Đề tài nghiên cứu ứng dụng enzyme l asparaginase từ escherichia coli trong chế biến để làm giảm lượng acrylamide trong sản phẩm khoai tây chiên

Tài liệu nghiên cứu Đề tài nghiên cứu ứng dụng enzyme l asparaginase từ escherichia coli trong chế biến để làm giảm, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Nguyễn Đặng Chung
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Hoàn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Enzyme L-Asparaginase Giảm Acrylamide Trong Khoai Tây Chiên
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 1.1. Tổng quan về khoai tây
• 1.2. Đặc điểm của khoai tây
• 1.3. Sản phẩm khoai tây chiên
• 1.4. Tổng quan về acrylamide
• 1.4.1. Giới thiệu về acrylamide
• 1.4.2. Nguồn gốc và cơ chế hình thành acrylamide
• 1.4.3. Ứng dụng của acrylamide
• 1.4.4. Tác hại của acrylamide
• 1.4.5. Các quy định về acrylamide
• 1.4.6. Các phương pháp làm giảm acrylamide trong thực phẩm
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Địa điểm, hóa chất, thiết bị thí nghiệm
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Quy trình chế biến khoai tây chiên
• 2.4. Bố trí thí nghiệm
• 2.4.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme trong quá trình xử lý khoai tây đến mức độ hình thành acrylamide
• 2.4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của pH trong quá trình xử lý khoai tây với enzyme đến mức độ hình thành acrylamide
• 2.4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình xử lý khoai tây với enzyme đến mức độ hình thành acrylamide
• 2.5. Phương pháp phân tích
• 2.5.1. Xác định thành phần hóa học trong khoai tây
• 2.5.2. Xác định hàm lượng asparagine
• 2.5.3. Xác định hàm lượng đường khử
• 2.5.4. Xác định hàm lượng acrylamide
• 2.5.5. Ảnh hưởng của việc sử dụng L-Asparaginase đến đặc điểm cảm quan của khoai tây chiên
• 2.6. Phương pháp xử lý dữ liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
• 3.1. Thành phần hóa học của khoai tây nguyên liệu
• 3.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của L-Asparaginase đến mức độ hình thành acrylamide trong khoai tây chiên
• 3.2.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme trong quá trình xử lý khoai tây với L-Asparaginase đến mức độ hình thành acrylamide
• 3.2.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của pH trong quá trình xử lý khoai tây với L-Asparaginase đến mức độ hình thành acrylamide
• 3.2.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình xử lý khoai tây với L-Asparaginase đến mức độ hình thành acrylamide
• 3.3. Đánh giá một vài chỉ tiêu chất lượng của khoai tây chiên
• 3.3.1. Hàm lượng asparagine trong mẫu khoai tây chiên
• 3.3.2. Hàm lượng đường khử trong mẫu khoai tây chiên
• 3.3.3. Ảnh hưởng của việc xử lí enzyme đến các tính chất cảm quan của sản phẩm tạo thành sau quá trình chiên
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Acrylamide và Khoai Tây Chiên Giới Thiệu

Acrylamide là một hợp chất hóa học được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Tuy nhiên, nó cũng được tìm thấy trong thực phẩm chế biến ở nhiệt độ cao, gây lo ngại về an toàn thực phẩm. Đặc biệt, khoai tây chiên là một trong những nguồn thực phẩm chứa acrylamide đáng kể. Nghiên cứu chỉ ra rằng acrylamide có thể hình thành khi asparagine và đường khử phản ứng với nhau trong quá trình chiên, nướng. Điều này đặt ra thách thức lớn cho ngành công nghiệp thực phẩm trong việc tìm kiếm các giải pháp giảm thiểu hàm lượng acrylamide trong sản phẩm, đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng. Các phương pháp giảm acrylamide đang được nghiên cứu bao gồm thay đổi quy trình chế biến, sử dụng phụ gia và đặc biệt là ứng dụng enzyme L-asparaginase.

1.1. Acrylamide Là Gì Nguồn Gốc và Tác Hại Cần Biết

Acrylamide (C3H5NO) là một hợp chất hóa học được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Nó được sử dụng làm chất keo tụ trong quá trình xử lý nước và giúp giảm rò rỉ nước tại các đường hầm (Yi-Fang Chu, 2012). Trong công nghệ thực phẩm, acrylamide được dùng để sản xuất polyacrylamide, chất này được ứng dụng trong sản xuất đồ uống (Pieter Jan Arnoldus Maria Plomp và cộng sự, 2012). Tuy nhiên, acrylamide đã được chứng minh là chất độc thần kinh, chất độc sinh sản và là chất gây ung thư ở các loài động vật, đồng thời ảnh hưởng đến di truyền. Tổ chức lương thực và thực phẩm (FAO) và Hội đồng chuyên gia của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) xem đây là tiền chất gây ung thư cho người.

1.2. Khoai Tây Chiên Món Ăn Yêu Thích và Rủi Ro tiềm ẩn

Khoai tây chiên là một món ăn phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt được ưa chuộng bởi trẻ em và thanh thiếu niên. Tuy nhiên, quá trình chiên ở nhiệt độ cao có thể dẫn đến sự hình thành acrylamide. Theo thống kê của JECFA (Yi-Fang Chu, 2012), acrylamide được phát hiện trong một số loại thực phẩm chế biến ở nhiệt độ cao như khoai tây chiên (16-30%), snack khoai tây (60-64%), cà phê (13-39%), bánh nướng/bánh quy (10-20%), bánh mì nướng (10-30%). Điều này cho thấy lượng acrylamide mà con người hấp thụ từ khoai tây là đáng kể, đặc biệt với sự phát triển của các chuỗi cửa hàng ăn nhanh.

