Ảnh hưởng của quá trình chế biến lên chất lượng đồ uống giàu Polyphenol từ thân cây ngô

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

78
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá quá trình chế biến đồ uống giàu polyphenol từ thân cây ngô. Điểm cảm quan trung bình chung, hàm lượng polyphenol, hoạt tính (chống oxy hóa tổng, khử sắt và bắt gốc tự do DPPH) và độ màu được sử dụng để lựa chọn thông số phù hợp của quy trình chế biến.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của quá trình chế biến lên chất lượng đồ uống giàu Polyphenol từ thân cây ngô

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2017 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN LÊN CHẤT LƯỢNG ĐỒ UỐNG GIÀU POLYPHENOL TỪ THÂN CÂY NGÔ PROCESSING EFFECTS ON THE QUALITY OF POLYPHENOL-RICH BEVERAGES PREPARED FROM CORN STOVER Lê Tuấn Anh1, Đặng Xuân Cường2, Vũ Ngọc Bội3 Ngày nhận bài: 25/03/2016; Ngày phản biện thông qua: 22/12/2016; Ngày duyệt đăng: 15/6/2017 TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá quá trình chế biến đồ uống giàu polyphenol từ thân cây ngô. Điểm cảm quan trung bình chung, hàm lượng polyphenol, hoạt tính (chống oxy hóa tổng, khử sắt và bắt gốc tự do DPPH) và độ màu được sử dụng để lựa chọn thông số phù hợp của quy trình chế biến. Đầu tiên, dịch chiết giàu polyphenol từ thân cây ngô được chuẩn bị. Sau đó dịch chiết này được sử dụng để chế biến đồ uống giàu polyphenol thông qua các bước như đồng hóa, đóng hộp, thanh trùng và bảo quản. Đồ uống được chuẩn bị từ thân cây ngô có hàm lượng: saccharose 15%, acid citric 0,07%, carrageenan 0,04%, acid ascorbic 0,04% và hàm lượng polyphenol 15 mg/250ml đồ uống. Hoạt tính (chống oxy hóa tổng, khử sắt và bắt gốc tự do DPPH) của 250ml đồ uống giàu polyphenol từ thân cây ngô tương đương 54,9554±0,02 mg acid ascorbic, 157,2730±0,01 mg FeSO4 và 60,5±0,005%. Độ màu polymer của đồ uống là 0,388. Từ khóa: chống oxy hóa, đồ uống, hoạt tính, polyphenol, thân cây ngô ABSTRACT The objective of the present study is to investigate the processing of polyphenol-rich beverages from corn stover. A sensory score, total polyphenol content, antioxidant potentials and color values were used to select the appropriate parameters of the processing procedure. The polyphenol-rich extract was ﬁrstly prepared from corn stover, then the extract was then used for the polyphenol-rich beverages production through several steps including homogenization, canning, pasteurization, and ﬁnally was stored. The beverages prepared from corn stover had the contents of saccharose (w/v) of 15%, citric acid (w/v) of 0.07%, carrageenan (w/v) of 0.04%, acid ascorbic of 0.04% and total polyphenol content of 15 mg/250 ml beverages. The total antioxidant, reducing power and DPPH radical scavenging assays of beverages prepared from corn stover were 54.9554 mg ascorbic acid equivalent/250 ml, 157.2730mg FeSO4 equivalent /250 ml and 60.5%, respectively. The polymer color value was 0.388. Keywords: antioxidant, beverages, activity, trunk corn, polyphenol I. ĐẶT VẤN ĐỀ Polyphenol là hợp chất chuyển hóa thứ cấp, đa dạng về cấu trúc, giàu hoạt tính sinh học như kháng khuẩn, kháng nấm [3], chống Công ty Cổ phần Fucoidan