Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa ức chế enzyme tyrosinase của các chiết xuất từ bã tinh dầu và ứng dụng bã tía tô perilla frutesens vào bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng liptopenaeus vannamei

Nghiên cứu về hoạt tính kháng oxy hóa từ bã tía tô (Perilla frutescens) đang thu… 160 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh · 2022.

• Tác giả: Nguyễn Thị Xuân Quyền
• Người hướng dẫn: TS. Phan Thị Anh Đào
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Khảo Sát Hoạt Tính Kháng Oxy Hóa Và Ứng Dụng Bã Tía Tô Trong Bảo Quản Tôm Thẻ Chân Trắng
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN
• 1. CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI
• 1.1. Tính mới của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài
• 1.3. Mục tiêu của đề tài
• 1.4. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Phạm vi và giới hạn của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng
• 2.2. Phân loại khoa học
• 2.3. Phân bố và đặc điểm sinh thái
• 2.4. Thành phần hóa học của tôm
• 2.5. Thị trường của tôm thẻ chân trắng
• 2.6. Các biến đổi của tôm trong quá trình bảo quản lạnh
• 2.7. Tổng quan về Tyrosinase (PPO) trong tôm
• 2.7.1. Cấu trúc của enzyme PPO
• 2.7.2. Vị trí phân bố PPO trong tôm
• 2.7.3. Cơ chế hoạt động của PPO
• 2.7.4. Chức năng và đặc điểm sinh hóa của PPO
• 2.8. Tổng quan về Melanosis
• 2.8.1. Cơ chế hình thành
• 2.8.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành Melanosis
• 2.8.3. Các phương pháp ức chế sự hình thành Melanosis
• 2.9. Tổng quan về bã tinh dầu
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Hóa chất và thiết bị
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp điều chế cao trích
• 3.3.2. Phương pháp xác định thành phần hóa học
• 3.3.3. Phương pháp nghiên cứu sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa
• 3.3.4. Phương pháp nghiên cứu đánh giá khả năng ức chế tyrosinase
• 3.3.5. Phương pháp khảo sát nồng độ bảo quản tôm
• 3.3.6. Ứng dụng bảo quản tôm
• 3.3.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Kết quả điều chế cao trích
• 4.2. Kết quả xác định thành phần hóa học
• 4.2.1. Phương pháp FTIR
• 4.2.2. Phương pháp HPLC-MS
• 4.3. Hoạt tính chống oxy hóa của cao trích
• 4.3.1. Tổng hàm lượng phenolic và tổng hàm lượng flavonoid
• 4.3.2. Xác định năng lực khử
• 4.3.3. Hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH
• 4.3.4. Khả năng ức chế tyrosinase (PPO)
• 4.3.5. Phân tích tương quan pearson giữa hàm lượng TPC, TFC với các phép thử hoạt tính chống oxy hóa của các mẫu cao trích
• 4.4. Lựa chọn mẫu cao trích
• 4.5. Khảo sát nồng độ tối ưu
• 4.5.1. Ảnh hưởng nồng độ cao chiết lên sự thay đổi pH của tôm
• 4.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ cao chiết bã tía tô lên quá trình melanosis của tôm được đánh giá qua giá trị L*a*b*
• 4.6. Ứng dụng bảo quản tôm
• 4.6.1. Ảnh hưởng của cao trích lên pH của tôm trong 8 ngày bảo quản
• 4.6.2. Ảnh hưởng của cao trích lên quá trình melanosis của tôm trong 8 ngày bảo quản được đánh giá qua các giá trị L*a*b* ∆E
• 4.6.3. Ảnh hưởng của cao trích lên chỉ số oxy hóa TBARS trên tôm
• 4.6.4. Ảnh hưởng của cao trích lên chỉ tiêu vi sinh vật
• 4.6.5. Ảnh hưởng của cao trích lên tổng hàm lượng nitơ bazơ (TVB-N) trên tôm
• 4.6.6. Ảnh hưởng của cao trích lên độ cứng của tôm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa từ bã tía tô

Nghiên cứu về hoạt tính kháng oxy hóa từ bã tía tô (Perilla frutescens) đang thu hút sự chú ý trong ngành công nghệ thực phẩm. Bã tía tô, một sản phẩm phụ từ quá trình chiết xuất tinh dầu, chứa nhiều hợp chất có khả năng chống oxy hóa. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn mang lại giá trị kinh tế cao. Nghiên cứu này nhằm mục đích khám phá khả năng của bã tía tô trong việc bảo quản tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và đánh giá hiệu quả của nó trong việc ngăn ngừa sự hình thành melanosis.

1.1. Tầm quan trọng của hoạt tính kháng oxy hóa trong thực phẩm

Hoạt tính kháng oxy hóa đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thực phẩm khỏi sự hư hỏng do oxy hóa. Các hợp chất phenolic và flavonoid trong bã tía tô có khả năng ngăn chặn quá trình này, từ đó nâng cao chất lượng và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

1.2. Bã tía tô Nguồn nguyên liệu tiềm năng trong bảo quản thực phẩm

Bã tía tô không chỉ là phế phẩm mà còn chứa nhiều hợp chất có lợi. Việc nghiên cứu và ứng dụng bã tía tô trong bảo quản thực phẩm có thể mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp thực phẩm, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong bảo quản tôm thẻ chân trắng

Tôm thẻ chân trắng là một trong những sản phẩm thủy sản chủ lực của Việt Nam. Tuy nhiên, việc bảo quản tôm gặp nhiều thách thức, đặc biệt là sự hình thành melanosis và sự phát triển của vi sinh vật. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn giảm giá trị kinh tế. Việc tìm kiếm các phương pháp bảo quản an toàn và hiệu quả là rất cần thiết.

2.1. Nguyên nhân gây ra melanosis trong tôm

Melanosis là hiện tượng hình thành các đốm đen trên tôm, do hoạt động của enzyme tyrosinase. Sự phát triển của enzyme này có thể được kiểm soát thông qua các hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên.

2.2. Tác động của vi sinh vật đến chất lượng tôm

Vi sinh vật có thể phát triển nhanh chóng trong điều kiện bảo quản không đúng cách, dẫn đến sự hư hỏng của tôm. Việc kiểm soát vi sinh vật là một yếu tố quan trọng trong bảo quản tôm thẻ chân trắng.

III. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa từ bã tía tô

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp chiết xuất bằng ethanol 70% để thu nhận các hợp chất từ bã tía tô. Các mẫu chiết xuất sẽ được đánh giá về hoạt tính kháng oxy hóa và khả năng ức chế enzyme tyrosinase. Các chỉ tiêu như tổng hàm lượng phenolic (TPC) và tổng hàm lượng flavonoid (TFC) sẽ được xác định để đánh giá hiệu quả của chiết xuất.

3.1. Quy trình chiết xuất bã tía tô

Quy trình chiết xuất bao gồm các bước ngâm bã tía tô trong ethanol 70%, sau đó cô quay để loại bỏ dung môi. Mẫu chiết xuất thu được sẽ được phân tích thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa.

3.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa

Hoạt tính kháng oxy hóa sẽ được đánh giá thông qua các phương pháp như DPPH, khả năng khử Fe3+, và xác định tổng hàm lượng phenolic và flavonoid. Những chỉ tiêu này sẽ giúp xác định hiệu quả của bã tía tô trong việc bảo quản thực phẩm.

IV. Ứng dụng bã tía tô trong bảo quản tôm thẻ chân trắng

Kết quả nghiên cứu cho thấy bã tía tô có khả năng bảo quản tôm thẻ chân trắng hiệu quả. Mẫu chiết xuất từ bã tía tô với nồng độ tối ưu đã được xác định và cho thấy khả năng ức chế sự hình thành melanosis và giảm thiểu sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình bảo quản.

4.1. Kết quả khảo sát nồng độ tối ưu của bã tía tô

Nghiên cứu đã xác định nồng độ tối ưu của chiết xuất bã tía tô là 0,25%, cho phép bảo quản tôm thẻ chân trắng trong 8 ngày ở nhiệt độ 1-3°C mà không làm giảm chất lượng sản phẩm.

4.2. Tác động của bã tía tô đến chất lượng tôm

Sử dụng bã tía tô giúp giảm đáng kể các chỉ tiêu như pH, melanosis, và tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) trong tôm, từ đó nâng cao chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về hoạt tính kháng oxy hóa và ứng dụng bã tía tô trong bảo quản tôm thẻ chân trắng đã mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp thực phẩm. Việc sử dụng các hợp chất tự nhiên không chỉ giúp bảo quản thực phẩm hiệu quả mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình và mở rộng ứng dụng của bã tía tô trong các sản phẩm thực phẩm khác.

5.1. Tiềm năng ứng dụng bã tía tô trong ngành thực phẩm

Bã tía tô có thể được ứng dụng không chỉ trong bảo quản tôm mà còn trong nhiều sản phẩm thực phẩm khác, giúp nâng cao chất lượng và giá trị dinh dưỡng.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học của bã tía tô và khả năng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác như mỹ phẩm và dược phẩm.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp thủy hải sản tại Việt Nam, đặc biệt là hoạt động nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei), giữ vị trí quan trọng trong cơ cấu kinh tế với diện tích nuôi lớn (chỉ đứng sau tôm sú) và sản lượng đạt 655 nghìn tấn vào năm 2021 (tăng 4,3% so với năm 2020). Tôm thẻ chân trắng có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều acid amin thiết yếu, peptid và acid béo không bão hòa. Tuy nhiên, sau khi thu hoạch và trong quá trình lưu trữ, sản phẩm thủy sản này rất nhanh bị suy giảm chất lượng và mất giá trị thương phẩm do hiện tượng đốm đen (melanosis) xúc tác bởi enzyme polyphenol oxidase (PPO), quá trình oxy hóa lipid cùng sự phân hủy do vi sinh vật.

Phương pháp thương mại phổ biến nhất hiện nay để ngăn chặn melanosis là xử lý bằng natri metabisulphite (SMS). Dù vậy, SMS tạo ra dư lượng SO2 có khả năng gây phản ứng dị ứng nghiêm trọng ở người mắc bệnh hen suyễn, dẫn đến xu hướng tìm kiếm các chất bảo quản tự nhiên an toàn nhằm thay thế phụ gia hóa học. Các hợp chất phenolic từ thực vật đã được chứng minh có khả năng ức chế PPO và chống oxy hóa lipid. Mặt khác, ngành sản xuất tinh dầu phát triển làm phát sinh khối lượng lớn bã tinh dầu sau quá trình chưng cất hơi nước. Do hiệu suất trích ly tinh dầu thực vật tương đối thấp (chỉ đạt khoảng 0,3–1,3% đối với tía tô), phần lớn các hợp chất polyphenol và flavonoid có hoạt tính sinh học vẫn còn lưu giữ trong bã. Nguồn phụ phẩm này phần lớn chỉ làm chất đốt hoặc thải bỏ gây ô nhiễm môi trường.

Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Thực phẩm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (năm 2022) của hai sinh viên Nguyễn Thị Xuân Quyền và Nguyễn Văn Trúc, dưới sự hướng dẫn của TS. Phan Thị Anh Đào, đã thực hiện đề tài: "Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa, ức chế enzyme tyrosinase của các chiết xuất từ bã tinh dầu và ứng dụng bã tía tô (Perilla frutescens) vào bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)".

Mục tiêu chung của đề tài là điều chế cao chiết từ 4 loại bã tinh dầu, đánh giá thành phần hóa học, sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase in vitro, từ đó lựa chọn mẫu cao tối ưu để ứng dụng bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng trong 8 ngày ở 1–3°C. Cụ thể, các nhiệm vụ nghiên cứu gồm:

