Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm sử dụng chế phẩm enzyme pectinase để thu nhận dịch trái chùm ruột phyllanthus acidus giàu hợp chất chống oxy hóa

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ thực phẩm sử dụng chế phẩm enzyme pectinase để thu nhận dịch trái chùm ruột phyllanthus, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Đỗ Thị Thanh Loan
• Người hướng dẫn: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng enzyme pectinase trong thu nhận dịch trái chùm ruột giàu chất chống oxy hóa
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
• 1.1. Trai chùm ruột
• 1.2. Tiềm năng của trái chùm ruột
• 1.3. Thành phần hóa học của trái chùm ruột
• 1.3.1. Thành phần hóa học trong 100g nguyên liệu trái chùm ruột
• 2. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Trái chùm ruột
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Mục đích thí nghiệm
• 2.2.2. Quy trình thu nhận dịch chùm ruột ở quy mô phòng thí nghiệm
• 2.2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.4. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.2.4.1. Phương pháp phân tích hàm lượng vitamin
• 2.2.4.2. Phương pháp phân tích hàm lượng hợp chất phenolic tổng
• 2.2.4.3. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa
• 2.2.4.4. Phương pháp xác định hoạt độ enzyme pectinase theo phương pháp so màu với thuốc thử DNS (acid 3,5-dinitrosalicylic)
• 2.2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước : thịt quả đến khả năng trích ly vitamin C và phenolic trong dịch trái chùm ruột
• 3.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước : thịt quả đến hàm lượng vitamin C và phenolic trong dịch trái chùm ruột
• 3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước : thịt quả đến hoạt tính chống oxy hóa
• 3.2. Khảo sát quá trình xử lý enzyme để thu nhận dịch chùm ruột giàu vitamin C
• 3.2.1. Khảo sát nồng độ enzyme để thu nhận dịch chùm ruột giàu vitamin C
• 3.2.2. Khảo sát thời gian xử lý enzyme để thu nhận dịch chùm ruột giàu vitamin C
• 3.3. Tối ưu hóa quá trình xử lý enzyme trong quy trình thu nhận dịch chùm ruột bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 3.3.1. Kết quả theo phương pháp FRAP
• 3.3.2. Kết quả tối ưu theo phương pháp ABTS
• 3.4. Xác định thông số động học của quá trình trích ly dịch trái chùm ruột
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC A: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NƯỚC: THỊT QUẢ ĐẾN HÀM LƯỢNG VITAMIN C VÀ PHENOLIC TỔNG CỦA DỊCH TRÁI CHÙM RUỘT
• PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ THỜI GIAN XỬ LÝ ENZYME ĐẾN HÀM LƯỢNG VITAMIN C VÀ PHENOLIC TỔNG CỦA DỊCH TRÁI CHÙM RUỘT
• PHỤ LỤC D: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH TRÍCH LY VITAMIN C VÀ CÁC HỢP CHẤT PHENOLIC TRONG DỊCH TRÁI CHÙM RUỘT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng enzyme pectinase để thu nhận dịch từ trái chùm ruột (Phyllanthus acidus) giàu chất chống oxy hóa. Mục tiêu chính là tối ưu hóa quy trình chiết xuất nhằm tăng cường hàm lượng vitamin C và các hợp chất phenolic trong dịch chiết. Công nghệ sinh học và phương pháp thu nhận được áp dụng để đạt hiệu quả cao nhất. Nghiên cứu này không chỉ mang tính khoa học mà còn có tiềm năng ứng dụng trong ngành thực phẩm chức năng.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước:thịt quả, nồng độ enzyme pectinase, và thời gian xử lý đến hàm lượng vitamin C và hợp chất phenolic. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được sử dụng để tối ưu hóa quy trình chiết xuất, đảm bảo dịch chiết có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn

Việc sử dụng enzyme pectinase trong chiết xuất enzyme từ trái chùm ruột không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn cải thiện chất lượng dịch chiết. Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng giàu chất chống oxy hóa, góp phần đa dạng hóa nguồn dinh dưỡng từ thực vật.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thu nhận dịch từ trái chùm ruột với sự hỗ trợ của enzyme pectinase. Quy trình bao gồm các bước: xử lý nguyên liệu, chiết xuất dịch, và phân tích hàm lượng vitamin C, hợp chất phenolic, và hoạt tính chống oxy hóa. Công nghệ enzyme được áp dụng để tối ưu hóa quá trình chiết xuất.