II. Tại Sao Cần Giảm Acrylamide Trong Khoai Tây Chiên

Việc giảm acrylamide trong khoai tây chiên là vô cùng quan trọng vì acrylamide được coi là một chất có khả năng gây ung thư ở người. Các nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa việc tiêu thụ acrylamide và tăng nguy cơ mắc các bệnh ung thư khác nhau. Mặc dù mức độ rủi ro cụ thể vẫn đang được nghiên cứu, nhưng các cơ quan quản lý thực phẩm trên toàn thế giới đều khuyến cáo giảm thiểu tiếp xúc với acrylamide. Hơn nữa, việc giảm acrylamide không chỉ là vấn đề sức khỏe mà còn là yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng và uy tín của sản phẩm khoai tây chiên. Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến an toàn thực phẩm và sẵn sàng lựa chọn các sản phẩm lành mạnh hơn.

2.1. Độc Tính Acrylamide Ảnh Hưởng Đến Sức Khỏe Con Người

Acrylamide đã được chứng minh là có độc tính thần kinh và có khả năng gây ung thư ở động vật (Exon J.). Các nghiên cứu trên động vật cho thấy việc tiếp xúc với acrylamide có thể gây tổn thương hệ thần kinh, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và làm tăng nguy cơ phát triển các khối u. Mặc dù các nghiên cứu trên người còn hạn chế, nhưng các cơ quan y tế vẫn khuyến cáo nên giảm thiểu việc tiếp xúc với acrylamide càng nhiều càng tốt, đặc biệt đối với trẻ em và phụ nữ mang thai.

2.2. An Toàn Thực Phẩm Tiêu Chuẩn và Quy Định Về Acrylamide

Do những lo ngại về sức khỏe, nhiều quốc gia đã thiết lập các tiêu chuẩn và quy định về hàm lượng acrylamide trong thực phẩm. Các quy định này thường đưa ra mức giới hạn tối đa cho phép của acrylamide trong một số loại thực phẩm nhất định, bao gồm cả khoai tây chiên. Các nhà sản xuất thực phẩm cần tuân thủ các quy định này để đảm bảo sản phẩm của mình an toàn cho người tiêu dùng. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm không chỉ là nghĩa vụ pháp lý mà còn là yếu tố quan trọng để xây dựng lòng tin của người tiêu dùng.

2.3. Phản ứng Maillard Cơ chế hình thành Acrylamide

Acrylamide được hình thành chủ yếu thông qua phản ứng Maillard, một phản ứng hóa học phức tạp xảy ra giữa l-asparagine (một axit amin có tự nhiên trong khoai tây) và đường khử (như glucose và fructose) ở nhiệt độ cao, thường là trên 120°C. Phản ứng này không chỉ tạo ra acrylamide mà còn chịu trách nhiệm cho màu sắc và hương vị đặc trưng của khoai tây chiên và nhiều thực phẩm nướng hoặc chiên khác. Vì vậy, việc kiểm soát phản ứng Maillard là chìa khóa để giảm hàm lượng acrylamide.

III. Enzyme L Asparaginase Giải Pháp Giảm Acrylamide Hiệu Quả

Enzyme L-asparaginase là một giải pháp hiệu quả để giảm hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên. Enzyme này có khả năng xúc tác phản ứng thủy phân l-asparagine thành acid aspartic và amoniac, từ đó làm giảm lượng l-asparagine có sẵn cho phản ứng Maillard. Việc sử dụng enzyme L-asparaginase được coi là một phương pháp an toàn và thân thiện với môi trường, vì nó không làm thay đổi đáng kể hương vị và chất lượng của sản phẩm. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của enzyme L-asparaginase trong việc giảm acrylamide trong khoai tây chiên và các loại thực phẩm khác.

3.1. Cơ Chế Giảm Acrylamide Enzyme L Asparaginase Hoạt Động Ra Sao

Enzyme L-asparaginase hoạt động bằng cách xúc tác phản ứng thủy phân l-asparagine thành acid aspartic và amoniac. Phản ứng này diễn ra trước khi khoai tây được chiên, làm giảm đáng kể lượng l-asparagine có sẵn để tham gia vào phản ứng Maillard. Bằng cách giảm lượng tiền chất l-asparagine, enzyme L-asparaginase giúp giảm sự hình thành acrylamide trong quá trình chiên. Enzyme này có tính đặc hiệu cao đối với l-asparagine và không ảnh hưởng đến các thành phần khác trong khoai tây.

3.2. Ứng Dụng Enzyme Cách Sử Dụng Enzyme L Asparaginase Trong Chế Biến

Để sử dụng enzyme L-asparaginase trong chế biến khoai tây chiên, enzyme thường được thêm vào khoai tây đã cắt lát trước khi chiên. Khoai tây được ngâm trong dung dịch chứa enzyme L-asparaginase trong một khoảng thời gian nhất định để enzyme có thể hoạt động hiệu quả. Nồng độ enzyme, thời gian ngâm và nhiệt độ cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả giảm acrylamide tốt nhất mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Sau khi ngâm, khoai tây được chiên như bình thường.

3.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pH và nhiệt độ đến hiệu quả

Hiệu quả giảm acrylamide của enzyme L-asparaginase phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nồng độ enzyme, pH và nhiệt độ. Nồng độ enzyme càng cao, hiệu quả giảm acrylamide càng lớn, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến hương vị và màu sắc của sản phẩm. pH và nhiệt độ cần được điều chỉnh để enzyme hoạt động tối ưu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng enzyme L-asparaginase hoạt động tốt nhất trong khoảng pH từ 6 đến 8 và ở nhiệt độ từ 30 đến 40°C. Cần thực hiện các thí nghiệm để xác định điều kiện tối ưu cho từng loại khoai tây và quy trình chế biến.

IV. Nghiên Cứu Ứng Dụng Enzyme L Asparaginase trên Khoai Tây Chiên

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng enzyme L-asparaginase trong việc giảm acrylamide trong khoai tây chiên. Các nghiên cứu này thường tập trung vào việc tối ưu hóa các điều kiện xử lý, chẳng hạn như nồng độ enzyme, thời gian xử lý và nhiệt độ. Kết quả của các nghiên cứu này cho thấy rằng việc sử dụng enzyme L-asparaginase có thể giảm đáng kể hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên mà không ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá tính an toàn và hiệu quả lâu dài của việc sử dụng enzyme L-asparaginase trong chế biến thực phẩm.

