BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
VÕ THỊ KIM LAI
NGHIÊN CỨU THU NHẬN POLYSACCHARIDE
CHIẾT TỪ HẠT NHÃN (Dimocarpus longan) VÀ
ỨNG DỤNG ĐỂ BẢO QUẢN CÀ CHUA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Nha Trang, tháng 7 năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
VÕ THỊ KIM LAI
NGHIÊN CỨU THU NHẬN POLYSACCHARIDE
CHIẾT TỪ HẠT NHÃN (Dimocarpus longan) VÀ
ỨNG DỤNG ĐỂ BẢO QUẢN CÀ CHUA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
GVHD: ThS. BÙI TRẦN NỮ THANH VIỆT
Nha Trang, tháng 7 năm 2016
i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường
Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, Phòng thí nghiệm Công
nghệ cao, Phòng thí nghiệm Hóa sinh-Vi sinh…đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Cô Bùi Trần Nữ Thanh Việt đã hướng dẫn, chỉ
bảo em tận tình trong suốt thời gian nghiên cứu, giúp em hoàn thành luận văn một cách tốt
nhất.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Trường
Đại Học Nha Trang đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian học tập
tại trường. Đặc biệt các thầy cô phòng thí nghiệm Công nghệ cao, phòng thí nghiệm Hóa
sinh,Vi sinh đã giúp đỡ, tạo điều kiện để luận văn được hoàn thành.
Cuối cùng xin chân thành cảm ơn cha mẹ, gia đình, bạn bè, những người luôn cổ vũ
động viên em về vật chất và tinh thần giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập.
Nha Trang, ngày tháng 07 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Võ Thị Kim Lai
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
MỤC LỤC............................................................................................................................. ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................. viii
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÃN .............................................................................................. 3
1.1.1 Nguồn gốc – Đặc điểm thực vật: ................................................................................. 3
1.1.2 Thành phần hóa học, công dụng trị bệnh và giá trị thực phẩm của nhãn: .................. 5
1.1.3 Các nghiên cứu về hạt nhãn......................................................................................... 7
1.1.3.1 Nghiên cứu trong nước ............................................................................................. 7
1.1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước............................................................................................. 7
1.2 TỔNG QUAN VỀ POLYSACCHARIDE ..................................................................... 7
1.2.1 Giới thiệu về polysaccharide ....................................................................................... 7
1.2.2 Một số ứng dụng .......................................................................................................... 9
1.3 TỔNG QUAN VỀ CÀ CHUA ..................................................................................... 11
1.3.1 Đặc điểm và hình thái của cà chua ............................................................................ 11
1.3.2 Vai trò của cà chua .................................................................................................... 14
1.3.3 Quá trình chín trong cà chua ..................................................................................... 15
1.3.4 Một số biến đổi sau thu hoạch của quả cà chua ........................................................ 15
1.3.4.1 Biến đổi vật lý ......................................................................................................... 15
1.3.4.2 Biến đổi hoá học ..................................................................................................... 17
1.3.4.3 Biến đổi sinh hoá .................................................................................................... 17
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN RAU QUẢ TƯƠI ............................................ 19
1.4.1 Bảo quản lạnh ............................................................................................................ 19
1.4.2 Bảo quản bằng hóa chất ............................................................................................. 19
1.4.3 Bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển ..................................... 20
iii
1.4.3.1 Bảo quản trong môi trường có kiểm soát khí quyển (CA-Controlled atmosphere)
............................................................................................................................................. 20
1.4.3.2 Bảo quản quả tươi trong môi trường khí quyển cải biến (MA-Modified atmosphere)
............................................................................................................................................. 20
1.4.4 Bảo quản bằng màng ăn được ................................................................................... 21
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 24
2.1 VẬT LIỆU VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ............................................................... 24
2.1.1 Nguyên liệu hạt nhãn ................................................................................................. 24
2.1.2 Nguyên liệu cà chua................................................................................................... 24
2.1.3 Địa điểm ..................................................................................................................... 25
2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG ...................................................................... 25
2.2.1 Hóa chất ..................................................................................................................... 25