2.1. Quy trình chiết xuất

Quy trình bắt đầu với việc xử lý trái chùm ruột bằng enzyme pectinase ở các nồng độ và thời gian khác nhau. Dịch chiết được thu nhận và phân tích để xác định hàm lượng vitamin C và hợp chất phenolic. Phương pháp FRAP và ABTS được sử dụng để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa.

2.2. Phân tích dữ liệu

Dữ liệu thu được từ quá trình chiết xuất được xử lý bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm. Các thông số động học của quá trình chiết xuất được xác định để đánh giá hiệu quả của enzyme pectinase trong việc tăng cường hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng enzyme pectinase ở nồng độ 18,9 PGU/g và thời gian xử lý 67 phút giúp tăng hàm lượng vitamin C lên 50%, hợp chất phenolic lên 40%, và hoạt tính chống oxy hóa lên 59% so với phương pháp chiết xuất không sử dụng enzyme. Công nghệ sinh học đã chứng minh hiệu quả trong việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

3.1. Tối ưu hóa quy trình

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xác định được điều kiện tối ưu cho quá trình chiết xuất. Kết quả cho thấy enzyme pectinase có khả năng tăng cường đáng kể hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ trái chùm ruột.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này mở ra tiềm năng ứng dụng enzyme pectinase trong ngành thực phẩm chức năng. Dịch chiết từ trái chùm ruột giàu chất chống oxy hóa có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm dinh dưỡng và bảo vệ sức khỏe.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của enzyme pectinase trong việc thu nhận dịch từ trái chùm ruột giàu chất chống oxy hóa. Phương pháp chiết xuất enzyme được tối ưu hóa đã mang lại kết quả đáng kể về hàm lượng vitamin C và hợp chất phenolic. Nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm và thực phẩm chức năng.

4.1. Kết luận

Việc sử dụng enzyme pectinase trong quy trình chiết xuất enzyme từ trái chùm ruột đã tăng cường đáng kể hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã chứng minh hiệu quả trong việc tối ưu hóa quy trình.

4.2. Đề xuất

Nghiên cứu đề xuất mở rộng ứng dụng enzyme pectinase trong các quy trình chiết xuất thực vật khác để tăng cường hoạt tính chống oxy hóa. Đồng thời, cần tiếp tục nghiên cứu để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng từ trái chùm ruột.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trái chùm ruột (Phyllanthus acidus) là nguồn thực phẩm giàu các hợp chất chống oxy hóa như vitamin C và các hợp chất phenolic, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của gốc tự do. Theo các nghiên cứu, hàm lượng vitamin C trong trái chùm ruột có thể đạt đến 203,52 mg/100g chất khô, tăng 37% so với mẫu đối chứng, trong khi hàm lượng phenolic tổng đạt 8,26 mg GAE/g chất khô, tăng 74%. Hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích từ trái chùm ruột cũng được ghi nhận tăng đáng kể, với mức tăng 100% theo phương pháp FRAP và 70% theo phương pháp ABTS khi tỷ lệ nước:thịt quả được điều chỉnh hợp lý.

Vấn đề nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng chế phẩm enzyme pectinase để tối ưu hóa quá trình trích ly dịch trái chùm ruột giàu các hợp chất chống oxy hóa. Mục tiêu cụ thể là khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước:thịt quả, nồng độ enzyme pectinase và thời gian xử lý enzyme đến hàm lượng vitamin C, phenolic và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích; đồng thời tối ưu hóa quy trình xử lý enzyme và xác định các thông số động học của quá trình trích ly.

