Tài liệu Khảo sát các chất chống oxi hóa trong quá trình lên men lactic cà tím solanum melongena

i MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. I DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... III DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. V DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................VII LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................... VIII CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................1 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÀ TÍM ..............................................................1 1.2. PHÂN LOẠI KHOA HỌC ............................................................................1 1.3. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC[50, 10, 11, 12] .............................................2 1.3.1. Thân ........................................................................................................3 1.3.2. Lá ............................................................................................................3 1.3.3. Hoa..........................................................................................................3 1.3.4. Trái ..........................................................................................................3 1.3.5. Hạt ..........................................................................................................3 1.4. CÁCH TRỒNG VÀ THU HOẠCH [50] .......................................................4 1.4.1. Cách trồng ..............................................................................................4 1.4.2. Thu hoạch ...............................................................................................4 1.5. PHÂN BỐ [10, 11, 12] ...................................................................................5 1.6. THÀNH PHẦN HÓA HỌC ...........................................................................5 1.5.1. Thành phần dinh dưỡng [16] ..................................................................5 1.6.1. Hợp chất hóa học trong cà tím ...............................................................6 1.7. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÀ TÍM Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI ....10 1.8. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LACTIC VÀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC .................................................................................................................11 1.9. ĐẶC ĐIỂM VI KHUẨN LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS .............................14 1.9.1. Phân loại ............................................................................................... 14 1.9.2 . Đặc điểm hình thái ..................................................................................14 1.9.3.Đặc điểm sinh lý sinh hóa và nhu cầu dinh dưỡng [17] ...........................14 1.9.3. Vai trò của L.acidophilus .........................................................................14 CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............16 2.1. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ DỤNG CỤ HÓA CHẤT....................................16 2.1.1. Cà tím .......................................................................................................16 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ ...................................................................................16 2.1.3. Hóa chất ...................................................................................................16 2.1.4. Giống vi khuẩn lactic ...............................................................................16 2.1.5 Môi trường sử dụng nghiên cứu [3] ..........................................................16 ii 2.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............................................................................................................................... 17 2.3. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU ...................................................................................21 2.4. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU .......................................................21 2.4.1. Khảo sát nguyên liệu ................................................................................21 2.4.2. Khảo sát quá trình xử lý chống hóa nâu ..................................................22 2.4.3. Khảo sát quá trình lên men ......................................................................23 2.5. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ........................................................................24 2.5.1. Xác định hàm lượng các hợp chất polyphenol [42] .................................24 2.5.2. Xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng [5] ..............................................25 2.5.2. Xác định hàm lượng acid tổng .................................................................26 2.5.3. Phương pháp xác định mật độ tế bào bằng Phương pháp đo mật độ quang OD 610 nm [3] ........................................................................................26 2.5.4. Chuẩn bị sinh khối[3]...............................................................................27 2.5.5. Xác định hàm lượng Cellulose .................................................................27 2.5.6. Phương pháp đánh giá cảm quan ............................................................27 2.5.7. Phương pháp kiểm tra chỉ tiêu vi sinh .....................................................27 2.6. PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ....................................27 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................28 3.1. KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU .................................................................................28 3.1.1. So sánh hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hóa tổng của hai loại nguyên liệu ............................................................................................28 3.1.2. Thành phần hóa học của nguyên liệu cà tím ............................................30 3.2. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH X LÝ CHỐNG HÓA NÂU CÀ TÍM[29] ..............................31 3.2.1. Xử lý nâu hóa bằng cách ngâm trong dung dịch vitamin C .....................31 3.2.2. Xử lý nâu hóa bằng cách ngâm trong dung dịch acid citric ....................40 3.2.3. Khảo sát quá trình chần ...........................................................................47 3.2.4. So sánh tổng hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa tổng của 3 phương pháp xử lý chống hóa nâu ..................................................................53 3.3. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN ............................................................54 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối ...................................................54 3.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống vi khuẩn L.acidophillus bổ sung ...............61 3.4. KIỂM TRA CHỈ TIÊU VI SINH .................................................................71 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................................72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................74 PHỤ LỤC .................................................................................................................81 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.2. Bảng các phenolic trong rau quả ................................................................7 Bảng 2.1 Thành phần môi trƣờng MRS ...................................................................16 Bảng 2.1. Pha loãng trolox ......................................................................................25 Bảng 3.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu .......................................................30 Bảng 3.2. So sánh một số hoạt tính chống oxy hóa và hàm lƣợng polyphenol tổng của hai loại nguyên liệu ......................................................................................29 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím .......................................................................................................................33 Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của nồng độ và thời gian ngâm vitamin C đến hoạt tính chống oxy hóa tổng .......................................................................................................35 Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của nồng độ vitamin C đến hàm lƣợng TPC .........................36 Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm vitamin C đến hàm lƣợng TPC ...........37 Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của nồng độ và thời gian ngâm vitamin C đến hàm lƣợng TPC .....................................................................................................................39 Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm acid citric đến hoạt tính chống oxy hóa tổng .....................................................................................................................41 Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm và nồng độ dung dịch acid citric đến hoạt tính chống oxy hóa tổng .............................................................................42 Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch acid citric đến hàm lƣợng polyphenol tổng ..................................................................................................43 Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm acid citric đến hàm lƣợng TPC ...........45 Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm và nồng độ acid citric đến hàm lƣợng polyphenol tổng. .................................................................................................46 Bảng 3.15. Bảng đánh giá sơ bộ chất lƣợng của cà tím khảo sát ở các nhiệt độ và thời gian chần .....................................................................................................47 Bảng 3.16. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chần đến hàm lƣợng TPC ...............................48 Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của thời gian chần đến hàm lƣợng TPC ..............................49 Bảng 3.18. Bảng ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lƣợng TPC ...50 Bảng 3.19. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chần đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ..........50 iv Bảng 3.20. Ảnh hƣởng của thời gian chần lên hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím .......................................................................................................................51 Bảng 3.21. Bảng ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím .............................................................................................52 Bảng 3.22. Bảng so sánh các biện pháp xử lý nâu hóa .............................................53 Bảng 3.23. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến pH dịch lên men .............................54 Bảng 3.24. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hàm lƣợng acid latic ........................55 Bảng 3.25. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hàm lƣợng TPC ..............................56 Bảng 3.26. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hoạt tính chống oxy hóa tổng phần cái .......................................................................................................................58 Bảng 3.27. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến tổng hàm lƣợng polyphenol của phần nƣớc cà tím lên men ...........................................................................................59 Bảng 3.28. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của phần nƣớc cà tím lên men ..................................................................................60 Bảng 3.29. Ảnh hƣởng của nồng độ vi khuẩn lactic đến pH của dịch lên men .......61 Bảng 3.30 . Ảnh hƣởng của tỷ lệ vi khuẩn lactic bổ sung đến hàm lƣợng acid lactic ............................................................................................................................63 Bảng 3.31. Ảnh hƣởng của tỷ lệ vi khuẩn lactic đến tổng hàm lƣợng polyphenol của phần cái ...............................................................................................................64 Bảng 3.32. Ảnh hƣởng của nồng độ vi khuẩn lactic đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím ...................................................................................................67 Bảng 3.33. Ảnh hƣởng của nồng độ vi khuẩn lactic đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của phần nƣớc cà tím lên men lactic ..........................................................68 Bảng 3.34. Ảnh hƣởng của tỷ lệ vi khuẩn lactic đến tổng hàm lƣợng polyphenol của phần nƣớc cà tím lên men ............................................................................70 Bảng 3.35. Bảng kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm cà tím lên men .................71 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Một số giống cà tím.....................................................................................2 Hình 1.2. Tình hình sản xuất cà tím trên thế giới từ 1995 – 2004 ..............................5 Hình 1.3. Cấu tạo của nasunin ....................................................................................8 Hình 1.4. Cấu tạo Trigonellin .....................................................................................9 Hình1.5. Các sản phẩm từ cà tím ..............................................................................11 Hình 1.6. Một số con đƣờng chủ yếu lên men đƣờng của vi khuẩn lactic................12 Hình 2.1. Quy trình chế biến cà tím lên men lactic ..................................................18 Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu......................................................................................21 Hình 3.1. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng polyphenol tổng .................................28 Hình 3.2. Đƣờng chuẩn xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng ..............................28 Hình 3.3. Đƣờng chuẩn xác định mật độ tế bào ........................................................29 Hình 3.4. Hai loại cà tím (a) cà tím vỏ tím và (b) cà tím vỏ đen ..............................30 Hình 3.5.Ảnh hƣởng của nồng độ vitaminC đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím ..................................................................................................................33 Hình 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm vitamin C đến hoạt tính chống oxy hóa của cà tím. ...........................................................................................................34 Hình 3.7.Ảnh hƣởng của nồng độ vitamin C đến hàm lƣợng polyphenol tổng. .......37 Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm vitamin C đến hàm lƣợng TPC ..............38 Hình 3.9. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch acid citric đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím. ..................................................................................................41 Hình 3.10: Ảnh hƣởng của thời gian ngâm acid citric đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của cà tím. ..................................................................................................42 Hình 3.11. Ảnh hƣởng của nồng độ acid citric đến hàm lƣợng polyphenol tổng. ....44 Hình 3.12 . Ảnh hƣởng của thời gian ngâm đến hàm lƣợng polyphenol tổng .........45 Hình 3.13. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chần đến hàm lƣợng TPC ................................ 48 Hình 3.14. Ảnh hƣởng của thời gian chần đến hàm lƣợng polyphenol tổng (TPC) .49 Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chần đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ...........51 Hình 3.16. Ảnh huởng của thời gian chần đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ..........52 Hình 3.17. So sánh tổng hàm lƣợng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa tổng 3 phƣơng pháp xử lý chống hóa nâu .....................................................................53 Hình 3.18. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến pH của dịch lên men ........................54 Hình 3.19. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hàm lƣợng acid tổng .......................55 Hình 3.20. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến tổng hàm lƣợng polyphenol phần cái ............................................................................................................................57 vi Hình 3.21.Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của phần cái .......................................................................................................................58 Hình 3.22. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến tổng hàm lƣợng polyphenol phần nƣớc cà tím lên men ...........................................................................................60 Hình 3.23. Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của phần nƣớc lên men của cà tím ............................................................................61 Hình 3.24. Ảnh hƣởng của tỷ lệ giống vi khuẩn L.acidophillus đến pH của dịch lên men .....................................................................................................................62 Hình 3.25. Ảnh hƣởng của tỷ lệ giống vi khuẩn đến hàm lƣợng acid tổng ..............64 Hình 3.26. Ảnh hƣởng của tỷ lệ giống vi khuẩn L.acidophillus đến tổng hàm lƣợng polyphenol phần cái............................................................................................66 Hình 3.27. Ảnh hƣởng của tỷ lệ giống vi khuẩn lactic đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của phần cái trong cà tím lên men lactic ....................................................67 Hình 3.28. Ảnh hƣởng của tỷ lệ giống vi khuẩn L.acidophillus đến tổng hàm lƣợng polyphenol của phần nƣớc cà tím lên men .........................................................69 Hình 3.29. Ảnh hƣởng của tỷ lệ giống đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của phần nƣớc ....................................................................................................................71 vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT - TPC: total polyphenol content - TPTZ: 2,4,6-tr ipyr idy-s-tr iazine - GAE: gallic acid equivalent - µmol TE/g : µmol trolox equivalent - L.acidophillus: Lactobacillus acidophilus - PPO : polyphenol oxydase viii LỜI MỞ ĐẦU Rau quả và các sản phẩm chế biến từ rau quả đã và đang trở thành một nguồn thực phẩm thiết yếu của con ngƣời. Rau quả không chỉ cung cấp vitamin, chất khoáng, chất xơ mà còn là nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên nhƣ carotenoid, phenolic, và flavonoid [7]. Cà tím là một trong những loại rau quả giàu chất chống oxy hóa, đƣợc xếp vào tốp mƣời loại rau quả có khả năng chống oxy hóa nhờ vào hàm lƣợng phenolic cao [8]. Đã có nhiều nghiên cứu về hợp chất chống oxy hóa trong những loại cà tím khác nhau [23, 32]. Hợp chất chống oxy hóa trong cà tím có tác dụng ngăn chặn các quá trình oxy hóa do các gốc tự do sinh ra làm hƣ hại lipid, protein, carbonhydrate và acid nucleic từ đó gây ra nhiều bệnh tật nhƣ bệnh tim mạch và ung thƣ. Muối chua rau quả là một quá trình lên men lactic với nguyên liệu là rau, quả, đƣờng , muối và gia vị. Sản phẩm rau quả muối chua không chỉ ngon miệng, tăng khả năng tiêu hóa nhờ cân bằng hệ vi sinh vật đƣờng ruột mà còn làm tăng một số chất dinh dƣỡng nhƣ vitamin nhóm B nhƣ folic acid, riboflavin, niacin, thiamin và biotin và còn có hàm lƣợng chất chống oxy hóa cao. Nghiên cứu gần đây cho biết quá trình lên men cải bắp là tăng hàm lƣợng chất chống oxy hóa trong cải bắp [26]. Vì vậy chúng tôi tiến hành Đề tài “Khảo sát chất chống oxy hóa trong quá trình lên men lactic cà tím Solanum melongena” để nghiên cứu những biến đổi các chất chống oxy hóa trong quá trình xử lý, lên men lactic cà tím. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: mục tiêu nghiên cứu của đề tài tập trung vào các biến đổi của các chất chống oxy hóa sau quá trình xử lý và quá trình lên men latic của cà tím Solanum melongena. Nội dung nghiên cứu: - Xử lý chống hóa nâu cà tím cắt lát - Khảo sát quá trình lên men ảnh hƣởng đến hoạt tính chống oxy hóa tổng và tổng hàm lƣợng polyphenol. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÀ TÍM Cà tím có tên khoa học là (Solanum melongena L.) là một loại rau quả đƣợc trồng phổ biến ở các nƣớc nhiệt đới và cận nhiệt đới [50]. Cà tím phổ biến ở Châu Á nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc và một số các nƣớc ở Hy Lạp, Ý. Cà tím đƣợc xếp vào tốp 10 loại rau quả có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất [8], là một hợp chất có lợi cho sức khỏe. Hơn nữa, hợp chất chống oxy hóa và polyphenol đƣợc tìm thấy trong cả vỏ và thịt quả cà tím [27]. Cà tím hiện đã trở thành một loại rau quả phổ biến trong ẩm thực của Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam và khắp thế giới. Thịt quả