2.2.2 Thiết bị ....................................................................................................................... 25
2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................ 26
2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu ....................................................................................................... 26
2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của điều kiện chiết đến hiệu suất thu hồi
polysaccharide từ hạt nhãn ................................................................................................. 28
2.3.2.1 Thí nghiệm khảo sát 1: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ
hạt nhãn ............................................................................................................................... 29
2.3.2.2 Thí nghiệm khảo sát 2: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thu hồi polysaccharide
từ hạt nhãn ........................................................................................................................... 30
2.3.2.3 Thí nghiệm khảo sát 3: Ảnh hưởng tỷ lệ nước/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi
polysaccharide từ hạt nhãn ................................................................................................. 31
2.3.2.4 Thí nghiệm mô hình hóa quá trình chiết polysaccharide từ hạt nhãn.................... 32
2.4 Bố trí thí nghiệm ứng dụng polysaccharide chiết từ hạt nhãn trong bảo quản cà chua33
2.4.1 Phương pháp phân tích .............................................................................................. 35
2.4.1.1 Xác định hàm ẩm .................................................................................................... 35
2.4.1.2 Xác định hàm lượng tro .......................................................................................... 35
2.4.1.3 Khả năng hòa tan .................................................................................................... 36
2.4.1.4 Độ nhớt biểu kiến ................................................................................................... 36
iv
2.4.1.5 Xác định khử gốc tự do DPPH ............................................................................... 36
2.4.1.6 Xác định hàm lượng protein ................................................................................... 38
2.4.1.7 Xác đinh tỷ lệ hao hụt khối lượng .......................................................................... 39
2.4.1.8 Xác định sự thay đổi màu sắc vỏ quả ..................................................................... 40
2.4.1.9 Xác định độ cứng quả cà chua................................................................................ 40
2.4.1.10 Xác định hàm lượng đường tổng số (chất khô hòa tan)....................................... 40
2.4.1.11 Xác định hàm lượng acid tổng số ......................................................................... 40
2.4.2 Phương pháp xử lí số liệu .......................................................................................... 41
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 42
3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHIẾT ĐẾN HIỆU SUẤT
THU HỒI POLYSACCHARIDE TỪ HẠT NHÃN .......................................................... 42
3.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ hạt nhãn.................... 42
3.1.2 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ hạt nhãn .................. 44
3.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ hạt nhãn
............................................................................................................................................. 46
3.2 Mô hình hóa quá trình chiết polysaccharide từ hạt nhãn ............................................. 47
3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT LÍ HÓA CỦA POLYSACCHARIDE CHIẾT TỪ
HẠT NHÃN ........................................................................................................................ 53
3.3.1 Tính chất cơ lí ............................................................................................................ 53
3.3.2 Khả năng khử gốc tự do DPPH ................................................................................. 55
3.4 ỨNG DỤNG POLYSACCHARIDE TRONG BẢO QUẢN CÀ CHUA ................... 56
3.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ dung dịch polysaccharide đến chỉ tiêu lí hóa của cà
chua trong thời gian bảo quản ở điều kiện thường:............................................................ 56
3.4.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến mức hao hụt trọng lượng của
cà chua trong quá trình bảo quản ........................................................................................ 56
3.4.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự thay đổi màu sắc của quả trong quá
trình bảo quản...................................................................................................................... 58
3.4.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến độ cứng quả trong quá trình bảo quản
............................................................................................................................................. 61
v
3.4.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự biến thiên hàm lượng đường tổng
số (TSS) của quả trong quá trình bảo quản: ....................................................................... 63
3.4.1.5 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự biến thiên hàm lượng acid của quả
cà chua trong quá trình bảo quản:....................................................................................... 65
3.4.1.6 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến khả năng khử gốc tự do DPPH của quả