Nghiên cứu được thực hiện tại thành phố Hồ Chí Minh trong năm 2015, sử dụng nguyên liệu trái chùm ruột tươi thu mua tại xã An Nhơn Tây, huyện Củ Chi. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ chế biến nước ép trái cây giàu chất chống oxy hóa, góp phần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm chức năng và nâng cao giá trị kinh tế của trái chùm ruột.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết enzyme pectinase và cơ chế hoạt động: Enzyme pectinase thủy phân các liên kết pectin trong thành tế bào thực vật, giúp phá vỡ cấu trúc mô quả, tăng hiệu suất trích ly các hợp chất hòa tan như vitamin C và phenolic. Hệ enzyme pectinase gồm các nhóm enzyme như polygalacturonase, pectinesterase và pectin lyase, hoạt động hiệu quả trong điều kiện pH 3,5-6 và nhiệt độ 40-55°C.

• Mô hình đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology - RSM): Phương pháp này được sử dụng để tối ưu hóa các thông số công nghệ như nồng độ enzyme và thời gian xử lý nhằm đạt được hoạt tính chống oxy hóa tối đa trong dịch trích.

• Khái niệm chính:

  • Vitamin C: Chất chống oxy hóa quan trọng, dễ hòa tan trong nước, có vai trò bảo vệ tế bào khỏi oxy hóa.
  • Hợp chất phenolic: Các hợp chất chứa nhóm hydroxyl, góp phần vào hoạt tính chống oxy hóa của thực vật.
  • Hoạt tính chống oxy hóa: Được đánh giá bằng các phương pháp FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) và ABTS (2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu là trái chùm ruột tươi, thu mua tại xã An Nhơn Tây, huyện Củ Chi, TP. Hồ Chí Minh. Enzyme pectinase sử dụng là chế phẩm Pectinex Ultra SP-L, sản xuất từ nấm mốc Aspergillus aculeatus với hoạt tính 9500 PGU/mL.

• Phương pháp phân tích:

  • Hàm lượng vitamin C được xác định bằng thiết bị đo RQflex plus 10 (Merck, Đức).
  • Hàm lượng phenolic tổng được phân tích bằng phương pháp Folin-Ciocalteu.
  • Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá qua hai phương pháp FRAP và ABTS.
  • Hoạt độ enzyme pectinase được xác định bằng phương pháp so màu với thuốc thử DNS.

• Thiết kế thí nghiệm:

  • Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước:thịt quả (0:1 đến 3:1), nồng độ enzyme (0 đến 25 PGU/g nguyên liệu) và thời gian xử lý enzyme (0 đến 75 phút) đến các chỉ tiêu nghiên cứu.
  • Tối ưu hóa quy trình xử lý enzyme bằng mô hình đáp ứng bề mặt (CCC design) với phần mềm Modde 5.0.
  • Xác định các thông số động học của quá trình trích ly như khả năng trích ly, tốc độ trích ly ban đầu và hằng số tốc độ trích ly.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mỗi thí nghiệm được lặp lại ba lần để đảm bảo độ tin cậy. Mẫu nguyên liệu được chọn kỹ lưỡng, đảm bảo độ chín vàng 100% để tối ưu hàm lượng chất chống oxy hóa.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2015.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước:thịt quả:

   • Tỷ lệ nước:thịt quả 2:1 cho hàm lượng vitamin C đạt 203,52 mg/100g chất khô, tăng 37% so với mẫu đối chứng (148,15 mg/100g).
   • Hàm lượng phenolic tổng đạt 8,26 mg GAE/g chất khô, tăng 74% so với mẫu đối chứng (4,75 mg GAE/g).
   • Hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP và ABTS tăng lần lượt 100% và 70% so với mẫu đối chứng.

2. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase:

   • Tại nồng độ enzyme 15 PGU/g nguyên liệu, hàm lượng vitamin C và phenolic tổng lần lượt đạt 256,35 mg/100g và 9,94 mg GAE/g, tăng 27% và 24% so với mẫu không xử lý enzyme.
   • Hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP và ABTS tăng lên 42,49 và 41,01 pmol TE/g chất khô, cao hơn đáng kể so với mẫu đối chứng.