4.1. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của L Asparaginase đến chất lượng khoai tây

Báo cáo tổng quát về ảnh hưởng của L-Asparaginase đến chất lượng của sản phẩm khoai tây chiên; quy trình chế biến khoai tây chiên có sử dụng L-Asparaginase. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu còn cung cấp quy trình sản xuất khoai tây chiên có sử dụng L-Asparaginase có khả năng áp dụng vào quy mô pilot, quy mô công nghiệp, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm thực phẩm. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi xử lý khoai tây với L-Asparaginase với nồng độ 1 IU/mL ở pH= 7,3 nhiệt độ 37°C trong thời gian 30 phút cho hiệu quả giảm hàm lượng acrylamide xuống mức thấp nhất (45,62%) so với các điều kiện đã được khảo sát.

4.2. Ảnh hưởng của Enzyme L Asparaginase đến các đặc tính của khoai tây

Các nghiên cứu cũng đã xem xét tác động của enzyme L-asparaginase đến hương vị, màu sắc và cấu trúc của khoai tây chiên. Nhìn chung, việc sử dụng enzyme không gây ra sự thay đổi đáng kể về mặt cảm quan. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng enzyme L-asparaginase có thể làm giảm độ ngọt của khoai tây chiên do sự phân hủy của l-asparagine thành acid aspartic, một axit amin không có vị ngọt. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về tác động của enzyme L-asparaginase đến các đặc tính cảm quan của khoai tây chiên.

V. Tối Ưu Quy Trình Chiên để Giảm Acrylamide Lời Khuyên

Ngoài việc sử dụng enzyme L-asparaginase, còn có một số biện pháp khác có thể được thực hiện để giảm hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên. Các biện pháp này bao gồm lựa chọn giống khoai tây ít chứa l-asparagine, bảo quản khoai tây ở nhiệt độ thích hợp để giảm sự tích tụ đường, và điều chỉnh nhiệt độ và thời gian chiên. Kết hợp các biện pháp này với việc sử dụng enzyme L-asparaginase có thể giúp giảm thiểu tối đa hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên.

5.1. Lựa Chọn Khoai Tây Loại Nào Ít Acrylamide Hơn

Một số giống khoai tây tự nhiên chứa ít l-asparagine hơn các giống khác. Việc lựa chọn các giống khoai tây này có thể giúp giảm lượng acrylamide hình thành trong quá trình chiên. Các nhà sản xuất nên làm việc với các nhà cung cấp khoai tây để xác định các giống khoai tây có hàm lượng l-asparagine thấp và phù hợp với quy trình chế biến của mình. Ngoài ra, các điều kiện trồng trọt và bảo quản cũng có thể ảnh hưởng đến hàm lượng l-asparagine trong khoai tây.

5.2. Điều Chỉnh Nhiệt Độ và Thời Gian Chiên Bí Quyết Quan Trọng

Nhiệt độ và thời gian chiên có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành acrylamide. Chiên khoai tây ở nhiệt độ quá cao hoặc trong thời gian quá dài có thể làm tăng lượng acrylamide hình thành. Các nhà sản xuất nên điều chỉnh nhiệt độ và thời gian chiên để đạt được màu sắc và độ giòn mong muốn mà không làm tăng quá nhiều acrylamide. Nhiệt độ chiên lý tưởng thường nằm trong khoảng từ 170 đến 180°C. Việc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và thời gian chiên là rất quan trọng.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Ứng Dụng Enzyme và Tương Lai Khoai Tây Chiên

Việc sử dụng enzyme L-asparaginase là một giải pháp đầy hứa hẹn để giảm hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên. Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của enzyme này trong việc giảm acrylamide mà không ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để tối ưu hóa các điều kiện xử lý và đánh giá tính an toàn và hiệu quả lâu dài của việc sử dụng enzyme L-asparaginase trong chế biến thực phẩm. Với sự quan tâm ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với an toàn thực phẩm, việc áp dụng các giải pháp giảm acrylamide sẽ trở thành yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng và uy tín của sản phẩm khoai tây chiên.

6.1. Nghiên cứu sâu hơn về tác động của enzyme

Cần có thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về tác động của enzyme L-asparaginase đến các thành phần dinh dưỡng và các chất có lợi khác trong khoai tây. Các nghiên cứu cũng nên tập trung vào việc đánh giá tính an toàn của các sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình thủy phân l-asparagine, chẳng hạn như amoniac. Điều này sẽ giúp đảm bảo rằng việc sử dụng enzyme L-asparaginase không gây ra bất kỳ tác động tiêu cực nào đến sức khỏe người tiêu dùng.

6.2. Hướng đi mới trong nghiên cứu và ứng dụng

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các giống enzyme L-asparaginase có hoạt tính cao hơn và ổn định hơn, hoặc các phương pháp ứng dụng enzyme mới để tăng hiệu quả giảm acrylamide. Ngoài ra, cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, các nhà sản xuất khoai tây chiên và các cơ quan quản lý thực phẩm để xây dựng các quy trình chế biến an toàn và hiệu quả, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về an toàn thực phẩm.

Nội dung chính

Nghiên Cứu Ứng Dụng Enzyme L-Asparaginase Từ Escherichia coli Nhằm Giảm Thiểu Hàm Lượng Acrylamide Trong Khoai Tây Chiên

---

Tóm tắt nghiên cứu (200-250 từ)

• Câu hỏi nghiên cứu: Làm thế nào để ứng dụng hiệu quả enzyme L-Asparaginase từ Escherichia coli trong quy trình tiền xử lý nguyên liệu nhằm ức chế tối đa sự hình thành độc chất acrylamide trong sản phẩm khoai tây chiên mà không làm suy giảm chất lượng cảm quan?
• Tổng quan phương pháp: Đề tài tiến hành trên nguyên liệu khoai tây ruột vàng (Solanum tuberosum). Nghiên cứu khảo sát có hệ thống các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme bao gồm: nồng độ enzyme L-Asparaginase (0 – 2,0 IU/mL), pH môi trường (6,0 – 8,0) và nhiệt độ xử lý (30 – 50°C) trong thời gian cố định 30 phút. Hàm lượng acrylamide được định lượng bằng phương pháp quang phổ UV-Vis ở bước sóng cực đại $\lambda = 224\text{ nm}$, kết hợp định lượng asparagine ($\lambda = 208\text{ nm}$), đường khử (thuốc thử DNS, $\lambda = 540\text{ nm}$) và đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79.
• Phát hiện chính: Chế độ xử lý tối ưu được xác lập tại nồng độ L-Asparaginase 1,0 IU/mL, pH = 7,3 và nhiệt độ 37°C trong 30 phút. Ở điều kiện này, hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên giảm mạnh tới 45,62% (từ 27,833 µg/mL xuống 15,135 µg/mL) so với mẫu đối chứng không xử lý enzyme.
• Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và quy trình công nghệ sinh học khả thi, an toàn để kiểm soát độc chất sinh học trong chế biến khoai tây chiên, mở đường cho việc áp dụng ở quy mô bán công nghiệp và công nghiệp tại Việt Nam.

