Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố xử lý đến chất lượng màng gấc cho quá trình trích dầu

Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố xử lý đến chất lượng màng gấc cho quá trình trích dầu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS Nguyễn Minh Thủy Vũ Hoàng Khánh MSSV: 2051643 Lớp: CNTP K31

Cần Thơ, 2009

Luận văn đính kèm dưới đây với tên đề tài “KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ XỬ LÝ ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÀNG GẤC CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH DẦU” do Vũ Hoàng Khánh thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện

Cần Thơ, ngày tháng năm 2009

Chủ tịch hội đồng

Thành thật cảm ơn quý Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm và Thầy Cô Trường Đại học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt những năm học qua

Xin chân thành cảm ơn các cán bộ trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp

đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này

Cảm ơn thầy Lê Văn Bé, Bộ Môn Sinh Lý-Sinh Hóa, Khoa Nông Nghiệp & SHƯD

đã cung cấp cho em nguồn nguyên liệu gấc cho quá trình thực hiện thí nghiệm Cuối lời cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm K31 đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập

Sinh viên thực hiện

Vũ Hoàng Khánh

Kết quả nghiên cứu cho thấy giống gấc dạng trái tròn có múi có độ ẩm thấp hơn giống trái tròn nhưng màu sắc, carotenoid, hàm lượng dầu (tính theo phần trăm chất khô) thì không khác biệt Khi thực hiện quá trình sấy ở cùng điều kiện nhiệt

độ và thời gian (nhiệt độ 70 và 80 o C trong 3 giờ), màng gấc đạt độ ẩm thấp (sấy chân không) so với phương pháp sấy lò Tuy nhiên màu sắc, hàm lượng carotenoid, hàm lượng dầu thì không thể hiện sự khác biệt giữa hai phương pháp sấy này Thực hiện quá trình sấy ở 80 o C trong 3 giờ thì màu sắc của màng gấc,

độ ẩm, hàm lượng carotenoid giảm nhiều so với mẫu tươi ban đầu nhưng hàm lượng chất béo (tính theo phần trăm chất khô) thì cao nhất Màng gấc sấy ở

70 o C có màu sắc tốt, tổn thất ít hàm lượng carotenoid và hiệu suất trích dầu cao Ngoài ra thực hiện quá trình thấm ướt nguyên liệu (màng gấc đã được sấy sơ bộ

ở nhiệt độ và thời gian thích hợp) trong dung môi trước khi trích dầu thì hiệu suất trích dầu đạt 86,19% và 64,00% với phương pháp trích ly và phương pháp

ép, tương ứng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN……….i

TÓM LƯỢC……… ii

MỤC LỤC……… iii

DANH SÁCH BẢNG……… v

DANH SÁCH HÌNH……… vi

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU …1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ QUẢ GẤC 2

2.1.1 Cây gấc 2

2.1.2 Năng suất 3

2.1.3 Thành phần hóa học 3

2.1.4 Sử dụng 6

2.2 GIỚI THIỆU VỀ THÀNH PHẦN CỦA TRÁI GẤC……… 7

2.2.1 Carotenoid 7

2.2.1.1 Tính chất của carotenoid 8

2.2.1.2 Tác dụng của carotenoid 9

2.2.2 Carotene 9

2.2.2.1 β-carotene và vai trò sinh học của nó 10

2.2.3 Lycopene 11

2.2.3.1 Cấu tạo 11

2.2.3.2 Tác dụng của lycopene đối với sức khỏe con người 12

2.2.4 Chất béo trong trái gấc 14

2.2.4.1 Đặc điểm 14

2.2.4.2 Công dụng 15

2.3 PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY 16

2.3.1 Trích ly chất lỏng 16

2.3.2 Trích ly chất rắn 17

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly carotenoid bằng dung môi 17

2.3.3.1 Nhiệt độ 17

2.3.3.2 Thời gian trích 17

2.3.3.3 Hệ dung môi và vận tốc chuyển động của dung môi 17

2.3.3.4 Chênh lệch nồng độ 18

2.3.3.5 Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào 18

2.3.4 Dung môi trích ly dầu 19

2.4 PHƯƠNG PHÁP ÉP 19

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU… 20

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 20

3.1.1 Nguyên liệu – hóa chất 20

3.1.2 Thiết bị - dụng cụ 20

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của loại nguyên liệu, phương pháp xử lý nguyên liệu đến chất lượng màng gấc 20

