo cáo của tác giả Adchara Prommaban và cộng sự đã xác định được một số phytosterol như β-stimasterol (33), β-sitosterol (34) và campesterol (35) (Hình 1.4) từ dầu của hạt ổi loài Psidium guajava L.4 Các hợp chất terpenoid và phytosterol phân lập từ Psidium guajava L.3 Nhóm saponin Hiện tại không có nghiên cứu nào cho thấy được cấu trúc các hợp chất của saponin thuộc loài Psidium guajava L., mặc dù nhiều bài báo đều xác định saponin thực sự có nhiều trong các bộ phận của cây ổi có lợi ích trong việc làm giảm lipid trong máu và phản ứng đường huyết [20]. Ở một số bài báo tìm được các saponin kết hợp acid oleanolic được xác định trong quả của cây ổi (Psidium guajava L.4 Nhóm vitamin và acid amine Cây ổi (Psidium guajava L.