1. Điều chế các mẫu cao từ bã tinh dầu của 4 loài thực vật (tía tô, nghệ, sả, quế) bằng phương pháp ngấm kiệt với dung môi ethanol 70% và cô quay thu hồi dung môi.
2. Xác định sơ bộ thành phần hóa học của các mẫu cao chiết bằng các phương pháp FTIR, HPLC-MS và GC-MS.
3. Sàng lọc và định lượng hoạt tính kháng oxy hóa thông qua tổng hàm lượng phenolic (TPC), tổng hàm lượng flavonoid (TFC), năng lực khử ion sắt (Fe3+ về Fe2+), khả năng dập tắt gốc tự do DPPH; đồng thời đánh giá hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase (PPO) trên cơ chất L-DOPA.
4. Khảo sát nồng độ thích hợp của mẫu cao chiết có hoạt tính cao nhất (bã tía tô) trên tôm ở nhiệt độ phòng (35 ± 3°C) dựa vào biến đổi pH (trong 24 giờ) và mức độ hình thành melanosis (trong 12 giờ).
5. Ứng dụng nồng độ cao chiết tối ưu vào quy trình bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng trong 8 ngày ở nhiệt độ 1–3°C; theo dõi định kỳ các chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh vật.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nguyên liệu: 4 mẫu bã tinh dầu thu nhận sau quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước, gồm bã tía tô (Perilla frutescens) và bã nghệ (Curcuma longa) lấy từ Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM; bã sả (Cymbopogon) lấy từ Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM; bã quế (Cinnamomum) lấy từ cơ sở sản xuất tại Yên Bái. Đối tượng bảo quản là tôm thẻ chân trắng tươi (Litopenaeus vannamei).
• Phạm vi không gian và thời gian: Toàn bộ quá trình chuẩn bị mẫu, phân tích hóa lý, đo hoạt tính sinh học và bảo quản tôm được tiến hành tại hệ thống phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM trong năm 2022. Thời gian thử nghiệm bảo quản lạnh kéo dài 8 ngày ở 1–3°C.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên cơ sở hóa sinh về phản ứng hóa nâu do enzyme (melanosis) và hiện tượng hư hỏng sau thu hoạch của động vật giáp xác:

• Cơ chế melanosis: Tyrosinase hay polyphenol oxidase (PPO, EC 1.1) là enzyme chứa hai nguyên tử đồng tại tâm hoạt động với ba trạng thái cấu hình (met, deoxy, oxy), liên kết với các gốc histidine. ProPPO (dạng tiền enzyme bất hoạt) phân bố chủ yếu ở lớp biểu bì, vùng đầu ngực (cephalothorax), vùng đuôi và dịch hemolymph của tôm. Dưới tác động của protease nội sinh tương tự trypsin từ hệ tiêu hóa, proPPO được hoạt hóa thành PPO. Khi có mặt phân tử oxy, PPO xúc tác phản ứng cresolase (hydroxyl hóa monophenol như L-tyrosine thành o-diphenol là L-DOPA) và phản ứng catecholase (oxy hóa L-DOPA thành DOPA-quinone). DOPA-quinone tiếp tục phản ứng tự đóng vòng thành leucodopachrome, bị oxy hóa thành DOPA-chrome (màu đỏ), biến đổi thành indole-5,6-quinone và trùng hợp tạo thành sắc tố melanin màu nâu đen không đồng nhất.
• Cơ chế ức chế của hợp chất tự nhiên: Các nhóm hydroxyl (-OH) của polyphenol và flavonoid có cấu trúc hóa học tương đồng cơ chất phenolic tự nhiên của PPO, tạo ra sự cạnh tranh tại tâm hoạt động enzyme, tạo liên kết hydro làm biến đổi cấu hình không gian, chelate hóa ion Cu2+ ở tâm xúc tác hoặc đóng vai trò chất khử chuyển hóa o-quinone trung gian trở lại diphenol.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

• Phương pháp điều chế mẫu: Bã tinh dầu được trích ly bằng phương pháp ngấm kiệt với dung môi ethanol 70% ở nhiệt độ thường, sau đó lọc và cô quay chân không để loại bỏ triệt để dung môi, thu nhận cao trích đậm đặc.
• Phương pháp định danh thành phần hóa học:
  • Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR): Nhận diện các nhóm chức hữu cơ đặc trưng.
  • Sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép khối phổ (HPLC-MS): Xác định các hợp chất polyphenol, flavonoid, alkaloid, acid amin, acid carboxylic.
  • Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS): Phân tích các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi còn sót lại trong bã sau khi chưng cất tinh dầu.
• Phương pháp sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế enzyme in vitro:
  • Định lượng tổng hàm lượng polyphenol (TPC): Sử dụng thuốc thử Folin-Ciocalteu, đo quang tại bước sóng 765 nm; biểu thị qua miligam đương lượng acid gallic trên một gam cao chiết (mg GAE/g cao chiết).
  • Định lượng tổng hàm lượng flavonoid (TFC): Tạo phức màu với AlCl3, đo quang ở bước sóng 510 nm; biểu thị qua miligam đương lượng catechin trên một gam cao chiết (mg CAE/g cao chiết).
  • Năng lực khử ion Fe3+ về Fe2+: Xác định giá trị EC50 (nồng độ thể hiện hiệu quả khử tối đa ở mật độ quang 0,5); đối chứng dương bằng vitamin C.
  • Hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl): Tính toán phần trăm ức chế (I%) và xác định nồng độ ức chế 50% (IC50, µg/ml); đối chứng dương bằng acid gallic.
  • Hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase: Sử dụng cơ chất L-DOPA đo sự hình thành DOPA-chrome ở bước sóng 475 nm, xác định phần trăm ức chế tại nồng độ 100 mg/L; đối chứng dương bằng acid kojic.
• Phương pháp khảo sát và theo dõi bảo quản tôm thẻ chân trắng:
  • Sàng lọc nồng độ cao trích: Khảo sát mẫu cao bã tía tô (E-BTT) ở 3 nồng độ (0,1%, 0,25%, 0,5%) tại 35 ± 3°C, đo pH sau 24 giờ và đo thông số màu sắc L*, a*, b* sau 12 giờ.
  • Quy trình bảo quản lạnh: Tôm tươi sau sơ chế được xử lý ngâm với nồng độ cao chiết tối ưu đã chọn, mẫu đối chứng không xử lý và mẫu đối chứng dương xử lý bằng SMS; bảo quản ở 1–3°C trong 8 ngày.
  • Các chỉ tiêu đánh giá định kỳ: pH cơ thịt; màu sắc vỏ và đầu tôm qua hệ màu HunterLab (L*, a*, b*) và độ lệch màu tổng thể (ΔE); chỉ số oxy hóa lipid TBARS (chất phản ứng với acid thiobarbituric, mg malondialdehyde/kg); hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N, mg N/100g); tổng vi khuẩn hiếu khí (TVC, log CFU/g); kiểm tra độ cứng cấu trúc thịt tại ba vị trí (đầu, thân, đuôi, đơn vị kg/m2) vào ngày 0 và ngày 8.
• Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được thu thập lặp lại tối thiểu 3 lần (n = 3), tính giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (SD), phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức p < 0,05; phân tích tương quan tuyến tính Pearson.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tính cấp thiết và lý do hình thành đề tài