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp trích đến hiệu suất thu hồi dầu gấc 21

3.2.3 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa học của nguyên liệu và sản phẩm21 3.2.4 Phân tích dữ liệu thu thập 23

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 24

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÀNG GẤC 24

4.1.1 Ảnh hưởng của các phương pháp xử lý đến chất lượng màng gấc (giống gấc trái tròn) 24

4.1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến màu sắc màng gấc (giá trị L, a, b) 24

4.1.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến độ ẩm màng gấc 26

4.1.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng carotenoid 27 4.1.1.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng lipid 28

4.1.2 Ảnh hưởng của các phương pháp xử lý đến chất lượng màng gấc (với giống gấc trái tròn có múi) 28

4.1.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến màu sắc màng gấc (giá trị L, a, b) 29

4.1.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến độ ẩm 29

4.1.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng carotenoid 31 4.1.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng lipid 32

4.1.3 So sánh chất lượng màng gấc của hai giống gấc trái tròn và trái tròn có múi 34

4.1.3.1 Với điều kiện sấy thường (sấy oven) 34

4.1.3.2 Trong điều kiện sấy chân không 35

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TRÍCH ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI DẦU GẤC 36

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN-ĐỀ NGHỊ………37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của gấc (tính trên 100 g màng hạt) 3

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng trong gấc 4

Bảng 2.3: Hàm lượng carotenoid của gấc và một số loại rau quả 5

Bảng 2.4: Thành phần acid béo của phần màng hạt gấc 6

Bảng 2.5: Thành phần carotenoid có trong dầu gấc 15

Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm với hai nhân tố A và B 20

Bảng 3.2: Các chỉ tiêu chất lượng và phương pháp phân tích 21-22 Bảng 4.1: Sự thay đổi màu sắc (giá trịE) theo nhiệt độ và phương pháp sấy 24

Bảng 4.2: Sự biến đổi giá trị a (màu đỏ) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy khác nhau 25

Bảng 4.3: Sự thay đổi độ ẩm (%) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 26

Bảng 4.4: Sự thay đổi hàm lượng carotenoid theo nhiệt độ và phương pháp sấy 27

Bảng 4.5: Sự thay đổi hàm lượng chất béo (g/100 chất khô) trong nguyên liệu theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 28

Bảng 4.6: Sự thay đổi màu sắc (giá trị E) theo nhiệt độ và phương pháp sấy 29

Bảng 4.7: Sự biến đổi giá trị a (màu đỏ) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy khác nhau 30

Bảng 4.8: Sự thay đổi độ ẩm (%) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 31

Bảng 4.9: Sự thay đổi hàm lượng carotenoid theo nhiệt độ và phương pháp sấy 32

Bảng 4.10: Sự thay đổi hàm lượng chất béo (g/100 chất khô) trong nguyên liệu theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 33

Bảng 4.11: So sánh các chỉ tiêu về chất lượng màng gấc giữa hai loại trái tròn và trái tròn có múi khi xử lý ở các nhiệt độ sấy khác nhau 34

Bảng 4.12: So sánh các chỉ tiêu về chất lượng màng gấc giữa hai loại trái tròn và trái tròn có múi khi xử lý ở các nhiệt độ sấy khác nhau 34

Bảng 4.13: Hàm lượng chất béo thu được khi tiến hành trích dầu bằng phương pháp ép và trích ly 35

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Các dạng gấc thường gặp 2

Hình 2.2: Sơ đồ biến đổi carotenoid 8

Hình 2.3: Các dạng carotene 9

Hình 2.4: Quá trình chuyển hóa - carotene thành vitamin A 10

Hình 2.5: Công thức cấu tạo của lycopene 11

Hình 2.6: Các dạng đồng phân của lycopene 12

Hình 2.7:Khả năng chống oxy hoá của carotenoid 12

Hình 2.8: Hiệu quả chống oxy hóa của lycopene khi so sánh với các carotene khác13 Hình 4.1: Sự thay đổi màu sắc màng gấc theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 24

Hình 4.2:Giá trị a trong nguyên liệu biến đổi theo nhiệt độ và phương pháp sấy 25

Hình 4.3:Sự thay đổi độ ẩm (%) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 26

Hình 4.4:Sự thay đổi hàm lượng carotenoid của trái tròn theo nhiệt độ sấy với 2 phương pháp sấy 27

Hình 4.5:Hàm lượng lipid thay đổi theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 28

Hình 4.6:Sự thay đổi màu sắc màng gấc theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy 29