Việt Nam Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang 3 Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang 1 2 12 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG oxy hóa [16], chống ung thư [8],… và được tìm thấy trong nhiều loại thực vật [10]. Gốc tự do là nguyên nhân của rất nhiều loại bệnh phát sinh ở con người (Alzermer, ung thư,…) [22] và cơ chế Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản chống ung thư của polyphenol được thực hiện theo các con đường khác nhau như: loại bỏ các tác nhân gây ung thư [8], kìm hãm sự phát tín hiệu của tế bào ung thư [11] và thúc đẩy quá trình apoptosis [12]. Khả năng chống oxy hóa của polyphenol dựa trên cơ chế phản ứng oxy hóa khử với gốc tự do, do vậy chúng có khả năng ngăn ngừa và hỗ trợ điều trị hơn 80 loại bệnh xuất hiện ở con người. Do đó, sử dụng hoạt chất polyphenol chống oxy hóa để loại bỏ gốc tự do, giảm thiểu bệnh tật cho con người đã và đang thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu và ứng dụng trong những thập kỷ gần đây. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại đồ uống chứa polyphenol chống oxy hóa đang ngày càng phổ biến trên thị trường như: quả việt quất, xoài, dứa và các loại trà xanh,... Thực tế cho thấy, trữ lượng thân cây ngô vô cùng lớn ở Việt Nam, giá thành rẻ, mới chỉ được sử dụng làm phân bón, thức ăn gia súc Số 2/2017 hoặc bị đốt [2] và hàm lượng polyphenol trong thân cây ngô chiếm 16% [18]. Do đó, bài báo này tập trung trình bày kết quả thử nghiệm sử dụng polyphenol từ thân cây ngô trong sản xuất đồ uống. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Vật liệu nghiên cứu Cây ngô lai số 01 (sweet corn) trồng ở Diên Khánh – Khánh Hòa niên vụ 2012 – 2014, được thu hoạch sau 75 ngày trồng [2]. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Chuẩn bị mẫu Dịch chiết giàu polyphenol được thu nhận từ quá trình chiết thân ngô với tỷ lệ nước/ nguyên liệu là 60/1 (v/w), trong 32 giờ ở nhiệt độ 600C, pH 8 và chiết 1 lần theo phương pháp ngâm dầm [2]. 2.2. Bố trí thí nghiệm Hình 1. Quy trình chuẩn bị đồ uống giàu polyphenol từ thân cây ngô Các nguyên liệu được nghiên cứu với các tỷ lệ khác nhau là saccharose (6 - 18%), acid citric (0,05-0,09), acid citric (0,02-0,06), carrageenan (0,03-0,07), hàm lượng polyphenol (7,5-17,5). Đồng hóa được nghiên cứu thời gian (1-5 phút) và nhiệt độ (35-500C). Bố trí thí nghiệm theo phương pháp chạy một yếu tố và cố định các yếu tố còn lại, kết quả của thí nghiệm sau kế thừa kết quả thí nghiệm trước. Trình tự các yếu tố được trình bày là trình tự thí nghiệm. Các nguyên liệu được hòa tan theo các tỷ lệ khảo sát khác nhau và đồng hóa. Sau đó tiến hành đóng chai, thanh trùng, dán nhãn và bảo quản. Thời gian thanh trùng được nghiên cứu 17–19 phút. Các hàm mục tiêu được sử dụng để đánh giá là điểm cảm quan trung bình chung (TBCQ), hàm lượng polyphenol, độ màu và hoạt tính chống oxy hóa. 2.3. Phương pháp phân tích 2.3.1. Phương pháp định lượng Định lượng polyphenol theo Swanson và cộng sự (2002) [20]. 2.3.