3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme:

   • Thời gian xử lý enzyme 60 phút là tối ưu, với hàm lượng vitamin C đạt 298,90 mg/100g chất khô và phenolic tổng 11,07 mg GAE/g, tăng 47% và 33% so với mẫu đối chứng.
   • Hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP và ABTS đạt mức cao nhất, lần lượt 46,06 và 49,46 pmol TE/g chất khô.

4. Thông số động học:

   • Quá trình trích ly có sự gia tăng rõ rệt về tốc độ trích ly ban đầu và hằng số tốc độ trích ly khi sử dụng enzyme pectinase, với các hệ số tăng từ 1,20 đến 1,68 lần so với mẫu không xử lý enzyme.

Thảo luận kết quả

Việc tăng tỷ lệ nước:thịt quả giúp tăng khả năng hòa tan và khuếch tán vitamin C và phenolic vào dịch trích, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về hiệu suất trích ly từ nguyên liệu quả khác. Sử dụng enzyme pectinase làm phá vỡ cấu trúc pectin trong thành tế bào, giải phóng các hợp chất chống oxy hóa liên kết chặt chẽ với polysaccharide, từ đó tăng hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch trích. Thời gian xử lý enzyme đủ dài (60 phút) đảm bảo quá trình thủy phân hoàn thiện, nhưng kéo dài quá mức không làm tăng thêm hàm lượng chất chiết do giới hạn nguồn nguyên liệu.

So sánh với các nghiên cứu trên dịch quả táo, cà rốt đen và quả lý chua đen, kết quả tương đồng về việc tăng hàm lượng phenolic và vitamin C khi xử lý enzyme pectinase. Các biểu đồ thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa nồng độ enzyme, thời gian xử lý và hàm lượng chất chống oxy hóa sẽ minh họa rõ ràng hiệu quả của phương pháp này.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng tỷ lệ nước:thịt quả 2:1 trong quy trình sản xuất dịch trái chùm ruột để tối ưu hàm lượng vitamin C và phenolic, nâng cao hoạt tính chống oxy hóa sản phẩm. Thời gian thực hiện: ngay trong quy trình chế biến hiện tại.

2. Sử dụng chế phẩm enzyme pectinase Pectinex Ultra SP-L với nồng độ 18,9 PGU/g nguyên liệu và thời gian xử lý enzyme 67 phút để đạt hiệu quả trích ly tối ưu. Chủ thể thực hiện: nhà máy chế biến nước ép trái cây.

3. Đào tạo kỹ thuật viên và nhân viên vận hành về quy trình xử lý enzyme nhằm đảm bảo kiểm soát chính xác các thông số công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian: trong vòng 3 tháng kể từ khi áp dụng.

4. Xây dựng hệ thống kiểm soát chất lượng định kỳ để theo dõi hàm lượng vitamin C, phenolic và hoạt tính chống oxy hóa trong sản phẩm, đảm bảo duy trì tiêu chuẩn chất lượng. Chủ thể: bộ phận kiểm soát chất lượng.

5. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng enzyme pectinase cho các loại quả khác có tiềm năng chống oxy hóa cao nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị kinh tế. Thời gian: kế hoạch nghiên cứu 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu chi tiết về ứng dụng enzyme trong trích ly chất chống oxy hóa từ nguyên liệu thực vật.

2. Doanh nghiệp chế biến nước ép trái cây và thực phẩm chức năng: Tham khảo để áp dụng công nghệ enzyme pectinase nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng hàm lượng chất chống oxy hóa và giá trị dinh dưỡng.

3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn công nghệ chế biến nước ép trái cây giàu chất chống oxy hóa.

4. Nhà sản xuất enzyme và nhà cung cấp nguyên liệu: Hiểu rõ về yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả ứng dụng enzyme pectinase trong ngành chế biến thực phẩm, từ đó phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu thị trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải sử dụng enzyme pectinase trong quá trình trích ly dịch trái chùm ruột?
   Enzyme pectinase phá vỡ cấu trúc pectin trong thành tế bào, giúp giải phóng vitamin C và phenolic liên kết chặt chẽ, tăng hiệu suất trích ly và nâng cao hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích.