Hình 4.7: Giá trị a trong nguyên liệu biến đổi theo nhiệt độ và phương pháp sấy 30

Hình 4.8: Sự thay đổi độ ẩm của nguyên sau khi sấy ở các nhiệt độ và phương pháp khác nhau 31

Hình 4.9:Sự thay đổi hàm lượng carotenoid của trái tròn có múi theo nhiệt độ sấy với 2 phương pháp sấy khác nhau 32

Hình 4.10:Hàm lượng lipid trích ly được thay đổi theo nhiệt độ và phương pháp sấy khác nhau 33

Hình 4.11:Hiệu suất trích dầu bằng phương pháp ép và trích ly 36

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong ẩm thực Việt Nam, gấc chủ yếu được dùng để nấu xôi (gọi là xôi gấc) và chưa ai biết vai trò vô cùng hữu ích của gấc đối với sức khỏe con người Mãi sau này, một số nhà khoa học trong và ngoài nước mới phát hiện trong gấc có chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học rất cao, vượt trội so với những loại trái cây đã từng được phân tích trước đó Gấc chứa một lượng rất lớn lycopene (gấp

70 lần so với cà chua) và -carotene (một dạng tiền sinh tố A tốt nhất) Cả lycopene và -carotene là các vi chất thiên nhiên cần thiết cho cơ thể, được chứng minh là chất chống oxy hóa, trung hòa các gốc tự do, chống lại sự già nua của tế bào cơ thể, sửa chữa những tổn thương trong cấu trúc ADN, ngăn ngừa bệnh tim mạch, ung thư, tiểu đường

Chính vì vai trò to như lớn trên mà gấc đã được xếp vào hàng "quán quân" đặc biệt tốt cho sức khỏe con người Do đó thật không quá khi nói gấc là "loại quả đến từ thiên đường"

Trên thị trường hiện nay đã xuất hiện sản phẩm dầu gấc, cả dưới dạng dầu thuần túy và dạng viên nang

Dầu gấc được tách ra từ phần thịt đỏ bao quanh hạt của quả gấc, lượng dầu trong quả gấc chiếm khoảng 7,9–10,2% so với màng hạt Dầu gấc có đặc tính: màu đỏ (hoặc vàng cam), trong, sóng sánh, mùi thơm Dầu gấc được xem là loại dầu thực vật tốt nhất bởi trong chúng hòa tan nhiều các thành phần carotenoid, đặc biệt là lycopene và -carotene Ở nước ta trồng khá nhiều gấc và phổ biến trên tất cả mọi miền đất nước Tuy nhiên vẫn chưa có những thông tin khoa học đầy đủ về chất lượng của các giống gấc được trồng phổ biến Các điều kiện xử lý và thu hồi chất béo cùng với lượng chất dinh dưỡng quan trọng có trong dầu gấc cũng chưa được công bố rõ ràng Do vậy khảo sát các yếu tố liên quan đến các vấn đề trên cần được quan tâm nhằm sử dụng nguồn nguyên liệu này có hiệu quả cao nhất

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (phương pháp sấy, điều kiện xử lý nguyên liệu, phương pháp trích) đến chất lượng và hiệu quả trích dầu gấc

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ QUẢ GẤC

Hình 2.1: Các dạng gấc thường gặp

Dựa vào hình dạng của quả, gai phân bố trên vỏ quả người ta phân loại gấc như sau:

- Phân loại theo hình dạng: trái tròn, trái tròn có múi, trái dài

- Phân loại theo dạng gai trên vỏ: trái nhiều gai, trái gai thưa hoặc phân loại theo dạng khác là trái gai nhọn, trái gai tròn

Gấc là loài cây thân thảo dây leo thuộc chi mướp đắng cây gấc leo khỏe, chiều dài có thể mọc lên đến 15 mét, thân dây có tiết diện góc, lá gấc nhẵn, thùy hình chân vịt phân ra từ 3-5 dẻ, dài 8-18 cm gấc là loài đơn tính khác gốc (dioecious), hoa sắc vàng, quả hình tròn, sắc xanh, khi chín chuyển sang màu đỏ cam, đường kính 15-20 cm (http://vi.wikipedia.org/wiki)

a Trái tròn b Trái tròn có múi c Trái dài

d Trái nhiều gai e Trái gai thưa f Trái gai tròn

Khối lượng trái không đồng đều, thay đổi tùy theo giống và các điều kiện ngoại cảnh, chăm sóc Có trái chỉ nặng vài trăm gam, nhưng có trái to 2-3 kg, trung bình

