Tài liệu Nghiên cứu tách chiết và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long

LỜI CÁM ƠN Sau hơn 3 tháng nghiên cứu làm đề tài: “Nghiên cứu tách chiết và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long” đến nay đã được hoàn thành. Để đạt được kết quả nghiên cứu như ngày hôm nay em đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy, cô gia đình và bạn bè. Lời đầu tiên em xin gửi tới Ban Giám hiệu và các phòng ban trường Đại học Nha Trang, các cán bộ giảng viên đang công tác trong trường lời chúc sức khỏe và niềm tự hào được sống và học tập trong ngôi trường này. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc nhất tới T.S Huỳnh Nguyễn Duy Bảo đã tận tình hướng dẫn, đôn đốc, chỉ bảo tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài này. Em xin chân thành cám ơn quý thầy, cô trong khoa Công nghệ Thực phẩm đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu và tận tình giải đáp những thắc mắc khó khăn của em trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Xin cám ơn các cán bộ các phòng thí nghiệm: Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Chế biến, phòng Hóa sinh – Vi sinh, Viện Công nghệ Sinh học và môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài. Cuối cùng em xin chân thành cám ơn gia đình, bạn bè và các anh chị khóa trước đã động viên và góp ý kiến giúp em hoàn thành đề tài này. Nha Trang, ngày 11 tháng 07 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Mỹ Nương -i- MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC....................................................................................................................i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..........................................................................iv DANH MỤC CÁC BẢNG ..........................................................................................v DANH MỤC CÁC HÌNH...........................................................................................vi MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1 1. Lý do thực hiện đề tài. .........................................................................................1 2. Mục đích và ý nghĩa của đề tài.............................................................................2 Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................3 1.1.TỔNG QUAN VỀ THANH LONG....................................................................3 1.1.1. Tên gọi ........................................................................................................3 1.1.2. Đặc điểm hình thái - sinh trưởng .................................................................3 1.1.3. Phân loại thanh long ....................................................................................5 1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam và trên thế giới.........6 1.2.TỔNG QUAN VỀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG RAU QUẢ ................8 1.2.1. Giới thiệu chất chống oxy hóa .....................................................................8 1.2.2. Một số chất chống oxy hóa điển hình.........................................................10 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP.........................................................17 2.1.NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT ..........................................................17 2.1.1. Nguyên liệu ...............................................................................................17 2.1.2. Hóa chất ....................................................................................................17 2.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................................................18 2.2.1. Bố trí thí nghiệm tách chiết chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long .......18 2.2.1.1. Quy trình dự kiến chiết tách chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long ...........................................................................................................18 2.2.1.2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long (TN1)................19 2.2.1.