Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 5
10
Nghiên cu s biến đi thành phn hóa hc ca bt ht mít (Artocarpus
heterophyllus Lam.) n men trong c quá tnh sn xut quy mô pilot
Văn Chí Khang1*, Lê Th Tuyết Lan2, Nguyn Trnh Th Như Hằng1, Nguyễn Phú Thương Nhân2
1Vin ng dng Công ngh và Phát trin bn vững, Trường Đại hc Nguyn Tt Thành
2Khoa Công ngh Hóa hc và Thc phm, Tng Đại hc Nông Lâm TP.HCM
vckhang@ntt.edu.vn
Tóm tt
Nghiên cứu này được thc hiện để đánh giá sự biến đổi thành phn hóa hc (polyphenol,
flavonoid, vitamin C, hot tính kháng oxy hóa bng DPPH và ABTS) qua các quá trình
lên men, sy, rang và xay. Mu bt thành phẩm hàm lượng polyphenol, hot tính
kháng oxy hóa bằng phương pháp DPPH, ABTS, hàm ng flavonoid vitamin C
lần lượt 116,66 mg GAE/100 g, 47,54 mg AAE/100 g, 55,99 mg AAE/100 g, 5,89
mg QE/100 g, 9,78 mg/100 g. Qua các giai đoạn sn xut, các thành phn hóa học được
đánh giá mối quan h vi nhau. ® 2024 Journal of Science and Technology - NTTU
Nhn 26/08/2024
Đưc duyt 03/11/2024
Công b 28/12/2024
T khóa
Artocarpus
heterophyllus Lam, bt
ht mít, pilot, lên men,
thành phn hóa hc
1 Gii thiu
Cây mít (Artocarpus heterophyllus) cây ăn quả ph
biến tt c các vùng sinh thái ca Vit Nam, ch yếu
khu vực phía Nam. Năm 2018, cả nước có 26 174 ha
mít, sản lượng 307 534 tấn. Trong đó vùng Đồng bng
sông Cu Long din ch ln nht vi 10 105 ha;
din tích thu hoch 6 396 ha, chiếm 38,6 % tng din
tích 37,1 % sản lượng c nước năm 2018 [1]. Thời
gian gần đây, diện tích trng mít vùng Đồng bng
sông Cửu Long tăng đến vài chc nghìn ha, nhiu nht
các tnh: Tiền Giang, Vĩnh Long, Long An, Hậu
Giang, Bến Tre,… Riêng khu vực miền Đông Nam Bộ,
nhất là Bình Phước, Bình Dương, din tích trng mít
cũng tăng đáng kể. Tng din tích trng mi c nước
trong 2 năm 2017-2018 5 790 ha. Nếu năm 2017 diện
tích trng mi khoảng 1 654 ha thì sang năm 2018 là
4 134 ha, gp 2,5 lần năm trước. Theo thống đến
năm 2018, Tiền Giang tnh trng mít nhiu nht vùng
Đồng bng sông Cu Long, tp trung nhiu huyn
Cái Bè, Cai Ly, Châu Thành,...
Các b phn ca cây mít và trái mít hầu như đều có giá
tr s dng. Ht mít (HM) chiếm khoảng 10 % đến 15
% tng khối lượng ca trái mít, ngoài ra trong HM cha
một m lượng khá ln tinh bt và protein, chất xơ [2].
Tuy nhiên, HM li b phn d b b đi nhất,
giá tr dinh dưỡng cao nhưng bị cho là phế phm nông
nghiệp thường làm cây giống. Nhưng nhu cầu cây
giống đang du hiu suy gim các công trình
nghiên cu dành cho HM chưa được thc hin nhiu
ti Vit Nam [3].
