ĐẶT VẤN ĐỀ Cuộc sống hiện nay ngày càng được phát triển, nhu cầu của con người về vấn đề sức khỏe ngày càng được chú trọng và nâng cao. Việc tìm kiếm và sử dụng các loại sản phẩm, thực phẩm có hoạt tính sinh học đang là một mối quan tâm của rất nhiều người trên toàn cầu. Cà chua là một loại thực phẩm phổ biến không chỉ ở Việt Nam mà còn trên toàn thế giới, nó có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều các vitamin C và A, khoáng chất và các nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể. Bên cạnh những giá trị dinh dưỡng mà nó mang lại, cà chua còn chứa nhiều lycopene – một hợp chất sinh học thuộc họ carotenoid có màu đỏ, được xem là một trong những chất chống oxy hóa có hoạt tính mạnh trong tự nhiên.
Lycopene thường có nhiều trong vỏ, hạt và thịt quả cà chua. Khả năng chống oxy hóa của nó cao gấp 2 lần so với β-carotene và gấp 10 lần so với α-tocopherol (Liana và cộng sự, 2009). Nhờ vào đặc tính này, lycopene có thể vô hiệu hóa các gốc tự do, từ đó bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh như ung thư, nhồi máu cơ tim, ngăn ngừa lão hóa, rối loạn mỡ máu, điều trị các bệnh xơ gan, viêm gan,… Ở Việt Nam, cà chua được trồng quanh năm ở khắp các địa phương với sản lượng lớn và đa phần được dùng để chế biến các món ăn hàng ngày. Bên cạnh đó, kèm theo sự phát triển của xã hội và cuộc sống, con người dần trở nên bận rộn với cuồng quay công việc, do đó thời gian dành cho bữa ăn hàng ngày càng trở nên ít đi.
Việc tạo ra mì ăn liền của nhà phát minh Ando Momofuku (Nhật Bản) đã giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả và đưa mì ăn liền trở nên phổ biến và có lượng tiêu thụ cao trên toàn thế giới. Mì ăn liền là loại thực phẩm tiện lợi với thời gian chế biến nhanh, ít tốn công sức nhưng vẫn đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng cho bữa ăn. Tuy nhiên việc tận dụng và ứng dụng hợp chất lycopene vào thực phẩm chế biến vẫn còn hạn chế và tính phổ biến không cao. Vì vậy, việc bổ sung hợp chất lycopene vào sản phẩm SVTH: Nguyễn Tường Vy 1 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Lý Thị Minh Hiền mì ăn liền sẽ giúp làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, đồng thời có vai trò như một chất phụ gia thực phẩm an toàn cho sức khỏe.
Vì những tác dụng hữu ích và tuyệt vời của hợp chất tự nhiên kể trên, đồng thời tận dụng việc nghiên cứu và ứng dụng hợp chất lycopene vào thực phẩm chế biến vẫn còn hạn chế nên đề tài: “Nghiên cứu quy trình trích ly hợp chất lycopene từ quả cà chua và ứng dụng hợp chất lycopene vào công nghệ chế biến mì ăn liền” được đề xuất và thực hiện nhằm tạo ra các sản phẩm, thực phẩm hỗ trợ sức khỏe cho người tiêu dùng. Trong quá trình thực hiện đề tài, mục tiêu chính của nghiên cứu là tìm hiểu, xây dựng quy trình trích ly hợp chất lycopene từ cà chua để tận dụng giá trị dinh dưỡng vốn có của nó để có thể ứng dụng vào các sản phẩm chế biến, làm tăng giá trị của cà chua. Việc thực hiện đề tài với những nội dung nghiên cứu sau: • Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất trích ly. • Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu – dung môi đến hiệu suất trích ly.
• Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly. • Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa của hợp chất lycopene bằng phương pháp thử hoạt tính bắt gốc tự do DPPH. • Khảo sát công thức phối trộn bột nhào. • Khảo sát thời gian hấp ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mì.