---

Bối cảnh và tầm quan trọng (300-350 từ)

• Bối cảnh tri thức hiện tại: Acrylamide ($\text{C}_3\text{H}_5\text{NO}$) là một hợp chất hữu cơ có độc tính cao, được Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) xếp vào nhóm tác nhân có khả năng gây ung thư ở người (Nhóm 2A), đồng thời là chất độc thần kinh và độc tính sinh sản đã được chứng minh qua nhiều mô hình động vật. Tháng 4 năm 2002, các nhà khoa học Thụy Điển đã phát hiện acrylamide hình thành tự nhiên trong thực phẩm giàu carbohydrate được chế biến ở nhiệt độ cao trên 120°C thông qua phản ứng Maillard giữa nhóm amino của acid amin tự do L-asparagine và nhóm carbonyl của đường khử (glucose, fructose). Trong đó, khoai tây chiên và snack khoai tây là những nguồn phơi nhiễm acrylamide hàng đầu trong khẩu phần ăn hàng ngày (hàm lượng dao động từ 30 đến 2300 µg/kg).
• Khoảng trống nghiên cứu: Tại Việt Nam, thị trường thức ăn nhanh và snack khoai tây đang phát triển bùng nổ với các doanh nghiệp lớn tiêu thụ hàng trăm ngàn tấn nguyên liệu mỗi năm. Tuy nhiên, các công bố khoa học trong nước về giải pháp ức chế sự hình thành acrylamide còn rất hạn chế. Phần lớn các can thiệp hiện nay chỉ dừng lại ở phương pháp vật lý đơn thuần (như chần nước nóng hay ngâm rửa), vốn dễ làm tổn thất chất dinh dưỡng hòa tan và ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc giòn xốp của sản phẩm.
• Tính cấp thiết và thời điểm: Việc Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO) và Bộ Khoa học & Công nghệ Việt Nam (thông qua TCVN 9776:2013) ban hành các khuyến nghị nghiêm ngặt về giảm thiểu acrylamide đòi hỏi ngành công nghệ thực phẩm phải nhanh chóng phát triển các giải pháp can thiệp sinh học chọn lọc và an toàn.
• Tác động tiềm năng: Ứng dụng enzyme L-Asparaginase từ Escherichia coli là hướng tiếp cận đột phá. Enzyme này xúc tác thủy phân chọn lọc asparagine thành acid aspartic và amoniac, triệt tiêu tiền chất chính của phản ứng tạo acrylamide mà không làm biến đổi hệ đường khử cần thiết cho việc tạo màu sắc và hương vị đặc trưng của khoai tây chiên.

---

Methodology và approach (350-400 từ)

• Thiết kế nghiên cứu: Đề tài áp dụng phương pháp thực nghiệm đa yếu tố có đối chứng (Control vs. Treatment), bố trí các chuỗi thí nghiệm đơn biến nhằm đánh giá độc lập ảnh hưởng của từng thông số công nghệ (nồng độ enzyme, pH, nhiệt độ) đến mức độ suy giảm acrylamide trong sản phẩm sau chiên.
• Quy trình công nghệ chế biến:
  1. Xử lý sơ bộ: Khoai tây ruột vàng (Solanum tuberosum) xuất xứ Đà Lạt được làm sạch, gọt vỏ và cắt thành thanh đồng nhất kích thước $1 \times 1 \times 3\text{ cm}$.
  2. Chần nhiệt nhẹ: Mẫu được chần trong nước cất ở 65°C trong 1 phút nhằm vô hoạt một phần enzyme nội tại và giảm bớt lượng đường khử dư thừa trên bề mặt.
  3. Ngâm dung dịch muối ưu trương: Ngâm trong dung dịch NaCl 2,5% trong 10 phút để rút bớt ẩm tự do, tạo chênh lệch áp suất thẩm thấu giúp tăng khả năng khuếch tán của enzyme vào sâu bên trong mô củ.
  4. Sấy bề mặt & Bảo quản: Sấy đối lưu ở 60°C trong 20 phút để ráo ẩm bề mặt và lưu trữ trong túi zip kín ở 4–8°C.
  5. Tiền xử lý enzyme: Ngâm mẫu khoai tây vào dung dịch enzyme L-Asparaginase (chiết xuất từ E. coli, hoạt độ riêng 225 IU/mg, Protec-Tany TechnoGene) với tỷ lệ nguyên liệu:dung dịch là 1:2 trong 30 phút theo các điều kiện biến thiên.
  6. Chiên hoàn thiện: Sau khi tráng nhanh bằng nước cất và thấm khô bề mặt, mẫu được chiên ngập dầu ở nhiệt độ $195 \pm 5^\circ\text{C}$ trong đúng 4 phút.
• Kỹ thuật phân tích và thu thập dữ liệu:
  • Xác định acrylamide: Mẫu sau chiên được nghiền mịn, đồng nhất hóa với nước (tỷ lệ 1:20), ly tâm 4000 rpm trong 20 phút, lọc qua màng 20 µm, kiềm hóa bằng dung dịch NaOH 1M và đo độ hấp thụ quang phổ trên máy Hitachi UH5300 UV-Vis tại bước sóng $\lambda = 224\text{ nm}$. Hàm lượng tính toán dựa trên đường chuẩn tuyến tính ($y = 0,0252x + 0,0346$).
  • Xác định asparagine và đường khử: Asparagine được trích ly bằng dung dịch HCl 1N và đo ở bước sóng $\lambda = 208\text{ nm}$; đường khử được định lượng qua phản ứng màu với thuốc thử DNS tại bước sóng $\lambda = 540\text{ nm}$.
  • Đánh giá cảm quan: Tiến hành theo TCVN 3215-79 trên thang điểm 5 bởi hội đồng gồm 9 chuyên viên đánh giá cảm quan được huấn luyện, phân tích các chỉ tiêu trạng thái, màu sắc, mùi và vị.
• Độ giá trị và tin cậy: Tất cả các phép thử đều được thực hiện lặp lại 3 lần độc lập ($n=3$). Số liệu được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) trên phần mềm Excel 2016, sự khác biệt được xem là có ý nghĩa thống kê khi $p < 0,05$.