Vic nghiên cu v s biến đổi thành phn hóa hc ca
bt ht mít (BHM) lên men quy mô pilot, mt
trong các chui nghiên cứu giúp HM được ng dng
rộng rãi hơn, giảm lượng HM b b đi, giảm ô nhim
môi trường, nâng cao giá tr thương phẩm ca cây mít,
to thêm vic làm nếu quy trình sn xut được áp dng
vào quy mô công nghip.
https://doi.org/10.55401/a5367914
11
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 5
2 Vt liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1 Vt liu nghiên cu
Nguyên liu sn xuất BHM lên men đưc mua ti ch
Th Đức, đường Kha Vạn Cân, phường Linh Tây,
thành ph Th Đức, Thành ph H Chí Minh. HM mua
v được bo qun trong túi PA −60 cho đến khi
thc hin phân tích.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp sn xut bt HM lên men
Hình 1 Sơ đồ quy trình sn xut BHM lên men
HM tươi sau khi được vn chuyn t đim thu mua v
được chế bng cách lt v la, ra sch bằng nước
để ráo trong r nha. Sau khi để ráo, HM được lau khô
bằng khăn sch. Ly HM tươi cho vào bình thủy tinh
đã lót sẵn chui đáy. Bổ sung 15 % lượng đường
0,5 % nồng độ nm men xen k vi HM để các
nguyên liệu được hòa trộn đồng đều hơn. Lót thêm mt
lp lá chuối và đậy kín bình để quá trình lên men k k
din ra. Sau 3 ngày, m np bình và ly lp lá chui
trên ra ngoài để quá trình lên men hiếu khí được din
ra (trong thi gian lên men hiếu khí dùng màng che
ming bình để tránh côn trùng vào bên trong). Sau 5
ngày lên men hiếu khí, quá trình lên men kết thúc. HM
đã lên men được đem ra rửa sạch để ráo nước rồi đem
sấy đối lưu 60 °C trong 24 gi. Sau khi sy, HM được
loi b phn v trng ri tiếp tc sấy đối lưu 60 °C
trong 24 gi. Kết thúc quá trình sấy, đem HM đi rang
thi gian 45 phút và nhiệt độ 170 °C. HM sau khi rang
được đem xay bằng máy xay ht khô trong 1 phút thu
được BHM lên men. Cho sn phm qua rây bng dng
c inox có đường kính 30 cm, kích thước l rây là 0,05
mm để thu được bt mn, phn bt mn s được đóng
gói trong túi zip kín.
2.2.2 Phương pháp kho sát ảnh hưng ca s biển đổi
thành phn hóa hc ca HM trong quá trình sn xut
theo quy mô 1 kg và 30 kg
Mc đích của nghn cu y so nh s biến đổi thành
phna hc ca HM sau quá trình lên men quy mô 1
kg và 30 kg. Quy trình thc hin bao gm n men, sy,
rang, xay HM theo pơng pp đã trình y ti Mc
2.2.1, vi mu đối chng HM không n men thí
nghim lp li 3 ln. c yếu t c định bao gm nng độ
đưng (15 %), nng độ nm men (0,5 %), thi gian lên
men (8 ngày), trong khi yếu t thay đổi là quy (1 kg
và 30 kg). c ch tiêu theo dõi gồm độ axit tng (TA %),
pH, hàmng polyphenol (mg GAE/g), hot tính kng
oxy hóa DPPH ABTS (mg AAE/100 g DM), flavonoid
(mg QE/100 g DM), và vitamin C (mg/100 g).
2.2.3 Phân tích mi liên h chất lượng BHM theo tng
quá trình trong quy trình chế biến
Mi liên h ca thành phn hóa hc ca BHM trong
từng giai đoạn ca quy trình chế biến (lên men, sy,
rang, xay).
2.3 Phương pháp phân tích
2.3.1 Độ m
Cho (0,5 ± 0,05) g mu bt vào đĩa cân của máy sy m
(hiu Ohaus) 40 ℃. Đóng nắp cân li, ghi nhn kết
qu sau thi gian sy m.
2.3.2 pH
Cân 5 g mu bột, thêm vào 50 mL nước khuấy đều sau
đó đưa đầu đo của máy đo pH vào dung dịch tiến hành
đo pH (hiu Hanna). Ghi li s liu hin th trên màn
hình máy đo pH sau khi đo xong.
2.3.3 TA: hàm lượng acid tổng (TA) được xác định da
trên phương pháp dùng dung dịch NaOH 0,1 N để trung
Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 5
12
hòa hết acid hữu trong mẫu th bằng phương
pháp chuẩn độ hóa hc (burette). Cht ch th thường
dùng là phenolphthalein theo TCVN 4589-88.
