CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1. Tổng quan về nguyên liệu hương thao Hương thảo là loài cây được trồng phố biến ở khắp thế giới. Nó có lịch sử lâu dài trong việc sử dụng làm thực phẩm và làm thuốc. Hương thảo có chứa các chất có ích cho hệ thống miễn dịch, tăng tuần hoàn máu và cải thiện tiêu hóa.
Ngoài ra nó còn có tác dụng kháng viêm, tăng lưu lượng máu lên não giúp cải thiện độ tập trung, tăng cường trí nhớ. Đặc biệt, trong hương thảo có chứa nhiều chất có khả năng chống oxi hóa và tiêu diệt vi sinh vat [9]. Mô tả Hương thảo (tên tiếng Anh: rosemary) có tên khoa học là Rosmarinus officinalis L. thuộc họ Hoa môi (Lamiaceae) [10].
Phân loại khoa học của hương thảo như sau: Gidi: Plantae Nganh: Angiospermae Lop: Eudicots Bo: Lamiales Ho: Lamiaceae Chi: Rosmarinus Loai: R. officinalis Huong thao là loài cây nhỏ, cao 1-2 m, phân nhánh và mọc thành bụi. La nhiều, hẹp, hình dai, dai, có mép gập xuống, không cuống, màu xanh sam và nhẵn ở trên, phủ lông rải rác màu trang ở mặt dưới. Hoa xếp 2-10 ở các vòng lá, dài cỡ 1 cm, màu lam nhạt hơi có màu hoa cà với những cham tím ở phía trong các thuỳ.
Toàn cây có mùi rất thơm [11]. Nơi song và phân bố Hương thảo có nguồn gốc từ vùng Địa Trung Hải, được trồng nhiều ở Nam châu Âu, Tay A, Bắc Phi và trở thành loài cây được trồng phố biến ở khắp thế giới. Tại Việt Nam, cây được nhập trồng ở một số tỉnh miền Trung và miền Nam nhiều nhất là ở Lâm Đồng (Đà Lat, Bảo Lộc. Thường trồng bằng cách giâm cành hay gieo hạt.
Cây thích hợp với khí hậu nhiều năng. khô ráo nhưng không quá nóng, nhiệt độ thích hợp là 20-25°C, lượng mưa trên 500 mm một năm. Dat trồng phải thoát nước tốt [11]. Thành phan hóa học của hương thảo Lá hương thảo có thành phần dinh dưỡng phong phú, đặc biệt là các loại đường, xơ, vitamin, khoáng và các hợp chat chống oxi hóa.
Thành phan dinh dưỡng của hương thao theo USDA Nutrient Database được trình bày trong bang 2. Thành phan dinh dưỡng của lá hương thảo Thành phân Donvi | Giá trị trong 100 g Nước g 67,77 Nang luong kcal 131 Protein bị 331 Chat béo g 5 86 Carbohydrate bị 20.7 Xơ g 14,1 Calcium mg 317 Sat mg 6.65 Magie mg 91 Photpho mg 66 Kali mg 668 Natri mg 26 Kém mg 0.93 Vitamin C mg 21,8 Vitamin Bl mg 0,036 Vitamin B2 mg 0,152 Vitamin B3 mg 0,912 Vitamin B6 mg 0,336 Folate H8 109 Vitamin A reg 146 Huong thao có chứa nhiều các hợp chất chồng oxi hóa, đặc biệt là các polyphenol. Một số thành phần chống oxi hóa quan trọng có thé kế đến là rosmarinic acid, carnosic acid và carnosol. Theo nghiên cứu của Moreno và cộng su (2006), hàm lượng của rosmarinic acid và carnosic acid trong lá là cao nhất, tiếp theo là hoa va ở cành là hầu như không đáng kế (bang 1.
Hàm lượng của rosmarinic acid (RA), carnosol (COH) và carnosic acid (CA) trong dịch chiết lá, hoa và cành thu được bằng sắc kí HPLC Hợp chất Hàm lượng (g/100 g dịch chiết) Lá Hoa Canh RA 79 +08 46+0,5 0,1+0,1 COH 8,5+08 87+ 0,9 NF CA 293+ 29 136413 NF (NF: không tim thay) Theo Kontogianni va cộng sự (2013), tổng hàm lượng phenolic trong cây hương thảo là 54,6 + 2,2 mg caffeic acid/g chất khô và tong hàm lượng flavonoid là 24.6 + 5,0 mg caffeic acid/g chất khô [9]. Tổng quan về các hop chat có hoạt tính chống oxi hóa trong cây hương thao Các chất chống oxi hóa có trong hương thao được chia làm ba nhóm chính: các phenolic diterpene, flavonoid và phenolic acid. Trong đó, carnosic acid, carnosol và rosmarinic acid là những chất chống oxi hóa chính có trong hương thảo [13]. Một số hop chat phenolic tim thay trong cây hương thảo có hiệu quả chống oxi hóa bằng BHT và gấp 4 lần BHA [14].
