ĐẶT VẤN ĐỀ Với sự ra đời và phát triển của công nghiệp chế biến thực phẩm trong nửa sau thế kỷ 20 thì có thêm nhiều phụ gia thực phẩm đã được giới thiệu, cả tự nhiên lẫn nhân tạo. Các phụ gia thực phẩm là các chất được bổ sung thêm vào thực phẩm để bảo quản hay cải thiện hương vị và bề ngoài của chúng. Gum được biết đến như là một polysaccharides được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, (chất ổn định cấu trúc, tạo độ đặc, tạo gel, nhũ hóa, màng bao sinh học, bao gói thực phẩm, chất chống oxy hóa, kháng viêm), cũng như trong công nghệ xử lý nước (Mirhosseini and Amid, 2012). Quả trứng gà hay gọi là lêkima được trồng rất nhiều ở Việt Nam trải dài hầu khắp các tỉnh trên cả nước.
Quả lêkima là nguồn cung cấp tuyệt vời các chất tinh bột, chất xơ, vitamin, và khoáng chất, trong đó nồng độ rất dồi dào beta- caroten (Hoài Vũ, 2020). Lêkima trồng khoảng 10 năm cho trái. Từ khi cây ra hoa đến thu hoạch khoảng 3 tháng. Lêkima cho trái quanh năm, mùa thu hoạch rộ bắt đầu từ tháng 3 – 6 (âm lịch).
Mỗi cây cho từ 100 – 300 kg/năm. Loại cây này rất dễ trồng, không tốn nhiều công chăm sóc, lại ít khi bị sâu bệnh, chi phí phân bón cũng không đáng kể. Thông thường chúng được sử dụng rộng rãi để chế biến bánh, kem và nước trái cây hoặc cũng được thương mại hóa dưới dạng bột giấy và bột. Kết quả của việc kinh doanh này là hàng ngàn tấn hạt giống được tạo ra như một chất thải nông nghiệp.
Hoạt tính bảo vệ dạ dày cao nhất đạt được là 100mg / kg (78%), cao hơn so với lansoprazole đối chứng dương tính (75%). Phát hiện cho thấy chiết xuất từ hạt P. lucuma có hoạt tính chống oxy hóa từ trung bình đến cao và đặc tính bảo vệ dạ dày. Do đó, người ta cho rằng hạt lucuma thường được loại bỏ như một phế thải của ngành nông nghiệp, có thể hữu ích cho việc điều chế các chất bổ sung dinh dưỡng (Sarita and Carlos, 2019).
Do đó việc trích ly gum từ hạt lê ki rất cần thiết cho xã hội hiện đại và đồng thời có thể sử dụng triệt để nguồn nguyên liệu. Từ những vấn đề trên, đề tài “Tối ưu hóa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới quá trình trích ly gum từ hạt lê ki ma” được thực hiện.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình trích ly gum tự nhiên từ hạt lêkima (Pouteria campechiana), tạo ra sản phẩm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm (chất ổn định, tạo độ đặc, tạo gel, nhũ hóa, tạo độ nhớt, màng bao sinh học,…) và đồng thời tận dụng được nguồn phụ phẩm để góp phần nâng cao giá trị của trái lêkima.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ hạt lê-ki-ma/nước cất trong quá trình trích ly đến chất lượng của gum từ hạt lê-ki-ma Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến chất lượng của gum từ hạt lê-ki- ma Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly đến chất lượng của gum từ hạt lê-ki- ma Tối ưu hóa quá trình trích ly bằng phương pháp đáp ứng bề mặt với mô hình nhiều nhân Khảo sát tỷ lệ dịch trích gum ứng dụng chế biến sản phẩm kẹo dưa lưới 1.4 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Nâng cao giá trị thương phẩm trái lê ki ma Tận dụng triệt để nguồn phụ phẩm 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Nguyên liệu hạt lêkima 2.1 Giới thiệu về lêkima và phân bố Lê-ki-ma hay quả trứng gà là tên gọi một loại cây ăn quả có nguồn gốc từ vùng núi Andes ở Nam Mỹ. Sở dĩ lê-ki-ma được gọi là quả trứng gà vì khi chín quả có màu sắc và hương vị giống lòng đỏ trứng gà khi đã luộc chín. Trái lê-ki-ma khi ăn vào có vị bùi bùi như lòng đỏ trứng gà ngọt,từ từ sẽ cảm thấy đắng khi ăn quá lâu.Điều đặc biệt hơn nữa loại quả này không bao giờ có sâu.