• Khảo sát thời gian chiên ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mì. SVTH: Nguyễn Tường Vy 2 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Lý Thị Minh Hiền PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cà chua (Lycopersicon esculentum) 1.1 Phân loại khoa học Cà chua là loại rau quả hiện nay rất được ưa thích trên toàn thế giới và có nhiều giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị sử dụng. Hiện nay có khoảng 7500 giống cà chua được trồng trên khắp thế giới với mục đích khác nhau. Theo hệ thống phân loại của Miller (1768), cà chua được phân loại như sau: Giới (Kingdom): Plantae Ngành (Division): Magnoliophyta Lớp (Class): Magnoliopsida Bộ (Order): Solanales Họ (Family): Solanaceae Chi (Genus): Lycopersicon Hình 1.1: Nguyên liệu cà chua Loài (Species): Lycopersicon esculentum (Nguồn: dienmayxanh.2 Nguồn gốc Cà chua có tên khoa học là Lycopersicon esculentum (tên khác là Solanum lycopersicon).
Nhiều ghi chép ban đầu cho thấy cà chua là một loại quả dại, có kích cỡ nhỏ bằng quả việt quất. Vào khoảng những năm 700 trước Công nguyên, chúng được người Aztec đem về trồng trọt, phát triển thành kích thước như cà chua bi ngày nay và được đặt tên là “tomatl” theo tiếng Nahuat thuộc một vùng nhỏ ở Mexico. Vì những lý do như vậy, người ta tin rằng cà chua có nguồn gốc bắt nguồn từ Nam Mỹ [7]. Mãi cho đến đầu những năm 20 của thế kỉ XVI, người châu Âu mới biết đến cà chua khi Hernán Cortés – nhà thám hiểm người Tây Ban Nha đã nhận thấy tiềm năng của loại quả này và đem hạt giống của nó về châu Âu [28].
Trên khắp Nam Âu, cà chua SVTH: Nguyễn Tường Vy 3 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Lý Thị Minh Hiền nhanh chóng được sản xuất và sử dụng rộng rãi trong căn bếp của mọi nhà vào đầu thế kỷ XVII. Tuy nhiên, ngược lại ở phía Bắc Âu, cà chua gặp phải rất nhiều sự phản đối vì người ta tin rằng cà chua có độc tố giống như những loài khác trong họ Solanaceae, điển hình như các loại cà độc dược. Do vậy, họ quyết định sử dụng loại quả này làm cây cảnh, trang trí bàn ăn thay vì làm thực phẩm [29]. Đến đầu thế kỷ XIX, cà chua cuối cùng cũng đã đến được châu Á, chúng bắt đầu được trồng trọt phổ biến và sử sụng rộng rãi ở Syria, Iran và Trung Quốc [7].
Ngày nay, loại quả này đã trở thành một trong những loại trái cây được yêu thích nhất trên thế giới chỉ sau khoai tây và biến ngành công nghiệp sản xuất, chế biến cà chua thành ngành công nghiệp lớn của thế giới với sản lượng và lượng tiêu thụ sản phẩm hàng năm tăng cao.3 Đặc điểm thực vật học [1] Cà chua là loài cây thân thảo, thẳng đứng, phủ nhiều lông và có khả năng chịu hạn tốt do có rễ cây thuộc loại rễ chùm, ăn sâu từ 0,5 – 1 m và phân tán mạnh. Thân cây mang lá và phát hoa. Lá cà chua thuộc loại lá kép lông chim lẻ, mỗi lá có 3 – 4 đôi lá chét, ngọn lá có một lá riêng gọi là đỉnh. Rìa lá chét đều có răng cưa nông hay sâu tùy thuộc vào loại giống khác nhau, phiến lá thường phủ lông tơ.
Hoa cà chua thuộc hoa lưỡng tính, tự thụ phấn và nở từng chùm, có màu vàng tươi. Số lượng chùm hoa phụ thuộc vào thời tiết và các loại giống khác nhau. Quả cà chua thuộc loại mọng nước, hình dạng khác nhau thay đổi từ tròn, bầu dục cho đến dài. Bên trong quả được chia ra làm 2 hay nhiều khoang và có nhiều hạt.
