Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của bột rau củ (cà chua, cà rốt) và ứng dụng bột rau củ để kéo dài thời gian bảo quản thịt heo xay

Nội dung: − Tìm điều kiện sấy thu nhận bột rau củ và so sánh hoạt tính kháng oxy hóa của bột rau củ với dịch ép từ rau củ để lựa chọn chế phẩm đưa vào sản phẩm thịt heo xay − Ứng dụng c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN THỊ HOÀNG DUNG

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA CỦA BỘT RAU

CỦ (CÀ CHUA, CÀ RỐT) VÀ ỨNG DỤNG BỘT RAU CỦ ĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN THỊT HEO XAY

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

Mã số: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PSG TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

……… Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS Nguyễn Hoài Hương

……… Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Lê Ngọc Liễu

………

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 17 tháng 07 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ HOÀNG DUNG MSHV: 1570882

Ngày, tháng, năm sinh: 21 tháng 01 năm 1991 Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã số : 60540101

I TÊN ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA CỦA BỘT RAU CỦ (CÀ CHUA, CÀ RỐT)

VÀ ỨNG DỤNG BỘT RAU CỦ ĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN THỊT HEO XAY

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nhiệm vụ: Sử dụng chất kháng oxy hóa tự nhiên của các loại rau củ (cà chua, cà rốt) để

kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thịt heo xay

Nội dung:

− Tìm điều kiện sấy thu nhận bột rau củ và so sánh hoạt tính kháng oxy hóa của bột rau

củ với dịch ép từ rau củ để lựa chọn chế phẩm đưa vào sản phẩm thịt heo xay

− Ứng dụng chế phẩm thu được để ức chế quá trình oxy hóa lipid trong sản phẩm thịt heo xay (hàm lượng lipid lớn hơn 20%)

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 26 /02/2018

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/07/2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành Ďến Ban Giám Hiệu, cùng với quý Thầy/Cô Khoa Kỹ Thuật Hóa Học - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Ďã tạo Ďiều kiện cho tôi học tập và nghiên cứu trong suốt khoảng thời gian học tại trường

Tôi xin Ďặc biệt gửi lời cảm ơn Ďến Cô Tôn Nữ Minh Nguyệt Cám ơn Cô trong suốt thời gian qua Ďã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ tôi Ďể hoàn thành tốt Ďề tài luận văn Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn Ďến các Thầy Cô phụ trách phòng thí nghiệm Ďã tạo Ďiều kiện về thiết bị, máy móc và dụng cụ Ďể tôi có thể thực hiện nghiên cứu

Cuối cùng, tôi cũng xin cám ơn mọi sự Ďộng viên, quan tâm, hỗ trợ từ gia Ďình,

từ các anh chị, bạn bè Ďã giúp tôi vượt qua mọi khó khăn và hoàn thành quá trình học tập của mình

Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 07 năm 2018 Học viên thực hiện

Nguyễn Thị Hoàng Dung

TÓM TẮT ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Cà chua, cà rốt là một trong những loại rau củ quả chứa nhiều chất dinh dưỡng tốt cho sức khỏe đặc biệt là các chất kháng oxy hóa như các hợp chất phenolic, lycopene, carotenoid, … Trong nguyên liệu tươi các hợp chất phenolic chiếm 0.73 mg GAE/g chất khô đối với cà chua, cà rốt là 0.82 mg GAE/g chất khô, hàm lượng lycopene và carotenoid trong cà chua lần lượt là 2.47 mg/100g và 3.31 mg/100g, trong cà rốt lần lượt

là 4.21 mg/100g và 5.2 mg/100g

Sấy cà chua, cà rốt ở nhiệt độ 1000C cho hiệu quả kháng oxy hóa là cao hơn so với dịch ép Bột cà chua và cà rốt chứa hàm lượng các chất phenolic cao hơn, ngược lại hàm lượng lycopene và carotenoid giảm không đáng kể so với nguyên liệu tươi Ngoài ra kiểm tra hoạt tính kháng oxy hóa của bột cà chua, cà rốt bằng phương pháp DPPH cho giá trị IC50 cao hơn IC50 của Vitamin C là 8.5 lần, giá trị FRAP có sự tương quan với giá trị IC50

Bổ sung bột cà chua, cà rốt vào sản phẩm thịt heo xay cho hiệu quả kháng oxy hóa

là đáng ghi nhận khi kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm lên đến 13 ngày và đạt các chỉ tiêu về chất lượng (giá trị PoV, TBARS, pH và độ ẩm)

ABSTRACT

Tomatoes and carrots are one of the vegetables contain many nutrients, are good for health, especially antioxidants compounds such as phenolic, lycopene, carotenoids, In fresh ingredients phenolic compounds occupy 0.73 mg GAE/g dry matter for tomatoes, carrots 0.82 mg GAE/g dry matter, lycopene and carotenoid content in tomatoes were 2.47 mg/100g and 3.31 mg/100g, respectively, in carrots is 4.21 mg/100g and 5.2 mg/100g

The tomato, carrots was dried at a temperature of 1000C for antioxidant efficiency

is higher than that of pressed juice Tomato and carrot powder increase of phenolic content, whereas lycopene and carotenoid content are decrease than fresh ones Also check the antioxidant activity of tomato and carrot powder by DPPH, IC50 values higher than IC50 of Vitamin C by 8.5 times, FRAP value correlated with IC50 value

Adding tomato and carrot powder to the pork patties for antioxidant efficacy is remarkable when extending the shelf life of the product up to 13 days and achieving the quality criteria (value of PoV, TBARS, pH and humidity)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn này là trung thực và có nguồn gốc

rõ ràng Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hoàng Dung

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Các chất kháng oxy hóa và cơ chế kháng oxy hóa 3

2.1.1 Định nghĩa và phân loại chất kháng oxy hóa 3

2.1.2 Cơ chế kháng oxy hóa 4

2.1.3 Các hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên thường gặp 5

2.2 Lipid và quá trình oxy hóa lipid 10

2.2.1 Lipid 10

2.2.2 Quá trình oxy hóa lipid 12

2.2.3 Phương pháp xác Ďịnh khả năng kháng oxy hóa của các chất kháng oxy hóa 16

2.3 Nguyên liệu chứa chất kháng oxy hóa 18

2.3.1 Nguyên liệu cà chua 18

2.3.2 Nguyên liệu cà rốt 23

2.4 Các nghiên cứu về hoạt tính kháng oxy hóa của cà chua và cà rốt 27

2.4.1 Nghiên cứu trong nước 27

2.4.2 Nghiên cứu nước ngoài 28

2.5 Sản phẩm thịt heo xay (patties) 32

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU– PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

3.1 Nguyên liệu 34

3.1.1 Nguyên liệu khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa 34

3.1.2 Nguyên liệu làm thịt heo xay 34

3.1.3 Hóa chất – thiết bị 36

3.2 Phương pháp nghiên cứu 37

3.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 37

3.2.2 Sơ Ďồ nghiên cứu 38

3.2.3 Các quy trình sử dụng trong nghiên cứu 39

3.3 Hoạch Ďịnh thí nghiệm 43

3.3.1 Xác Ďịnh các chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu tươi 43

3.3.2 Khảo sát nhiệt Ďộ sấy cà chua và cà rốt 43

3.3.3 So sánh hoạt tính kháng oxy hóa của bột với dịch ép cà chua và cà rốt 44

3.3.4 Ứng dụng chế phẩm cà chua, cà rốt Ďể kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thịt heo xay 44