từ 1,2–1,5 kg Trong trái có nhiều hạt, trung bình từ 30-40 hạt khá to, hình bầu dục không đều, xếp thành hàng dọc, quanh hạt có màng nhục màu đỏ đậm bao bọc và khi bóc màng đỏ sẽ thấy lớp vỏ hạt mướp đắng Chung quanh mép hạt có răng cưa

tù và rộng, hạt cứng bằng đồng xu, dẹp và dày, màu đen lánh hoặc đen nâu có nhiều cạnh lồi ra giống như hạt mướp đắng (Đỗ Tất Lợi, 2003)

2.1.2 Năng suất

Cây gấc trồng một năm thì thu hoạch được nhiều năm Ở nước ta mùa thu hoạch trái gấc ở miền Bắc tập trung từ tháng 9 dương lịch đến tháng 1 dương lịch năm sau Ở miền Nam cây gấc cho trái quanh năm nếu trồng có tưới nước nhưng tập trung nhiều nhất vào tháng 2-7 dương lịch Thu hoạch khi màu đỏ trái chuyển dần từ màu xanh sang màu đỏ đều, mặc dù cuống quả xanh cũng nên thu hoạch ngay khi trái đã thật chín đỏ không nên để trái chín rục thu hoạch sẽ dễ bị bệnh thối nhũn

Trong điều kiện trồng chăm sóc tốt, mỗi gốc dây gấc có thể cho 100 trái/năm, trung bình 30-50 trái/năm, trọng lượng mỗi trái có thể thay đổi từ 200-300 gam đến 1,2-1,5 kg, cũng có những trái có thể nặng 2,5 – 3,0 kg (Đỗ Tất Lợi, 2003).

2.1.3 Thành phần hóa học

Gấc vừa là cây thực phẩm, vừa là cây thuốc nên nó có giá trị kinh tế rất lớn Đó

là một loại quả sạch, an toàn và giàu dinh dưỡng, đặc biệt giàu -carotene, và lycopene Lycopene trong gấc nhiều đến độ nó có thể kết tinh thành tinh thể Bảng 2.1 và 2.2 thể hiện thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng của trái gấc

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của gấc (tính trên 100 g màng hạt)

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng trong gấc

(Nguồn: Le Thuy Vuong, Stephen R Dueker and Suzanne P Murphy (2002))

Lycopen trong gấc cao gấp 70 lần trong cà chua, có tác dụng phòng chống thiếu vitamin, tăng khả năng miễn dịch, tăng sức đề kháng cho cơ thể, chống oxy hóa, chống lão hóa tế bào, loại bỏ các tác hại của môi trường (hóa chất độc hại, tia xạ, thuốc trừ sâu…) giúp cơ thể khỏe mạnh, da dẻ hồng hào, mịn màng

Hàm lượng carotene trong gấc nhiều gấp 10 lần cà rốt hoặc khoai lang Đây là nguồn vitamin A thiên nhiên rất quý giá giúp phòng ngừa và chữa các bệnh thiếu

vitamin A Tổng hàm lượng carotenoid trong gấc dao động từ 3703,3–7452,1  g/g Ngoài ra, các carotenoid có mặt trong gấc liên kết với các acid béo mạch dài, tạo ra kết quả là nó tính hoạt hóa sinh học cao hơn (T.H.Trần và cộng sự, 2007) So sánh hàm lượng carotenoid có trong gấc và một số loại rau quả khác được cho ở bảng 2.3

Bảng 2.3: Hàm lượng carotenoid của gấc và một số loại rau quả

β-carotene (µg/g)

Tổng carotenoid (µg/g)

Cochinchinesis Spreng

Gongylodes

3,13

(Nguồn: Le Thuy Vuong, Stephen R Dueker and Suzanne P Murphy (2002))

Trong quả gấc thì màng hạt là bộ phận có hàm lượng acid béo cao hơn cả Acid béo chiếm khoảng 22% khối lượng màng hạt, bao gồm hàm lượng cao các acid béo không no (34,08% acid oliec; 31,43% linoleic) và hàm lượng thấp hơn các acid béo

no, trong đó acid palmitic chiếm khoảng 22,04% (Ishida và cộng sự, 2003) Bảng 2.4 thể hiện thành phần acid béo có trong màng hạt gấc