Chương 1 làm rõ vai trò trụ cột của ngành nuôi tôm thẻ chân trắng tại Việt Nam, đồng thời chỉ ra điểm nghẽn lớn trong chuỗi sau thu hoạch: tôm rất nhanh hình thành đốm đen melanosis và biến chất do vi sinh vật. Tác giả phân tích tác hại của phương pháp dùng phụ gia SMS truyền thống (nguy cơ dị ứng do dư lượng SO2) và khẳng định tính cấp thiết của việc tìm kiếm chất ức chế tự nhiên an toàn. Khóa luận đặt trọng tâm vào việc khai thác bã tinh dầu – một phụ phẩm công nghiệp dồi dào, giá thành rẻ nhưng chưa được nghiên cứu toàn diện – nhằm vừa giải quyết bài toán môi trường, vừa nâng cao giá trị gia tăng cho phụ phẩm nông nghiệp. Các mục tiêu, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu được xác định rõ ràng, phục vụ mục đích kiểm chứng khả năng thay thế SMS của cao chiết bã tinh dầu.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 tổng hợp hệ thống lý thuyết và y văn liên quan đến bốn mảng kiến thức:

1. Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei): Phân loại sinh học, vùng phân bố tự nhiên và đặc điểm nuôi tại Việt Nam; thành phần hóa học của tôm (độ ẩm 75,30%, giàu khoáng canxi 154,5 mg/g, natri 67,7 mg/g, kali 56,7 mg/g và 18 loại acid amin).
2. Các biến đổi trong bảo quản lạnh: Phân tích chi tiết 4 dạng biến đổi gồm biến đổi cảm quan (sự lan rộng của đốm đen từ đầu ngực xuống thân đuôi, mùi hôi), biến đổi vật lý (suy giảm khả năng giữ nước WHC, phá vỡ cấu trúc mô tế bào do tinh thể đá), biến đổi hóa học (oxy hóa lipid, tăng chỉ số TVB-N, trimethylamine TMA do phân giải protein) và biến đổi vi sinh (sự chiếm ưu thế của vi khuẩn Gram âm ưa lạnh như Photobacterium, Pseudomonas).
3. Enzyme Tyrosinase (PPO) và hiện tượng Melanosis: Cấu trúc trung tâm hoạt động chứa Cu, cơ chế xúc tác hai giai đoạn của monophenolase và diphenolase, chuỗi phản ứng sinh tổng hợp sắc tố melanin; các yếu tố ảnh hưởng gồm loài, phương pháp đánh bắt, ion kim loại (Cu2+, Zn2+, Mg2+) và enzyme protease nội sinh; các phương thức ức chế PPO (hạ pH, tạo phức chelate ion đồng, dùng chất khử).
4. Tổng quan về bã tinh dầu: Đặc điểm thực vật, thành phần hóa học chính và thực trạng nghiên cứu của 4 nguồn nguyên liệu:
   • Tía tô (Perilla frutescens): Tinh dầu chứa perillaldehyde (53,60%), D-limonene (9,09%), caryophyllene (8,19%); giàu flavonoid, acid cinnamic, anthocyanin.
   • Nghệ (Curcuma longa): Chứa α-phellandrene, terpinolene, 1,8-cineole, giàu curcuminoid.
   • Sả (Cymbopogon): Thành phần chính là β-citral (chiếm 41,1–41,2%), verbenol, carveol.
   • Quế (Cinnamomum): Chứa cinnamaldehyde và các polyphenol có hoạt tính sinh học.

Chương 3: Vật liệu và phương pháp

Chương 3 trình bày danh mục hóa chất tinh khiết (ethanol, thuốc thử Folin-Ciocalteu, DPPH, L-DOPA, acid gallic, catechin, acid kojic, TBA, TCA...), trang thiết bị sử dụng (máy cô quay chân không, máy đo quang phổ hấp thụ UV-Vis, hệ thống FTIR, HPLC-MS, GC-MS, máy đo cấu trúc, tủ bảo quản lạnh 1–3°C).

Quy trình nghiên cứu được thiết kế tuần tự qua các giai đoạn:

• Trích ly kiệt bã bằng EtOH 70%, cô hồi lưu dung môi để thu cao đậm đặc.
• Đo đạc độ ẩm và tính hiệu suất thu hồi cao chiết.
• Định tính và định lượng nhóm chức, cấu trúc hóa học qua FTIR, HPLC-MS và GC-MS.
• Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa in vitro: TPC, TFC, khử sắt Fe3+, quét gốc DPPH.
• Đánh giá ức chế PPO với cơ chất L-DOPA so sánh cùng chất chuẩn acid kojic.
• Thiết kế thử nghiệm sàng lọc nồng độ E-BTT (0,1%, 0,25%, 0,5%) ở nhiệt độ phòng trong 12–24 giờ.
• Thiết kế mô hình bảo quản tôm ở 1–3°C trong 8 ngày: lấy mẫu định kỳ phân tích chỉ số cảm quan màu sắc (L*, a*, b*, ΔE), độ cứng mô thịt, giá trị pH, chỉ số oxy hóa TBARS, hàm lượng đạm bay hơi TVB-N và tổng vi khuẩn hiếu khí TVC.

Chương 4: Kết quả và bàn luận

Chương 4 cung cấp số liệu thực nghiệm toàn diện qua các bước sàng lọc và ứng dụng:

1. Hoạt tính chống oxy hóa và ức chế Tyrosinase của 4 mẫu cao chiết

Cả 4 mẫu cao chiết từ bã tinh dầu (E-BTT: bã tía tô, E-BN: bã nghệ, E-BS: bã sả, E-BQ: bã quế) đều thể hiện hoạt tính sinh học nhưng có sự phân hóa rõ rệt. Mẫu cao chiết bã tía tô (E-BTT) thể hiện ưu thế vượt trội ở mọi phép thử:

Chỉ tiêu đánh giá	Cao bã tía tô (E-BTT)	Chất đối chứng dương
Tổng polyphenol (TPC)	44,46 ± 0,17 mg GAE/g cao chiết	-
Tổng flavonoid (TFC)	77,67 ± 0,59 mg CAE/g cao chiết	-
Quét gốc tự do DPPH (IC50)	9,60 µg/ml	Acid gallic
Khử Fe3+ về Fe2+ (EC50)	19,51 µg/ml	Vitamin C
Khả năng ức chế PPO (ở 100 mg/L)	I% = 30,0%	Acid Kojic

Phân tích tương quan Pearson cho thấy các chỉ tiêu TPC, TFC có mối tương quan thuận mạnh mẽ với khả năng khử sắt, dập tắt gốc DPPH và ức chế enzyme PPO (p < 0,05). Kết quả phân tích LC-MS đối với E-BTT đã xác nhận sự có mặt của nhóm polyphenol, flavonoid và alkaloid chiếm tỷ lệ phần trăm diện tích píc cao, bên cạnh các acid amin và acid carboxylic.