Các hợp chất polyphenol là những chất chống oxi hóa tự nhiên, có nhiều chức năng sinh học bởi vì chúng có khả năng trì hoãn hiệu quả quá trình oxi hóa và vi vậy góp phan cải thiện chất lượng và dinh dưỡng của thực phẩm. Dưới đây là cau trúc của một số chất chống oxi hóa có trong hương thảo (hình 2. Carnosic acid OH CH, HO co;n OH OH Hinh 1. Rosmarinic acid Nhiều nghiên cứu đã chi ra rang carnosic acid là chất chống oxi hóa mạnh nhất trong cây hương thảo.
Không giống như các chat chồng oxi hóa tổng hợp như butylated hydroxyanisole (BHA) hay butylated hydroxytoluene (BHT), carnosic acid là một chất chồng oxi hóa siêu hóa học (super-stoichiometric antioxidant). Nó có khả năng hoạt động liên tục như một chất khử băng cách cho hydro nguyên tử thông qua một loạt các hợp chất phenolic là kết quả từ việc sắp xếp lại các chất bị oxi hóa lúc ban đầu (theo cơ chế ở hình 2. [ O ( COR T | nv’ \ | ~~ ~ OxN Fite | >JXNa ~~ SN wvˆhN Ý Hooc | | HOOC | HOOC Fo inn \ r7: ⁄Z hiiấ N “ > ia at| ROOH cờ v2 ~ | LSo So XS. Nay O-quinone structure = | re s “| 5 a ` ` 2N\ ^ Nưế xì ROO | `.
> |" ` re Ot, SN” > a oy ~~ * all / / | /OH / Mydroxy p-quinone structure Hình 1. Co chê chong oxi hóa cua carnosic acid Ngoài ra, rosmarinic acid (C¡gH;¿Os) cũng là một hop chat polyphenol không thé không kế đến trong cây hương thao. Đây là chất có khả năng kháng khuẩn, chống viêm, chống oxi hóa, chống di ứng, chống viêm khớp.Trong công nghệ thực phẩm, rosmarinic acid là chất bảo quản tự nhiên, chất chống oxi hóa giúp kéo dài thời gian bảo quản hải sản tươi sống, một số sản phẩm lên men và một số loại thịt. Acid rosmarinic có hoạt tính chồng oxi hóa mạnh, có khả năng chống lại quá trình peroxy hóa nguy hiểm của màng sinh học.
Ở hàm lượng 15 mg/l — 25mgil dung dịch rosmarinic acid có khả năng diệt khuẩn cao, đặc biệt với Bacillus subtilis, Micrococcocus luteus và E. Hợp chat nay cũng được xem có hiệu quả trong việc giảm viêm nướu và mảng bám như chất chống oxi hóa và chỗng viêm khi được điều trị tại chỗ. Ngoài ra, rosmarinic acid còn có tác dụng chỗng nhiễm trùng da tại chỗ của biểu bì và niêm mac miệng [16], [17]. Trong một nghiên cứu cua Jaswir va Man (1999), nhựa cây hương thảo được thêm vào trong các quá trình tinh chế, tây màu và khử mùi dầu cọ.
Sau đó, dầu này được sử dụng dé chế biến snack khoai tây. Kết quả cho thay nhựa cây hương thảo với vai tro là chat chong oxi hóa giúp cải thiện các tính chat cảm quan như mùi, vi, độ giòn của sản phẩm, giảm chỉ số peroxide và các acid béo tự do. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng nhựa hương thảo trong khoảng 0,057 - 0,062% giúp ngăn chặn quá trình oxi hóa trong dau co [18]. Nghiên cứu về tong hàm lượng polyphenol, khả năng chống oxi hóa và vi sinh vật của dịch chiết hương thảo của Tavassoli và Djomeh (2011) cho thay tổng hàm lượng phenolic là 4,99 + 0,054 g acid Galic/100g lá khô, dịch chiết có khả năng chồng oxi hóa cao hơn BHA và có khả năng ức chế được nhiều loài vi sinh vật [19].