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long (TN2) ...........................................................................................................21 - ii 2.2.1.4. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long (TN3) ............................................................................................23 2.2.1.5. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long (TN4) .........24 2.2.1.6. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long (TN5) .........26 2.2.1.7. Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của số lần chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long (TN6) .........................................27 2.2.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................29 2.2.2.1. Xác định thành phần khối lượng của quả thanh long ...........................29 2.2.2.2. Xác định một số thành phần hóa học của vỏ quả thanh long................29 2.2.2.3. Phân tích khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2pycrylhydrazyl (DPPH) ...........................................................................................................30 2.2.2.4. Phân tích tổng năng lực khử................................................................30 2.2.2.5. Xác định độ ẩm của nguyên liệu .........................................................30 2.3.PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .................................................................30 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .........................................31 3.1.Thành phần khối lượng của quả thanh long ......................................................31 3.2.Hàm lượng nước, betacyanin và Vitamin C trong vỏ quả thanh long ................32 3.3.Ảnh hưởng của dung môi chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long...............................................................................................32 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ......................................................................................35 3.5.Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long. .......................................................................37 3.6. Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ......................................................................................40 3.7.Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ......................................................................................42 3.8.Ảnh hưởng của số lần chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long...................................................................................................45 - iii 3.9.Đề xuất quy trình tách chiết chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long..............47 KẾT LUẬN ...............................................................................................................51 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ...................................................................................................52 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................53 PHẦN PHỤ LỤC - iv - DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MĐC: Mẫu đối chứng UV – Vis (Ultraviolet – Visite): Tử ngoại-khả kiến v/v (Volume/volume): thể tích/thể tích v/w (Volume/weight): thể tích/khối lượng TN: Thí nghiệm DMôi: Dung môi N.Liệu: Nguyên liệu -v- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần sinh hóa của quả thanh long trong 100g phần ăn được ..............4 Bảng 3.1. Thành phần khối lượng của quả thanh long................................................31 Bảng 3.2. Hàm lượng nước, betacyanin và Vitamin C trong vỏ quả thanh long trình bày ở bảng 3.2. ..................................................................................................32 Bảng 3.3. Kết quả xác định hàm lượng betacyanin trong 2 lần chiết của dịch chiết từ vỏ quả thanh long. .................................................................................................50 - vi - DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Hình ảnh cây thanh long..............................................................................5 Hình 1.2. Hình ảnh các loại quả thanh long................................................................6 Hình 1.3. Nguồn chứa nhiều betaxanthin ...................................................................10 Hình 1.4. Nguồn chứa nhiều betacyanin.....................................................................10 Hình 1.5. Cấu trúc phân tử acid betalamic và vài betacyanin thường gặp ...................11 Hình 1.6. Thực phẩm chứa Vitamin E và công thức cấu tạo của Vitamin E ...............14 Hình 1.7. Công thức cấu tạo của vitamin C ................................................................15 Hình 2.1. Hình ảnh của nguyên liệu vỏ quả thanh long sau khi xử lý ........................17 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết chất chống oxy hóa từ vỏ quả ...............18 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long. ....................................20 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ dung môi chiết chất có khả năng chống oxy hóa cao nhất .....................................................................................22 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ....23 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ..............................25 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long .....................................26 Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định số lần chiết chất cho dịch chiết còn hoạt tính chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long ............................................................28 Hình 3.1. Dịch chiết từ vỏ quả thanh long bằng ethanol, methanol, nước cất. ............33 Hình 3.2. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH của các dịch chiết từ vỏ quả thanh long ............................................................................34 Hình 3.3. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến tổng năng lực khử của các dịch chiết từ vỏ quả thanh long..........................................................................................34 Hình 3.4. Dịch chiết từ vỏ quả thanh long với các nồng độ dung môi khác nhau........36 Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ vỏ quả thanh long. .................................................................................36 - vii Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến tổng năng lực khử của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ..................................................................................................37 Hình 3.7. Dịch chiết từ vỏ quả thanh long với các tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (v/w) khác nhau .........................................................................................................38 Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ vỏ quả thanh long .................................................................38 Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (v/w) đến tổng năng lực khử của dịch chiết từ vỏ quả thanh long.....................................................................39 Hình 3.10. Dịch chiết từ vỏ quả thanh long với các thời gian ngâm chiết ...................40 Hình 3.11. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ..................................................................................41 Hình 3.12. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến tổng năng lực khử của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ..................................................................................................41 Hình 3.13. Dịch chiết từ vỏ quả thanh long ở các nhiệt độ khác nhau ........................43 Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ..................................................................................43 Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến tổng năng lực khử của dịch chiết từ vỏ quả thanh long. .....................................................................................................44 Hình 3.16. Dịch chiết của vỏ quả thanh long với các lần chiết khác nhau...................45 Hình 3.17. Ảnh hưởng của số lần chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ..................................................................................46 Hình 3.18. Ảnh hưởng của số lần chiết đến tổng năng lực khử của dịch chiết từ vỏ quả thanh long ......................................................................................................46 Hình 3.19. Sơ đồ quy trình tách chiết chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long.........48 Hình 3.20. Sản phẩm dịch chiết chất chống oxy hóa thu được từ vỏ quả ....................49 -1- MỞ ĐẦU 1. Lý do thực hiện đề tài. Ngày nay khi xã hội đang tiến dần vào hội nhập nền kinh tế thị trường, đời sống con người ngày càng tăng cao kéo theo những yêu cầu cao hơn lúc trước. Cụ thể là trong yêu cầu sử dụng thực phẩm, ngày nay thực phẩm không chỉ đơn thuần đáp ứng nhu cầu ăn uống hằng ngày mà còn phải có khả năng chữa bệnh, làm đẹp hoặc một số chức năng khác… Đặc biệt là các hợp chất chiết xuất từ tự nhiên do nó có những ưu điểm nhất định đáp ứng được yêu cầu của con người. Hiện nay, các bệnh như ung thư, tim mạch, đau khớp, sự lão hóa sớm, đục thủy tinh thể… xuất hiện ngày càng nhiều. Vì vậy, nhu cầu sử dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ tự nhiên như các loại vitamin C, vitamin E, lycopene, betacyanin, betacarotene… ngày càng cao. Trong những năm gần đây, bên cạnh các loại đặc sản được người tiêu dùng trong và ngoài nước biết đến từ lâu như cà phê Đaklak, bưởi Phúc Trạch, nước mắm Phú Quốc, vải thiều Lục Ngạn, thì quả thanh long Bình Thuận cũng đã trở thành một trong những mặt hàng được nhà nước bảo hộ nhãn hiệu độc quyền trên phạm vi cả nước và trên thế giới. Hiện nay, Việt Nam là một trong bốn quốc gia có sản lượng thanh long nhiều nhất thế giới. Mà phần lớn là ở Bình Thuận, tổng sản lượng thanh long đạt trên 300 nghìn tấn/năm với diện tích trồng thanh long lên đến gần 13.400 hecta. Lượng thanh long phần lớn được xuất khẩu để cung ứng cho các thị trường châu Á, châu Âu. Ngoài việc xuất khẩu quả thanh long tươi, thanh long cấp đông (Nhật), hiện nay tỉnh Bình Thuận đang xây dựng một dự án sản xuất thanh long đóng hộp xuất khẩu với công suất khoảng 7000 tấn/năm. Khi dây chuyền đi vào hoạt động sẽ thải ra một khối lượng lớn vỏ quả thanh long (trên 2000 tấn/năm). Nếu không được xử lý hay tận dụng, lượng phế thải này không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn là một sự lãng phí rất lớn vì vỏ quả thanh long chính là một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên quý giá, đặc biệt là chứa hàm lượng betacyanin cao có thể ứng dụng trong công nghiệp màu thực phẩm nói chung và trong bảo quản thực phẩm nói riêng. Xuất phát từ điều kiện thực tế trên cùng với sự hướng dẫn của T.S Huỳnh Nguyễn Duy Bảo em đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tách chiết và khảo sát hoạt -2tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long” nhằm tìm ra điều kiện chiết chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long hiệu quả nhất, từ đó mở ra hướng đi mới sau này trong việc ứng dụng để bảo quản thực phẩm. 2. Mục đích và ý nghĩa của đề tài  Mục đích đề tài: - Nghiên cứu các điều kiện (dung môi, thời gian, nhiệt độ…) ảnh hưởng đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả thanh long. - Đề xuất quy trình tách chiết chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long.  Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn: - Là cơ sở cho việc áp dụng vào việc nghiên cứu tách chiết các chất chống oxy hóa từ các phế liệu nông sản. - Thành công của đề tài sẽ tạo ra chất chống oxy hóa đem ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Trong quá trình thực hiện đề tài này mặc dù đã cố gắng hết mình, tìm hiểu kỹ song do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học và do kiến thức còn hạn chế, cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót kính mong sự chỉ bảo của quý thầy cô cũng như sự góp ý kiến của các bạn sinh viên để đề tài có thể được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn! -3- Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ THANH LONG 1.1.1. Tên gọi Tên Việt Nam: Thanh long Họ: Xương rồng (Cactaceae) Tên tiếng Anh: Pitaya (hay Pitahaya, Dragon fruit) Tên khoa học: Hylocereus spp. 1.1.2. Đặc điểm hình thái - sinh trưởng Đặc điểm hình thái: - Thanh long thuộc loại thân leo trườn, dài đến 10m, phân nhánh nhiều, bám vào các giá thể nhờ rễ phụ rất phát triển. - Thân và cành đều màu xanh lục, có 3 cạnh dẹp, mép có gai nhỏ, ngắn (2 – 4 gai ở mỗi mắt thân). - Hoa rất to, mọc đơn độc trên cành, đường kính có thể đến 30cm, màu trắng hay trắng ngà. Hoa có nhiều lá đìa và cánh, dính với nhau tạo thành ống. Hoa có rất nhiều nhị. - Trái màu đỏ tươi, hồng hay vàng vàng, mọng nước, có nhiều gai mềm do những lá hoa còn lại, đường kính khoảng 10cm. Vỏ trái rất dễ bóc. Phần thịt màu trắng hồng chứa nhiều hạt nhỏ li ti màu đen. Đặc điểm sinh trưởng: Thanh long là loại cây thuộc họ xương rồng, chịu nắng hạn, dễ trồng. Một số địa phương trong nước cũng trồng loại cây này nhưng xem ra thanh long phù hợp hơn cả với vùng đất Bình Thuận. Vào độ cuối tháng 3 Âm lịch hằng năm, thanh long ra hoa, đến tháng 5, những cây ra hoa sớm đã có quả chín và kéo dài đến cuối tháng 8. Thanh long ra hoa đồng loạt theo từng lứa, sau khi thụ phấn sẽ hình thành trái. Trong vòng 10 ngày đầu, trái phát triển chậm sau đó tăng rất nhanh về kích thước và trọng lượng. Trong 2 giai đoạn 16 ÷ 18 ngày và 28 ÷ 34 ngày sau khi hoa nở, sự gia tăng trọng lượng và đường kính của trái rất nhanh và đặc biệt là giai đoạn sau nên nông dân có tập quán giữ trái trên cây để trái có trọng lượng cao hơn. Nếu trong giai đoạn này tưới nước nhiều quá hoặc gặp trời mưa lớn sẽ gây hiện tượng nứt quả. Trong -4khi chín độ cứng của trái giảm hẳn. Đặc biêt giảm rất nhanh từ ngày thứ 16 đến ngày thứ 25 sau khi hoa nở và sau đó độ cứng tiếp tục giảm nhưng chậm hơn. Theo sự phân nhóm trái cây theo cường độ hô hấp thì thanh long là loại trái cây có cường độ hô hấp thấp khi chín (70 ÷ 100 mg CO2/kg/giờ). Cường độ hô hấp của trái cao khi còn xanh và giảm dần khi chín. Với đặc điểm như vậy thì trong điều kiện thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm và phòng trừ nấm bệnh sau thu hoạch tốt, thanh long có thể bảo quản trong 40 ngày. Ngoài ra, thanh long thuộc nhóm trái không có đỉnh hô hấp khi chín. Vì vậy, khác với các loại trái cây khác như chuối, xoài có thể hái trái khi còn xanh và sau đó ủ chín thì thanh long phải thu hoạch đúng lúc trái chín; khi đó sẽ cho chất lượng trái tốt hơn. Độ chua của trái giảm rất nhanh từ ngày thứ 22 đến ngày 28 sau khi nở hoa và tiếp tục giảm nhưng không đáng kể (từ 1,5% xuống 0,04% ). Độ Brix tăng từ ngày thứ 25 (12%) sau khi hoa nở và cao nhất ở ngày ở ngày thứ 28 và ngày thứ 43 (14% ). Để tiêu thụ thị trường trong nước, nông dân thích để trái trên cây lâu hơn vì người tiêu dùng thích trái có vị ngọt hơn. Bảng 1.1. Thành phần sinh hóa của quả thanh long trong 100g phần ăn được Thành phần Hàm lượng Hàm lượng chất khô (g) 13 Đường khử (g) 6,1 Đường tổng số (g) 11,5 Acid hữu cơ (g) 0,13 Protein (g) 0,53 K (mg) 212,2 P2O5 (mg) 8,3 Ca (mg) 134,5 Mg (mg) 60,4 Vitamin C (mg) 9,4 Xơ (g) 0,71 -5Trong giai đoạn 16 ÷ 22 ngày sau khi nở hoa, sự chuyển màu xảy ra chậm nhưng bắt đầu ngày thứ 22 màu đỏ bắt đầu xuất hiện, đỏ hoàn toàn vào ngày thứ 25 và sau đó đỏ sậm vào ngày thứ 31. Quả thanh long hình bầu dục có nhiều tai lá xanh (do phiến hoa còn lại), đầu quả hõm sâu tạo thành “hốc mũi”. Khi còn non vỏ quả màu xanh, lúc chín chuyển qua đỏ tím rồi đỏ đậm. Quả chứa rất nhiều hạt giống như hạt vừng đen nằm lẫn lộn trong ruột, thành phần chủ yếu là celluloza, khi ăn vào không tiêu hóa. Khi bổ quả có mùi thơm dịu. Quả có thể chế biến thành nước uống hỗn hợp. Hoa thanh long có thể ăn được hoặc ngâm vào nước để uống giống trà. Hình 1.1. Hình ảnh cây thanh long 1.1.3. Phân loại thanh long Thanh long có các loại sau: - Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus: có ruột trắng với vỏ hồng hay đỏ. Loại