2. Tỷ lệ nước:thịt quả ảnh hưởng như thế nào đến hàm lượng chất chống oxy hóa?
   Tỷ lệ nước:thịt quả 2:1 tạo điều kiện tối ưu cho sự hòa tan và khuếch tán các hợp chất chống oxy hóa vào dịch trích, tăng hàm lượng vitamin C và phenolic lên đáng kể so với các tỷ lệ khác.

3. Thời gian xử lý enzyme tối ưu là bao lâu?
   Thời gian xử lý enzyme 60-67 phút được xác định là tối ưu, đủ để enzyme hoạt động hiệu quả mà không gây giảm chất lượng do quá trình kéo dài.

4. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa?
   Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá bằng hai phương pháp phổ biến là FRAP và ABTS, đo khả năng khử ion sắt và khả năng bắt gốc tự do của mẫu dịch trích.

5. Có thể áp dụng công nghệ này cho các loại quả khác không?
   Có, công nghệ xử lý enzyme pectinase đã được áp dụng thành công trên nhiều loại quả như táo, cà rốt đen, quả lý chua đen, giúp tăng hàm lượng chất chống oxy hóa và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Kết luận

• Sử dụng enzyme pectinase với nồng độ 18,9 PGU/g và thời gian xử lý 67 phút tối ưu hóa hiệu quả trích ly vitamin C và phenolic từ trái chùm ruột.
• Tỷ lệ nước:thịt quả 2:1 là điều kiện phù hợp để đạt hàm lượng chất chống oxy hóa cao nhất trong dịch trích.
• Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chùm ruột tăng đáng kể, với mức tăng 50% vitamin C, 40% phenolic, 59% theo FRAP và 53% theo ABTS so với mẫu không xử lý enzyme.
• Các thông số động học cho thấy quá trình trích ly có tốc độ và hiệu suất cao hơn khi sử dụng enzyme pectinase.
• Đề xuất áp dụng công nghệ enzyme pectinase trong sản xuất nước ép trái cây giàu chất chống oxy hóa, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho các loại quả khác.

Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên triển khai thử nghiệm quy mô công nghiệp dựa trên kết quả này để đánh giá tính khả thi và hiệu quả kinh tế. Liên hệ chuyên gia công nghệ thực phẩm để được tư vấn chi tiết và hỗ trợ kỹ thuật.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ăn uống là một nhu cầu quan trọng của con người mỗi ngày. Các nguồn thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, cung cấp các chất dinh dưỡng cũng như hoạt tính chống oxy hóa ngày cảng được con người tìm và sử dụng. Chất chống oxy hóa rất cần thiết cho cơ thé vì nó giúp cơ thé chỗng lại các gốc tự do gây hại cho các tế bào. Trong do, thực vat là nguồn chứa chất chồng oxy hóa tiềm năng [1].

Theo truyền thống, chùm ruột được sử dụng ở Ấn Độ để điều trị một số bệnh như tăng huyết áp, tiểu đường, đau thân kinh tọa, thấp khớp [3]. Ngày nay, có rất nhiều nghiên cứu về công dụng của cây chùm ruột trên lá, rễ và trái [4], [5]. Trái chùm ruột là nguồn cung cấp vitamin C và khoáng chất can thiết cho cơ thé [7]. Ngoài ra, trái chùm ruột còn chứa hàm lượng phenolic khá cao và một số hợp chat phenolic có hoạt tính chống oxy hóa [8].

Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh hoạt chất chống oxy hóa trong trái chùm ruột có tác dụng đến gan [9]. Nước ép chùm ruột có tác dụng trong việc điều trị xơ nang phổi [5]. Tuy nhiên, có rat ít công bồ về việc thu nhận dịch trái chùm ruột giàu các hợp chất chống oxy hóa. Trong quá trình sản xuất dịch quả, việc sử dụng enzyme là không thể thiếu để nâng cao hiệu suất và chất lượng của dịch quả [10].