2. Khảo sát sàng lọc nồng độ cao bã tía tô tối ưu

Thử nghiệm sơ bộ trên tôm ở 35 ± 3°C với ba mức nồng độ (0,1%, 0,25%, 0,5%):

• Khảo sát biến đổi pH sau 24 giờ cho thấy mẫu nồng độ 0,25% kìm hãm sự tăng pH hiệu quả.
• Khảo sát mức độ melanosis sau 12 giờ qua các giá trị Lab* cho thấy mẫu 0,25% (ký hiệu E_BTT2) giúp duy trì độ sáng L* tốt nhất và hạn chế sự sẫm màu rõ rệt so với mẫu 0,1%, đồng thời không gây mùi nồng hay làm biến màu thịt tôm như mẫu 0,5%. Do đó, nồng độ 0,25% được chọn để thử nghiệm bảo quản lạnh.

3. Kết quả bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng trong 8 ngày (1–3°C)

Thử nghiệm so sánh 3 nghiệm thức: Mẫu đối chứng không xử lý (Control), mẫu xử lý SMS (natri metabisulphite) và mẫu xử lý cao bã tía tô 0,25% (E_BTT2):

• Hiện tượng Melanosis và biến đổi màu sắc (L, a*, b*, ΔE): Sau 8 ngày, mẫu đối chứng xuất hiện đốm đen lan rộng từ vùng đầu ngực xuống thân đuôi, giá trị độ sáng L giảm mạnh, độ lệch màu ΔE tăng cao. Mẫu E_BTT2 ức chế hình thành melanosis tương đương và ở một số thời điểm thể hiện ưu thế giữ màu sáng tốt hơn mẫu SMS.
• Chỉ số pH: Tôm đối chứng có pH tăng nhanh do quá trình phân hủy protein tạo bazơ bay hơi. Mẫu E_BTT2 kìm hãm tốc độ tăng pH hiệu quả suốt 8 ngày (p < 0,05).
• Chỉ số oxy hóa lipid (TBARS): Tốc độ gia tăng malondialdehyde ở mẫu E_BTT2 thấp hơn rõ rệt so với mẫu đối chứng, chứng minh các polyphenol trong bã tía tô bảo vệ màng lipid khỏi quá trình peroxy hóa.
• Hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N): Chỉ số TVB-N của mẫu E_BTT2 thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng, giữ mức an toàn về độ tươi theo tiêu chuẩn thực phẩm sau 8 ngày lưu trữ.
• Tổng vi khuẩn hiếu khí (TVC): Số lượng vi sinh vật hiếu khí ở mẫu E_BTT2 tăng chậm hơn có ý nghĩa thống kê so với mẫu đối chứng (p < 0,05).
• Độ cứng cấu trúc mô cơ: Độ cứng tại các vị trí đầu, thân, đuôi ở ngày thứ 8 của mẫu xử lý E_BTT2 duy trì tốt hơn so với đối chứng, hạn chế hiện tượng nhũn cơ do enzyme nội sinh và vi sinh vật thủy phân protein.

Kết quả và đóng góp

Về kết quả định lượng cụ thể:

• Đã xác lập quy trình điều chế và thu nhận cao chiết từ 4 loại bã tinh dầu nông nghiệp bằng ethanol 70%.
• Định danh và chứng minh bã tinh dầu tía tô (E-BTT) sở hữu hàm lượng hoạt chất và hoạt tính sinh học in vitro cao nhất: TPC đạt 44,46 ± 0,17 mg GAE/g, TFC đạt 77,67 ± 0,59 mg CAE/g, giá trị IC50 quét gốc tự do DPPH đạt 9,60 µg/ml, giá trị khử sắt EC50 đạt 19,51 µg/ml và khả năng ức chế PPO đạt I% = 30% ở nồng độ 100 mg/L.
• Xác định được nồng độ ngâm tôm tối ưu của cao bã tía tô là 0,25% (E_BTT2).
• Chứng minh thực nghiệm sau 8 ngày bảo quản tôm ở nhiệt độ 1–3°C: cao bã tía tô 0,25% làm giảm đáng kể mức độ melanosis, giữ ổn định chỉ số màu Lab*, kìm hãm sự tăng pH, giảm tích lũy sản phẩm oxy hóa lipid TBARS, ức chế gia tăng đạm bay hơi TVB-N, giảm mật độ vi sinh vật hiếu khí TVC và duy trì độ cứng cơ tôm vượt trội so với mẫu đối chứng (p < 0,05), đồng thời có hiệu quả tương đương phụ gia hóa học SMS.

Về đóng góp học thuật và thực tiễn:

• Khóa luận là công trình đầu tiên tại Việt Nam đánh giá có hệ thống hoạt tính kháng oxy hóa, ức chế PPO của dịch trích từ các phụ phẩm bã tinh dầu sau chưng cất hơi nước và ứng dụng trực tiếp bã tía tô vào bảo quản tôm thẻ chân trắng.
• Cung cấp cơ sở khoa học mở ra hướng sử dụng nguồn phụ phẩm bã tinh dầu rẻ tiền, dồi dào nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế cho các vùng trồng trọt và cơ sở chưng cất tinh dầu.
• Đề xuất giải pháp bảo quản sinh học tự nhiên có tiềm năng thay thế chất phụ gia SMS, giải quyết triệt để nguy cơ dị ứng sulfite đối với sức khỏe người tiêu dùng, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe trong thương mại thủy sản xuất khẩu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu thực nghiệm đã nêu trong văn bản:

• Phạm vi nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở quy mô thử nghiệm phòng thí nghiệm; thời gian theo dõi bảo quản lạnh giới hạn trong 8 ngày ở dải nhiệt độ 1–3°C.
• Quy trình trích ly chỉ khảo sát trên một loại dung môi duy nhất là ethanol 70% với phương pháp ngấm kiệt cổ điển, chưa so sánh hiệu suất với các phương pháp hỗ trợ trích ly hiện đại (như siêu âm, enzyme, vi sóng).
• Mới chỉ ứng dụng thử nghiệm sâu trên mẫu bã tía tô; 3 mẫu bã tinh dầu còn lại (nghệ, sả, quế) chưa được khảo sát nồng độ và ứng dụng bảo quản trên tôm thực tế.
• Chưa tiến hành phân lập, tinh sạch từng hợp chất tinh khiết cụ thể trong cao bã tía tô chịu trách nhiệm chính cho hoạt tính ức chế PPO.

Hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo được văn bản định hướng:

• Kéo dài thời gian khảo sát bảo quản tôm lạnh trên 8 ngày kết hợp đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng sau chế biến nhiệt.
• Nghiên cứu kết hợp cao chiết bã tía tô với các giải pháp bao gói tiên tiến (bao gói khí quyển biến đổi MAP, màng bao sinh học ăn được) để tăng cường hiệu quả bảo quản.
• Nghiên cứu sâu hơn về quy trình tinh sạch các phân đoạn hoạt chất polyphenol và flavonoid từ bã tía tô, thử nghiệm bán công nghiệp nhằm chuẩn hóa quy trình sản xuất chế phẩm bảo quản tự nhiên ở quy mô thương mại.

Giá trị tham khảo

Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cho nhiều đối tượng:

• Sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sau thu hoạch, Bảo quản và Chế biến Thủy hải sản: Có thể tham khảo phương pháp luận thiết kế thí nghiệm bảo quản tôm lạnh, phương pháp đánh giá hư hỏng thực phẩm toàn diện qua các chỉ tiêu cảm quan màu sắc, biến đổi hóa học (TBARS, TVB-N), vật lý (độ cứng texture) và vi sinh vật học (TVC).
• Các nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực Hóa học hợp chất thiên nhiên và Công nghệ Hóa học: Có thể sử dụng dữ liệu tham khảo về quy trình ngấm kiệt phụ phẩm nông nghiệp, bộ quy chuẩn đo lường in vitro (TPC, TFC, DPPH, khử sắt, ức chế PPO) và các dẫn liệu phổ nghiệm FTIR, HPLC-MS, GC-MS về thành phần hợp chất hữu cơ trong bã thảo mộc sau chưng cất tinh dầu.
• Các doanh nghiệp chế biến thủy sản và cơ sở sản xuất tinh dầu: Cung cấp minh chứng thực nghiệm và giải pháp kỹ thuật để tận thu phụ phẩm bã thải công nghiệp thành sản phẩm gia tăng giá trị, hướng tới chuỗi sản xuất không rác thải và quy trình bảo quản xanh không hóa chất.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đề tài lại lựa chọn bã tinh dầu thay vì sử dụng nguyên liệu lá tía tô hoặc thảo mộc tươi?

Hiệu suất chưng cất tinh dầu thực tế rất thấp (chỉ khoảng 0,3–1,3% đối với tía tô), phần lớn các hợp chất polyphenol và flavonoid không bay hơi có khả năng chống oxy hóa mạnh vẫn được giữ lại nguyên vẹn trong phần bã thải. Hàng năm, các cơ sở chưng cất tinh dầu thải ra lượng bã rất lớn thường chỉ được đem đốt hoặc thải bỏ gây ô nhiễm môi trường. Việc tận dụng nguồn phụ phẩm bã tinh dầu vừa giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạ giá thành nguyên liệu bảo quản, vừa tận dụng triệt để tài nguyên sinh học sẵn có mà không cạnh tranh với nguồn nguyên liệu tươi phục vụ thực phẩm trực tiếp.

2. Các chỉ số hoạt tính sinh học in vitro nào chứng minh cao bã tía tô (E-BTT) vượt trội hơn bã nghệ, bã sả và bã quế?

Dữ liệu phân tích thực nghiệm xác nhận cao bã tía tô (E-BTT) dẫn đầu ở tất cả các thử nghiệm sinh hóa:

• Tổng hàm lượng polyphenol (TPC) đạt mức cao nhất: 44,46 ± 0,17 mg GAE/g cao chiết.
• Tổng hàm lượng flavonoid (TFC) đạt mức cao nhất: 77,67 ± 0,59 mg CAE/g cao chiết.
• Hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH mạnh nhất với giá trị IC50 nhỏ nhất: 9,60 µg/ml.
• Năng lực khử ion Fe3+ về Fe2+ mạnh nhất với giá trị EC50 nhỏ nhất: 19,51 µg/ml.
• Khả năng ức chế enzyme PPO xúc tác chuyển hóa L-DOPA cao nhất: I% đạt 30,0% ở nồng độ 100 mg/L.

3. Cơ sở nào để đề tài lựa chọn nồng độ cao bã tía tô 0,25% làm nồng độ tối ưu bảo quản tôm?

Tác giả đã thực hiện bước sàng lọc sơ bộ ở nhiệt độ phòng (35 ± 3°C) với ba mức nồng độ 0,1%, 0,25% và 0,5%:

• Sau 24 giờ, nghiệm thức 0,25% kiểm soát sự tăng pH cơ thịt tôm tốt hơn nghiệm thức 0,1%.
• Sau 12 giờ theo dõi hiện tượng melanosis qua hệ màu HunterLab, nghiệm thức 0,25% (E_BTT2) duy trì độ sáng L* cao và ức chế đốm đen tốt hơn nghiệm thức 0,1%. Mặc dù nghiệm thức 0,5% có hoạt tính ức chế mạnh nhưng nồng độ dịch chiết đậm đặc gây ảnh hưởng đến mùi vị tự nhiên và làm sẫm màu bề mặt tôm. Do đó, nồng độ 0,25% đạt sự hài hòa tối ưu giữa hoạt tính ức chế enzyme và tính chất cảm quan.

4. Hiệu quả của cao bã tía tô 0,25% (E_BTT2) so với chất bảo quản hóa học SMS thể hiện như thế nào sau 8 ngày lưu trữ lạnh ở 1–3°C?