Ở Việt Nam, lê-ki-ma được trồng và phổ biến ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, nhiều nhất là vùng Phong Điền (Cần Thơ), Châu Thành, Phụng Hiệp (Hậu Giang) … Theo (USDA, 2013), trái lê-ki-ma được sắp xếp theo phân lớp như sau: Tên khoa học: Pouteria lucuma Loài: Pouteria campecchiana Chi: Pouteria Phân họ: Chrysophylloideae Họ: Sapotaceae Bộ: Ericales Phân lớp: Liliidae Lớp: Liliopsida Ngành: Magnoliophyta Liên ngành: Spermatophyta Phân giới: Tracheobionta Giới: Plantaecủa 2.2 Mô tả thực vật Cây lê-ki-ma là cây ăn trái có nguồn gốc ở Nam Mỹ (Izquierdo et al., 1998) thuộc họ hồng xiêm (Sapotaceae). Lê-ki-ma là cây thân gỗ, có lông mịn và mủ trắng đục ở cành non. Chiều cao cây 8-15 m, đường kính thân cây khi bắt đầu cho trái 25- 60 cm. Cây có tàng lá rậm, tán lá tròn và là cây thường xanh.
Lá mọc thành chùm ở đầu các nhánh nhỏ, lá hình bầu dục hoặc hình elip, lá dài 12,5-25 cm. Lá mỏng hoặc hơi sần sùi, có màu xanh đậm ở mặt trên, nhợt nhạt và đôi khi có lông màu nâu ở mặt dưới. Hoa trổ ra nhiều, đơn độc hoặc có 2 đến 3 hoa trên cùng một nách lá, hoa có hình ống, màu vàng lục, đài hoa có 3 lông, có từ 5-7 thùy dài khoảng 1,25 cm (Morton and Miami, 1987). Trái lê- ki-ma có dạng dẹt, hình cầu, hình trứng hoặc hình elip, trái nhọn hoặc lõm ở đỉnh.
Trái dài 7,5-10 cm. Thịt trái thường khô, vài giống có thịt trái nhão khi chín. Thịt trái có nhiều mủ trước khi chín. Trái chưa chín có màu xanh, khi chín có màu vàng hoặc đỏ sậm.
Da trái mỏng, khi chín dễ nứt vỡ, khô, bở, nhiều bột với khối lượng trái từ 150-200 g. Trái lê-ki-ma có mùi thơm và có vị ngọt; có từ 1-5 hạt, thường có 2 hạt. Hạt có màu đen, nâu sẫm, bóng láng với một vệt trắng ở đầu. Cây lê-ki-ma dễ trồng, chịu nhiệt độ từ 4,4- 37,8C và ưa bóng râm (Morton, 1987; Jordan, 1996).
Cây lê-ki-ma nở hoa, cho trái quanh năm và có thể thụ phấn nhờ côn trùng (Janick and Paull, 2008). Ở Việt Nam, cây lê-ki-ma đã được trồng từ lâu và cho thấy rất đa dạng về hình thái như dạng lá, dạng trái và chất lượng trái. Một vài giống lê-ki-ma có trái ăn rất ngon và có màu thịt trái hơi đỏ so với màu thịt trái phổ biến là màu vàng. Hiện nay, diện tích trồng cây lêkima không nhiều, giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế của loài cây này chưa được phát huy.
Hình 1: Trái và hạt lê ki ma “Nguồn: https://vi.org/wiki/” Bảng 1: Cấu tạo trái lêkima Thành phần Hàm lượng (%) Thịt trái 64-82 Vỏ trái 7-17 Lớp màng 2-3 Hạt 8-15 (Nguồn: Riky & Gaston, 2006; Yahia & Guttierrez, 2011) 2.3 Thành phần hóa học Các hợp chất được xác định tạm thời bao gồm acid amin, acid hữu cơ, nucleoside, acid phenolic, phenolic, flavonoid, lipid trong chiết xuất metanol của hạt lê-ki-ma. Tổng hàm lượng phenolic của hạt là 52,82 ± 0,09 μmol 4 GAE/g trọng lượng khô, trong khi tổng hàm lượng flavonoid là 5,99 ± 0,01 μmol Q/g trọng lượng khô. Hoạt tính chống oxy hóa lần lượt là 58,14 ± 0,05, 66,97 ± 0,00, 272,50 ± 0,00 và 67,02 ± 2,23 đối với các xét nghiệm anion DPPH, ABTS, FRAP và superoxide. Hoạt tính bảo vệ dạ dày cao nhất đạt được ở 100 mg/kg (78%), cao hơn so với lansoprazole đối chứng dương tính (75%).