Bảng 2.4: Thành phần acid béo của phần màng hạt gấc

(Nguồn: Le Thuy Vuong, Stephen R Dueker and Suzanne P Murphy (2002))

Thành phần hạt gấc: trong nhân hạt gấc có chất momordin (là một loại saponin), 6,0% nước, 2,9% chất vô cơ, 55,3% chất béo, 16,6% protid, 2,9% đường tổng, 1,8% tanin, 2,8% cellulose và một số chất khác 11,7%

Dầu gấc trích từ hạt chứa thường khoảng 3000-6500 ppm carotenoid, 2500-4500 ppm -carotene, 500-2500 ppm lycopene và 150-350 ppm vitamin E (Le Thuy Vuong, 2004)

2.1.4 Sử dụng

Tại Việt Nam màng gấc thường sử dụng để nhuộm màu các loại xôi, gọi là xôi gấc

Vì màu đỏ nên xôi gấc được chuộng trong các dịp lễ tết hay cưới hỏi Người ta dùng

áo hạt (màng hạt) và hạt của nó được đánh với một ít rượu để trộn lẫn với gạo nếp sau đó đem thổi thành xôi, giúp cho món xôi có màu đỏ và thay đổi hương vị

Lá gấc non thái chỉ còn được dùng như một loài gia vị không thể thiếu trong món củ niễng xào rươi, một món ăn đặc biệt ở miền Bắc

Gần đây, quả gấc đã bắt đầu được tiếp thị ra ngoài khu vực châu Á dưới dạng nước

ép trái cây bổ dưỡng Dầu gấc do nó chứa hàm lượng tương đối cao các chất dinh dưỡng thực vật

Ngoài việc sử dụng trong ẩm thực, gấc còn được sử dụng trong y học tại Việt Nam Màng hạt được dùng để hỗ trợ điều trị bệnh khô mắt, giúp tăng cường thị lực do nó

có nguồn khá tốt để bổ sung vitamin A dưới dạng carotenoid Tương tự, trong y học

cổ truyền Trung Hoa người ta cũng dùng hạt gấc (mộc miết tử) cả trong cơ thể lẫn ngoài da Phân tích hóa học của gấc cho thấy nó có hàm lượng cao của một số chất dinh dưỡng thực vật, điều này đã gây chú ý cho một số học giả Nhật Bản và phương Tây Một nghiên cứu gần đây cho thấy, gấc chứa các loại protein có thể ngăn cản sự phát triển của các tế bào ung thư (http://vi.wikipedia.org/wiki)

2.2 GIỚI THIỆU VỀ THÀNH PHẦN CỦA TRÁI GẤC

2.2.1 Carotenoid

Carotenoid là hợp chất màu tan trong dầu, không tan trong nước, chủ yếu tạo sắc tố cho cây cỏ hoa trái, các loại rau trái có màu vàng đến đỏ Ở động vật carotenoid hiện diện ở cơ thịt cá hồi, vỏ, mai của các loài giáp xác Chúng cũng xuất hiện ở các loài vi khuẩn, nấm mốc, nấm men với chức năng chống lại sự nguy hại của ánh sáng

và oxy Ở động vật carotenoid là chất chống oxy hóa và hoạt động như một nguồn vitamin A Tuy nhiên chúng không có khả năng tổng hợp carotenoid mà phải được cung cấp từ thức ăn (Britton và cộng sự, 1995)

Carotenoid được chia làm hai loại:

- Carotenoid trong công thức phân tử có chứa oxy như lutein và zeaxanthin được gọi là xanthophyll

- Carotenoid không chứa oxy trong phân tử (oxy tự do), chỉ chứa carbon và hydro như α-carotene, β-carotene và lycopene được gọi là carotene

Carotenoid là sắc tố mà về mặt hóa học gần với carotene Đó là các hydrocarbon gồm các đơn vị isoprene

Xanthophyll là carotenoid gồm nhiều chất dẫn xuất chứa nhóm hydroxyl, epoxy, aldehyde và keton

Nhiều carotenoid chứa 8 đơn vị isoprene hay chứa 40 nguyên tử carbon Các carotenoid có chuỗi hydrocarbon chưa bão hòa, nối π tiếp cách, có thể khép vòng ở đầu, đôi khi có sự đối xứng trong phân tử

isoprene

CH 3

2.2.1.1 Tính chất của carotenoid

Carotenoid tan trong lipid và các chất hòa tan lipid, không tan trong nước Nguyên nhân chủ yếu làm tổn thất carotenoid trong suốt quá trình chế biến và tồn trữ thực phẩm là sự oxy hóa do enzyme và không enzyme