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính, cảm quan và độ màu sản phẩm - Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA) theo phương pháp của Prieto và cộng sự (1999) [14]. - Hoạt tính khử Fe (RP) được xác định theo phương pháp của Zhu và cộng sự (2002) [24]. - Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH theo phương pháp của Blois và cộng sự (1958) [6]. - Đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm được quy định trong TCVN 3215 – 79. - Độ màu xác định theo phương pháp của Neslihan Alper và cộng sự (2005) [13]. 2.4. Phân tích dữ liệu Phân tích ANOVA, hồi quy và thống kê bằng phần mềm MS. Excell 2010. Loại bỏ giá trị bất thường bằng phương pháp Dulcan. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 13 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Xác định tỷ lệ các chất sử dụng trong sản xuất đồ uống 1.1. Xác định tỷ lệ saccharose bổ sung Kết quả cho thấy TBCQ của sản phẩm tăng khi tỷ lệ saccharose bổ sung tăng và đạt cao nhất khi tỷ lệ bổ sung là 15% và giảm khi tăng Hình 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ saccharose bổ sung đến TBCQ của đồ uống Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy, TBCQ và hàm lượng saccharose bổ sung tương tác với nhau theo mô hình phi tuyến bậc 2 với TBCQ cực đại khi hàm lượng saccharose đạt 15%. Điều này cho thấy độ ngọt của saccharose tăng theo nồng độ và độ ngọt của đồ uống cao không phù hợp sẽ tạo cảm vị khó uống cho người tiêu dùng. Do vậy, tỷ lệ bổ sung saccharose 15% là phù hợp. 1.2. Xác định tỷ lệ acid citric bổ sung vào đồ uống Tỷ lệ acid citric bổ sung vào đồ uống có ảnh hưởng đến TBCQ của sản phẩm (Hình 3). Khi tỷ lệ acid citric bổ sung vào đồ uống với tỷ lệ thấp 0,05%, TBCQ thu được là 13,44 điểm. Khi tăng tỷ lệ acid citric bổ sung lên 0,07%, TBCQ đạt cao nhất 16,44 điểm. Tỷ lệ acid citric bổ sung tăng lên 0,08% và 0,09%, TBCQ giảm xuống tương ứng là 12,88 điểm và 11,48 điểm. Kết quả cho thấy TBCQ của sản phẩm tăng khi tỷ lệ acid citric bổ sung tăng và đạt cao nhất khi tỷ lệ bổ sung là 0,07% và giảm khi tiếp tục tăng tỷ lệ bổ sung (Hình 3). Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy, tỷ lệ acid citric bổ sung tương tác với TBCQ theo mô hình phi tuyến bậc 2 với điểm cực đại tại tỷ lệ acid citric là 0,07%. 14 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 2/2017 tỷ lệ bổ sung lên 18%. Khi bổ sung saccharose với tỷ lệ 6%, TBCQ của sản phẩm đạt 12,72 điểm. Khi bổ sung với tỷ lệ 9%, TBCQ đạt 13,68 điểm. Khi bổ sung saccharose với tỷ lệ 15% thì TBCQ của sản phẩm đạt cao nhất là 15,96 điểm, còn khi tỷ lệ bổ sung saccharose 18%, TBCQ của sản phẩm giảm xuống còn 11,84 điểm (Hình 2). Hình 3. Ảnh hưởng của tỷ lệ acid citric bổ sung đến TBCQ của đồ uống Eid và cộng sự (2014) công bố tỷ lệ acid citric trong nước giải khát từ 0,05–0,37% [9]. Do vậy, kết quả hoàn toàn phù hợp với lý thuyết và thực nghiệm trên thế giới và tỷ lệ bổ sung acid citric 0,07% được chọn để bổ sung vào đồ uống giàu polyphenol. 