cà chua trong quá trình bảo quản:....................................................................................... 66
3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ polysaccharide đến chỉ tiêu lí hóa của cà chua trong
thời gian bảo quản ở điều kiện lạnh: .................................................................................. 69
3.4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến mức hao hụt trọng lượngcủa cà chua
trong quá trình bảo quản ..................................................................................................... 69
3.4.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự thay đổi màu sắc của quả trong quá
trình bảo quản...................................................................................................................... 70
3.4.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến độ cứng quả trong quá trình bảo quản
............................................................................................................................................. 73
3.4.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự biến thiên hàm lượng đường tổng
số (TSS) của quả trong quá trình bảo quản: ....................................................................... 74
3.4.2.5 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự biến thiên hàm lượng acid của quả
cà chua trong quá trình bảo quản:....................................................................................... 75
3.4.2.6 Ảnh hưởng của nồng độ polysaccharide đến sự biến thiên khả năng khử gốc tự do
DPPH của quả cà chua trong quá trình bảo quản:.............................................................. 76
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 78
4.1 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 78
4.2 KIẾN NGHỊ .................................................................................................................. 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 79
PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 83
vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BSA
Bovine serum albumin
CA
Controlled atmosphere
CMC
Carboxyl Methyl Cellulose
DPPH
2,2 - diphenyl - 1 –picrylhydrazyl
DX8.01
Design Expert 8.01
ĐC
Mẫu đối chứng
MA
Modified atmosphere
MC
Methyl Cellulose
PE
Polyethylen
TSS
Hàm lượng đường tổng số
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các nước sản xuất nhãn lớn nhất trên thế giới ..............................................3
Bảng 1.2 Phân bố sản xuất nhãn trong nước ..................................................................4
Bảng 1.3 Các giống nhãn tiêu biểu trồng tại Việt Nam .................................................5
Bảng 1.4 Ứng dụng của polysaccharide .........................................................................9
Bảng 1.5 Thành phần hóa học của quả cà chua ...........................................................12
Bảng 3.1 Các biến số của ma trận ................................................................................47
Bảng 3.2. Ma trận thực nghiệm ....................................................................................48
Bảng 3.3. Ma trận kết quả .............................................................................................49
Bảng 3.4. Các hệ số của mô hình hiệu suất thu hồi polysaccharide ............................50
Bảng 3.5 Kết quả phân tích sự phù hợp của mô hình với thực nghiệm .....................51
Bảng 3.6 Khả năng hòa tan của polysaccharide thu được từ hạt nhãn và của guar gum.
.......................................................................................................................................54
Bảng 3.7 Độ nhớt của polysaccharide chiết từ hạt nhãn, gum Arabic, Locust bean gum
(LBG), galactomannan chiết từ G. triacanthos và S. japonica (tỷ lệ 1%, tiến hành đo ở
250C). ...........................................................................................................................54
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Nhãn lồng ........................................................................................................ 3
Hình 1.2 Cà chua............................................................................................................ 11
Hình 2.1 Quy trình xử lí và bảo quản nguyên liệu hạt nhãn ........................................ 24
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ................................................................... 27
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu quả chiết
polysaccharide từ hạt nhãn ............................................................................................ 29
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi
polysaccharide từ hạt nhãn ............................................................................................ 30
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên liệu đến
hiệu suất thu hồi polysaccharide từ hạt nhãn ................................................................ 31
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ứng dụng polysaccharide trong bảo quản cà chua... 33
Hình 2.7 Phản ứng trung hòa gốc DPPH....................................................................... 37
Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ hạt nhãn .. 42
Hình 3.2 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ hạt nhãn . 44
Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi polysaccharide từ
hạt nhãn .......................................................................................................................... 46
Hình 3.4 Đồ thị 3D biểu diễn ảnh hưởng của từng cặp yếu tố đến hiệu suất thu hồi