- Oxy hóa do enzyme: enzyme lipoxygenase thúc đẩy sự oxy hóa carotenoid, tạo ra các peroxyde làm mất màu carotenoid

- Oxy hóa không enzyme: Do các nối đôi trong phân tử nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt độ Sự oxy hóa mất màu carotenoid là vấn đề quan trọng được chú ý nhiều trong công nghệ chế biến thực phẩm Sự oxy hóa tăng nhanh khi có sự hiện diện của sulfite, ion kim loại, nhiệt độ, độ ẩm, oxy không khí H2O2 và ion halogen cũng có thể làm mất màu carotenoid

Thời gian chế biến nhiệt càng dài, nhiệt độ chế biến càng cao thì tổn thất carotenoid càng nhiều Tuy nhiên, những biến đổi phản ứng hóa học và làm mất màu trong thực phẩm xảy ra do sự oxy hóa nhiều hơn do quá trình xử lý nhiệt (thông thường carotenoid chịu được nhiệt độ nấu t ≤ 100oC, có thể ổn định ở nhiệt độ 100oC trong 15 phút) Đó là do sự đồng phân hóa từ dạng trans-carotenoid thành dạng cis-carotenoid (hình 2.2) Sự đồng phân này xảy ra nhanh khi tiếp xúc với acid, nhiệt xử lý và ánh sáng (Nguyễn Minh Thủy, 2009)

Hình 2.2: Sơ đồ biến đổi carotenoid

(Nguồn: Nguyễn Thị Lý và Trần Thị Hồng Vân (2004))

Apocarotenoid

Hydroxycarotenoid

Hợp chất có khối lượng phân tử thấp

(low molecular mass compound)

- Kháng tố mutagens có công hiệu chống lại tác nhân gây đột biến cho các tế bào của các sinh vật

- Chống lại bất cứ chất nào khi tiếp xúc mô sống có thể tạo thành một tế bào ung thư (http://www.thuvienhoasen.org)

, , -carotene là những đồng phân có công thức thô là C40H56 Các carotene rất nhạy cảm với sự oxy hóa trong không khí và ánh sáng Chúng tan trong lipid và các chất hòa tan lipid, không tan trong nước Carotene không chuyển hóa thành vitamin

A hoàn toàn mà chỉ khoảng 70-80% (Nguyễn Minh Thủy, 2009) Hình 2.4 thể hiện sự chuyển hóa - carotene thành vitamin A

-carotene

-carotene

-carotene

Hình 2.4: Quá trình chuyển hóa - carotene thành vitamin A

(Nguồn: http://www.elmhurst.edu)

Trong các loại carotene thì -carotene là duy nhất cho được hai phân tử vitamin A,

do trong công thức cấu tạo của -carotene là sự kết hợp giữa hai phân tử vitamin

A.-carotene khi vào cơ thể người và động vật bị oxy hóa dưới tác động của enzyme dioxygenase sẽ phân hủy thành hai phân tử vitamin A

2.2.2.1 β-carotene và vai trò sinh học của nó

Dung dịch β-carotene có màu vàng, nó hấp thụ oxygen trong không khí tạo thành chất không có hoạt tính sinh học

b Giá trị sinh học của β-carotene

Vài thập kỷ trước đây các nhà khoa học đã khám phá ra rằng β-carotene có thể được dự trữ ở gan và chuyển hóa thành vitamin A khi cần thiết, cho nên nó cũng

có những tác dụng tương tự như loại vitamin này β-carotene là tiền thân chủ yếu của vitamin A, có hoạt tính sinh học cao nhất, khoảng gấp hai lần các carotene khác Nhiều nghiên cứu đã chứng minh được vai trò và ích lợi của β-carotene trên hệ miễn dịch, ngăn ngừa nhiều loại ung thư và giảm tác hại của ánh nắng

mặt trời Cả vitamin A và β-carotene đều được sử dụng để điều trị quáng gà, một dấu hiệu sớm của tình trạng thiếu vitamin A, trong đó mắt không thể thích nghi nhanh chóng với sự thay đổi cường độ ánh sáng Tuy nhiên β-carotene dùng trong trường hợp này tác dụng không nhanh bằng vitamin A do cơ thể phải chuyển β-carotene thành vitamin A (http://daugac.com)

mà nó có một hoặc nhiều cặp điện tử không cặp đôi, và những nguyên tử thiếu đó rất dễ phản ứng rất mạnh, và kết quả là gây nên nhiều hư hại các màng tế bào mỏng manh của các phân tử xung quanh trong cơ thể con người)