Sau 8 ngày bảo quản lạnh, mẫu xử lý E_BTT2 thể hiện hiệu quả ức chế đốm đen (melanosis) tương đương và ở một số chỉ tiêu chiếm ưu thế hơn mẫu tôm xử lý bằng natri metabisulphite (SMS). Các chỉ số pH thịt tôm, độ cứng cấu trúc mô cơ, chỉ số oxy hóa lipid TBARS, tổng vi khuẩn hiếu khí (TVC) và tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) của mẫu E_BTT2 đều thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng không xử lý (p < 0,05) và duy trì độ tươi tương đương mẫu xử lý hóa chất SMS, đồng thời loại trừ hoàn toàn nguy cơ dị ứng do dư lượng SO2 gây ra.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Xuân Quyền và Nguyễn Văn Trúc đã điều chế và đánh giá thành công hoạt tính sinh học của 4 loại cao chiết từ bã tinh dầu, xác định cao bã tía tô (Perilla frutescens) có hàm lượng polyphenol, flavonoid và khả năng ức chế enzyme tyrosinase mạnh nhất. Nghiên cứu đã chứng minh nồng độ cao bã tía tô 0,25% có khả năng ức chế hiệu quả hiện tượng đen đầu (melanosis), làm chậm quá trình peroxy hóa lipid và kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trong 8 ngày bảo quản ở nhiệt độ 1–3°C. Kết quả thực nghiệm mang lại giá trị thực tiễn cao khi mở ra triển vọng tận dụng phụ phẩm công nghiệp tinh dầu để sản xuất chất bảo quản sinh học tự nhiên, an toàn, có tiềm năng thay thế phụ gia natri metabisulphite trong ngành chế biến thủy sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Tính cấp thiết và lý do hình thành đề tài Ngành công nghiệp thủy hải sản ở Việt Nam ngày càng phát triển và chiếm ưu thế đặc biệt là nuôi tôm. Hiện nay, tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương là loài tôm nuôi với diện tích lớn tại Việt Nam, chỉ đứng sau tôm sú, có giá trị kinh tế cao và khả năng kháng bệnh cao. Tôm sau khi đánh bắt, phục vụ cho trong và ngoài nước.

Tuy nhiên tôm dễ dàng mất đi giá trị dinh dưỡng và giảm giá trị kinh tế do những đốm đen (melanosis) và hệ vi sinh vật hình thành trong quá trình bảo quản. Đã có rất nhiều phương pháp áp dụng để hạn chế sự hư hỏng đó, và phương pháp phổ biến nhất là dùng SMS. Tuy nhiên SMS được biết đến là tác nhân gây ra dị ứng ở người mắc bệnh hen do dư lượng SO2. Vì vấn đề sức khỏe, nên nhiều người đã e ngại sử dụng khi có chất bảo quản này, việc tìm một loại phụ gia thay thế an toàn hơn có nguồn gốc từ thiên nhiên, không có bất kì ảnh hưởng gì tới sức khỏe con người đang được hướng tới.

Tính đến thời điểm hiện tại, có rất nhiều công trình nghiên cứu thay thế các chất hoá học bằng các hợp chất phenolic có nguồn gốc tự nhiên để dùng làm chất bảo quản tôm. Nguồn thực vật giàu phenolic đang được quan tâm rất nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm vì nó làm chậm quá trình oxy hóa lipid và cải thiện chất lượng, giá trị dinh dưỡng của thực phẩm (Matthias và cộng sự, 2015). Nhưng vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về những phụ phẩm công nghiệp không có một mục đích sử dụng chính, chẳng hạn như bã tinh dầu. Bã tinh dầu là phần được bỏ đi sau quá trình tích ly tinh dầu, có thể chỉ làm chất đốt hoặc gây ô nhiễm môi trường.

Theo nhiều nghiên cứu, trong lá tía tô, nghệ, sả, quế chứa nhiều hợp chất phenolic có khả năng chống oxy hóa. Trong khi đó, hiệu suất trích ly tinh dầu rất thấp, những hợp chất chống oxy hóa sẽ còn lại ở bã. Ngành sản xuất tinh dầu ở Việt Nam ngày càng phát triển, song song đó, chất thải từ công nghệ trích ly tinh dầu cũng ngày một tăng. Nếu có thể tận dụng được nguồn phụ phẩm này, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao đồng thời mang tính khoa học và sẽ mang lại nhiều bước tiến mới cho ngành công nghệ thực phẩm.

Vì tính cấp thiết này, nhóm chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa, ức chế tyrosinase của chiết xuất từ bã tinh dầu và ứng dụng bã tía tô (Perilla Frutescens) vào bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus Vannamei)”, với hi vọng sẽ tạo được bước tiến mới trong ngành công nghệ thực phẩm. Tính mới của đề tài: 1 Đây là nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase của cao trích từ bã tinh dầu (phụ phẩm công nghiệp) và khả năng năng ứng dụng của cao trích vào bảo quản tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài Nguồn nguyên liệu được chọn đều đã có những nghiên cứu trước đây chứng minh rằng chúng có chứa các hợp chất kháng oxy hóa cũng như ức tyrosinase. Nhiều nghiên cứu đã xác định được hiệu suất trích ly tinh dầu rất thấp nên các hợp chất chống oxy hóa sẽ được giữ lại trong bã cao.

Lượng tinh dầu thu được sẽ ứng dụng vào các ngành công nghệ hương liệu, mỹ phẩm, nước hoa, y học,… Phần còn lại được gọi là bã tinh dầu sẽ trở thành phế phẩm, làm chất đốt hoặc chất thải gây ô nhiễm môi trường. Việc tận dụng nguồn phụ phẩm này để nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa, ức chế enzyme tyrosinase và ứng dụng vào bảo quản tôm không chỉ có ý nghĩa thực tiễn mà còn mang ý nghĩa khoa học vì vừa giải quyết được vấn đề môi trường, vừa góp phần phát triển kinh tế, mở ra được triển vọng mới cho ngành công nghệ thực phẩm nước nhà. Đồng thời các cao trích từ bã tinh dầu cũng được phân tích thành phần hóa học bằng các phương pháp FTIR, HPLC- MS, và xác định các hợp chất còn lại trong bã sau quá trình trích ly tinh dầu bằng phương pháp GC-MS để xác định các hợp chất đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu có trong bã tinh dầu đồng thời khẳng định được sự an toàn từ nguồn nguyên liệu được chọn không chứa bất cứ thành phần độc hại nào và có khả năng thay thế cho chất phụ gia hóa học SMS để ứng dụng vào bảo quản tôm, giúp hạn chế được sự hình thành các đốm đen trên tôm, nâng cao được giá trị dinh dưỡng, làm trì hoãn quá trình hư hỏng của tôm nâng cao khả năng chấp nhận của người tiêu dùng và thị trường xuất khẩu, góp phần phát triển ngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta. Mục tiêu của đề tài Điều chế các mẫu cao từ bã tinh dầu với EtOH 70%.