2.3.4 Hoạt độ nước
Hoạt độ nước ch tiêu quan trng ảnh hưởng đến cht
ng bt trong quá trình bo qun. Trải đều lượng mu
lên b mt cc cha mẫu. Đặt cc cha mu vào máy
đo hoạt độ nước Novasine. Sau mt khong thi gian,
đọc ghi nhn kết qu hin th trên màn hình ca máy.
2.3.5 Màu sc bt
Màu sc ca sn phm quyết định đến chất ng
cm quan ca sn phm. Giá tr ca màu sắc được đo
thông qua máy đo màu quét Chroma (kiểu NR60CP).
Kết qu được hin th dưới dng s thông qua L*
sáng dao đng t 0 đến 100), giá tr a* (t xanh lục đến
đỏ) b* (t xanh dương sang vàng), C (sắc độ), h
(màu sc).
𝛥𝐸 =(𝐿2𝐿1)2+(𝑎2𝑎1)2+(𝑏2𝑏1)2
2.3.6 Phương pháp hàm lượng polyphenol
Tiến hành pha loãng dung dch vi nồng độ phù hp
bng ethanol (dịch thu được phn chiết mẫu). Sau đó,
hút 0,1 mL dung dch mẫu đã pha loãng vào ng
nghim. Thêm vào 0,5 mL dung dch Folin-Ciocalteu
10 % đng nht bằng máy Vortex, để dung dch phn
ng trong 5 phút. Tiếp tc thêm 0,4 mL dung dch
Na2CO3 7,5 % lắc đều. Để dung dch nhiệt độ
phòng trong bóng ti 1 giờ. Sau đó, đo độ hp thu quang
hc c sóng 765 nm trên máy quang ph UV-Vis.
Gallic acid được dùng làm cht chun. Hàm ng
polyphenol được biu din theo miligam đương lượng
acid gallic trong 1 g dch chiết (mg GAE/g dch chiết).
A = TPC (mg GAE/g DM) = (𝐶𝑥ℎ∗𝑉
1000 )/(𝑚∗(100−𝑎)
100 )
Trong đó:
Cx: nồng độ TPC trong mẫu đo xác định từ đường
chuẩn (μg/mL)
h: hệ số pha loãng giữa tlệ hút tdịch mẫu gốc
dung môi (mL)
V: thể tích dịch mẫu gốc (mL)
a: độ ẩm (%)
m: khối lượng mẫu (g)
2.3.7 Phương pháp phân tích hàm lượng flavonoid
Tiến hành pha loãng dung dch vi nồng độ phù hp
bng ethanol. Sau đó, hút 0,5 mL dung dch mẫu đã pha
loãng vào ng nghim. Thêm vào ng nghiệm đã chứa
mu trên 4,3 mL ethanol, 0,1 mL AlCl3 10 % 0,1 mL
NaOH 1 M. Đợi 30 phút, đo bước sóng 510 nm. Hàm
ợng flavonoid được xác định dựa trên phương trình
đường chun quercetin.
2.3.8 Phương pháp phân tích hoạt tính kháng oxy hóa
bng DPPH·
Cách tiến hành: phương pháp khử gc t do
DPPH· (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) pha loãng mu
đến khong nồng độ phù hp, hút 0,5 mL mẫu đã pha
loãng vào ng nghim. Mẫu đối chng thay ethanol
(99,5 %). Sau đó, hút thêm vào ng nghim 1,5 mL
dung dch DPPH· (OD517 nm = 1,1 ± 0,02) vào ng
nghiệm và để trong bóng tối trong 30 phút. Đo độ hp
th quang hc 517 nm trên máy quang ph UV-Vis.
Vitamin C (acid ascorbic) được s dng làm cht chun
để so sánh. Đối với đo điểm: tiến hành pha loãng nồng
độ mẫu bằng ethanol. Hút 0,5 mL dịch mẫu đã pha
loãng vào các ống nghiệm nhỏ đã chuẩn bị trước. Sau
đó, hút 1,5 mL dung dịch DPPH· (1,1 ± 0,02) đã hiệu
chỉnh, tối 30 phút rồi tiến hành đo quang UV-Vis
bước sóng 517 nm với mẫu blank ethanol ghi nhận
kết quả.