Vỏ cà chua có thể trơn nhẵn hoặc có khía, màu sắc của quả thay đổi tùy theo giống và điều kiện thời tiết.4 Thành phần hóa học [30] Cà chua là một nguồn thực phẩm chứa rất nhiều các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như vitamin, đường, các chất khoáng, nguyên tố vi lượng,. Đồng thời đây cũng là loại thực phẩm có hàm lượng calo thấp, cung cấp trung bình khoảng 20 kcal/100 SVTH: Nguyễn Tường Vy 4 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Lý Thị Minh Hiền g (Jones và cộng sự, 1991). Thành phần hóa học của cà chua được thể hiện trong bảng 1.1: Thành phần hóa học của cà chua Thành phần hóa học Hàm lượng (%)/100 g Nước 94 Glucid 4,0 Cellulose 0,8 Tro 0,4 (Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, 2007) Nước: Cà chua chứa hàm lượng nước rất cao, chiếm khoảng 93 – 95% trọng lượng của quả. Glucid: Hàm lượng chất khô có trong cà chua khoảng 5 – 6%.
Trong đó phần lớn đường chiếm chủ yếu, bao gồm glucose, fructose và một ít saccharose. Tinh bột chỉ xuất hiện ở dạng vết và sẽ chuyển đổi thành đường khi quả chín. Ngoài ra quá trình chín cũng làm thay đổi hàm lượng cellulose và pectin trong cà chua. Vitamin: Cà chua là nguồn thực phẩm giàu β-carotene (tiền vitamin A), C, ngoài ra nó còn chứa một số vitamin cần thiết cho cơ thể như vitamin K, B1 (thiamine), B2 (riboflavin), B3 (acid nicotinic), B6 (pyridoxine), B9 (acid folic), B12 (biotin) và E (α- tocopherol).
Chất khoáng: Trong cà chua có chứa hàm lượng các muối khoáng như Ca, P, Mg, K, S và đặc biệt là nguồn K dồi dào đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát soát áp suất thẩm thấu của máu, chức năng của thận và kiểm soát co thắt cơ tim. Bên cạnh đó nó còn chứa nhiều nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể: Zn, Fe, Cu, I. SVTH: Nguyễn Tường Vy 5 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Lý Thị Minh Hiền Các acid hữu cơ: Các acid hữu cơ có vai trò quan trọng góp phần tạo nên hương vị của cà chua. Trong đó, acid citric và acid malic chiếm chủ yếu, ngoài ra còn có một lượng nhỏ acid tatric.
Sắc tố: Màu sắc của cà chua hình thành nhờ vào chlorophyll, carotenoid (chủ yếu là lycopene và β-carotene) và xanthophylls. Hàm lượng chlorophyll sẽ giảm dần theo sự phát triển của quả. Khi bắt đầu chín, quả có màu vàng do β-carotene được tạo ra, sau đó, nồng độ lycopene tăng nhanh làm cho quả có màu đỏ (Ho 1986).5 Các ứng dụng phổ biến Cà chua thường được ứng dụng nhiều nhất trong ngành công nghiệp thực phẩm. Chúng được chế biến thành nhiều dạng thức ăn khác nhau tùy vào mục đích sử dụng, đồng thời cũng như làm tăng giá trị dinh dưỡng của quả.
Ở các nước phương Tây, lượng tiêu thụ cà chua mỗi năm đều tăng cao và trở thành thực phẩm không thể thiếu trong thực đơn hàng ngày. Các sản phẩm chế biến từ cà chua như tương cà, cà chua cô đặc, bột nhão hay nước ép rất phổ biến và được người dân ưa chuộng. Hơn nữa, cà chua cũng được dùng để nghiên cứu cho mục đích y học do có chứa carotenoid, trong đó hàm lượng lycopene chiếm chủ yếu. Lượng tiêu thụ lycopene trong cơ thể có ảnh hưởng đến việc phòng chống, ngăn ngừa lão hóa, stress oxy hóa, các bệnh liên quan đến tim mạch và ung thư.