3.4 Các phương pháp phân tích 45

3.5 Cách xử lý số liệu 48

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 50

4.1 Xác Ďịnh các chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu và sản phẩm thịt heo xay 50

4.2 Khảo sát Ďiều kiện sấy Ďể thu nhận bột rau củ 52

4.2.1 Thời gian sấy 52

4.2.2 Chất lượng bột sau sấy 53

4.3 So sánh hoạt tính kháng oxy hóa của bột và dịch ép cà chua và cà rốt 56

4.4 Ứng dụng bột rau củ sấy Ďể kéo dài thời gian bảo quản thịt heo xay 59

4.4.1 Giá trị PoV – chỉ số peroxide 61

4.4.2 Giá trị TBARS 63

4.4.3 Màu sắc 65

4.4.4 Độ ẩm 72

4.4.5 Giá trị pH 73

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

5.1 Kết luận 76

5.1.1 Nhiệt Ďộ sấy cà chua, cà rốt 76

5.1.2 Khả năng kháng oxy hóa của bột cà chua và bột cà rốt 76

5.1.3 Ứng dụng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thịt heo xay 76

5.2 Kiến nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC A: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 87 PHỤ LỤC B: CÁC BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 99

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các chất kháng oxy từ một số loài thực vật 10

Bảng 2.2 Thành phần acid béo trong mỡ heo 12

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của quả cà chua tươi 19

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của cà rốt tươi 25

Bảng 2.5 Thành phần sinh dưỡng cà rốt khô 26

Bảng 2.6 Khả năng kháng oxy hóa của bốn loại cà chua thường Ďược trồng tại Bồ Đào Nha: cà chua vàng (Amarelo), cà chua tròn (Batateiro), cà chua dài (Comprido) and cà chua trái tim (Coracao) 29

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng muối ăn 35

Bảng 3.2 Hóa chất dùng trong nghiên cứu 36

Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu cà chua, cà rốt tươi 50

Bảng 4.2 Thành phần của thịt heo xay 52

Bảng 4.3 Độ ẩm, hiệu suất thu hồi của bột cà chua sấy ở 60oC, 80 oC, 100 oC 54

Bảng 4.4 Độ ẩm, hiệu suất thu hồi của bột cà chua sấy ở 60oC, 80 oC, 100 oC 54

Bảng 4.5 Các giá trị hoạt tính chống oxy hóa của mẫu bột và dịch ép cà chua, cà rốt và Viatamin C 59

Bảng 4.6: Hàm lượng Vitamin C và bột cà chua, cà rốt bổ sung vào thịt heo xay 60

Bảng 4.7: Tính toán khối lượng chất chống oxy hóa bổ sung vào sản phẩm thịt heo xay 60

Bảng 4.8 Sự thay Ďổi giá trị L (Ďộ sáng) của mẫu thịt heo xay bổ sung bột cà chua khi bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 68

Bảng 4.9 Sự thay Ďổi giá trị a (sắc Ďỏ) của mẫu thịt heo xay bổ sung bột cà chua khi bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 68

Bảng 4.10 Sự thay Ďổi giá trị b (sắc vàng) của mẫu thịt heo xay bổ sung bột cà chua khi bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 69

Bảng 4.11 Sự thay Ďổi giá trị L (Ďộ sáng) của mẫu thịt heo xay bổ sung bột cà rốt khi bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 69

Bảng 4.12 Sự thay Ďổi giá trị a (sắc Ďỏ) của mẫu thịt heo xay bổ sung bột cà rốt khi bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 70 Bảng 4.13 Sự thay Ďổi giá trị b (sắc vàng) của mẫu thịt heo xay bổ sung bột cà rốt khi

Bảng 4.14 Sự thay Ďổi của Ďộ ẩm (%) của thịt heo xay Ďƣợc bổ sung bột rau củ bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 73

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu tạo của một số chất thuộc nhóm phenolic 6

Hình 2.2 Cấu tạo của tocopherol và tocotrienol 7

Hình 2.3 Cấu tạo các hợp chất carotenoid 8

Hình 2.4 Công thức cấu tạo Vitamin C 9

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của acid béo no và acid béo không no 11

Hình 2.6 Cơ chế phương pháp DPPH 17

Hình 2.7 Cơ chế phương pháp FRAP 18

Hình 2.8 Cà chua Đà Lạt 19

Hình 2.9 Các Ďộ chín của cà chua 22

Hình 2.10 Sự thay Ďổi hàm lượng lycopene trong quá trình chín của quả cà chua 23

Hình 2.11 Cà rốt 24

Hình 2.12 Sự thay Ďổi giá trị TBARS của thịt heo Ďã chế biến có bổ sung bột cà chua ở bốn mức Ďộ 0.25% (T1), 0.5% (T2), 0.75% (T3) và 1.0% (T4) Ďược bảo quản ở nhiệt Ďộ 10±1oC 31

Hình 2.13Sản phẩm thịt heo xay 32

Hình 3.1 Nguyên liệu cà chua, cà rốt tươi 34

Hình 3.2 Thịt nạc Ďùi và mỡ lưng heo mua tại Vissan 35

Hình 3.3 Muối ăn Visalco 35

Hình 3.4 Sơ Ďồ nghiên cứu 38

Hình 3.5: Quy trình thu nhận bột cà chua, cà rốt 39

Hình 3.6 Quy trình thu nhận nước ép cà chua, cà rốt 41

Hình 3.7 Quy trình tạo mẫu sản phẩm thịt heo xay 41

Hình 3.8 Khuôn Ďịnh hình thịt heo xay 42

Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn biến Ďổi Ďộ ẩm của cà chua theo thời gian sấy ở ba mức nhiệt Ďộ 600C, 800C, 1000C 53

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn biến Ďổi Ďộ ẩm của cà rốt theo thời gian sấy ở ba mức nhiệt Ďộ 600C, 800C, 1000C 53

Hình 4.3 Hàm lượng các chất kháng oxy hóa (carotenoid, phenolic, lycopene) trong bột và dịch ép cà chua 57 Hình 4.4 Hàm lượng các chất kháng oxy hóa (carotenoid, phenolic, lycopene) trong

Hình 4.5 Ảnh hưởng của bột cà chua Ďến giá trị PoV (meq peroxide/kg mẫu) của mẫu thịt heo xay Ďược bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 61Hình 4.6 Ảnh hưởng của bột cà rốt sấy Ďến giá trị PoV (meq peroxide/kg mẫu) của mẫu thịt heo xay Ďược bảo quản ở 5±1oC trong 15 ngày 62Hình 4.7 Ảnh hưởng của bột cà chua Ďến giá trị TBARS (mg MA/kg mẫu) của thịt heo xay Ďược bảo quản ở 5±1o

C trong 15 ngày 64Hình 4.8 Ảnh hưởng của bột cà rốt Ďến giá trị TBARS (mg MA/kg mẫu) của thịt heo xay Ďược bảo quản ở 5±1o