Lycopene tồn tại trong thực vật tự nhiên chủ yếu ở dạng trans, đây là dạng có cấu trúc bền vững nhất dưới tác dụng của nhiệt độ Các đồng phân dạng cis cũng được tìm thấy trong tự nhiên, bao gồm các đồng phân 5-cis, 9-cis, 13-cis và 15-cis (hình 2.6) Trong huyết tương người, lycopene gồm hỗn hợp hai đồng phân 50% cis và 50% trans Trong thực phẩm chế biến, lycopene chủ yếu ở dạng cis Tầm quan trọng

về mặt sinh học của các đồng phân này hiện nay vẫn chưa được hiểu một cách rõ ràng

Hình 2.6 : Các dạng đồng phân của lycopene

(Nguồn: http://en.wikipedia.org/wiki/Lycopene)

2.2.3.2 Tác dụng của lycopene đối với sức khỏe con người

Hình 2.7 và 2.8 thể hiện khả năng chống oxy hóa vượt trội của lycopene so với những chất chống oxy hóa khác trong họ carotenoid

Hình 2.7 : Khả năng chống oxy hoá của carotenoid

(Nguồn: Di Mascio (1989))

Hình 2.8: Hiệu quả chống oxy hóa của lycopene khi so sánh với các carotene khác

(Nguồn: Di Mascio và ctv (1989))

Lycopene có nhiễm sắc tố đỏ thuộc nhóm carotenoid có tác dụng chống lại sự oxy hóa tế bào và đặc biệt hiệu quả trong việc vô hoạt oxy độc thân giúp chống lại các tế bào ung thư Hoạt tính chống oxy hóa của lycopene giúp phòng ngừa các bệnh mãn tính gấp 5-7 lần so với tiền sinh tố A

Lycopene là một chất chống oxy hóa rất quan trọng, giúp “tiêu diệt” các tế bào có nguồn gốc ung thư Theo nghiên cứu của Đại học California thì hàm lượng lycopen

có trong dầu quả gấc Việt Nam cao gấp 70 lần cà chua Lycopene có trong cà chua phải chiên với dầu mỡ thì mới có tác dụng sinh học với cơ thể, còn trong trái gấc đã chứa sẵn các chất axit béo không no, vì thế lycopene được hòa tan một cách tự nhiên Chính những phát hiện của các nhà khoa học đã đưa trái gấc lên vị trí quán quân trong danh mục những loại quả hữu ích với sức khỏe con người

Ngay từ những năm 1980, khi các nhà khoa học phát hiện ra hoạt tính chống oxy hóa mạnh của lycopene có thể giúp cơ thể phòng ngừa và sửa chữa các tế bào bị hư hại, đã có một số nghiên cứu về mối liên quan giữa các chế độ ăn có nhiều cà chua với những nguy cơ gây ung thư nào đó

Đến giữa những năm 1990, một nghiên cứu ở trường Đại Học Harvard đã phát hiện rằng những nam giới tiêu thụ ít nhất 10 servings (1 serving tương đương một lon chế phẩm) các chế phẩm cà chua trong tuần có thể giảm được 34% nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt so với những nam giới khác Những nghiên cứu dịch tễ học của Mỹ

về tác dụng của lycopene cho thấy vùng nào người dân ăn những loại quả có chứa lycopene thì tỷ lệ ung thư ống tiêu hóa (đặc biệt dạ dày, trực tràng, kết tràng) thấp hơn những người dân ăn ít quả này Tỷ lệ chết vì ung thư giảm đến 50% Kết quả ấn tượng nhất của lycopene là đối với ung thư tuyến tiền liệt Trong một nghiên cứu

kéo dài tới 12 năm trên một nhóm đối tượng ăn ít nhất 2 lần nước xốt cà chua một tuần đã cho thấy nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt giảm tới 35% Tác dụng này còn mạnh hơn ở những người ung thư đang phát triển Lycopene còn có tác dụng trong điều trị viêm gan, xơ gan, hạ huyết áp,…(http://www.nld.com.vn)