Phát hiện cho thấy chiết xuất từ hạt P. lucuma có hoạt tính chống oxy hóa từ trung bình đến cao và đặc tính bảo vệ dạ dày (Sarita and Carlos, 2019). Người ta kết luận rằng có sự hiện diện của các chất chuyển hóa chính như carbohydrate, đường khử, acid amin và các chất chuyển hóa thứ cấp như hợp chất phenolic, tannin, alkaloid, quinon, terpen, alkaloid và anthocyanins (Salazar and Jocelyn, 2019).4 Tác dụng đối với sức khỏe Hợp chất được gọi là resveratrol có lợi chống lại các bệnh về tim, alzheimer (Pasinetti et al., 2015), ung thư và thậm chí có thể thúc đẩy tuổi thọ (Wang et al., 2010), hợp chất này có trong vỏ và hạt của quả này (Miguel, 2018).5 Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong hạt lê ki ma Flavonoid là những hợp chất màu phenol thực vật, tạo màu cho rất nhiều loại rau, hoa và quả. Flavonoid tồn tại phổ biến trong thực vật, được tìm thấy trong tất cả các bộ phận của thực vật: lá, hoa, rễ, hạt, quả.
Flavonoid được chia thành ba phân nhóm chính: euflavonoid (2- phenylbenzopyrans), isoflavonoid (3-benzopyrans) và neoflavonoid (4- benzopyrans). Trong mỗi nhóm này các flavonoid lại được chia thành các nhóm phụ khác nhau dựa vào sự khác biệt trong cấu tạo của vòng C (Jahan et al. Ngoài ra, người ta còn phân loại flavonoid thành flavonoid, biflavonoid, triflavonoid và flavonlignan (Jahan et al. Hình 2: Cấu trúc phân tử của flavone (2-phenyl-1,4-benzopyrone) 5 Hình 3: Cấu trúc Isoflavan “Nguồn: https://www.com/vi/Flavonoid” Trong thực vật, flavonoid tồn tại ở 2 dạng: dạng tự do (gọi là aglycon) và dạng liên kết với đường (glycoside).
Các glycoside khi bị thủy phân bằng acid hoặc enzyme sẽ giải phóng ra đường và aglycon. Các đường thường gặp nhất là D glucose. Các flavonoid glycoside có nhóm -OH tại vị trí C7 còn tan được trong dung dịch NaOH, Na2CO3, NaHCO3 do có tính acid. Các flavonoid dạng aglycon thường dễ kết tinh, trong khi các glycoside thường khó kết tinh hơn (Jahan et al.
Các flavonoid dễ tạo muối tan trong nước với các hydroxyd kiềm, nhạy cảm với pH, nhiệt độ và ánh sáng. Có khả năng tạo phức với các ion kim loại cho sản phẩm có màu đặc trưng. Gần đây, các hợp chất flavonoid đã được coi là chất chống oxi hóa mạnh mẽ trong ống nghiệm và được chứng minh là chất chống oxi hóa mạnh hơn vitamin C, vitamin E và carotenoids (Trần Thị Hồng và cs, 2008). Tác động bảo vệ của các flavonoid đối với tim mạch có thể do khả năng của chúng trong việc ngăn ngừa sự oxi hóa các lipoprotein tỷ trọng thấp, phòng ngừa xơ vữa động mạch, chặn sự kết tụ huyết khối, điều hòa nhịp tim, ngăn ngừa bệnh mạch vành và nhồi máu cơ tim, điều hòa huyết áp.
Với nỗ lực nhằm nghiên cứu khả năng chống ung thư của các hợp chất flavonoid, gần đây nhiều tác giả trên thế giới đã tiếp tục thử nghiệm tác dụng in vitro và in vivo của flavonoid lên các dòng tế bào ung thư khác nhau. (Sanaa et al. Bảng 2: Tính chất hóa lý của hạt lê ki ma Thông số Giá trị trung bình pH 6,7 Độ chua (%) 0,093 Độ ẩm (%) 9,428 “Nguồn: Erick et al.