C trong 15 ngày 64Hình 4.9 So sánh giá trị L của bột rau củ sấy khi bổ sung vào sản phẩm thịt heo xay 71Hình 4.10 So sánh giá trị a của bột rau củ sấy khi bổ sung vào sản phẩm thịt heo xay 71Hình 4.11 So sánh giá trị b của bột rau củ sấy khi bổ sung vào thịt heo xay 72Hình 4.12 Sự thay Ďổi giá trị pH theo thời gian trong quá trình bảo quản ở 5±1oC của thịt heo xay có bổ sung bột cà chua ở các nồng Ďộ khác nhau 74Hình 4.13 Sự thay Ďổi giá trị pH theo thời gian trong quá trình bảo quản ở 5±1oC của thịt heo xay có bổ sung bột cà rốt ở các nồng Ďộ khác nhau 74

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

hóa Ďƣợc thể hiện qua sự khử ion Fe3+

LDL cholesterol Lipoprotein mang cholesterol Ďi trong máu

TPTZ

TQ

2,4,6-tripyridyl-s-triazin Trung Quốc

Kỳ

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

Thịt tươi và các sản phẩm từ thịt Ďóng một vai trò quan trọng trong khẩu phần ăn uống hằng ngày của mỗi người Theo Cục Chăn nuôi, hiện nước ta có riêng về heo khoảng 29 triệu con, Ďứng Ďầu ASEAN, Ďứng thứ 2 ở châu Á, nằm trong top 15 nước

có Ďàn heo lớn nhất thế giới Theo các chuyên gia trong nước dự kiến thì Ďến năm

2027, sản lượng thịt heo trong các trang trại ước chiếm tỷ trọng trên 70%, cùng với Ďó

là những triển vọng: Hợp tác liên kết chuỗi phát triển mạnh giữa nhà chăn nuôi, nhà giết mổ và nhà phân phối Ước tính Ďến năm 2027, tỷ trọng giết mổ công nghiệp sẽ tăng lên; sản phẩm thịt heo chế biến có thương hiệu và xuất khẩu Ďược sang nhiều nước Cũng theo Cục Chăn nuôi sức tiêu thụ thịt heo của thị trường trong nước là hạn chế, trong lúc năng lực chế biến, cấp Ďông còn rất khiêm tốn Do vậy, khả năng giúp giảm thịt heo Ďang tồn Ďọng là không cao Tính Ďến tháng 5 năm 2017 lượng thịt dư thừa trong thị trường là khoảng 200 ngàn tấn trong khi năng lực trữ Ďông lạnh không

Ďủ Ďể giải quyết Ďược lượng thịt Ďang dư thừa [1] Vì vậy việc nghiên cứu các phương pháp kéo dài thời gian bảo quản thịt heo Ďang là nhu cầu và xu hướng thiết yếu

Thịt cũng như một số sản phẩm Ďược chế biến từ thịt Ďều dễ bị hư hỏng khi thời gian bảo quản kéo dài Nguyên nhân làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm ngoài việc do sự phát triển của vi sinh vật thì chủ yếu là do quá trình oxy hóa lipid hình thành nhiều thành phần không mong muốn có thể gây ảnh hưởng không tốt Ďến sức khỏe của người sử dụng [1] Vì thế, việc hạn chế quá trình oxy hóa lipid trong quá trình bảo quản cũng như chế biến thịt luôn Ďược quan tâm Ďể kéo dài thời gian bảo quản và sử dụng Có nhiều phương pháp khác nhau Ďể hạn chế quá trình oxy hóa lipid như bảo quản trong Ďiều kiện nhiệt Ďộ thấp (lạnh hay lạnh Ďông), xử lý nhiệt, xử lý hóa chất… Trong Ďó, một phương pháp cần phải kể Ďến là dùng các chất chống oxy hóa tổng hợp hoặc tự nhiên

Các chất chống oxy hóa tự nhiên Ďược sử dụng lần Ďầu tiên trong chiến tranh thế giới thứ II Kéo theo sau Ďó là sự xuất hiện dần dần của một số chất chống oxy hóa tổng hợp chẳng hạn như butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), tert-butylhydroquinone (TBHQ) và propyl gallate (PG) [2] Chúng Ďược sử dụng rộng rãi nhằm ngăn cản hay làm chậm quá trình oxy hóa của chuỗi mang peroxyl

tự do hay ức chế việc hình thành các gốc tự do Các chất chống oxy hóa tổng hợp nhanh chóng thay thế các chất chống oxy hóa tự nhiên do tính tiện lợi, rẻ tiền Tuy nhiên, nhiều công trình nghiên cứu gần Ďây Ďã chứng minh rằng các chất chống oxy hóa tổng hợp có nguy cơ gây ảnh hưởng không tốt Ďến sức khỏe của người sử dụng [3] Vì vậy, xu hướng hiện nay trên thế giới là dùng các chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên, chủ yếu có nguồn gốc từ trái cây, rau củ, gia vị, ngũ cốc và thảo mộc

Cà chua (Lycopersicon esculentum) là nguồn cung cấp chất chống oxy hóa chủ yếu

vào khẩu phần ăn hằng ngày của con người Nó Ďược dùng tươi hay Ďược dùng trong các sản phẩm Ďược chế biến sẵn như cà chua Ďóng hộp, nước sốt cà chua, món hầm hay món súp… [4] Có nhiều nghiên cứu về cà chua chỉ ra rằng việc sử dụng các sản phẩm từ cà chua giúp làm giảm nguy cơ bị ung thư và các bệnh về tim mạch Hiệu quả bảo vệ này chính là do thành phần có giá trị hoạt tính sinh học của cà chua [5], [6]

Cà rốt (Daucus carota L Neptun) là nguồn rau củ quả chứa nhiều thành phần là

chất kháng oxy hóa, bao gồm nhóm carotenoid, các hợp chất phenolic, các vitamin, flavonoid, glutathione và các chất chuyển hóa nội sinh Ďã Ďược chứng minh có chức năng làm tan nguyên tử oxy (O2) và những phân tử oxy có năng lượng thấp (ở trạng thái triplet) (Σg−O2), quét gốc tự do, phân hủy peroxide, các enzyme gây ức chế và chất

hỗ trợ Ďẩy mạnh hoạt tính của các chất khác Cà rốt và các sản phẩm từ cà rốt tươi (cà rốt băm nhỏ, thái lát, nước ép cà rốt) có thể bảo vệ con người chống lại bệnh ung thư

và bệnh tim mạch (Krinsky, Johnson, 2005) [7]

Trên cơ sở Ďó Ďề tài luận văn tốt nghiệp ―Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của bột rau củ (cà chua, cà rốt) và ứng dụng bột rau củ Ďể kéo dài thời gian bảo quản thịt heo

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 Các chất kháng oxy hóa và cơ chế kháng oxy hóa

 2.1.1 Định nghĩa và phân loại chất kháng oxy hóa

Chất kháng oxy hóa là những chất cho dù Ďược dùng với liều lượng thấp nhưng chúng vẫn có khả năng làm giảm hay ngăn ngừa việc oxy hóa các chất có khả năng bị oxy hóa Các chất có khả năng bị oxy hóa bao gồm tất cả các thành phần có trong tế bào sống như protein, lipid, DNA và carbohydrate [7]