Ứng dụng enzyme trong trích ly dịch chiết 1. Giới thiệu chung Trong ngành công nghệ thực phẩm, enzyme thường được sử dụng để xử lý các loại rau, củ, quả sau quá trình nghiền xé nhằm mục đích làm 6n định chất lượng và tăng hiệu suất thu hồi dịch chiết. Các enzyme chủ yếu được sử dụng là pectinase, cellulase, hemicellulase và một số các enzyme khác [7]. Thành tế bao thực vat cau tao chủ yếu từ cellulose, hemicellulose và pectin [20].
Pectinase giúp phá vỡ lớp pectin - chất kết dính ở vách sơ cấp và phiến giữa của tế bào thực vật giúp găn kết các tế bào với nhau [6]. Hemicellulase cũng góp phan bẻ gãy mach hemicellulose ở thành tế bào, làm cho tế bào bị tổn thương [21]. Thêm vào đó, sự có mặt của cellulase giúp phá hủy thành tế bào băng cách xúc tác thủy phân liên kết B(1.,4)-glycoside cua chuỗi cellulose [22]. Do đó, việc sử dụng hỗn hợp enyzme này vào quy trình sản xuất nước ép rau quả sẽ hỗ trợ quá trình phá hủy thành tế bao và lớp kết dính giữa các tế bao trong cau trúc mô thực vật, nhờ đó mà dịch bào và chất chiết thu được nhiều hơn [4].
Trong ngành công nghệ thực phẩm, enzyme có thé có nguồn gốc từ vi sinh vật, nguyên liệu động thực vật hoặc chế phẩm enzyme. Các chế phẩm enzyme được sản xuất từ nguồn nguyên liệu thực vật, động vật hay vi sinh vật. Nguồn thu nhận enzyme chủ yếu hiện nay là vi sinh vật vì chủng loại enzyme đa dạng, hoạt tính cao và giá thành thấp. Chất lượng chế phẩm enzyme được đánh giá qua hai chỉ tiêu co bản: Hoạt tính của chế phẩm: là sô đơn vị hoạt độ (đvhđ — đơn vị quốc tế IU) có trong Iml hay 1g chế phẩm.
Giá trị này nói lên cường lực xúc tác của chế phẩm enzyme. Khi số đơn vị hoạt độ có trong Iml hay 1g chế phâm cảng cao thì hoạt tinh của chế phẩm càng cao. Theo Hiệp hội Hóa sinh thé giới thì 1 dvhd sẽ tương đương với lượng enzyme can thiết để xúc tác phản ứng làm chuyển hóa 1 pmol cơ chất hoặc tạo ra được 1 umol sản phẩm trong 1 giây ở điều kiện nhiệt độ và pH xác định [23]. Hoạt tinh riêng: là số đơn vị hoạt độ có trong 1 mg protein của chế phẩm.
Giá tri này nói lên độ tinh sạch của chế phẩm enzyme. Nếu chế phẩm enzyme có giá trị hoạt độ riêng càng cao thì độ tinh sạch của nó sẽ càng cao [23]. Định nghĩa Cellulase là một phức hệ enzyme thuộc nhóm enzyme thủy phân, có khả năng xúc tác thủy phân cellulose thành cellobiose và cuối cùng là glucose thông qua thủy phân liên kết B,1-4 glycoside trong cellulose. Cơ chất Cơ chất của cellulase là cellulose.
Đây là cơ chất rất phố biến trong tự nhiên và được tim thấy ở các loài thực vật. Cellulose là polyme mạch thăng của các phân tử đường glucose liên kết với nhau bang liên kết B,1-4 glycoside. Mỗi phân tử cellulose có thé chứa từ 6000 — 12000 gốc glucose, phân tử lượng từ 10° — 2. Trong tự nhiên, cellulose tồn tại dưới dạng những bó sợi, khi đó sẽ xuất hiện liên kết hydro giữa các phân tử cellulose với nhau.
Khi các phân tử cellulose được sắp xếp song song nhau va số liên kết hydro giữa chúng tăng cao thì cau trúc bó sợi rat chặt gọi là cau trúc tinh thé.