2.3.9 Phương pháp phân tích hoạt tính kháng oxy hóa
bng ABTS+·
Cách tiến hành: dung dịch gốc tự do ABTS﮲⁺ được
chuẩn b bằng cách cho 10 mL dung dịch ABTS﮲⁺ nồng
độ 7,4 mM vào 10 mL dung dịch K2S2O8 nồng độ 2,6
mM rồi ủ trong bóng tối trong 24 giờ, sau đó pha loãng
bằng ethanol rồi điều chỉnh độ hấp thu của dung dịch ở
bước sóng 734 nm đến 1,1 ± 0,02. Pha loãng mẫu đến
khoảng nồng độ phù hợp, hút 0,5 mL mẫu đã pha loãng
vào ống nghiệm. Mẫu đối chứng thay ethanol (99,5 %).
Sau đó, hút thêm vào ống nghiệm 1,5 mL dung dịch
ABTS﮲⁺ (OD517 nm = 1,1 ± 0,02) vào ống nghiệm để
trong bóng tối trong 30 phút. Đo độ hấp thụ quang học
734 nm trên máy quang phổ UV-Vis. Vitamin C (acid
ascorbic) được sử dụng làm chất chuẩn để so sánh. Tiến
hành pha loãng nồng độ mẫu bằng ethanol. Hút 0,5 mL
dịch mẫu đã pha loãng vào các ống nghiệm nhỏ đã
chuẩn bị trước. Sau đó, hút 1,5 mL dung dịch ABTS⁺
13
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 5
đã hiệu chỉnh, ủ tối 30 phút rồi tiến hành đo quang UV-
Vis ở bước sóng 734 nm với mẫu blank là nước cất và
ghi nhận kết quả.
2.3.10 Phương pháp phân tích hình ảnh cu trúc sn
phm (SEM)
Mẫu được phân tích bng kính hiển vi điện t quét
(S4800, Hitachi, Japan) điện áp gia tc 10 kV độ
phóng đại 500× 2000×. Mẫu 30 kg được đem đi phân
tích SEM ti R&D Center, Saigon High Tech Park
Qun 9, TP.HCM.
2.3.11 Phương pháp x lí s liu
2.3.11 Phương pháp x lí s liu
Mi t nghim đưc thc hin lp li 3 ln, đưc nh
toán và x lý bng phn mm Statgraphics. Phân tích
thng kê ANOVA và trc nghim LSD đưc s dng
để so sánh ảnh hưởng ca các yếu tố. Độ tin cy 95 %
đưc áp dng cho tt cc phép thng kê.
3 Kết qu nghiên cu
3.1 S biến đổi thành phn hóa hc ca HM trong quá
trình sn xut theo quy mô
3.1.1 Quá trình lên men
Bng 1 cho thy th hin giá tr pH và TA sau quá trình
lên men hai quy1 kg 30 kg. Gtr pH ca HM
xu hướng giảm, còn TA xu hướng tăng lên sau quá
trình lên men. Gtr pH ảnh ởng đến tc độ tăng
trưng lên men ca nm men. Hu hết các chng S.
cerevisiae phát trin giá tr pH t 2,50 đến 8,50, nhưng
chúng sinh vật ưa axit và phát triển tốt hơn trong điều
kin axit [4]. Còn TA mt yếu t d báo tốt hơn độ
pH v mức đ ảnh hưởng ca axit hữu trong thc
phẩm đến hương v. S liu phân tích Bng 1 cho thy
giá tr pH t l nghch vi TA. Giá tr pH sau quá trình
lên men dao động t 4,29 đến 4,34 thp hơn so với mu
đối chng, giá tr TA dao động t 2,07 % đến 2,13 %
cao hơn với mu đối chng. Trong quá trình lên men,
ngoài sinh ra ethanol còn to ra các axit hữu (như
acetic, axit và axit succinic), nhng axit này th
nguyên nhân dn ti vic gim pH [5]. S khác bit này
có th là do vi s ng mu nhiu quá trình chuyn
hóa đường glucoza thành u etylic và CO2 cn nhiu
thời gian hơn. Bên cạnh đó, lượng nhit sinh ra trong quá
trình lên men cũngnh hưởng đến pH ca HM.