Các chất kháng oxy hóa có thể Ďược phân loại dựa vào cơ chế kháng oxy hóa, nguồn gốc, khả năng hòa tan…

Dựa trên cơ chế kháng oxy hóa, các chất kháng oxy hóa Ďược chia ra sáu loại sau:

 Chất kháng oxy hóa sơ cấp là những chất cho electron hay cho nguyên tử hydro

do Ďó làm kết thúc quá trình phản ứng chuỗi chuyền Ví dụ: BHT, propyl gallate, tocopherol, carnosic acid…

 Chất kháng oxy hóa thứ cấp là những chất hoạt Ďộng dựa trên việc phân hủy các hydroperoxide tạo ra các sản phẩm cuối bền như dilauryl thiopropionat và thiodipropionat acid làm kết thúc chuỗi phản ứng Khi chưa có sự tham gia của chất kháng oxy hóa thứ cấp, các hydroperoxide có thể phản ứng với kim loại Ďể tạo thành các gốc hydroxyl và alkoxyl có khả năng hydro hóa lipid làm xuất hiện các gốc tự do ở carbon trung tâm nên quá trình oxy hóa tiếp tục xảy ra Chất kháng oxy hóa thứ cấp chuyển hóa các hydroperoxide thành các sản phẩm bền góp phần ngăn chặn sự hydro hóa lipid

 Chất bắt giữ oxy: là những chất phản ứng với oxy và loại oxy ra khỏi hệ thống nhằm ngăn chặn sự xúc tác của enzyme lipoxygenase Ví dụ: ascorbic acid, ascorbyl palmitate…

 Các tác nhân tạo phức: là những chất tạo phức vòng với các ion kim loại như Ďồng, sắt… giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa với lipid Ví dụ: acid citric, amino acid, ethylendiamintetra acetic acid (EDTA)

 Chất dập tắt gốc tự do: là các chất có khả năng khử năng lượng lớn của oxy Ďơn bội hay năng lượng của các trạng thái kích thích và chuyển năng lượng Ďó thành ít gây bất lợi hơn Ví dụ: phenol, carotenoid

 Các tác nhân chống oxy hóa Ďa thành phần: là các chất có khả năng làm giảm các gốc tự do hình thành khi chất kháng oxy hóa sơ cấp cho nguyên tử hydro hay electron, làm tăng hoạt tính kháng oxy hóa Ví dụ: hệ tocopherol với acid citric hoặc acid ascorbic

Dựa vào nguồn gốc, chất kháng oxy hóa Ďược chia làm hai loại như sau:

 Chất kháng oxy hóa tổng hợp là chất kháng oxy hóa Ďược tạo thành bằng con Ďường tổng hợp hóa học Một số chất kháng oxy hóa tổng hợp Ďược sử dụng rộng rãi như butylated hydroxytoluene (BHT), butylated hydroxyanisole (BHA), propyl gallate (PG), ethoxyquin, nordihydroquaiaretic acid (NDGA), octylgallate (OG), tertiary butyl hydroquinone (TBHQ)

 Chất kháng oxy hóa tự nhiên là chất kháng oxy hóa Ďược tách chiết từ nguyên liệu tự nhiên hay chuyển hóa bằng con Ďường sinh học như sử dụng tế bào hoặc sử dụng enzyme Trong tự nhiên, chúng Ďược tìm thấy trong thực vật, vi sinh vật, nấm và thậm chí ở cả các mô Ďộng vật Một số chất kháng oxy hóa Ďược thu nhận từ tự nhiên như retinoid (vitamin A), tocopherol (vitamin E), ascorbic acid (vitamin C), polyphenol, carotenoid, manganese, zinc, selenium… [8], [9]

 2.1.2 Cơ chế kháng oxy hóa

Chất kháng oxy hóa giúp làm giảm hay hạn chế tốc Ďộ oxy hóa trong thực phẩm bằng việc liên kết với chất có khả năng quét các gốc tự do, các chất tạo phức với các kim loại có khả năng oxy hóa, các chất dập tắt oxy Ďơn bội, chất nhạy quang (photosensitizer) và chất khử hoạt tính enzyme lipoxygenase [8], [9], [10]

Chất kháng oxy hóa có thể Ďược chia thành các nhóm sau:

- Chất ức chế phản ứng oxy hóa gốc tự do (ức chế sự hình thành của các gốc tự do)

- Chất ức chế làm gián Ďoạn sự lan truyền của sự tự oxy hóa

- Chất dập tắt oxy Ďơn nguyên tử

- Chất kháng oxy hóa hỗ trợ (những chất này không thể hiện tác dụng kháng oxy hóa khi sử dụng một mình nhưng sẽ tăng hoạt tính của chất kháng oxy hóa khi

sử dụng cùng nhau)

- Chất khử (biến Ďổi hydroperoxide thành những dạng ổn Ďịnh hơn)

Metal chalator (biến Ďổi những ion kim loại thành những dạng ổn Ďịnh hơn) [9]

Từ các cơ chế trên, chất kháng oxy hóa có thể Ďược phân thành hai nhóm chính: phá vỡ chuỗi phản ứng (chain breaking) và ngăn chặn (preventing)

Nhóm thứ nhất: kháng oxy hóa bằng việc phản ứng với các gốc tự do tạo thành

các sản phẩm bền hơn, từ Ďó làm giảm lượng gốc tự do – tác nhân gây ra phản ứng oxy hóa Cơ chế này còn Ďược gọi là cơ chế quét gốc tự do [9]

Nhóm thứ hai: kháng oxy hóa bằng việc ngăn chặn các Ďiều kiện của phản ứng

oxy hóa diễn ra như cô lập các kim loại Ďa hóa trị, dập tắt các oxy Ďơn bội, phân hủy sản phẩm hydrogen peroxide thành nước và oxy bằng enzyme (superoxide dimustase – SOD), chất kháng oxy hóa với nhiều cơ chế (sản phẩm của phản ứng Mallaird) [9]

 2.1.3 Các hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên thường gặp

Polyphenol có trong nhiều loại thực vật, chúng phân bố rộng rãi với hơn 8000 cấu trúc khác nhau [11] Đặc Ďiểm chung của các hợp chất này là trong phân tử chứa một hay nhiều nhóm hydroxyl (OH) gắn trực tiếp vào vòng benzen

Các hợp chất phenolic thường Ďược phân loại thành các acid phenolic (Hình 2.1)

và các chất tương tự như: flavonoid, tannin, stilbene, curcuminoid, coumarin, lignan, quinone,… một số các chất khác dựa trên số lượng các vòng phenol và các yếu tố kết liên kết các vòng [12]

Polyphenol là là thành phần kháng oxy hoá phổ biến nhất của thực vật Hoạt tính chống oxy hoá của polyphenol do tính chất khử của chúng Polyphenol Ďóng vai trò như tác nhân khử các gốc tự do, cung cấp hydro, dập tắt oxy Ďơn bội, tạo phức với kim

loại hay làm giảm hemoglobin ferryl [13], [14], [15], [16], [17] Cụ thể, acid phenolic chống oxy hoá bằng cách bắt các gốc tự do; flavonoid chống oxy hóa bằng cách thu nhận các gốc tự do và tạo phức với kim loại