1.3. Xác định tỷ lệ carrageenan bổ sung thích hợp Khi tỷ lệ carrageenan bổ sung càng tăng, độ sánh của sản phẩm cũng tăng lên (Hình 4). Khi tỷ lệ bổ sung carrageenan là 0,03%, TBCQ của đồ uống chỉ đạt 11,44 điểm. Khi bổ sung carrageenan với tỷ lệ 0,04%, TBCQ của đồ uống đạt 15,64 điểm. Hình 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ carrageenan bổ sung đến TBCQ của đồ uống Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Khi tiếp tục tăng tỷ lệ carrageenan bổ sung lên 0,05%, TBCQ của đồ uống lại giảm xuống và chỉ còn 11,32 điểm. Khi tăng tỷ lệ carrageenan lên tới 0,06% và 0,07%, TBCQ chỉ còn 11,12 điểm và 10,84 điểm. Kết quả cho thấy, TBCQ của đồ uống tăng khi tỷ lệ carrageenan bổ sung tăng và đạt cao nhất khi tỷ lệ bổ sung là 0,04% và giảm khi tiếp tục tăng tỷ lệ bổ sung. Thomas (1997) công bố tỷ lệ carrageenan bổ sung vào nước ép trái cây và nước giải khát là 0,05% [21]. Như vậy thấy kết quả nghiên cứu là phù hợp với công bố của Thomas (1997). Phân tích ANOVA và hồi quy thấy, tỷ lệ carrageenan và TBCQ cũng có sự tương tác với nhau theo mô hình phi tuyến bậc 2 với điểm cực đại ở tỷ lệ carrageenan 0,04% (R2 = 0,98). Những phân tích và luận giải ở trên hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu [7]. Do vậy, tỷ lệ carrageenan bổ sung Hình 5. Ảnh hưởng của tỷ lệ acid ascorbic bổ sung đến TBCQ của sản phẩm đồ uống Theo Aurelia và cộng sự (2011), hàm lượng acid ascrobic bổ sung vào nước ép trái cây là 54,74 mg/100ml [5]. Như vậy kết quả nghiên cứu phù hợp với thực nghiệm [5] và lý thuyết [7]. Do vậy tỷ lệ acid ascorbic bổ sung 0,04% vào sản phẩm là phù hợp. 1.5. Xác định hàm lượng polyphenol cần bổ sung Kết quả cho thấy, khi hàm lượng polyphenol bổ sung vào đồ uống đạt mức 7,5 mg, 10 mg và 12,5 mg, TBCQ của đồ uống đạt tương ứng 13,12 điểm, 13,68 điểm và 15,32 điểm (Hình 6). TBCQ của đồ uống đạt mức cao nhất là 17,08 điểm khi bổ sung hàm lượng polyphenol là 15 mg. Khi hàm lượng polyphenol bổ sung vào đồ uống tăng lên tới mức 17,5 mg, TBCQ của đồ uống lại giảm và chỉ đạt 15,04 điểm. Số 2/2017 0,04% vào đồ uống là phù hợp. 1.4. Xác định tỷ lệ acid ascorbic bổ sung thích hợp Khi tỷ lệ acid ascorbic bổ sung tăng từ 0,02% đến 0,04%, TBCQ của đồ uống tăng tương ứng là 11,76 điểm và 13,92 điểm (Hình 5). TBCQ đạt cực đại là 16,36 điểm khi tỷ lệ acid ascorbic bổ sung là 0,04%. Tiếp tục tăng tỷ lệ bổ sung acid ascorbic lên 0,05% và 0,06%, TBCQ của đồ uống giảm xuống và đạt tương ứng 13,04 điểm và 11,68 điểm. Kết quả cho thấy TBCQ của đồ uống tăng khi tỷ lệ acid ascorbic bổ sung tăng và đạt cao nhất khi tỷ lệ bổ sung là 0,04%. Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy, TBCQ biến đổi theo mô hình bậc 2 khi tỷ lệ acid ascorbic bổ sung tăng dần và sự tương quan mạnh (R2 = 0,98). Như vậy tỷ lệ acid ascorbic bổ sung vào đồ uống có ảnh hưởng đến TBCQ của đồ uống. Hình 6. Ảnh hưởng của hàm lượng polyphenol đến TBCQ của đồ uống Kết quả cho thấy, TBCQ của đồ uống tăng khi hàm lượng polyphenol bổ sung tăng và đạt cao nhất khi hàm lượng bổ sung là 15 mg. TBCQ giảm khi tiếp tục tăng hàm lượng polyphenol bổ sung, có thể giải thích khi hàm lượng polyphenol bổ sung vào cao, dẫn đến mùi vị và màu sắc của sản phẩm quá đậm làm cho trạng thái cảm quan của sản phẩm không tốt. Do anthocyanins là sắc tố polyphenol chính và có nhiều trong cây ngô nên khi bổ sung càng nhiều polyphenol làm màu sắc sản phẩm càng đậm. Kết quả hoàn toàn phù hợp với công bố của Statford và đồng tác giả (2003) về hàm lượng polyphenol bổ sung vào đồ uống không cồn [19]. Victor Preedy (2014) cho thấy hàm lượng polyphenol có trong nước giải khát chinotto A TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 15 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản là 213,81 mg/l và chinotto B là 136,03 mg/l [23]. Như vậy kết quả nghiên cứu hoàn toàn phù hợp với lý thuyết và thực nghiệm. Do vậy, hàm lượng polyphenol bổ sung vào sản phẩm 15 mg/250 ml được lựa chọn để sản xuất nước giải khát chống oxy hóa giàu polyphenol. 