Bng 2 t thành phn hóa hc ca HM sau quá
trình lên men. Nhìn chung, thành phn hóa hc ca
HM xu ng gim sau quá trình lên men. m
ng polyphenol ca HM sau lên men dao động t
(274,26-286,70) mg GAE/100 g DM thấp n mẫu đối
chứng (325,20 mg GAE/100 g DM). Xu hướng trên
tương đồng vi nghiên cu ca Camu cng s
(2008) v ht cacao: trong quá trình lên men, hàm
ng polyphenol ca ht cacao gim t 16,11 %
xung 6,57 % [6]. Kết qu phân tích Bng 2 cho
thy hot tính kháng oxy hóa bằng phương pháp
DPPH ca HM sau n men dao động (100,64-102,56)
mg AAE/100 g DM hot tính kháng oxy hóa bng
phương pháp ABTS+ là khong (118,87-124,20) mg
AAE/100 g DM. Kết qu phân tích hot tính kháng
oxy hóa bằng phương pháp DPPH thấp n phương
pháp ABTS. Điu này là do ABTS đưc phát hin
c sóng 734 nm ch xa ng kh kiến, trong khi
DPPH· được phát hin bước sóng 517 nm th b
suy gim do kh năng y nhiễu. Một ưu đim khác
của phương pháp ABTS⁺ là các cht kháng oxy hóa
c pha nước và pha dầu đều có th bắt được trong khi
ch các chất kháng oxy a ưa dầu th bt gc
DPPH môi trưng hữu cơ. Hàm lượng vitamin C sau
lên men ca HM dao động t (20,41-22,79) mg/100 g.
S tht thoát axit ascorbic th do s gia tăng hot
động ca enzyme ascorbate oxidase có th đưc to ra
bi vi sinh vt lên men vn ph thuc nhiều o đ
pH ca môi tng lên men. Kết qu phân tích trên
tương t vi nghiên cu ca Adetuyi Ibrahim
(2014), khi thời gian lên men tăng lên, m lượng axit
ascorbic trong hạt đậu bp gim t 650 mg AAE/100
g axit ascorbic xung 375 mg AAE/100 g axit
ascorbic [7]. Sau lên men hàm lượng flavonoid trong
khong (16,64-17,99) mg QE/100 g DM.
Bng 1 Giá tr pH và TA ca HM qua quá trình lên men
Mẫu đối chứng
1 kg
30 kg
TA(%)
0,39a ± 0,01
2,13c ± 0,01
2,07b ± 0,03
pH
6,02c ± 0,01
4,29a ± 0,01
4,34b ± 0,01
Các giá tr đưc biu th i dng s trung bình ± độ lch
chun. Các ch s a, b, c trong cùng mt ct biu th s
khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 5
14
Bng 2 Thành phn hóa hc ca HM qua quá trình lên men
Quy mô
Mẫu đối chứng
1 kg
30 kg
Hàm lượng polyphenol (mg GAE/100g vck)
325,20c ± 2,92
286,70b ± 0,76
274,26a ± 4,47
Hoạt tính kháng oxy hóa DPPH (mg AAE/100g vck)
121,71b ± 1,10
102,56a ± 2,30
100,64a ± 3,98
Hoạt tính kháng oxy hóa ABTS (mg AAE/100g vck)
150,88c ± 4,66
124,20b ± 4,30
118,87a ± 1,49
Flavonoid (mg QE/100g vck)
41,35c ± 0,29
17,99b ± 0,25
16,64a ± 0,33
Vitamin C (mg/100g)
25,17a ± 2,10
22,79a ± 1,73
20,41a ± 3,33
Các giá tr đưc biu th i dng s trung bình ± độ lch chun. Các ch s a, b, c trong cùng mt ct biu th
s khác bit có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
3.1.2 Quá trình sy
chế sấy đối lưu là tạo đưc s chênh lệch độ m gia
b mt nguyên liu và tác nhân sy mà các phân t c
trên b mt nguyên liu [8]. S biến đổi thành phn hóa
hc ca HM lên men sau quá trình sấy được mô t trong
Bảng 3. Hàm lượng polyphenol ca HM sau sy dao
động t 99,04 mg GAE/100 g DM đến 108,89 mg
GAE/100 g DM. Hàm lượng flavonoid ca HM sau sy
nm khong (4,58-4,74) mg QE/100 g DM. Nhiệt độ cao
trong quá trình sy dn đến quá trình oxy hóa hp cht
mang hot tính sinh hc gây ra s tht thoát v tng s
phenol, tng s flavonoid ca ht sy khô [9]. Sau quá
trình sy, hot tính kháng oxy hóa bng DPPH ca HM
đã lên men khoảng (40,19-42,56) mg AAE/100 g DM
thấp hơn mẫu đối chng là 102,56 mg AAE/100 g DM.