Hình 2.1 Cấu tạo của một số chất thuộc nhóm phenolic [9]

 Các hợp chất tocopherol và tocotrienol

Tocopherol và tocotrienol thuộc nhóm vitamin E Ďược phát hiện vào năm 1922 bởi Evans và Bishop [18] Tocopherol bao gồm bốn loại: α - tocopherol (Vitamin E), β

- tocopherol, δ- tocopherol và γ - tocopherol [18]

Theo hình 2.2, tocotrienol có cấu trúc tương tự với tocopherol ngoại trừ sự có mặt của ba liên kết Ďôi trans trong mạch nhánh 15 carbon [19], [20]

Hoạt Ďộng chống oxy hoá của tocopherol chủ yếu thông qua phản ứng với các gốc peroxyl Ďể ngăn chặn sự lan truyền chuỗi tạo thành hydroperoxide và các gốc alkoxyl nhằm ức chế sự phân hủy của hydroperoxide và làm giảm sự hình thành các aldehyde Ngoài ra, theo Kim và Min (2008), tocopherol cũng là chất dập tắt các oxy Ďơn bội [21]

Hình 2.2 Cấu tạo của tocopherol và tocotrienol [9]

Hình 2.3 Cấu tạo các hợp chất carotenoid [9]

Carotenoid có thể Ďược phân thành hai loại:

- Carotene, chứa các nguyên tử carbon và hydro như: Lycopene, β-carotene, carotene (Hình 2.3)

α Xanthophylls (oxycarotenoid) chứa carbon, hydro, và ít nhất một nguyên tử oxy như: Astaxanthin, lutein, β-crytoxanthin (Hình 2.3)

Chúng là những chất chống oxy hoá mạnh trong việc loại bỏ gốc tự do peroxyl và oxy Ďơn bội [22], [23] Động lực thu nhận các gốc tự do của chúng là sự chuyển vị electron kéo dài trong mạch carotenoid

Vitamin C là chất chống oxy hóa hòa tan trong nước Ďược tìm thấy trong các mô sinh học và có hiệu quả trong việc loại bỏ các gốc tự do và hình thành các gốc tự do năng lượng thấp [29] Nó Ďược coi là một trong những chất chống oxy hoá tự nhiên mạnh nhất, ít Ďộc nhất (Weber và cộng sự, 1996) [14]

Vitamin C có thể hoạt Ďộng như một chất tạo phức với kim loại, một chất thu nhận oxy và là một chất khử Vitamin C có thể nhường hydro cho quá trình oxy hoá do trong phân tử có bốn nhóm – OH và vì các nhóm – OH nằm trên các nguyên tử carbon

kế cận nên nó có thể tạo phức với ion kim loại (Fe2+) (hình 2.4)

Hình 2.4 Công thức cấu tạo Vitamin C

(CuZnSOD)

2𝑂− + 2𝐻+ → 𝑂2 + 𝐻2𝑂2 – Catalase có tác dụng loại bỏ H2O2 bằng cách xúc tác phản ứng giữa ascorbate

Bảng 2.1 Các chất kháng oxy từ một số loài thực vật [30], [31], [32]

Vitamin C Nhiều nhất ở trái cây (những trái cây họ citrus), rau quả, cà

ß – carotene Các loại rau như cải xoăn, ớt Ďỏ, rau bina, cây mùi tây, và

cà chua, cà rốt, khoai lang, quả mơ, Ďu Ďủ

Tochopherol

Hạt ngũ cốc, bông cải xanh, mầm cây Brussel, súp-lơ, dầu

ăn (ô-liu, hướng dương, cây rum, quả hạnh nhân, quả óc chó)

trà Ďen

2.2 Lipid và quá trình oxy hóa lipid

óc, sữa Phần lớn các lipid là những dẫn xuất của các acid béo, gồm 2 loại acid béo no

và acid béo không no (Hình 2.5), thường ở dạng ester hay amide (với tỷ lệ ít hơn) Các Ďoạn mạch dài của acid béo ảnh hưởng quan trọng Ďến tính kỵ nước và Ďộ hoạt Ďộng

của acyl lipid Các acid béo bị thủy phân sẽ tạo thành glycerol và các carboxylic acid mạch thẳng (hay các acid béo)

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của acid béo no và acid béo không no [34]

Trong quá trình xử lý và chế biến thực phẩm, lipid Ďóng một vai trò vô cùng quan trọng Nó giúp tạo ra cấu trúc cần thiết, tạo cảm giác ngon miệng cũng nhƣ mùi

và vị Ďặc trƣng cho các sản phẩm thực phẩm Nhiều thực phẩm Ďƣợc chuẩn bị bằng cách chiên rán ở nhiệt Ďộ cao trong dầu mỡ Trong số các lipid, có nhiều hợp chất bản thân là mùi hay tiền tố của chất mùi Lipid cũng là những chất nhũ hóa quan trọng, là chất mang các sắc tố hay chất màu tan trong dầu

 Lipid mỡ heo

Quá trình oxy hóa lipid là một trong những yếu tố chính làm giảm chất lƣợng của thịt và các sản phẩm thịt Quá trình oxy hóa có thể xảy ra ở chất béo triglyceride hoặc phospholipid trong mô thịt Sắc tố sắt trong hemoglobin và quá trình oxy hóa lipid có liên quan với nhau vì các chuỗi sắt Ďƣợc cho là có tác dụng thúc Ďẩy quá trình oxy hóa lipid Kết quả là quá trình oxy hóa phá hủy các phức hợp kim loại giữa sắt và porphyrin Hornstein và cộng sự (1961) cũng quan sát thấy rằng phần phospholipid và

tổng số chất béo từ thịt heo và thịt bò trở nên ôi nhanh chóng khi tiếp xúc với không khí Triglycerid liên kết với sản phẩm phân hủy của chất béo phân cực dễ bay hơi do

Ďó làm giảm hương vị tạo mùi ôi, kém chất lượng cho thịt và các sản phẩm từ thịt, Ďặc biệt là trong thịt nạc [34]

Thành phần acid béo trong mỡ heo Ďược trình bày trong bảng 2.2:

Bảng 2.2 Thành phần acid béo trong mỡ heo [33]

Thành phần lipid trong mỡ heo chứa phần lớn là các acid béo không no do Ďó rất

dễ bị oxy hóa trong quá trình bảo quản lạnh và Ďông lạnh

 2.2.2 Quá trình oxy hóa lipid

Khi tiếp xúc với oxy không khí, ánh sáng, nhiệt Ďộ, nước và vi sinh vật,…lipid bị thay Ďổi trạng thái, màu sắc và có mùi vị khó chịu, hiện tượng này Ďược gọi là sự oxy hóa lipid [36], [37]

Trong thực phẩm, quá trình oxy hóa là quá trình diễn ra ở cả môi trường nước và béo Trong môi trường nước, thành phần bị oxy hóa có thể là protein, polyphenol, vitamin tan trong nước… Trong môi trường béo, thành phần dễ bị oxy hóa nhiều nhất

là các phân tử chất béo chưa no Quá trình này làm biến Ďổi chất lượng thực phẩm [8] Nhìn chung, quá trình oxy hóa lipid hoạt Ďộng theo ba cơ chế như sau:

– Cơ chế gốc tự do (Sự tự oxy hóa – autoxidation)

– Cơ chế quang oxy hóa (photo – oxidation)

– Cơ chế oxy hóa lipid do enzyme lipooxygenase

 Cơ chế gốc tự do

Cơ chế gốc tự do là cơ chế tự oxy hóa, là phản ứng tự phát của phân tử oxy với lipid Nồng Ďộ của oxy và lượng nối Ďôi trong phân tử acid béo có ảnh hưởng Ďến tiến trình phản ứng Sản phẩm Ďầu tiên là hydro peroxide Từ Ďó tạo nên aldehyde no và không no, ketone, mono acid và dicarboxylic, keto acid, epoxyde Đa số những chất này có vai trò quyết Ďịnh trong việc thay Ďổi mùi vị

Cơ chế sự tự oxy hóa Ďược chia thành ba giai Ďoạn chủ yếu: khơi mào, phát triển mạch và kết thúc [34], [36]

– Khơi mào:

Đầu tiên, một vài phân tử lipid (RH) bị oxy hóa tạo thành gốc tự do

RH t,hR* (H * ) (2.1) Trong Ďó:

R – gốc của acid béo no hay không no tự do hoặc gốc của acid béo trong phân tử glyceride

H – nguyên tử hydro ở C so với nối Ďôi, hoặc nguyên tử H của nhóm methylene bất kỳ trong acid béo no

Để làm Ďứt liên kết C – H trong phản ứng (2.1) Ďòi hỏi một mức năng lượng là

70 – 100 kcal/mol Tuy nhiên khi có mặt của oxy hòa tan thì tương tác giữa RH ban Ďầu với oxy sẽ xảy ra một cách mạnh mẽ hơn vì mức năng lượng cần cho phản ứng (2.2) chỉ có 47 kcal/mol

RH  O2R*  HO*2 (2.2) Trong trường hợp khi nồng Ďộ RH cao thì có thể gây ra phản ứng tam phân Phản

ứng này Ďòi hỏi mức năng lượng còn bé hơn phản ứng lưỡng phân

RH  O2+ HR1R*  H2O2+ R 1* (2.3) Gốc tự do cũng có thể phát sinh khi có ion kim loại giao chuyển:

Từ gốc RO* có thể tạo nên những sản phẩm thứ cấp như rượu, ketone, aldehyde

RO*  RH  ROH  R* (2.9) Tương tác của hai gốc RO*

tạo rượu và ketone Tương tác của góc RO*

và gốc alkyl tạo ketone hoặc aldehyde

Từ hydroperoxide và gốc alkyl cũng có thể tạo ra ketone

- Kết thúc

Việc Ďứt mạch (mất các gốc tự do) xảy ra chủ yếu do kết quả tương tác của các gốc theo cơ chế lưỡng phân tạo thành các sản phẩm bền [8]

ROO + R -> ROOR

R + R -> R-R ROO + ROO -> ROOR + O2

RO + R -> ROR 2RO +2ROO -> 2ROOR +O2

 Cơ chế quang oxy hóa

Quang oxy hóa là một cơ chế cũng tạo thành hydroperoxide tương tự như cơ chế gốc tự do Việc kích thích acid béo không no hoặc oxy có thể xảy ra khi có ánh sáng

và chất nhạy cảm Có hai loại quang oxy hóa [38]:

- Loại I: một electron hoặc một nguyên tử hydro dịch chuyển giữa bộ ba chất nhạy cảm và một chất nền (PUFA), tạo ra các gốc tự do hoặc các gốc ion

- Loại II: bộ ba oxy (3O2) có thể bị kích thích bởi ánh sáng thành một oxy Ďơn Ďộc (1

O2); oxy này tạo phản ứng tại liên kết Ďôi của các acid béo chưa bão hòa, tạo ra một hydroperoxide allylic Phản ứng này gây ra sự hình thành một cấu hình dạng trans Các sản phẩm oxy hóa oleate là 9- và 10-hydroperoxide, linoleate tạo ra hỗn hợp Ďồng phân 9- 10- (trans, cis), 12-13 (cis, trans) [39]

 Cơ chế oxy hóa lipid do enzyme lipooxygenase

Cơ chế thứ ba của quá trình oxy hóa là dựa trên hoạt Ďộng của lipoxygenase Lipoxygenase là một enzyme là rất quan trọng của việc hình thành hydroperoxide trong quá trình trích béo Lipoxygenase tạo ra các chất dễ bay hơi tương tự như các chất Ďược tạo ra trong quá trình tự oxy hóa Một phân tử lipoxygenase chứa một nguyên tử sắt Ďang ở trang thái spin (momen xung lượng riêng) cao là Fe (II) và phải Ďược oxy hóa thành Fe (III) bằng hydroperoxide acid béo hoặc hydrogen peroxide Dưới tác Ďộng của enzyme, một nguyên tử hydro Ďược tách ra từ nhóm methylene của acid béo không no sẽ làm cho Fe Ďang ở trạng thái bị khử tạo thành Fe (II) Một hệ thống liên hợp Ďược hình thành, tiếp theo là phản ứng với oxy Gốc peroxyl và hydroperoxide cuối cùng Ďược tạo ra Ngoài ra enzyme phản ứng với chất

nền este hóa, trước khi acid béo Ďược giải phóng bởi lipase và acid béo keto Ďược tạo thành [8], [38], [40], [41]

Quá trình oxy hóa lipid hiện là một trong những vấn Ďề kinh tế lớn nhất Ďối với ngành công nghiệp thịt Với việc phát triển tiêu thụ thịt sống bao gói sẵn và các mặt hàng thịt tiện lợi, kiểm soát quá trình oxy hóa ngày càng trở nên quan trọng [34] Quá trình oxy hóa lipid trong thịt và các sản phẩm thịt có thể bị giảm hoặc bị ức chế bởi các chất chống oxy hóa, do Ďó Ďảm bảo chất lượng sản phẩm thịt Ďược cải thiện và kéo dài thời gian bảo quản (Shah và cộng sự (2014)) Chất chống oxy hóa có thể Ďược sử dụng

Ďể ngăn chặn quá trình oxy hóa Các nỗ lực tìm kiếm chất chống oxy hóa từ tự nhiên hiện Ďang Ďược thực hiện Ďể hạn chế việc sử dụng các chất chống oxy hóa tổng hợp nhằm giảm tính chất Ďộc hại của chúng và thay thế chúng bằng chất chống oxy hóa tự nhiên ngày càng trở nên thú vị cho người tiêu dùng Những chất chống oxy hóa tự nhiên, giàu chất phenolic, thu Ďược từ các bộ phận khác nhau của thực vật, chẳng hạn như lá, rễ, thân cây, hạt giống, vv… Ďược cung cấp thay thế cho các chất chống oxy hóa tổng hợp [35]