2. Xác định nhiệt độ và thời gian đồng hóa Thời gian và nhiệt độ đồng hóa ảnh hưởng không nhiều tới tổng điểm trung bình cảm quan của sản phẩm (p>0,05). Thời gian đồng hóa Hình 7a. Ảnh hưởng của thời gian đồng hóa đến TBCQ của sản phẩm So sánh với các nghiên cứu trước cho thấy, kết quả nghiên cứu là phù hợp [15, 21] và điều này có thể giải thích, trong thời gian và nhiệt độ nghiên cứu chưa đủ để tác động mạnh mẽ tới thành phần hoạt chất trong đồ uống để thay đổi chất lượng đồ uống. Do vậy, thời gian đồng hóa được lựa chọn là 1 phút và nhiệt độ đồng hóa là 300C. 3. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng Kết quả cho thấy, thời gian thanh trùng càng kéo dài, TBCQ của sản phẩm càng thấp. Thanh trùng ở 800C trong 17 phút, TBCQ đạt cao nhất (Bảng 1), tương ứng là 16,92 điểm (13,877 ± 0,03 mg acid gallic/250ml), khi thời gian thanh trùng tăng lên 18 và 19 phút, TBCQ giảm còn 16,76 ± 0,031 điểm và 16,68 ± 0,035 điểm. Điều này có thể lý giải, khi tăng thời gian thanh trùng đồng nghĩa với thời gian tác động nhiệt lên polyphenol tăng, dẫn đến màu sản phẩm giảm. Hàm lượng polyphenol của sản phẩm giảm theo thời gian thanh trùng. Hàm lượng polyphenol khi đồ uống thanh trùng trong 18 phút và 19 phút còn tương ứng 16 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 2/2017 là 1, 2, 3, 4 và 5 phút, TBCQ tương ứng là 17,2 ± 0,024 điểm, 17,12 ± 0,018 điểm, 17 ± 0,024 điểm, 17,2 ± 0,03 điểm và 16,96 ± 0,01 điểm (Hình 7a). Ở các nhiệt độ đồng hóa khác nhau 300C, 400C, 450C và 500C, TBCQ đạt tương ứng là 17,16 ± 0,03 điểm, 17,08 ± 0,022 điểm, 17,2 ± 0,026 điểm và 16,96 ± 0,028 điểm (Hình 7b). Phân tích ANOVA thấy, TBCQ có sự tương quan chặt chẽ với thời gian và nhiệt độ đồng hóa (R2>0,9). Hình 7b. Ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hóa đến TBCQ của sản phẩm 13,207 ± 0,002 mg acid gallic và 12,697 ± 0,001 mg acid gallic/250ml, tương đương 95,17% và 91,5% so với hàm lượng polyphenol khi thanh trùng ở 800C trong 17 phút, kết quả phù hợp với nghiên cứu của Rembiałkowska và cộng sự (2007) [15]. Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA) của đồ uống thanh trùng ở 800C giảm theo thời gian thanh trùng, giảm tương tự hàm lượng polyphenol của sản phẩm. TA của đồ uống thanh trùng trong 17 phút đạt 54,9554 ± 0,020 mg acid ascorbic/250 ml. Thanh trùng trong 18 phút và 19 phút, TA của đồ uống giảm còn tương ứng 52,9793 ± 0,003 mg acid ascorbic/250 ml và 50,1770 ± 0,004 mg acid ascorbic/250 ml, tương đương 96,4% và 91,30% so với TA của đồ uống thanh trùng ở 800C trong 17 phút. Khi thanh trùng ở 800C, RP giảm theo thời gian thanh trùng, giảm tương tự hàm lượng polyphenol và RP của đồ uống. RP của đồ uống thanh trùng trong 17 phút đạt 50,1770 ± 0,004 mg FeSO4/250 ml. Thanh trùng trong 18 phút và 19 phút, RP của đồ uống giảm còn tương ứng 148,4630 ±