này được trồng rộng rãi ở các tỉnh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang… - Hylocereus polyrhizus (hay Hylocereus costaricensis) thuộc chi Hylocereus: có ruột đỏ với vỏ hồng hay đỏ. Loại này được lai tạo từ giống thanh long ruột trắng Bình Thuận với giống ruột đỏ nhập từ Colombia. - Selenicereus megalanthus thuộc chi Selenicereus: Có ruột trắng với vỏ vàng. -6- Thanh long ruột trắng vỏ hồng Thanh long ruột hồng vỏ hồng Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ Thanh long ruột trắng vỏ vàng Hình 1.2. Hình ảnh các loại quả thanh long 1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam và trên thế giới Việt Nam được đánh giá là một trong bốn quốc gia có trái thanh long nhiều nhất thế giới. Hiện nay ở nước ta có hai vùng trồng thanh long xuất khẩu chính của cả nước là Chợ Gạo (Tiền Giang) và Bình Thuận, trong đó Bình Thuận là tỉnh đứng đầu cả nước về trái thanh long cả về sản lượng, diện tích, năng suất và chất lượng. Tổng diện tích trồng thanh long của hai vùng này là 14 nghìn hecta, chiếm trên 90% tổng diện tích cả nước. -7Toàn tỉnh có trên 228 cơ sở thu mua, tiêu thụ và xuất khẩu thanh long, trong đó có 11 doanh nghiệp xuất khẩu. Có 4 đơn vị được cấp chứng chỉ sản xuất thanh long theo tiêu chuẩn EurepGAP. Hiện nay, có 6 cơ sở đạt tiêu chuẩn xuất khẩu sang Mỹ: - Hợp tác xã thanh long Hàm Minh. - Công ty TNHH thanh long Hoàng Hậu. - Công ty TNHH Bảo Thanh. - Công ty SADACO. - Công ty TNHH Phương Giảng. - Công ty TNHH Phúc Duyên Trước đây được trồng chủ yếu ở Bình Thuận (Phan Thiết), Ninh Thuận, Buôn Ma Thuột, Long An. Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước nhà, đời sống của nhân dân được nâng cao, thị trường tiêu thụ trong và ngoài nước được mở rộng, thanh long trở thành loại trái cây mới, có giá trị và có hiệu quả kinh tế và kim ngạch xuất khẩu ổn định. Thanh long là một trong 40 mặt hàng xuất khẩu lợi thế của quốc gia đã được Chính Phủ phê duyệt. Do đặc điểm khí hậu thuận lợi, thanh long ở Bình Thuận đạt năng suất tới 25 tấn/hecta. Chỉ tính riêng Bình Thuận, năm 2010 tổng sản lượng thanh long đạt 300 nghìn tấn, trong đó xuất khẩu đạt 23 nghìn tấn thu về kim ngạch gần 14 triệu USD. Hiện nay, Bình Thuận đã phát triển diện tích trồng thanh long lên đến gần 13400 hecta. Từ năm 1988 – 1990, nhiều người tiêu dùng ưa chuộng, thanh long bắt đầu phát triển mạnh ở Phan Thiết, Nha Trang, Long An, Tiền Giang. Từ năm 1989, thanh long bắt đầu xuất khẩu. Năm 1990, thanh long xuất khẩu sang các nước Đài Loan, Malaysia, Indonesia, Singapore. Xu thế chung của thế giới hiện nay là bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm. Năm 2009, Bình Thuận phát động phong trào sản xuất thanh long theo tiêu chuẩn VietGAP. Có hơn 5.000 hộ nông dân, diện tích gần 4.000 ha sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP. Hiện nay, 800 ha diện tích trồng thanh long đạt tiêu chuẩn VietGAP. Kế hoạch phát triển thanh long theo hướng an toàn, cụ thể là: Năm 2012 có 90% diện tích thanh long VietGAP, năm 2013 có 100% diện tích thanh long trên địa bàn tỉnh được cấp chứng nhận VietGAP. Dự tính đến năm 2015 thì diện tích trồng thanh long khoảng 15.000 ha với sản lượng là: 392.400 tấn. -8Thanh long Việt Nam (chủ yếu Bình Thuận) hiện được tiêu thụ chủ yếu tại thị trường châu Á (trên 80%). Nhiều nhất là Đài Loan, Trung Quốc, kế tiếp là Hồng Kông, Thái Lan, Malaysia, Singapore, Nhật Bản. Thị trường châu Âu mặc dù mới thâm nhập (khoảng 15 – 17%), nhưng có triển vọng phát triển chủ yếu là Hà Lan, Pháp, Đức, Anh. Để tăng cường mở rộng cũng như thâm nhập vào nhiều thị trường hơn nữa thì Việt Nam đã xây dựng dự án GAP. Dự án thanh long GAP đang được hợp tác với các hộ trồng, nhà xuất khẩu và các cơ quan nhà nước nỗ lực đạt chứng nhận EuroGAP và xây dựng chiến lược quảng bá để đẩy mạnh xuất khẩu cũng như củng cố thương hiệu thanh long chất lượng cao của Việt Nam. Bên cạnh việc xuất khẩu quả thanh long tươi, thanh long cấp đông, tỉnh Bình Thuận đang xây dựng một dự án sản xuất thanh long đóng hộp xuất khẩu với công suất khoảng 7.000 tấn/năm. Khi dây chuyền đi vào hoạt động sẽ thải ra một khối lượng đáng kể vỏ quả