 2.2.3 Phương pháp xác định khả năng kháng oxy hóa của các chất kháng oxy hóa

Phương pháp xác Ďịnh khả năng kháng oxy hóa của các chất kháng oxy hóa thường dựa trên cơ chế phản ứng chuyển nguyên tử hidro (HAT) và cơ chế chuyển Ďiện tử Ďơn (SET) Đối với các phương pháp dựa trên cơ chế chuyển nguyên tử hydro, khả năng kháng oxy hóa Ďược Ďánh giá dựa trên sự dập tắt gốc tự do thông qua việc cho proton; các phản ứng này thường không phụ thuộc vào pH và thời gian diễn ra khá nhanh [33, 34] Các phương pháp dựa trên cơ chế chuyển Ďiện tử Ďơn, khả năng kháng oxy hóa Ďược Ďánh giá dựa trên sự giảm nồng Ďộ các chất như kim loại hoặc gốc tự do Các phản ứng này thường phụ thuộc pH, thời gian phản ứng chậm và trải qua nhiều bước [35]

 Phương pháp xác định hàm lượng phenolic tổng

Phương pháp Folin-Ciocalteu dùng Ďể Ďo tổng lượng phenolic dựa vào việc chuyển electron từ các phân tử phenolic sang thuốc thử Folin-Ciocalteu [35] Chất

nhận Ďiện tử trong thuốc thử là Mo6+ (màu vàng) Ďể chuyển sang Mo5+ tạo thành phức [Phenol- MoW11O40]-4 (màu xanh) Thuốc thử sẽ tác dụng với các chất chống oxi hóa gốc phenol và cho sản phẩm có Ďộ hấp thu cực Ďại tại bước sóng 765 nm [36] Gallic acid thường Ďược sử dụng là chất chuẩn cho phép Ďo này

Dựa vào cường Ďộ màu của mẫu phân tích kết hợp với Ďồ thị Ďường chuẩn của gallic acid, tính Ďược hàm lượng tổng các hợp chất phenolic có trong mẫu phân tích với Ďơn vị tính là miligam Ďương lượng gallic acid trên gam chất khô nguyên liệu lá (mg GAE/ g chất khô nguyên liệu lá) [35, 36,37]

 Các phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hoá được sử dụng

Dựa theo phương pháp DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)

Hoạt tính kháng oxy hóa của mẫu dịch trích theo phương pháp DPPH Ďược xác Ďịnh dựa trên phản ứng của các chất kháng oxy hóa có trong mẫu thử với gốc DPPH●(hay còn gọi là sự dập tắt các gốc DPPH●) DPPH● là một gốc tự do chứa nitơ, ổn Ďịnh, có màu tím Độ hấp thu cực Ďại của DPPH● trong ethanol hoặc methanol Ďược ghi nhân tại bước sóng 517nm hoặc 515nm [38, 39] Khi cho chất kháng oxy hóa vào dung dịch chứa DPPH●, các chất kháng oxy hóa sẽ khử gốc DPPH● thành DPPH có màu vàng nhạt, do Ďó làm giảm Ďộ hấp thu của DPPH● [40]

Hình 2.6 Cơ chế phương pháp DPPH

Hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH● Ďược biểu diễn ở dạng giá trị IC50 - lượng chất chống oxi hóa cần thiết Ďể làm giảm 50 phần trăm nồng Ďộ ban Ďầu của DPPH● Nồng Ďộ DPPH● ban Ďầu sử dụng trong nghiên cứu này là 6.10-5 M trong dung môi methanol (CH3OH), thời gian cho phản ứng là 30 phút, Ďo Ďộ hấp thu tại bước sóng

517 nm [39] Giá trị IC50 thu Ďược bằng cách dựng Ďường tuyến tính giữa lượng mẫu

và phần trăm quét gốc tự do, từ Ďó thu Ďược giá trị biểu diễn hàm lượng chất kháng oxy hóa mà tại Ďó làm giảm 50 phần trăm nồng Ďộ gốc tự do Giá trị IC50 có Ďơn vị là miligam chất khô hòa tan (mg)

Dựa theo phương pháp FRAP (Ferric reducing antioxidant power)

FRAP là phương pháp Ďể Ďánh giá khả năng chống oxi hóa của mẫu thử, Fe3+ bị khử thành Fe2+ trong môi trường pH thấp tạo thành ferrous-tripyridyltriazine có màu xanh Giá trị FRAP thu Ďược bằng cách Ďo Ďộ hấp thu tại bước sóng 593 nm của mẫu phản ứng [41]

Đo Ďộ hấp thu của mẫu cần phân tích, kết hợp với Ďồ thị Ďường chuẩn Vitamin C, xác Ďịnh Ďược hoạt tính kháng oxy hóa của mẫu cần phân tích với Ďơn vị tính là µg Vitamin C/g chất khô [34] Theo cơ chế hình 2.7

Hình 2.7 Cơ chế phương pháp FRAP

2.3 Nguyên liệu chứa chất kháng oxy hóa

 2.3.1 Nguyên liệu cà chua

Cà chua (Lycopersicon esculentum) (Hình 2.8) là loài thực vật có hoa trong họ

Cà (Solanaceae) Loài này Ďược Mill mô tả khoa học Ďầu tiên năm 1768 Nó là loại rau quả làm thực phẩm Quả ban Ďầu có màu xanh, chín chuyển sang màu từ vàng Ďến

Ďỏ

Cà chua có vị chua nhẹ và là một loại thực phẩm bổ dưỡng giàu vitamin C và A, kali, chất Ďạm, chất xơ và licopene [42]

 Thành phần dinh dưỡng của cà chua

Cà chua là loại rau quả Ďược sử dụng rộng rãi trên thế giới hơn 150 năm qua Khi quả chín, trong quả có nhiều chất dinh dưỡng như Ďường, vitamin A, vitamin C và các chất khoáng quan trọng như Ca, Fe, P, K, Mg Theo PGS.TS Hồ Hữu An (2003 – 2004), thành phần dinh dưỡng trong quả cà chua phụ thuộc rất nhiều yếu tố như thời

vụ gieo trồng, giống và các biện pháp kỹ thuật gieo trồng [45] Theo Tigchelaar (1989), thành phần hóa học trong quả cà chua chín như sau:

Nước: 94 – 95%

 Chất khô: 5 – 6% Trong Ďó, chất khô chiếm 55% Ďường (glucose, fructose, sucrose), 2% chất không hòa tan trong rượu (protein, cellulose, pectin, polysaccharide), 12% acid hữu cơ (acid citric, acid malic, acid galaturonic, acid pyrrlidon cacboxylic), 7% chất vô cơ và 5% các chất khác (carotenoid, acid ascorbic, chất dễ bay hơi) [44]

Thành phần hóa học của quả cà chua trong 100g phần ăn Ďược tra theo bảng thành phần thực phẩm Việt Nam của Bộ Y Tế, Viện Dinh Dưỡng Ďược Ďược thể hiện trong bảng 2.3 [45]

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của quả cà chua tươi [45]

Hình 2.8 Cà chua Đà Lạt

Theo Garcia-Closas và cộng sự (1999), cà chua Ďược xếp hạng nhất về hàm lượng lycopene (71.6%), hạng hai về hàm lượng vitamin C (12.0%), tiền vitamin A carotenoid (14.6%) và các nhóm carotenoid khác (17.2%), xếp hàng thứ ba về hàm lượng vitamin E (6.0%) Theo La Vecchia và cộng sự (1998), trong chế Ďộ ăn uống của người Ấn Độ, cà chua Ďược xếp hàng thứ hai trong việc cung cấp vitamin C (chỉ Ďứng sau nước ép cam) [46], [47]