còn chứa nhiều protid, cellulose, đƣờng, chất béo, đặc biệt nhiều loại vitamin nhƣ A, B1, B2, B3, B5, B6, B9, C, PP, nhiều khoáng chất vi lƣợng nhƣ Fe, Zn, Ca, P, K, Mg, Mn. Quả cũng có chứa alkaloid solanin nhƣ hầu hết các loại cà khác. Theo đông y, cà tím có vị ngọt, tính hàn, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, hoạt huyết, tiêu viêm, tiêu ung, nên đƣợc sử dụng trong chữa trị các chứng nhƣ ung nhọt, lở loét, chốc lở ngoài da, tai quả cà nấu lấy nƣớc uống để chữa ung nhọt, lở loét... Cà tím còn tác dụng lợi tiểu thông mật, nhuận gan, đề phòng xơ vữa động mạch do tác dụng làm giảm cholesterol. Lấy rễ cà, cuống quả của cà sắc lấy nƣớc uống còn chữa đƣợc đi tiểu ra máu, đại tiện ra máu hay lị ra máu. Hạt cà cũng có tác dụng lợi niệu. 1.2. PHÂN LOẠI KHOA HỌC Cà tím hay cà dái dê là một loại cây thuộc họ cà với quả cùng tên gọi, đƣợc sử dụng làm rau trong ẩm thực. Nó có quan hệ gần gũi với cà chua, cà pháo và có nguồn gốc ở Ấn Độ và Srilanca. Có rất nhiều chủng loại cà tím, màu sắc từ tím sẫm đến tím. Màu sắc phụ thuộc vào hàm lƣợng anthocyanin [8]. 2 Hình 1.1. Một số giống cà tím - Ngành: Magnoliopsida - Lớp: Asteridae - Họ: Solanales - Bộ: Solanaceae - Chi: Solanum - Loài: S.melongena 1.3. Giới: Plantae Tên gọi khác : Aubergine, Eggplant, Brinjal ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC[50, 10, 11, 12] Cà tím là loại cây ngắn ngày, Thời vụ: vụ đông xuân có từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau, vụ hè thu trồng từ tháng 4 đến tháng 7. Nó là cây một năm, cao tới 40 ÷ 150 cm (16 ÷ 57 inch), thông thƣờng có gai, với các lá lớn có thùy thô, dài từ 10÷20 cm và rộng 5÷10 cm. Hoa màu trắng hay tía, với tràng hoa năm thùy và các nhị hoa màu vàng. Quả là loại quả mọng nhiều cùi thịt, đƣờng kính nhỏ hơn 3 cm ở cây mọc hoang dại, nhƣng lớn hơn rất nhiều ở các giống trồng. Quả chứa nhiều hạt nhỏ và mềm. Các giống hoang dại có thể lớn hơn, cao tới 225 cm (84 inch) và lá to (dài tới trên 30 cm và rộng trên 15 cm). Tên gọi cà tím không phản ánh đúng loại quả này, do có nhiều loại cà khác cũng có màu tím hay quả cà tím có màu đôi khi không phải tím. 3 1.3.1. Thân Cây thân thảo, sống lâu năm, đƣợc trồng nhƣ cây nhất niên ở những vùng ôn đới vì cây không thích hợp với nhiệt độ lạnh. Hệ thống gốc phát triển quan trọng, phù ra, phân nhánh rậm nhƣ bụi 0,5 ÷ 0,8 cm, hệ thống rễ phát triển mạnh, thân mịn đôi khi màu tím. Thân già có thể ngấm chất lignin trở nên cứng. Tàng lá lan rộng lý do ứng với sức nặng của trái. Nơi đây mang những gai ngắn. 1.3.2. Lá Lá lớn 7 ÷ 35 cm dài, lá đơn, mọc đối, hình bầu dục, hơi có thùy, và đôi khi một số lá không đối xứng, bề mặt lá phủ một lớp lông xoắn dày đặc, hơi nhám khi chạm vào, nhƣ bột và mặt dƣới rõ hơn. Cuống lá chánh màu nâu nhạt. 1.3.3. Hoa Những hoa mọc ở nách lá, và có 5 cánh, 5 tiểu nhụy, đặc tính của họ solanaceae. Những loại hoa dễ phân biệt, chỉ những hoa ở phía dƣới là lƣỡng tính, và nhƣ vậy những hoa này mới cho ra trái. Những hoa đực ở phía trên, hạt phấn đƣợc những con ong mang đến nƣớm hoa cái để thụ phấn, đây là thông thƣờng của giống cà tím hoang. Hoa đơn hoặc tập hợp thành chùm từ 2 đến 5, vành hoa gồm 5 đài thƣờng có màu tím. Hoa có 5 tiểu nhụy dài, bao phấn màu vàng dài, họp thành ống bao quanh vòi nhụy. Phấn hoa nặng nếu đƣợc chuyển đi bởi gió thì không quá 1 m. Thụ phấn tự nhiên có thể đƣợc thực hiện và sự thụ phấn còn có thể do phong môi hay trùng môi tác nhân của gió hay những loài ong. Những hoa quay trở xuống và đƣợc mang bởi một cuống cứng. 1.3.4. Trái Quả thịt, nhiều phòng, phía đầu nhỏ hơn phía đáy, dài 17÷19 cm hay hơn, đƣờng kính 4-5 cm hay hơn, vỏ láng bóng, màu tím sậm, tím, tím đậm đen khi chín. Cân nặng khi già đạt đến 0,4 ÷ 1 kg; cuống dài 4÷5 cm hay hơn. 1.3.5. Hạt Hạt mịn đƣới ánh sáng có màu xám, hạt nhiều, màu nâu, nhẵn, hình dĩa, có một đƣờng viền màu vàng nhạt xung quanh bìa. 4 1.4. CÁCH TRỒNG VÀ THU HOẠCH [50] 1.4.1. Cách trồng Tại khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới, cà tím có thể trồng trực tiếp trong vƣờn. Tại các khu vực ôn đới, việc trồng cây cà tím giống ra vƣờn chỉ thích hợp khi đã hết sƣơng muối. Việc gieo hạt thƣờng bắt đầu khoảng 8÷10 tuần trƣớc khi hết sƣơng muối. Nhiều loại sâu bệnh phá hoại các loài thực vật họ Cà khác nhƣ cà chua, khoai tây, ớt… cũng gây thiệt hại cho cà tím. Vì lý do