thanh long (trên 2.000 tấn/năm), đồng nghĩa với việc thải bỏ một nguồn lớn chất chống oxy hóa từ vỏ quả thanh long. Vì vậy, song song với việc phát triển các sản phẩm chế biến từ thanh long, thì vấn đề nghiên cứu tách chiết chất chống oxy hóa có trong vỏ quả thanh long là nhằm giải quyết lượng phế thải và đem ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm là rất cần thiết và thiết thực với hiện nay. 1.2. TỔNG QUAN VỀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG RAU QUẢ 1.2.1. Giới thiệu chất chống oxy hóa Chất oxy hoá còn gọi là các gốc tự do sinh ra từ quá trình chuyển hóa trong cơ thể và gây hại cho các tế bào. Chất chống oxy hóa là một loại hóa chất giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa các chất khác. Chất chống oxy hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy hóa chính chúng. Chất chống oxy hoá là chất ngăn cản sự oxy hóa do oxy nguyên tử. Đó là phản ứng của hợp chất hữu cơ với oxy trong điều kiện bình thường ở hệ tiêu hóa. Các chất hữu cơ thông thường có trong thực phẩm như acid béo không bão hòa, các loại rượu, các hợp chất phenol, amin. Các chất đó vào trong hệ tiêu hóa sẽ diễn ra quá trình oxy hóa để thành những chất có thể hấp thụ được. Trong đó sự oxy hóa các chất béo không bão hòa là được chú ý nhất. Vì khi chất béo không bão hòa gặp oxy xảy ra phản ứng chuỗi dẫn đến tạo ra các gốc tự do và các sản phẩm bị oxy hóa không ổn định dưới tác dụng của enzyme và nhiệt độ cao. -9Thông thường, hệ thống các chất chống oxy hóa có sẵn trong cơ thể sẽ trung hòa, vô hiệu hóa các gốc tự do này, giúp “thanh lọc” cơ thể. Đó là betacyanin (có nhiều trong củ cải đường, vỏ quả thanh long, các loại hoa có màu đỏ…), betacarotene, các vitamin C, E, kẽm, selen… Tuy nhiên, khi các gốc tự do sinh ra quá nhiều và hệ thống chất chống oxy hóa bị suy yếu thì cơ thể bị nguy hại. Trong trường hợp này, cơ thể cần được bổ sung các chất chống oxy hóa để phòng bệnh, chống lão hóa và tăng cường sức đề kháng. Theo các nhà khoa học chính các gốc tự do này là nguyên nhân gây ra sự lão hóa và ảnh hưởng đến quá trình lão hóa (sự già sinh học). Chất chống oxy hóa trong cơ thể con người lại giảm dần theo tuổi tác nên rất cần phải đưa vào cơ thể các chất chống oxy hóa. Các chất chống oxy hóa nói trên có nhiều trong quả tươi như cam, quýt, chanh, dứa, bí ngô, nho, dâu tây… và các loại rau như: cà rốt, súp lơ, cà chua, bông cải xanh… và trong các loại gia vị như hành, tỏi, gừng, nghệ… Các loại gia vị có 2 tác dụng vừa khử mùi vị không tốt của thực phẩm do bị oxy hóa vừa có tác dụng ngăn chặn quá trình oxy hóa làm mùi vị rau quả bị biến đổi. Các hợp chất phenol thì lại có nhiều trong hành, tỏi, trà chúng làm cản trở sự oxy hóa và tạo peroxide, các chất béo, nên uống trà thường xuyên, ăn hành, tỏi sẽ làm giảm nguy cơ bị bệnh tim mạch, xơ cứng động mạch… Đây là những chất chống oxy hóa tự nhiên tốt nhất của thiên nhiên có thể cung cấp cho cơ thể của bạn. Ngoài danh sách trên, cà rốt, rau bina và ngũ cốc cũng là những nguồn chất chống oxy hóa rất lớn mà làm cho bữa ăn hàng ngày của bạn đa dạng và đầy đủ các vitamin hơn, giúp bạn phát triển một lối sống, một phong cách ăn thật lành mạnh. Đối với cơ thể con người việc ngăn chặn sự oxy hóa không chỉ làm chậm quá trình lão hóa mà còn ngăn ngừa các bệnh hiểm nghèo như ung thư, xơ cứng động mạch, bệnh đường hô hấp, tiêu hóa, tim mạch, tiểu đường, bệnh béo phì, bệnh thoái hoá, các bệnh về mắt hay do suy giảm hệ miễn dịch. Việc ăn thiếu thực phẩm chứa chất oxy hoá cũng có thể làm cho số lượng các gốc tự do tăng lên. Chính vì vậy, theo quan điểm hiện nay muốn cơ thể khỏe mạnh cần bổ sung nhiều chất chống oxy hóa từ tự nhiên hơn nữa. - 10 1.2.2. Một số chất chống oxy hóa điển hình.  