Các hợp chất kháng oxy hóa chính trong cà chua chủ yếu chia làm hai nhóm là nhóm tan trong dầu và nhóm tan trong nước Trong Ďó, lycopene là Ďiển hình Ďại diện

cho nhóm hợp chất tan trong dầu, nó chiếm hơn 80% tổng số carotenoid trong quả cà chua khi chín Ďỏ hoàn toàn Lycopene có dạng chủ yếu là Ďồng phân dạng trans-trans, một phần nhỏ là Ďồng phần dạng cis, chúng Ďều cho thấy hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ ngay cả khi thí nghiệm trong ống nghiệm và trong cơ thể Tuy nhiên, trong quá trình chế biến lycopene bị suy biến, ngoài ra các yếu tố của quá trình trồng trọt (Ďất, nước, ánh sáng, phân bón, nhiệt Ďộ…), Ďều làm cho Ďồng phân trans của lycopene chuyển hóa bất thuận nghịch thành Ďồng phân dạng cis

Phần lớn lycopene Ďược gắn vào các thành phần không hòa tan và thường gắn vào các sợi xơ của cà chua, phần vỏ cà chua có hàm lượng lycopene lớn gấp 5 lần so với phần thịt cà chua Những thành phần carotenoid khác trong cà chua còn lại là ß – carotenoid và một lượng nhỏ phytoene, phytofluene, α – carotenoid,  - carotenoid, neurosporene và lutein [48] ß – carotenoid có một mối quan hệ Ďặc biệt Ďối với hoạt tính của tiền vitamin A, chiếm gần 7 – 10% tổng carotenoid trong cà chua

Trong cà chua còn chứa một lượng phenolic hòa tan trong nước, flavonoid (quercetin, kaempferol and naringenin) và các acid hydrocinnamic (caffeic, chlorogenic, ferulic and p-coumaric acids) chiếm chủ yếu trong lớp vỏ cà chua [49], [50] Hơn nữa, theo Proteggente et al (2002), người ta Ďã tìm thấy nhóm rutin, caffeoyl, quinic và chalconaringenin trong cà chua [51] Trong cà chua, vitamin C chiếm khoảng 84 – 590 mg/kg, nó Ďóng góp Ďáng kể vào chế Ďộ ăn uống Cứ 100 gram

cà chua có thể cung cấp khoảng 20 - 40% lượng vitamin A và C cho một người Mỹ trưởng thành hằng ngày (theo USDA National Nutrient Data Base)

Ngoài ra, cà chua còn là một nguồn cung cấp kali, folate, vitamin E, các chất xơ hòa tan và không hòa tan (pectin, hemicellulose và cellulose, với nồng Ďộ từ 0.8 Ďến 1.3 g/100 g cà chua tươi) [52]

 Độ chín của cà chua

Độ chín của cà chua Ďược phân loại theo mức Ďộ trưởng thành của quả Màu sắc của quả cà chua Ďược xác Ďịnh bằng máy Ďo màu CIElab Colour System

Theo Brandt và cộng sự (2006), Ďộ chín cà chua có thể chia làm 6 loại Ďộ chín nhƣ hình 2.9 [53]

Hình 2.9 Các độ chín của cà chua[53]

– Độ chín 1: chín xanh (mature green): chất keo bao quanh hạt Ďƣợc hình thành, quả chƣa có màu hồng hoặc màu vàng Nếu Ďem thúc chín thì quả sẽ thể hiện màu sắc của giống

– Độ chín 2: chín vàng (breaker): Ďỉnh quả xuất hiện màu vàng hoặc màu hồng với diện tích bề mặt chiếm khoảng 10%

– Độ chín 3: chín chuyển màu (turing): diện tích bề mặt từ 10-30% có màu vàng hoặc Ďỏ

– Độ chín 4: chín hồng (pink): diện tích bề mặt quả từ 30-60% có màu hồng nhạt

Hình 2.10 Sự thay đổi hàm lượng lycopene trong quá trình chín của quả cà chua [53]

 2.3.2 Nguyên liệu cà rốt

Cà rốt (Daucus carota L Neptun) (Hình 2.11) là loại rau củ Ďược hình thành từ

rễ, thường có màu từ cam, tím, Ďỏ, vàng hoặc trắng, với kết cấu giòn, giàu dinh dưỡng

là nguồn cung cấp β – carotene, phenolic, flavonoid, anthraquinone [99], vì vậy cà rốt

là một trong những loại rau củ quả sử dụng phổ biến trên toàn thế giới

Cà rốt thuộc loại cây thân thảo chứa khoảng 87% nước, giàu chất khoáng (kali, Ďồng, axit folic, thiamine và magiê, kẽm) và vitamin (B, C, E và K) Cà rốt là nguồn cung cấp hàm lượng lớn vitamin A, cung cấp trung bình 210% nhu cầu của người lớn/ngày, 6% nhu cầu vitamin C, 2% nhu cầu canxi và 2% nhu cầu sắt cho mỗi khẩu

Hình 2.11 Cà rốt

 Thành phần hóa học của cà rốt tươi:

Theo Donglin Zhang và Yasunori Hamauzu (2004) khi nghiên cứu các hợp chất

phenolic và hoạt tính kháng oxy hóa trong cà rốt (Daucus carota L.) ghi nhận kết quả

rằng, cà rốt chứa các acid hydroxycinnamic và dẫn xuất của nó Trong số Ďó acid chlorogenic là dẫn xuất chính của hydroxycinnamic, chiếm từ 42.2% Ďến 61.8% tổng

số hợp chất phenol Ďược phát hiện trong các mô mạch cà rốt Hàm lượng phenolic trong các mô khác nhau và giảm theo thứ tự sau: vỏ > mô mạch vỏ> mô mạch bên trong lõi Mặc dù vỏ cà rốt chỉ chiếm 11.0% nhưng nó có thể cung cấp 54.1% tổng lượng phenolic/100g khối lượng cà rốt tươi, trong khi mô mạch vỏ cung cấp 39.5% và

mô mạch lõi chỉ cung cấp 6.4 % Vì vậy khả năng kháng oxy hóa và các hoạt Ďộng quét gốc tự do trong các mô khác nhau sẽ giảm theo thứ tự như hàm lượng phenolic Tất cả các chất chiết xuất từ phenolic Ďều có khả năng quét gốc tự do mạnh hơn acid chlorogenic nguyên chất, vitamin C và β-carotene Do Ďó, tác giả Ďề nghị rằng phenol Ďóng vai trò quan trọng trong các Ďặc tính kháng oxy hóa trong cà rốt

Thành phần hóa học của cà rốt trong 100g phần ăn Ďƣợc tra theo bảng thành phần thực phẩm Việt Nam của Bộ Y Tế, Viện Dinh Dƣỡng Ďƣợc Ďƣợc thể hiện trong bảng 2.4 [45]

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của cà rốt tươi [54]