này, không nên trồng cà tím tại các khu ruộng trƣớc đó đã trồng các loài cây kia. Ngƣời ta cũng khuyến cáo nên canh tác trở lại cà tím trên cùng một thửa ruộng chỉ sau khoảng 4 năm để có thể có mùa màng với thu hoạch tốt. Các loài sâu hại phổ biến tại Bắc Mỹ là: bọ cánh cứng phá khoai tây, bọ chét, các loài rệp và ve bét. Nhiều loại sâu bệnh này có thể đƣợc kiểm soát bằng cách sử dụng Bacillus thurengensis (Bt), một loài vi khuẩn tấn công các phần mềm trên cơ thể của ấu trùng. Sâu trƣởng thành có thể kiểm soát bằng cách bẫy bắt. Các loài bọ chét là rất khó kiểm soát. Vệ sinh tốt khi quay vòng canh tác là cực kỳ quan trọng trong việc kiểm soát bệnh nấm đối với cà tím, trong đó nguy hiểm nhất là các loài Verticillium. Khoảng cách gieo trồng là khoảng 45÷60 cm (18÷24 inch) giữa các cây, phụ thuộc vào giống và từ 60÷90 cm (24÷36 inch) giữa các luống, phụ thuộc vào các loại công cụ gieo trồng đƣợc sử dụng. Lớp phủ bổi là cần thiết để giữ ẩm và chống cỏ dại cũng nhƣ nấm. Quả thƣờng đƣợc thu hoạch trƣớc khi đài hoa chuyển thành dạng nửa gỗ hóa. 1.4.2. Thu hoạch Thu hái khi quả đã lớn đẫy, căng đều, vỏ bắt đầu chuyển từ màu tím sang tím nhạt, cách 2÷3 ngày thu chọn một lần, không để cà quá già kém chất lƣợng. 5 1.5. PHÂN BỐ [10, 11, 12] Hình 1.2. Tình hình sản xuất cà tím trên thế giới từ 1995 – 2004 Châu Á đứng đầu về sản xuất và phân phối cà tím, Ấn Độ và Trung Quốc là hai nƣớc có sản lƣợng xuất khẩu cao nhất sau đó là Thái Lan, Malaysia, Indonesia và Philippines là những nƣớc sản xuất cà tím quan trọng ở Châu Á. Hiện nay Nhật Bản là nƣớc sản xuất cà tím quan trọng trên thế giới. 1.6. THÀNH PHẦN HÓA HỌC 1.5.1. Thành phần dinh dƣỡng [16] Bảng 1.1. Bảng thành phần dinh dƣỡng trong 100g ăn đƣợc Calories 24,0 Đồng (mg) 0,12 Natri (mg) 3,0 Kali (mg) 2,0 Ẩm độ (%) 92,7 Sulfur (mg) 44,0 Carbohydrates (%) 4,0 Clo (mg) 52,0 Protein (g) 1,4 Vitamin A (I.U.) 124,0 Chất béo (g) 0,3 Folic Acid (µg) 34,0 Chất xơ (g) 1,3 Kẽm (mg) 0,22 Acid oxalic (mg) 18,0 Amino Acids 0,22 Canxi(mg) 18,0 Thiamine (mg) 0,04 6 Magie (mg) 15,0 Riboflavin (mg) 0,11 Phospho (mg) 47,0 B-carotene (µg) 0,74 Sắt (mg) 0,38 Vitamin C (mg) 12,0 1.6.1. Hợp chất hóa học trong cà tím 1.6.1.1. Polyphenol [1, 18, 33] Hợp chất phenol là hợp chất mà phân tử có chứa vòng benzen, trong đó có một, hai hoặc nhiều hơn hai nhóm hydroxyl. Dựa vào đặc trƣng của bộ xƣơng cacbon, các hợp chất phenol tự nhiên có thể chia ra làm 3 nhóm chính: - Nhóm hợp chất phenol C6 – C1(axit galic) - Nhóm hợp chất phenol C6 – C3(axit cafeic) - Nhóm hợp chất phenol C6 – C3- C6( catechin và flavonoid) Thuật ngữ polyphenol bao gồm hơn 8000 cấu trúc, có thể phân loại thành 10 lớp khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc hóa học cơ bản. Bảng chỉ ra những họ polyphenol, hầu hết chúng là các mono hay polysaccharide có chức năng khác nhau nhƣ ester hay methyl ester. Hầu hết phenolic tồn tại trong rau quả hòa tan đƣợc trong nƣớc. Theo tài liệu [44], hydrophilic phenolic chiếm 78 đến 87% tổng phenolic trong cà chua. 7 Bảng 1.2. Các phenolic trong rau quả Polyphenol trong cà tím đƣợc gồm chlorogenic acid, caffeic acid, p- coumaric acid, ferulic, gallic, protocatechuic and, p-hydroxybenzoic là những chất có khả năng chống ung thƣ, chống lại các cholesterol xấu. Theo [19] hợp chất phenolic trong cà tím có tác dụng ức chế enzyme liên quan đến bệnh tiểu đƣờng type 2 và bệnh cao huyết áp. 8  Flavonoid Ảnh hƣởng của Flavonoid đến sức khỏe đã đƣợc nghiên cứu trên ngƣời và động vật. Flavonoid có khả năng chống dị ứng, chống nhiễm trùng, chống ung thƣ, cao huyết áp và có khả năng chống oxy hóa [39]. Những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng nguy cơ bị bệnh tim mạch giảm xuống 68% khi chế độ ăn có bổ sung Flavonoid [21]. Vai trò chống oxy hóa của Flavonoid ngăn cản O* và OH* , đào thải chất độc và chống lão hóa tế bào, ngăn ngừa bệnh tật. Chất chống oxy hóa là những hợp chất hóa học có thể liên kết với các gốc tự do ngăn cản những gốc tự do này làm hƣ hại các tế bào khác trong khi các chất tiền chống oxy hóa tác động trực tiếp bằng cách tạo ra một tác nhân trực tiếp hoặc tổng hợp một protein chống oxy hóa [19]. Anthocyanin phổ biến trong cà tím là nasunin, hiện diện trong màu tím của vỏ cà tím có cấu tạo Delphinidin-3-(p-coumaroylrutinoside)-5-glucoside. Nasunin tồn tại ở hai đồng phân cis và