polysaccharide từ hạt nhãn ............................................................................................ 54
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn khả năng khử gốc tự do DPPH của polysaccharide thu được
từ hạt nhãn và acid ascorbic........................................................................................... 55
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến mức
hao hụt trọng lượng của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường ............. 56
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự thay
đổi giá trị r của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường ........................... 58
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự thay
đổi giá trị g của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường .......................... 59
Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự thay
đổi giá trị b của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường .......................... 59
ix
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến độ
cứng của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường ..................................... 61
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến hàm
lượng đường tổng số của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường .......... 63
Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến hàm
lượng acid tổng số (%) của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường ........ 65
Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến khả
năng khử gốc tụ do DPPH của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường .. 66
Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự hao
hụt khối lượng của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp.......................... 69
Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự
thay đổi giá trị r của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp ...................... 70
Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự
thay đổi giá trị g của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp ....................... 71
Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến sự
thay đổi giá trị b của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp ....................... 71
Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến độ
cứng của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp.......................................... 73
Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến hàm
lượng đường tổng số của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp ................ 74
Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến hàm
lượng acid tổng số (%) của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp ............ 75
Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch polysaccharide đến khả
năng khử gốc tự do DPPH của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp ....... 76
1
LỜI MỞ ĐẦU
Nhãn được xem là một loại quả truyền thống của Việt Nam, được trồng ở các tỉnh
thành phía Nam như: Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vĩnh Long,… và ở các tỉnh phía
Bắc như: Lào Cai, Yên Bái, Thái Nguyên, Phú Thọ, Sơn La, Hưng Yên, Thanh Hóa…Theo
số liệu của Tổng cục thống kê năm 2015, sản lượng nhãn cả nước đạt 512,3 nghìn tấn [39],
tính riêng tại Hưng Yên sản lượng nhãn đạt khoảng 35 nghìn tấn, trong đó 60 % là bán quả
tươi còn lại chế biến long nhãn khô. Quả nhãn là một kho chứa vô vàn các chất dinh dưỡng
như protein, lipit, vitamin A, C, magie, sắt, đường glucose, axit hữu cơ, … Bên cạnh đó,
các nghiên cứu trước đã chỉ ra rằng hạt nhãn cũng chứa hàm lượng cao các hợp chất
polysaccharide, polyphenolic, bao gồm axit galic, corilagin và acid ellagic [31], [33], cùng
với gallate ethyl, 1-bồ-galloyl- D -glucopyranose, brevifolin, methyl brevifolin carboxylate
và 4 -O-a - L -rhamnopyranosyl-ellagic acid [36]. Hạt nhãn chiếm khoảng 29 – 35% khối
lượng quả, tuy nhiên phần lớn chúng được xem là vật liệu phế thải từ các nhà máy sản xuất,
mỗi năm số lượng loại bỏ lên tới hàng ngàn tấn, nguồn này hiện được sử dụng khoảng 20%
trong các nhà máy sản xuất phân bón, 80% còn lại được coi là phế phẩm công nghiệp. Hiện
nay, đã có một số các nghiên cứu với mục đích sử dụng phần phế phẩm này để thu nhận
các chất có hoạt tính sinh học như polyphenol, polysaccharide ….Tuy nhiên, việc nghiên
cứu về chúng vẫn còn hạn chế.
Rau xanh là một loại thực phẩm đã được con người sử dụng rất lâu đời. Ngày nay
trong bữa ăn hàng ngày, rau xanh không thể thiếu được. Khi cuộc sống được nâng cao thì
nhu cầu dinh dưỡng về rau càng tăng cao và khắt khe hơn. Trong các loại rau quả cà chua
là một trong những loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, cà chua đứng đầu về giá trị
dinh dưỡng cũng như giá trị sử dụng. Cà chua ngày càng có ý nghĩa to lớn trong nông
nghiệp cũng như trong nghiên cứu, do vậy cà chua đã được rất nhiều quốc gia trên thế giới
nghiên cứu và phát triển. Hiện nay, năng suất chất lượng cà chua trên thế giới không ngừng
nâng cao. Tuy nhiên, cây cà chua ở nước ta có năng suất và chất lượng không cao. Nguyên
nhân là do nguồn giống còn hạn hẹp, đặc biệt là do quá trình áp dụng công nghệ sau thu
hoạch còn kém nên dẫn đến chất lượng sản phẩm giảm. Theo đánh giá của Bộ Nông nghiệp
và Phát Triển Nông Thôn, do quá trình áp dụng công nghệ sau thu hoạch còn kém nên có
2
sự giảm sút đáng kể về chất lượng (giảm 20% so với giá trị sản phẩm). Trái cây và rau quả
sau khi thu hoạch thì sự sống vẫn còn tiếp tục diễn ra nên sau khi thu hoạch nếu biện pháp
bảo quản không tốt sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng và giới hạn về thời gian bảo quản của
nguyên liệu. Do đó, sử dụng phương pháp bảo quản vừa hiệu quả, an toàn về chất lượng
vừa đạt hiệu quả về kinh tế là vấn đề đang được quan tâm.