Enzyme pectinase là một enzyme quan trong được sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến rau quả [11]. Việc xử lý nguyên liệu bằng chế phẩm enzyme pectinase giúp dịch trích thoát ra dễ dàng hơn từ phân thịt quả làm tăng sản lượng nước ép [12]. Xử lý dịch quả bằng chế phẩm enzyme còn giúp tăng chất lượng dịch ép. Nhiều nghiên cứu cho thấy xử lý enzyme giúp làm tăng hop chat phenolic và vitamin C trong dich quả [13], [14].

Ngoài ra, xử ly dich quả bang enzyme còn hỗ trợ cho việc làm trong dich quả, giảm độ nhớt, nâng cao vận tốc quá trình ép và giảm thiểu bã thải [15]. Cho đến thời điểm này, vẫn chưa có công bố nào nghiên cứu về xử lý enzyme trên dịch trái chùm ruột đề thu nhận dịch chùm ruột giàu chất chồng oxy hóa. Vì vậy, chúng tôi để xuất sử dụng enzyme trong quá trình thu nhận dịch chùm ruột để làm tăng hoạt tính chong oxy hóa của dịch quả, góp phan làm đa dạng hóa dòng sản phẩm từ thực vật giàu chất chong oxy hóa.1 Trai chùm ruột 2.1 Nguồn gốc Chùm ruột có tên gọi khác là Tầm ruột hay Tum ruột. Chùm ruột có tên khoa học là Phyllanthus acidus (L.)Skeels, còn được gọi là Euphorbiaceae (L.

Chùm ruột là một trong số ít loại cây có trái ăn được trong họ Euphorbiaceae [ L7]. Chùm ruột còn có các tên đồng nghĩa: Averrhoa acida L. basionym, Cicca acida (L.) Merr, Cicca acidissima Blanco, Cicca disticha L, Cicca nodiflora Lam, Cicca racemosa Lour, Diasperus acidissimus (Blanco) Kuntze, Phyllanthus cicca Mil. Arg, Phyllanthus cicca var.

Arg, Phyllanthus cochinchinensis (Lour) Mill. Arg, Phyllanthus distichus (L.) Merr, Phyllanthus distichus .fnodi florus (Lam. Arg, Phyllanthus longifolius Jacq, Tricarium cochinchinense Lour. Ngoài ra chùm ruột còn có tên tiếng Anh là: Country Gooseberry, Indian Gooseberry, Malay Gooseberry, Otaheite Gooseberry, Star Gooseberry, Tahitian Gooseberry, West Indian Gooseberry [16].

Theo hệ thống APG (Angiosperm Phylogeny Group) III-2009, chùm ruột có phân loại khoa học như sau [3| GIỚI: Plantae Ngành: Menoliophyta Lop: Menoliopsida Bo: Melgiphiales Ho: Phyllanthaceae Tong: Phyllanthaceae Phân tong: Flueggeinae Chi: Phyllanthus Loài: Phyllanthus acidus Chùm ruột có nguồn sốc từ Madagascar và được đưa tới Đông Ấn [18]. Từ thời tiền sử, chùm ruột được trồng khắp các đảo ở Philippines nhưng không rộng rãi. Ngày nay, chùm ruột thường được trông ở Indonesia, Việt Nam, Lào, miên bac Malaysia, Ấn Độ, Hawaii và một số đảo khác ở Thái Bình Dương. Ngoài ra, cây chùm ruột còn được trồng ở miền nam Mexico, Trung Mỹ, Colombia, Venezuela, Surinam, Peru và Brazil [3].

Trai chùm ruột (Hình 2.1) có hình tròn, chia thành 6- 8 múi, có đường kính 1- 2,5cm. Trái mọc từng chùm theo các cành non, cành già hay ngay trên thân. Trái chùm ruột có vỏ từ màu xanh non đên vàng nhạt và gân như trăng khi chín [3].2 Tiềm năng của trái chùm ruột Ở Việt Nam, chùm ruột được trồng chủ yếu ở miền Nam. Cây chùm ruột thích hợp với khí hậu nóng và hầu như có mặt khắp nơi vùng đồng bằng sông Cửu Long [19].