---

Phát hiện chính (400-450 từ)

Qua quá trình thực nghiệm, nghiên cứu đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc:

1. Xác lập ngưỡng bão hòa nồng độ enzyme (1,0 IU/mL): Khi tăng nồng độ L-Asparaginase từ 0 lên 1,0 IU/mL, hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên giảm mạnh rõ rệt từ mức 27,833 µg/mL (mẫu đối chứng C) xuống còn 15,135 µg/mL (mẫu P1), tương ứng với mức giảm 45,62% ($p < 0,05$). Tuy nhiên, khi tiếp tục nâng nồng độ enzyme lên 1,5 IU/mL (P1.5) và 2,0 IU/mL (P2), nồng độ acrylamide chỉ giảm nhẹ xuống lần lượt là 14,262 µg/mL và 13,190 µg/mL. Sự suy giảm ở các nồng độ cao hơn không có ý nghĩa thống kê vượt trội, chứng minh rằng tốc độ thẩm thấu của enzyme vào cấu trúc mô tế bào khoai tây đã đạt trạng thái bão hòa ở mức 1,0 IU/mL. Lượng asparagine còn lại chủ yếu nằm sâu ở dạng liên kết nội bào mà enzyme ngoại sinh khó tiếp cận trong thời gian 30 phút.

2. Độ nhạy pH và điểm tối ưu pH = 7,3: Hoạt tính xúc tác của L-Asparaginase có nguồn gốc từ E. coli phụ thuộc chặt chẽ vào độ ion hóa môi trường. Trong khoảng pH từ 6,0 đến 7,3, lượng acrylamide sinh ra duy trì ở mức thấp (16,960 µg/mL ở pH 6,0; 17,238 µg/mL ở pH 6,5 và đạt cực tiểu 15,135 µg/mL ở pH 7,3). Tuy nhiên, khi tăng pH lên 8,0 (mẫu P8), hàm lượng acrylamide tăng vọt trở lại lên 22,675 µg/mL (tăng 49,81% so với điểm tối ưu pH 7,3). Môi trường kiềm yếu đã gây ức chế hoạt tính xúc tác và làm biến tính cấu trúc không gian ba chiều của chuỗi enzyme, khiến quá trình thủy phân asparagine bị đình trệ.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và nguy cơ bất hoạt nhiệt ở 50°C: Nhiệt độ ủ 37°C chứng minh là điều kiện tối ưu nhất cho hoạt động của enzyme (hàm lượng acrylamide đạt 15,135 µg/mL). Tại các mức nhiệt 30°C và 45°C, hàm lượng acrylamide lần lượt là 18,548 µg/mL và 17,198 µg/mL. Đáng chú ý, khi nâng nhiệt độ xử lý lên 50°C (mẫu P50), lượng acrylamide tăng vọt lên 26,246 µg/mL, xấp xỉ mẫu đối chứng không dùng enzyme (27,833 µg/mL). Điều này khẳng định enzyme L-Asparaginase từ vi khuẩn E. coli bị biến tính nhiệt và mất hoạt tính xúc tác nhanh chóng khi nhiệt độ vượt quá 45°C.

4. Bảo toàn hoàn hảo chất lượng cảm quan của sản phẩm: Kết quả phân tích biểu đồ Radar cảm quan cho thấy việc xử lý khoai tây với L-Asparaginase ở điều kiện tối ưu không gây ra bất kỳ sai khác tiêu cực nào về màu sắc vàng tươi, mùi thơm chiên đặc trưng và độ giòn xốp so với mẫu truyền thống. Hàm lượng đường khử tự do vẫn được duy trì đủ để đảm bảo phản ứng caramel hóa và tạo màu thương phẩm mong muốn.

---

Đóng góp khoa học (250-300 từ)

• Đóng góp về mặt lý thuyết: Đề tài cung cấp các dẫn liệu thực nghiệm chính xác về động học xúc tác của enzyme L-Asparaginase nguồn gốc E. coli trong việc thủy phân tiền chất asparagine trực tiếp trên ma trận thực vật rắn (Solanum tuberosum). Nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ biện chứng giữa các thông số lý hóa (pH, nhiệt độ, nồng độ) và mức độ ức chế phản ứng Maillard sinh acrylamide trong công nghệ chế biến nhiệt cao.
• Đổi mới về mặt phương pháp luận: Điểm sáng tạo của đề tài nằm ở việc tích hợp chuỗi tiền xử lý đa bước: kết hợp chần nhiệt nhẹ (65°C) với ngâm dung dịch muối ưu trương (2,5% NaCl) trước khi bổ sung enzyme. Giải pháp này giúp nới lỏng liên kết màng tế bào thực vật, tạo điều kiện cho các phân tử L-Asparaginase khuếch tán sâu vào ruột củ khoai tây mà không cần dùng nồng độ enzyme quá cao, qua đó tối ưu hóa chi phí sản xuất.
• Ý nghĩa thực tiễn và chính sách: Đề tài xây dựng hoàn chỉnh quy trình công nghệ chế biến khoai tây chiên an toàn, có khả năng mở rộng trực tiếp sang quy mô pilot và công nghiệp. Kết quả này hỗ trợ đắc lực cho các cơ quan quản lý (Cục An toàn thực phẩm – Bộ Y tế) và các doanh nghiệp trong việc hiện thực hóa các tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9776:2013 và tiếp cận các rào cản kỹ thuật khắt khe khi xuất khẩu nông sản chế biến sang thị trường EU và Hoa Kỳ.