Betalain là tên gọi chung của một số sắc tố tự nhiên tan trong nước, có màu từ vàng tươi đến da cam, đỏ tươi, đỏ sẫm, hồng cho đến màu đỏ- tím trong hoa, quả, lá và củ của nhiều loại thực vật khác nhau (hoa xương rồng, vỏ quả thanh long, hoa giấy, rau và củ dền…). Betalain bao gồm 2 nhóm sắc tố chính:  Betaxanthin: là nhóm sắc tố betalain có màu vàng – cam. Có nhiều trong các loại hoa, quả có màu vàng hoặc vỏ quả màu vàng, màu cam như: thanh long vỏ vàng, hoa màu vàng... (Hình 1.4) Hình 1.3. Nguồn chứa nhiều betaxanthin  Betacyanin: Là nhóm sắc tố betalain có màu đỏ - đỏ tím. Có nhiều trong các loại hoa, quả, củ, vỏ quả có màu đỏ, tím, đỏ tím…(Hình 1.5) Hình 1.4. Nguồn chứa nhiều betacyanin Tùy thuộc tỷ lệ giữa 2 nhóm sắc tố này mà các bộ phận thực vật sẽ có màu vàng chanh, vàng cam, cam, đỏ, đỏ tím hay tím đỏ đặc trưng. - 11 Các betalain có thể xem là dẫn xuất của acid betalamic, trong đó đầu dihydropyridin được gắn với một nhóm chức chứa Nitơ thông qua nhóm chức vinyl (Miller và cộng sự., 1968) (Hình 1.5). Hình 1.5. Cấu trúc phân tử acid betalamic và vài betacyanin thường gặp Betacyanin đơn giản nhất là betanidin được cấu tạo từ một đơn vị phân tử acid betalamic liên kết với một phân tử cyclo-DOPA (Wyler và Dreiding, 1961) (Hình 1.5) Đa số các betacyanin khác được tạo thành do phản ứng glucosyl hóa một trong hai nhóm chức – OH tự do của vòng cyclo-DOPA của betanidin, trong đó thường gặp nhất là sự glucosyl hóa ở vị trí 5. Dẫn xuất betacyanin quan trọng và thường gặp nhất trong tự nhiên là betacyanin (tức betanidin-5-O-β-glycosidase, có công thức phân tử C24H26N2O13 và khối lượng mol M = 551,48). Tính chất vật lý và hóa học của betacyanin: Sự tồn tại của hệ thống 6 nối đôi liên hợp trong betacyanin dẫn đến những tính chất lý – hóa đặc trưng của hợp chất này.  Sự hấp thụ ánh sáng và màu sắc: Các phân tử betacyanin có khả năng hấp thụ bức xạ khả kiến trong vùng từ 534 – 554 nm, tạo nên màu đỏ đến đỏ - tím.  Tính tan: Do phân tử chứa nhiều nhóm chức phân cực (- OH, - COOH, -NH), các sắc tố betacyanin đều dễ tan trong nước hay dung dịch ethanol - nước...  Tính không bền: - Ảnh hưởng của pH: Các betacyanin kém bền trong môi trường kiềm hay môi trường có hoạt độ nước cao do bị thủy phân thành acid betalamic (có màu vàng) và amin (không màu). Acid betalamic hình thành có thể tiếp tục bị phân hủy và mất màu. - 12 - Ảnh hưởng của ánh sáng, nhiệt độ, oxy không khí, độ ẩm: Betacyanin bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phân hủy càng mạnh. Do đó, betacyanin thường chỉ dùng để tạo màu cho các thực phẩm bảo quản lạnh như kem, sữa chua, thức uống từ sữa… (Pasch và ctv., 1975). Betacyanin cũng rất dễ bị oxy hóa khi có mặt trong các sản phẩm có hàm lượng nước cao hoặc các ion kim loại (Ví dụ: Fe hay Cu). Các chất chống oxy hóa như acid ascorbic và việc bao gói các sản phẩm có chứa betacyanin một cách thích hợp có thể làm chậm quá trình này lại. Tuy nhiên, betacyanin không bị biến đổi khi thanh trùng sản phẩm có chứa hàm lượng đường cao. Chức năng sinh học và ứng dụng:  Tác dụng tạo màu: Như đã biết, các betalain/betacyanin mang lại sự đa dạng, phong phú về màu sắc cho hoa của nhiều loài thực vật. Nhờ vậy, tạo nên sức hấp dẫn đối với các loại côn trùng, giúp cho quá trình thụ phấn và phát tán hạt của thực vật được dễ dàng (Clement và Mabry., 1996). Nhờ có màu rất đẹp, các betalain được dùng làm chất màu trong công nghiệp thực phẩm. Ở vùng Trung và Nam Mỹ người dân địa phương từ lâu đã sử dụng dịch chiết từ quả thanh long màu đỏ tím (Hylocereus polyrhizus) làm chất tạo màu cho thương phẩm (Stintzing và ctv., 2002). Đặc biệt, betacyanin (chất màu có mã số (E162) được ứng để tạo màu cho nhiều loại thực phẩm khác như thịt, xúc xích, thịt muối, kem lạnh, yaourt, các loại nước giải khát, các loại mứt, kẹo, các sản phẩm từ cà chua… Trong quá trình bảo quản, thành phần betalain/betacyanin trong các dịch chiết sẽ dần dần bị phân hủy do ảnh hưởng của pH, nhiệt độ và hoạt độ nước. Betacyanin bị phân hủy khá chậm khi bảo quản lạnh (≤ 4oC). Nên chỉ sử dụng betacyanin để tạo màu cho các thực phẩm bảo quản lạnh (kem, bơ, phomat, sữa chua, các đồ uống lạnh… Với các thực phẩm chứa chất màu betalain dần dần bị phai màu hay mất màu tùy theo điều kiện bảo quản. Nhờ vào đó, các betalain/betacyanin có thể được thêm vào thực phẩm hay dược phẩm để làm chỉ thị màu cho biết độ tươi hay độ mới của các sản phẩm này. Khi màu của betalain bị chuyển thành màu nâu hay mất màu có nghĩa là các sản phẩm trên được bảo quản không đúng cách và chất lượng đã bị biến đổi.