Nhiều nghiên cứu mới đây cũng cho thấy phụ nữ áp dụng chế độ ăn giàu các chế phẩm cà chua (tức giàu lycopene) có thể tránh được nguy cơ ung thư vú lâm sàng nhiều hơn những phụ nữ khác từ 30 đến 50% Nhiều nghiên cứu nhằm xác định vai trò của lycopene trong việc làm giảm các nguy cơ ung thư cũng đang được triển khai

Các nghiên cứu đều xác nhận việc tiêu thụ nhiều lycopene có thể hạ thấp được nguy

cơ bệnh tim, xơ hóa động mạch và thoái hóa điểm vàng (một bệnh có thể gây mù) Một báo cáo của Đại học Bắc Carolina qua khảo sát các nghiên cứu chủ yếu ở châu

Âu và một số khu vực khác cho hay: Nam giới có nồng độ lycopene trong máu cao hơn những nam giới khác sẽ ít bị nhồi máu cơ tim hơn

Còn các nhà nghiên cứu ở trường Đại Học Harvard đã phát hiện rằng những phụ nữ

có nồng độ lycopene trong máu cao ít nguy cơ mắc bệnh tim hơn và lycopene có thể

có vai trò quan trọng trong việc làm giảm huyết áp và LDL (loại cholesterol “xấu”) Theo giáo sư (Gs) Nguyễn Văn Chuyền-Trường Đại Học Japan Women's University-Tokyo thì lycopene còn có tác dụng chống bệnh tiểu đường

Ngoài cà chua, các loại quả màu đỏ và màu hồng khác đều có lycopene Chẳng hạn:

1 thìa canh xốt ớt có 2,2mg lycopene; 1 quả nho: 2,9mg; 1 quả đu đủ: 3,0 mg; một thìa canh nước xốt cà chua nắm có 2,5 mg lycopene; 1/4 tách xốt cà chua có 9,3mg lycopene (http://khoahocphattrien.com.vn)

2.2.4 Chất béo trong trái gấc

2.2.4.1 Đặc điểm

Dầu gấc được chiết xuất từ cơm đỏ bao quanh hạt của quả gấc chín, 100g dầu này

có 150 - 175mg -carotene, khoảng 4g lycopene và 12mg -tocopherol (vitamin E thiên nhiên), acid palmitic (33,4%), acid stearic (7,9%), đặc biệt acid oleic (44%) và acid linoleic (14,7%) là hai acid béo rất cần thiết cho cơ thể Dầu gấc cũng còn chứa các vi lượng cần thiết như: sắt, đồng, colbalt, kali và kẽm

Dầu gấc có màu đỏ sẫm, mùi vị thơm ngon Thông thường, cứ 30-50 quả gấc sẽ được một lít dầu nguyên chất (http://www.daugac.com) Bảng 2.5 thể hiện thành phần carotenoid có trong dầu gấc

Bảng 2.5: Thành phần carotenoid có trong dầu gấc

ở các cơ quan này

Các acid béo chưa no kết hợp với các cholesterol tạo thành các ester cơ động, không bền vững và dễ dàng bài xuất ra khỏi cơ thể Việc này có ý nghĩa trong việc phòng chữa bệnh xơ vữa động mạch Trong trường hợp thiếu chúng, các cholesterol sẽ ester hóa với các acid béo no và tích tụ lại ở mạch máu Các acid béo chưa no cần thiết sẽ tạo điều kiện chuyển cholesterol thành acid cholic và bài xuất chúng ra khỏi

cơ thể

Tóm lại vai trò sinh học của các acid béo chưa no có trong dầu gấc là có tác dụng điều hòa thành mạch máu, đề phòng nhồi máu cơ tim và các rối loạn của hệ thống tim mạch, chống ung thư, cần thiết cho chuyển hóa các vitamin nhóm B, nhất là pyridoxin và thiamin, đề phòng các tổn thương ở da (do hoạt tính của men citocromosidase giảm) (Nguyễn Minh Thủy, 2009)

Tháng 5/2007, các giáo sư ở trường Đại Học Tokyo (Nhật Bản) đã nghiên cứu thành công đề tài khoa học dùng tinh dầu của quả gấc để điều trị những biến chứng của bệnh tiểu đường Gs Nguyễn Văn Đàn và các cộng sự của mình ở Học Viện Quân Y đã dùng dầu gấc để làm giảm lượng cholesterol trong máu, phòng chống nguy cơ đột quỵ và các bệnh tim mạch Gs Hà Văn Mao và Gs Đinh Ngọc Lâm ở Viện Quân Y 108 đã dùng dầu gấc vào việc điều trị ung thư gan nguyên phát Gs