---

Đối tượng quan tâm (200-250 từ)

• Các nhà nghiên cứu và giảng viên học thuật: Đề tài là nguồn tài liệu tham khảo giá trị cho các nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ sinh học thực phẩm, độc học thực phẩm và công nghệ enzyme ứng dụng trên các đối tượng giàu tinh bột khác như cà phê, ngũ cốc sấy, bánh mì và bánh quy nướng.
• Doanh nghiệp chế biến thực phẩm & Snack: Các tập đoàn sản xuất snack khoai tây lát (như Orion, PepsiCo, Kinh Đô, An Lạc) có thể tiếp nhận quy trình để cải tiến dây chuyền chế biến, giảm thiểu độc chất tồn dư, nâng cao giá trị thương hiệu và tạo lợi thế cạnh tranh về sản phẩm thực phẩm chức năng an toàn cho sức khỏe.
• Chuỗi nhà hàng thức ăn nhanh (F&B): Các thương hiệu thức ăn nhanh (Lotteria, KFC, Jollibee, McDonald’s) có cơ sở khoa học để chuẩn hóa quy trình sơ chế nguyên liệu khoai tây chiên tươi tại bếp trung tâm trước khi phân phối tới các điểm bán lẻ.
• Cơ quan quản lý an toàn thực phẩm: Cung cấp luận cứ thực nghiệm để các nhà hoạch định chính sách xây dựng khung tiêu chuẩn quy định mức giới hạn tối đa cho phép của acrylamide trong các nhóm thực phẩm chế biến nhiệt tại Việt Nam.

---

Câu hỏi thường gặp (FAQ - 250-300 từ)

1. Phát hiện quan trọng nhất của nghiên cứu này là gì?

Nghiên cứu đã xác định được chế độ tiền xử lý tối ưu bằng enzyme L-Asparaginase (1,0 IU/mL, pH = 7,3, 37°C trong 30 phút), giúp giảm tới 45,62% hàm lượng độc chất acrylamide sinh ra trong khoai tây chiên mà hoàn toàn không ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị và độ giòn của sản phẩm.

2. Phương pháp của nghiên cứu có điểm gì đặc biệt so với cách làm truyền thống?

Nghiên cứu kết hợp bước chần nhiệt nhẹ (65°C) và ngâm nước muối 2,5% tạo môi trường ưu trương trước khi ủ enzyme. Kỹ thuật này giúp phân tử enzyme thẩm thấu nhanh và sâu hơn vào bên trong củ khoai tây, đạt hiệu quả phân giải asparagine tối đa với lượng enzyme tiết kiệm nhất.

3. Kết quả này có thể áp dụng cho các giống khoai tây hoặc sản phẩm khác không?

Hoàn toàn có thể. Cơ chế thủy phân asparagine của L-Asparaginase có tính đặc hiệu cao. Nguyên lý này có thể khái quát hóa và ứng dụng hiệu quả cho các loại nông sản giàu tinh bột và asparagine khác như bột nhào bánh mì, bánh quy, ngũ cốc ăn liền và hạt cà phê rang.

4. Những hạn chế và bước phát triển tiếp theo của đề tài là gì?

Hạn chế hiện tại là khảo sát mới dừng lại ở quy mô mẻ tĩnh trong phòng thí nghiệm. Bước tiếp theo cần nghiên cứu công nghệ cố định enzyme (immobilized enzyme) trên giá thể mang để tái sử dụng enzyme nhiều lần, đồng thời thử nghiệm trên dây chuyền chiên liên tục ở quy mô công nghiệp.

5. Việc sử dụng enzyme L-Asparaginase từ vi khuẩn E. coli có an toàn cho người tiêu dùng không?

Rất an toàn. Chế phẩm L-Asparaginase sử dụng có độ tinh khiết cao (>96%). Hơn nữa, sau bước xử lý enzyme, khoai tây được rửa sạch và trải qua quá trình chiên ở nhiệt độ cao ($195^\circ\text{C}$), tại đó toàn bộ lượng enzyme còn sót lại (nếu có) sẽ bị biến tính và vô hoạt hoàn toàn.

---

Kết luận (150 từ)

Nghiên cứu của nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã giải quyết xuất sắc bài toán giảm thiểu acrylamide – tác nhân gây ung thư nguy hiểm trong khoai tây chiên – thông qua ứng dụng công nghệ sinh học enzyme L-Asparaginase từ E. coli. Với chế độ công nghệ chuẩn hóa (1,0 IU/mL, pH 7,3, 37°C, 30 phút), sản phẩm đạt mức giảm ấn tượng 45,62% acrylamide mà vẫn giữ nguyên vẹn giá trị cảm quan thượng hạng.

Trong tương lai, hướng nghiên cứu cần tập trung vào việc cố định enzyme nhằm tái sử dụng để tối ưu hóa chi phí vận hành ở quy mô lớn. Đây là lời kêu gọi hành động thiết thực gửi đến các doanh nghiệp chế biến thực phẩm: hãy nhanh chóng đổi mới công nghệ, tích hợp các giải pháp sinh học xanh vào quy trình sản xuất để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và kiến tạo một nền thực phẩm Việt Nam an toàn, bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về khoai tây Khoai tây (Solanum tuberosum) là một loại rau củ thuộc họ Cà (Solanaceae) có nguồn gốc từ vùng Andes của châu Mỹ được miêu tả đầu tiên bởi Carl Linnacus vào năm 1753 (Carlos M. Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột. Chúng là loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới và là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô (Mary Ellen Camire và cộng sự 2009). Vì khoai tây ngày càng trở thành một thực phẩm chính trong khẩu phần ăn của nhiều người, những khác biệt nhỏ trong thành phần dinh dưỡng của khoai tây sẽ có tác động lớn đến sức khỏe dân số.1 Đặc điểm của khoai tây 1.1 Cấu tạo Củ khoai tây là một phần mở rộng của thân ngầm (stem) hoặc thân bò (stolon) và có thể được coi là một phần của thân cây để lưu trữ và sinh sản chất dinh dưỡng.