tran, chỉ có delphinidin-3-rutinoside với hàm lƣợng nhỏ đƣợc tìm thấy ở cà tím Bulgari không có acylglycosides. Hình 1.3. Cấu tạo của nasunin Nasunin có chủ yếu trong vỏ cà tím, đƣợc đánh giá có hoạt tính chống oxy hóa mạnh [31]. Nasunin có tác dụng bảo vệ các màng tế bào não bộ chống lại sự xâm nhập của các gốc tự do gây ra phản ứng peroxyt. Khả năng chống oxy hóa lipid của nasunin là cao nhất trong số các anthocyanin đƣợc khảo sát. 9 Nasunin chống lại sự hình thành các mạch máu, giúp ngăn ngừa các khối u phát triển có triển vọng trong điều trị bệnh ung thƣ. Kayamori và Igarashi (1994) đã thí nghiệm trên chuột với chế độ ăn giàu cholesterol, nasunin làm giảm nồng độ cholesterol, tăng cholesterol HDL, giảm xơ vữa động mạch [25]. 1.6.2.2. Alkaloid Cà tím thuộc họ nightshade gồm Khoai tây, cà chua, cà tím và tiêu ngọt và tiêu cay. Alkaloid bảo vệ tế bào khỏi côn trùng gây hại.  Nicotin Hàm lƣợng nicotine trong cà tím 1.9±0.7 µg/kg nguyên liệu tƣơi [40]. Cà tím là một loại rau quả có chứa hàm lƣợng nicotine tƣơng đối thấp, sau khoai tây (4.5±2.2 µg/kg) và cà chua (2.4±1.2 µg/kg). Trung bình một ngƣời chịu ảnh hƣờng của khói thuốc lá trong môi trƣờng làm việc tƣơng đƣơng với 80 000 ng/ ngày (tƣơng đƣơng với 11÷18 kg khoai tây hay 8÷30 kg cà chua). Vì vậy khi sử dụng cà tím không gây ảnh hƣởng đến sức khỏe.  Trigonellin Theo [27] trigonellin làm hạ đƣờng huyết và làm giảm mỡ máu, làm tăng hoocmon insulin và giảm sự oxy hóa lipid. Hình 1.4. Cấu tạo Trigonellin Trigonelline trong cà tím có tác dụng phòng chống bệnh tiểu đƣờng. 1.6.1.2. Các chất khoáng Kali là nguồn nguyên tố khoáng dồi dào có trong cà tím, theo nghiên cứu của german 100g cà tím tƣơi có 220mg K, vƣợt khoảng 10% so với lƣợng kali trung 10 bình của một ngƣời một ngày. Kali có chức năng tăng cƣờng hệ thống thần kinh, tim mạch và chức năng co cơ. Các chuyên gia dinh dƣỡng cho rằng việc tiêu thụ cà tím thƣờng xuyên sẽ tăng cƣờng cân bằng nƣớc trong cơ thể và giúp tim hoạt động tốt hơn [35]. Cà tím giàu magie, là một phần trong enzym có tác dụng chống oxy hóa rất cần thiết cho sự chữa lành vết thƣơng và hình thành xƣơng và chuyển hóa carbohydrate, protein và cholesterol. 1.6.1.3. Vitamin Cà tím cung cấp vitamin nhóm B, ngoại trừ B12 gồm vitamin B6, folate, thiamine, riboflavin, niacin. Vitamin nhóm B có vai trò chuyển hóa, cung cấp năng lƣợng, duy trì hệ thống thần kinh, da và máu. Vitamin B6 và folate cũng góp phần cho sức khỏe tim mạch bởi vì chúng làm giảm mức độ homocysteine trong máu. Mức độ homocysteine cao có liên quan với tăng nguy cơ bệnh tim. Cà tím còn có 1,8 mg vitamin C, có chức năng nhƣ một chất chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp chữa lành vết thƣơng và tạo điều kiện cho sản xuất chất dẫn truyền thần kinh. 1.7. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÀ TÍM Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI - Ở Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng cà tím chế biến các món ăn nhƣ cà tím xào, nƣớng… vẫn chƣa có các sản phẩm chế biến từ cà tím. - Trên thế giới, đặc biệt là Ấn Độ, Malaysia cà tím hiện diện thƣờng xuyên trong các bữa ăn hằng ngày đến các buổi tiệc. Bên cạnh đó cũng đã có một số sản phẩm chế biến từ cà tím nhƣ pickle eggplant, brinjal chutney. 11 Hình1.5. Các sản phẩm từ cà tím 1.8. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LACTIC VÀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC 1.9.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic [28] Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đƣờng thành acid lactic nhờ hoạt động của vi sinh vật. Lên men lactic có hai dạng: lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình. 12 Hình 1.6. Một số con đường chủ yếu lên men đường của vi khuẩn lactic Phƣơng trình tổng quát quá trình lên men lactic đồng hình: Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lƣợng. Các phân tử ATP đƣợc hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất sẽ đƣợc vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho hoạt động trao đổi chất và năng lƣợng và sinh trƣởng của vi sinh vật. Ngƣợc lại, các sản phẩm nhƣ acid lactic, ethanol, và CO2 sẽ đƣợc vi khuẩn thải vào môi trƣờng lên men. Kết quả là hàm lƣợng acid lactic tích lũy trong môi trƣờng lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trƣờng và kéo theo những biến đổi khác.