Ngoài ra, chùm ruột còn được trông ở Tây Nguyên. Chùm ruột dễ ra hoa, đậu quả, thích hợp trồng ở nhiều vùng đất, chống chịu sâu bệnh tốt. Sau 2 năm, cây có thé cho hoa, kết qua. Năng suất của cây từ 30-35 tắn/năm.

Chùm ruột cho hiệu quả kinh tế cao, doanh thu đạt 250-300 triệu/ ha [20]. Có hai loại chùm ruột là chùm ruột chua và chùm ruột ngọt (chùm ruột ít chua). Trái ngọt thường dùng ăn sống, còn trái chua thường dùng làm gia vị. Trái chùm ruột được sử dụng dé nau canh chua, làm gỏi.

Lá non dùng gói nem chua. Chùm ruột chủ yếu được dùng để làm mứt hay ngâm rượu. Thành phan hóa hoc của trái chùm ruột Thành phân hóa học của thực vật không giống nhau mà phụ thuộc vào giống, điều kiện canh tác, khí hậu, tho nhưỡng, độ già non của chúng [15]. Đã có nhiều công bố về hàm lượng các chất hóa học của trái chùm ruột, với những kết quả khác nhau.1 mô tả về thành phần hóa học của trái chùm ruột.1 Thành phần hóa học trong 100g nguyên liệu trái chùm ruột Thành phần Hàm lượng Tài liệu tham khảo Độ am (g) 86,7 — 91,9 [7], [3], [16] Nang luong (kcal) 28-37 [16].[15] Protein (g) 0,155 — 0,7 [3], [7], [16] Carbohydrate (g) 4,81-— 6,4 [7], [16] Lipid (g) 0,52 [3] Chat xo (g) 0,6 — 0,8 [3], [16] Chat khoang (g) 0,51 [3] Photpho (mg) 17,9 -23 [3], [16] Natri (mg) 17,55 [7Ì Kali (mg) 223,44 [7Ì Canxi (mg) 5 — 163,22 [16], [3], [7] Sat (mg) 0,4 -3,25 [3], [7], [16] Đồng (mg) 0,2 [7] Mangan (mg) 1,31 [7Ì Kém (mg) 1,63 [7] Phenolic (g) 0,6 [7Ì Hàm lượng acid (g) 0,45 [7Ì Thiamin (mg) 0,01 — 0,025 [3], [16] Riboflavin (mg) 0,013 — 0,05 [3], [16] Niacin (mg) 0,292 [3] Vitamin C (mg) 4,6 — 36,7 [3], [16], [7] Bảng số liệu trên cho thấy chùm ruột có thành phân hóa học phong phú.

Trong quả tươi có chứa 86 „7 — 91 7% âm. Chùm ruột không chứa nhiều các chất dinh dưỡng như protein, lipid nhưng chùm ruột lại là nguồn cung cấp vitamin C và khoáng chất, giàu kali, canxi. Ngoài ra, chùm ruột còn chứa các chấtt vi lượng khác như thiamin, riboflavin, niacin. Mùi thơm của qua là một tổ hop gồm rất nhiều chất thom khác nhau, có thé là hàng trăm chất, trong số này có một vài chất đóng vai trò đặc biệt quan trọng, quyết định mùi đặc trưng của quả.

Ở các loại quả, các chất thơm thường là các ester, ancohol, andehyt va ceton [15]. Chùm ruột đã được xác định có 77 thành phan hop chat dé bay hoi gồm 45 terpens, 18 ester, 7 acid, 4 aldehyde, 2 phenol va | alcohol. Nghiên cứu cho thay thành phan terpens và acid chiếm ưu thé trong thành phan tao mùi, vi cho qua. Ham lượng của terpens trong trai chùm ruột là 101,1 mg/kg.