Trong đó các mắt củ là những chồi mà từ đó cây non phát triển. Các mắt tập trung ở gần đỉnh của củ, với ít mắt hơn ở gần cuống (stolon) hoặc nách (basal end). Số mắt và sự phân bố là đặc điểm của giống. Các chồi hình thành ở nách lá tạo ra thân rễ dài ra nhanh chóng và phát triển thành củ.

Về mặt hình thái, củ là một dạng thân mang các chồi và mắt ở nách lá có vảy nhỏ như lá.1: Hình thái bên ngoài của củ khoai tây (Virupaksh U. Patil, 2016) Trong mặt cắt ngang của củ, có thể nhìn thấy các vùng chính sau: Lớp vỏ ngoài: là một lớp da mỏng bảo vệ củ và lớp vỏ trong mềm, khó tách ra khỏi ruột củ. Giữa lớp vỏ trong củ có các mô tế bào mềm và hệ thống dẫn dịch củ. Các mô này chứa ít tinh 1 bột.

Lớp bên trong của vỏ tiếp giáp với ruột củ là hệ thống màng bao quanh tạo nên sự phân lớp giữa vỏ và ruột củ. Trên mặt vỏ có những mắt củ. Ruột củ khoai tây không có lõi, chứa nhiều tinh bột.2: Mặt cắt của củ khoai tây 1.2 Thành phần hóa học Tùy vào từng chủng loại khoai tây mà hàm lượng các chất có sự khác nhau. Một số yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến thành phần hóa học của khoai tây như điều kiện canh tác, vị trí địa lý, hình thức chăm bón (Bradshaw J.1 trình bày thành phần hóa học có trong 100g thịt củ khoai tây tươi.1: Thành phần hóa học của khoai tây theo trọng lượng tươi Thành phần Hàm lượng Tổng chất khô 15 -28 % Tinh bột 12,6 – 18,2 % Glucose 0,01 – 0,6 % Frutose 0,01 – 0,6 % Sucrose 0,13 – 0,68 % Chất xơ 1–2% Lipid 0,075 – 0,2 % Protein 0,6 – 2,1 % Asparagine (tự do) 110 – 529 mg/100g Glutamine (tự do) 23 – 409 mg/100g 2 Thành phần Hàm lượng Proline (tự do) 2 – 209 mg/100g Các amino acid khác (tự do) 0,2 – 0,117 mg/100g Polyphenols 123 – 441 mg/100g Carotenoids 0,05 – 2 mg/100g Tocopherols 0,3 mg/100g Thiamin B1 0,02 – 0,2 mg/100g Riboflavin 0,01 – 0,07 mg/100g Vitamin B6 0,13 – 0,44 mg/100g Vitamin C 8 – 54 mg/100g Vitamin E 0,1 mg/100g Folic acid 0,01 – 0,03 mg/100g Nito tổng 0,2 – 0,4 % Calcium 5 – 18 mg/100g Magnesium 14 – 18 mg/100g Iron 0,4 – 1,6 mg/100g Phosphorus 30 – 60 mg/100g ( Nguồn: Bradshaw J., 2009) Carbohydrates Tinh bột là carbohydrate chiếm nhiều nhất trong khoai tây và là nguồn năng lượng dự trữ chính cho cây.

Tinh bột chiếm 12,6 – 18,2% trọng lượng tươi của khoai tây (trung bình là 18,8%) (Bradshaw J. Sucrose là disaccharide chính của khoai tây trong khi glucose và fructose là các monosaccharide chính. Trạng thái cân bằng giữa carbohydrate tự do và tinh bột sẽ thay đổi trong quá trình bảo quản củ và quá trình xử lý. Lượng carbohydrate quá nhiều sẽ làm giảm màu nâu khi chiên khoai tây (Camire, M.

Proteins 3 Protein khoai tây dao động từ khoảng 0,6 – 2,1% (Bradshaw J. So với các nguồn thực vật khác, khoai tây không được coi là nguồn protein tốt cho chế độ ăn uống do lượng protein tổng thấp. Tuy nhiên, protein khoai tây có giá trị sinh học cao, từ 90 – 100 so với một số thực phẩm như trứng (100), đậu tương (84) và đậu (73). Trong khoai tây có một protein là paratin, là protein lưu trữ chính và là chất gây dị ứng cho một số người.

Tính gây dị ứng của chất này sẽ bị giảm đáng kể khi đun nóng (Bradshaw J. Chất béo và chất xơ Lipid chỉ chiếm một phần rất nhỏ trọng lượng của khoai tây, chỉ chiếm khoảng 0,1% tương đương 0,15g/150g trọng lượng tươi, ít hơn trong gạo đã nấu chín (1,95g) hoặc mì ống (0,5g). Chất xơ được cung cấp bởi các thành tế bào, đặc biệt là các thành tế bào dày của periderm (vỏ) chiếm 1 – 2% của củ (Camire, M. Khoáng chất Các khoáng chất có nồng độ lớn trong khoai tây tươi bao gồm (mg/g FW): Potassium (564), phosphorus (30 – 60), calcium (5 – 18).

%RDA cho các khoáng chất này lần lượt là 22,6 và 6. Khoai tây bỏ vỏ được coi là nguồn cung cấp potassium (K) tốt cho chế độ ăn uống. Một thí nghiệm trên chuột được cho ăn chế độ ăn nhiều sodium (2% sodium chloride) có khả năng giữ calcium và magnesium tốt hơn và tăng pH nước tiểu khi cho ăn khoai tây nấu chín thay vì tinh bột lúa mì do hàm lượng potassium citrate cao trong khoai tây (Camire, M. Các vitamin Vitamin chủ yếu trong khoai tây là vitamin C (ascorbic acid), có hàm lượng từ 85 – 145 mg/100g trọng lượng khô tùy thuộc vào giống cây trồng, nơi trồng và điều kiện bảo quản.