Tương tự hot tính kháng oxy hóa bng DPPH, ABTS
cao nht (60,48 mg AAE/100 g DM) mẫu đối chng
kháng oxy ca HM lên men dao đng (47,19-48,52)
mg AAE/100 g DM. S gim hot tính kháng oxy hóa
bng DPPH, ABTS liên quan đến hàm lượng
polyphenol. Sau sấy, hàm lượng vitamin C ca HM dao
động t (18,84-19,39) mg/100 g. Vitamin C không n
định d b ảnh hưởng bi nhiệt độ cao oxy. Hàm
ng vitamin C ca HM sau sy thấp hơn kết qu ca
Zuwariah và cng s (2018) v hàm lượng vitamin C
trong HM sau sy là 31,98 g/100 g [10].
Bng 3 Thành phn hóa hc ca HM qua quá trình sy
Quy mô
Mẫu đối chứng
1 kg
30 kg
Hàm lượng polyphenol (mg GAE/100 g vck)
286,70c ± 0,76
108,89b ± 1,86
99,04a ± 2,13
Hot tính kháng oxy hóa DPPH (mg AAE/100 g vck)
102,56b ± 2,30
42,56a ± 1,47
40,19a ± 3,32
Hot tính kháng oxy hóa ABTS (mg AAE/100 g vck)
124,20c ± 4,30
48,52b ± 1,43
47,19a ± 1,32
Flavonoid (mg QE/100 g vck)
17,99c ± 0,25
4,74b ± 0,35
4,58a ± 0,08
Vitamin C (mg/100 g)
22,79b ± 1,73
19,39a ± 3,00
18,84a ± 2,51
Các giá tr đưc biu th i dng s trung bình ± độ lch chun. Các ch s a, b, c trong cùng mt ct biu th s khác
biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
3.1.3 Quá trình rang
Quá trình rang s tiếp xúc b mt vi nhit trc tiếp
t ngn la hoc tm nóng. Ngoài các phn ứng như
phn ng oxy hóa, thủy phân như quá trình sy,
quá trình rang còn th xy ra các phn ng n
maillard, caramel hóa đường, phân hy protein. Bng
4 cho thy thành phn hóa hc ca HM qua quá trình
rang. Xu hướng chung ca các thành phn hóa hc ca
HM tăng sau quá trình rang, ngoại tr hàm lượng
vitamin C có xu hướng gim nhẹ. Hàm lượng vitamin
C ca HM sau quá trình rang nm trong khong 10,20
mg/100 g đến 15,99 mg/100 g. Vitamin C th b
oxy hóa, phân hy khi rang nhiệt độ cao.
Sau quá trình rang hàm lượng polyphenol ca ht lên
men dao động (120,75-123,85) mg GAE/100 g DM
thấp hơn so với mẫu đối chng 108,89 mg GAE/100 g
DM. Việc tăng polyphenol có thể là do khi xnhit
các hp cht phenolic s b phá v làm tăng các axit
phenolic t do nhiệt độ cao. Đồng thi, thuc th
Folin Ciocalteu không ch dùng để xác định hàm lượng
ca các hp cht phenolic mà còn có th phn ng vi
mt s sn phm (cht kh) ca phn ng Maillard to