Xác định sơ bộ thành phần hóa học của các mẫu cao đồng thời điều tra khả năng kháng oxy hóa và ức chế PPO từ chiết xuất polyphenol và flavonoid của 4 loại bã tinh dầu. Từ đó chọn ra mẫu cao chiết từ bã tinh dầu tốt nhất để khảo sát nồng độ tối ưu và ứng dụng vào bảo quản tôm thẻ chân trắng trong 8 ngày ở nhiệt độ 1-3oC. Đối tượng nghiên cứu 4 mẫu bã tinh dầu được thu nhận sau quá trình chưng cất hơi nước, bao gồm 2 mẫu bã tinh dầu tía tô, nghệ, được nhận phòng thí nghiệm của khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, 1 mẫu bã tinh dầu sả được nhận từ phòng thí 2 nghiệm của Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm và 1 mẫu bã tinh dầu quế được lấy từ cơ sở sản xuất tinh dầu Yên Bái. Phạm vi và giới hạn của đề tài Điều chế các mẫu cao chiết từ bã của tía tô, nghệ, sả, quế bằng cách ngấm kiệt với ethanol 70%.

Trong đó có các chỉ tiêu cần xác định như độ ẩm, hiệu suất của quá trình trích ly, định danh các hợp chất có trong bã. Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa bằng các phương pháp xác định tổng hàm lượng phenolic, tổng hàm lượng flavonoid, khả năng ức chế gốc tự do DPPH và năng lực khử sắt. Xác định thành phần hóa học, các hợp chất bằng phương pháp FTIR, HPLC-MS, GC-MS Sàng lọc hoạt tính ức chế tyrosinase. Chọn cao trích có hoạt tính mạnh nhất và nồng độ tối ưu đưa vào bảo quản tôm trong điều kiện 1-3oC trong 8 ngày.

Đánh giá mức độ hình thành các điểm đen trên tôm, đánh giá khả năng ức chế peroxide ở tôm trong quá trình bảo quản bằng phương pháp xác định chỉ số oxy hóa lipid (TBARS), sự thay đổi pH, độ cứng của tôm, xác định tổng hàm hượng bazơ nitơ bay hơi (TVB- N) và đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí trên tôm trong thời gian bảo quản. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng 2. Phân loại khoa học Hình 2.1: Tôm thẻ chân trắng Tôm thẻ chân trắng có tên khoa học là Litopenaeus vannamei (Boone, 1931), tên khoa học trước đây là Penaeus vannamei.

Tôm thẻ chân trắng thuộc họ Penaeidae. Tôm thẻ chân trắng được phân loại khoa học theo bảng 1.1: Phân loại tên thẻ chân trắng theo tên khoa học (Boone, 1931) Giới (regnum) Animalia Ngành (phylum) Arthopoda Phân ngành (subphylum) Crustaces Lớp (class) Malacostraca Bộ (ordo) Decapoda Phân bộ (subordo) dendrobranchiata Họ (familia) Penaidae Chi (genus) Litopenaeus Loài (species) L. Phân bố và đặc điểm sinh thái 4 Tôm thẻ chân trắng có nguồn gốc từ vùng biển xích đạo Đông Thái Bình Dương (Biển Tây Mỹ Latinh), từ Vịnh California, Mexico đến phía bắc Peru (FAO, 2018) Đây là loại tôm được nuôi rộng rãi nhất thế giới và được nuôi ít nhất 27 quốc gia. Tôm thẻ chân trắng được đưa vào Việt Nam năm 2001, được nuôi thử nghiệm tại Bạc Liêu Quảng Ninh và Phú Yên (Bộ NN&PTNT 2015) và được nuôi trồng đến ngay này.

So với tôm sú thì loài tôm thẻ chân trắng sinh sản nhanh và lớn hơn tôm sú, đặc biệt hơn hết tôm thẻ chân trắng lại có khả năng kháng bệnh mạnh hơn tôm sú (Nguyễn Thị Kim Quyên, 2010). Tôm thuộc loài giáp xác, có mười chân. Tôm có vỏ mỏng, có màu trắng đục, chân có màu trắng ngà. Tôm chia thành hai phần: phần đầu ngực và phần bụng.

Tôm thẻ chân trắng là loài tôm nhiệt đới, có khả năng thích nghi với giới hạn độ mặn và nhiệt độ rộng. Tôm có khả năng thích nghi với độ mặn 5 - 45‰, pH trong khoảng 7. Nhiệt độ tối ưu cho tôm từ 25-33oC. Vì thế, tôm chân trắng được xem là đối tượng phù hợp với ngành nuôi thủy sản nội địa (Trần Viết Mỹ, 2009).

Thành phần hóa học của tôm Hiện nay, tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương là loài quan trọng nhất về mặt kinh tế và chiếm khoảng 70% tổng sản lượng tôm trên thế giới do hàm lượng dinh dưỡng cao gồm các acid amin, peptit, acid béo không bão hòa và các chất hữu ích khác (Liao và Chien, 2011).1: Thành phần hóa học của tôm thẻ chân trắng (Naresh Kumar Mehta và cộng sự, 2017) Thành phần Hàm lượng Ẩm (g/100 g thịt) 75.30b Các giá trị được biểu thị bằng giá trị trung bình ± SD, n = 3, p <0,05; giá trị trong cùng một hàng mang các chữ cái khác nhau có ý nghĩa khác nhau. Dựa vào bảng trên ta có thể thấy được hàm lượng ẩm của tôm khá cao, hơn 70% .Ngoài ra, Gunalan B và cộng sự, (2013) đã nghiên cứu và tìm thấy hàm lượng canxi chiếm ưu thế (154,5 mg/g) sau đó là natri (67,7 mg/g) và kali (56,7 mg/g). Mangan có hàm lượng ít nhất (0,898 mg/g). Cu và Crom cũng được tìm thấy.

Bên cạnh đó, cũng phát hiện được 18 acid amin trong tôm. Trong 5 số đó argentine, histamine, isoleucine ,leucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, lysine và valine là các acid amin thiết yếu và alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glycine, proline, serine và tyrosine là các aicd amin không thiết yếu. Trong đó, glycine, arginine và proline thường cho vị ngọt và umani. Taurine, valine và lysine cho ít vị đắng (Konosu, 1982).

Dựa trên kết quả nghiên cứu của Gunalan B và cộng sự (2001), loài tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương có thể được coi là một nguồn acid béo tốt cũng như protein. Thị trường của tôm thẻ chân trắng 2.