Trong nhóm terpens, có nhiều monoterpens và secquiterpenes đã được xác định. Đại diện chính của nhóm terpens là # -muurolol có nồng độ 32,9 mg/kg quả và Ø -cadinol có nông độ 22,1 mg/kg quả [21]. Chùm ruột có vi chua bởi hàm lượng acid ở trong nó.Pino va cộng sự (2007) đã xác định hàm lượng của 7 acid trong trái chùm ruột là 6,7 mg/kg, trong đó acid hexadecanoic có giá trị cao nhất 3,8 mg/kg quả [21].4 Vitamin C trong trái chùm ruột Vitamin C có chức năng chung như là một chất khử sinh học, đặc biệt trong phản ứng hydroxyl hóa và như một chất chỗng oxy hóa bảo vệ cơ thé chống lại các tác nhân gây oxy hóa [22]. Chùm ruột có hàm lượng vitamin C khá cao, cao gấp 1,2 lần so với táo ta và khế [8].

Có sự khác biệt đáng kế về hàm lượng vitamin C trong các công bố trước đây: Theo Morton và cộng sự (1978), hàm lượng vitamin C trong dịch chùm ruột là 4,6mg/100g nguyên liệu [3]. Trong khi số liệu của Bộ Y tế Thái Lan (1970) về hàm lượng vitamin C trong trái chùm ruột đạt 8mg/100g nguyên liệu [16]. Một nghiên cứu khác của Mahapatra và cộng sự (2011) trên 15 loại trai cây hoang dã, kết quả cho thay chùm ruột là nguồn tốt dé cung cấp vitamin C với hàm lượng 36/7 mg/100g chất khô, cao hon 4.2 lần so với chuối, 8 lần so với táo, 6 lần so với lựu [7]. Còn theo nghiên cứu của Suriyavathana và cộng su (2011) thi hàm lượng vitamin C trong trái chùm ruột đạt 250.5 mg/100g nguyên liệu [2].

Nguyên nhân cua sự khác biệt này có thể là do nguồn của nguyên liệu khác nhau, độ chín của trái chùm ruột và điều kiện bảo quản nguyên liệu trong quá trình thí nghiệm có sự khác biệt.5 Các hợp chất phenolic trong trái chùm ruột Các hop chất phenolic đóng góp trực tiếp cho hoạt động chống oxy hóa do sự hiện diện của các nhóm chức hydroxyl [23]. Hàm lượng phenolic trong dịch chùm ruột đạt 204,75 + 4,99 mg GAE/100g nguyên liệu [8]. Một nghiên cứu khác của Eldeen và cộng sự (2012) trên trái chùm ruột cho thay ham lượng phenolic chi dat 0,16+0,38 mg GAE/g chat khô [24]. Còn theo nghiên cứu của Hossain và cộng sự (2008) cho thay hàm lượng phenolic của chùm ruột là 31,4 + 0,5 mg GAE/ g chat khô [25].

Theo Habib và cộng sự (2011) thì hàm lượng phenolic tổng của trái chùm ruột đạt 24. Những khác biệt về thành phan phenolic trong trái chùm ruột, có thé do ảnh hưởng của nhiều yếu tô bên ngoài như giống cây, điều kiện tổ nhưỡng ,vị trí địa lý, điều kiện khí hậu và cường độ ánh sáng [27]. Một số thành phan các hợp chat phenolic (mg/100g dịch trích) đã được xác định trong dịch trái chùm ruột: acid gallic 230,69 + 3,31; dihydroquercetin (taxifolin) 103,33 + 9,31; myricetin 85,42 + 6,51; quercetin 142,68 + 12,49; kaempferol 4,54 + 0,19 [8]. Day là những thành phân có hoạt tính chống oxy hóa.2_ Enzyme pectinase và ứng dụng trong sản xuất nước quả 2.1 Enzyme pectinase Thành tế bào thực vật có cau tao chủ yếu từ cellulose, hemicellulose và protopectin.

Mô thực vật được liên kết vững chắc với nhau nhờ lớp kết dính trung gian cau tạo chủ yếu từ pectin (hình 2. Enzyme pectinase là nhóm enzyme thứ ba được ứng dụng rộng rãi sau amylase va protease [28]. Enzyme pectinase thủy phân các chat pectin, sản phẩm cuối tạo thành là acid galacturonic, galactose, methanol.