Vitamin C rất quan trọng với sự có mặt của sắt, một khoáng chất có xu hướng bị hạn chế trong chế độ ăn uống của con người. Khoai tây trở thành một nguồn vitamin C quan trọng trong chế độ ăn uống ở nhiều khu vực trên thế giới. Ngoài ra, còn một số vitamin B (folic acid, niacin, pyridoxine, riboflavin and thiamin) và khoai tây có thể được mô tả là một nguồn pyridoxine (vitamin B6) tốt trong chế độ ăn uống (Camire, M. 4 Khoai tây là một nguồn carotenoid tốt, là những hợp chất lipophilic được tổng hợp trong plastid từ isoprenoid.

Lutein, zeaxanthin, violaxanthin, và neoxanthin là những carotenoid chính có trong khoai tây và có một lượng nhỏ β – carotene. Màu cam và màu vàng của thịt củ là do zeaxanthin và lutein, tương ứng. Các giống khoai tây có thịt trắng chứa ít carotenoid hơn các giống có thịt màu vàng và cam. Tổng hàm lượng carotenoid đã được báo cáo trong khoảng 50 – 350μg/100g FW (khoai tây thịt trắng) và 800 – 2000μg/100g FW (khoai tây thịt vàng) (R.

Ezekiel và cộng sự, 2013). Các hợp chất Phyto (Phytochemicals) Phytochemicals là sản phẩm thứ cấp của quá trình chuyển hóa thực vật, nhiều chất có liên quan đến sức khỏe con người là chất chống oxy hóa. Chúng khác nhau về số lượng và thành phần giữa các giống khoai tây (Camire, M. Ngoài việc cung cấp năng lượng, khoai tây còn chứa một số chất thúc đẩy sức khỏe như phenolics, flavonoids, folates, kukoamines, … (R.

Ezekiel và cộng sự, 2013). Phenolics acid và polyphenols đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe thực vật, tính chất nấu ăn và sức khỏe con người (Camire, M. Hàm lượng phenolic của khoai tây được báo cáo là cao, và dao động từ 530 – 1770μg/g. Khoai tây được coi là nguồn phenol quan trọng thứ ba sau táo và cam (R.

Ezekiel và cộng sự, 2013). Chlorogen acid là hợp chất phenolic chiếm phần lớn trong khoai tây, như trong các loài Solanaceous khác như cà tím. Chlorogen acid, catechin, caffeic acid, ferulic acid, gallic acid và malvidin là những phenol chính được phân lập từ chiết xuất metanol/nước. Tổng hoạt tính chống oxy hóa tương quan với tổng hàm lượng phenolic (Camire, M.

Hàm lượng flavonoid trong khoai tây dao động từ 200 – 300μg/g FW. Các flavonoid theo hàm lượng giảm dần đã được báo cáo là catechin, epicatechin, erodictyol, kaempeferol và naringenin (R. Ezekiel và cộng sự, 2013).2 Sản phẩm khoai tây chiên Theo Hội đồng khoai tây Quốc gia Mỹ (national potato council), vào năm 2014, một người Mỹ tiêu thụ 51 kg khoai tây chiên. Trong đó có 15 kg khoai tây tươi, còn lại là gần 36 kg khoai đã qua chế biến và phần lớn lượng khoai tây đã qua chế biến đều là khoai tây chiên.

Chế biến khoai tây là ngành công nghiệp quan trọng mỗi năm 5 sử dụng khoảng 10% sản lượng khoai tây thế giới. Khoai tây chiên lát (potato chips) là sản phẩm chế biến rất phổ biến, mỗi năm đem lại doanh thu 16,4 tỷ đô–la Mỹ (2005), chiếm 35,5 % tổng doanh thu của các loại thực phẩm ăn nhanh (snacks) toàn cầu (Datamonitor, 2011). Tại Việt Nam, đã có một số công ty quan tâm và đầu tư ngành sản xuất khoai tây chip, nổi bật là PepsiCo VN, Cty An Lạc, Cty Orion, Cty Kinh Đô,… Riêng PepsiCo VN sử dụng 360.000 tấn khoai tây nguyên liệu/ năm, tuy vậy sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 30-40% còn lại là phải nhập khẩu từ rất nhiều nước khác nhau (Nguyễn Thế Nhuận, 2015). Khoai tây chiên gồm các dạng phổ biến là: Khoai tây chiên dạng thanh (French- fried) hoặc dạng miếng (potatoes chips) hoặc dạng sợi (hash browns) (Andrew F.

Smith, 2013) đều là các sản phẩm được chế biến từ khoai tây được chiên ở nhiệt độ cao. Các loại khoai tây chiên dù rất đa dạng nhưng chủ yếu đều sử dụng khoai tây ruột vàng do chúng có hàm lượng tinh bột trung bình và có vị ngọt dịu. Một vài tài liệu gần đây như (Claudio Pelucchi và các cộng sự, 2003; Nicola Veronese và các cộng sự, 2017) đã nêu ra mối quan ngại về nguy cơ ung thư từ thực phẩm giàu acrylamide sau khi nồng độ cao của acrylamide được tìm thấy trong nhiều thực phẩm chứa tinh bột được chế biến ở nhiệt độ cao đặc biệt là ở khoai tây chiên khoảng 30–2300 μm/kg (Da-Wen Sun, 2010). Vì vậy, vấn đề làm giảm lượng acrlamide để làm tăng độ an toàn cho thực phẩm và đảm bảo cho sức khỏe con người là vấn đề cấp thiết.2 Tổng quan về acrylamide 1.1 Giới thiệu về acrylamide Acrylamide là một hợp chất hữu cơ linh hoạt tìm thấy trong nhiều sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Acrylamide tồn tại dưới hai dạng: monome (đơn vị) và polymer (nhiều đơn vị liên kết với nhau bằng liên kết hóa học). Acrylamide đã được chứng minh là chất độc thần kinh, chất độc sinh sản và là chất gây ung thư ở các loài động vật và ảnh hưởng đến di truyền (A Simonne, DL Archer – 2001). 6 Acrylamide là hợp chất hóa học có công thức phân tử C3H5NO (Erkekoglu, P., và cộng sự, 2014). Công thức cấu tạo của acrylamide được trình bày ở hình 1.