Xuất phát từ những vấn đề trên, nghiên cứu này được tiến hành nhằm “Nghiên cứu
thu nhận polysaccharide chiết từ hạt nhãn (Dimocarpus longan) và ứng dụng để bảo quản
cà chua”.
Nội dung thực hiện
-
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết polysaccharide từ hạt nhãn.
-
Xác định một số tính chất lí hóa của polysaccharide đã chiết.
-
Nghiên cứu ứng dụng polysaccharide đã chiết trong bảo quản cà chua.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-
Tìm hướng tận dụng phụ phẩm từ quá trình chế biến các sản phẩm từ nhãn.
-
Góp phần thêm vào dữ liệu khoa học về polysaccharide thực vật.
-
Nâng cao giá trị của nhãn từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế.
-
Tạo ra chế phẩm có giá trị sinh học có thể ứng dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực, đặc
biệt là trong lĩnh vực bảo quản sản phẩm thực phẩm.
Trong quá trình nghiên cứu nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô Bùi Trần Nữ Thanh
Việt và kiến thức tích lũy trong thời gian học tập tại trường em đã hoàn thành được đề tài
tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên sự hiểu biết còn ít và còn thiếu kinh nghiệm trong nghiên
cứu khoa học nên sự thiếu sót trong bài là không thể tránh khỏi. Vì vậy, em rất mong sự
giúp đỡ, góp ý của các thầy cô và bạn bè.
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÃN
1.1.1 Nguồn gốc – Đặc điểm thực vật:
Nhãn (Dimocarpus longan), thuộc giống Euphoria, họ bồ hòn (Sapindaceae), cùng
họ với cây vải, chôm chôm, phổ biến là giống Euphoria longana. [14]
Hình 1.1 Nhãn lồng
Nguồn gốc của nhãn vẫn đang được tranh cãi, một số tài liệu cho rằng nhãn xuất sứ
từ Miến Điện qua miền nam Trung Quốc, trong khi một số tài kiệu khác lại cho rằng nhãn
có xuất sứ từ Tây Nam Ấn Độ và Sri Lanka. Nhãn được trồng nhiều ở miền nam Trung
Quốc, Đài Loan, Thái Lan, sau đó đến Việt Nam, Campuchia, Lào, Queensland (Úc),
Indonesia và Florida (Mỹ).
Bảng 1.1 Các nước sản xuất nhãn lớn nhất trên thế giới [13]
STT
1
Nước/vùng
Diện
Giống thương mại
Vùng sản xuất tập
phân bố
tích (ha)
phổ biến
trung
Đại ô Viện, Thạch
Quảng Đông, Quảng
Hiệp, Fuyan, Hắc
Tây, Phúc Kiến, Tứ
Long Đỉnh, Hắc
Xuyên, Đồng bằng sông
Vương, Trữ Lương
Châu Giang
Trung Quốc
80.000
4
Đồng bằng sông Cửu
Nhãn Lồng, nhãn
2
Việt Nam
78.500
Long, đồng bằng sông
Cùi, Tiêu da bò,
Xuống cơm vàng…
3
Thái Lan
42.000
Hồng, miền Đông Nam
Bộ
Ido, Daw, Dang,
Chiang mai, Lamphun,
Chompoo, Biew
Lampang và một số tỉnh
kiew, Baidum, Haew.
Đông bắc
Nhãn là loại trái cây á nhiệt đới trong họ Sapindaceae, phát triển mạnh ở các khu
vực gió mùa. Nhãn dễ trồng, mọc nhanh, thích hợp với đất thịt pha cát, nơi có lớp đất canh
tác sâu. Có thể trồng bằng hạt, bằng cành chiết hay ghép cây. Độ 4-5 năm thì có quả, thời
gian cho quả cũng rất lâu. Vào tháng 6-8, khi Nhãn chín, thu về, phơi nắng hay sấy cho cùi
vàng đều thì lột cùi, phơi tiếp đến khô thì dùng. Hạt dùng phơi khô.
Nhãn được xem là một loại quả truyền thống của Việt Nam, được trồng ở các tỉnh
thành phía Nam như: Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vĩnh Long, … và ở các tỉnh phía
Bắc như: Lào Cai, Yên Bái, Thái Nguyên, Phú Thọ, Sơn La, Hưng Yên, Thanh Hóa…
Bảng 1.2 Phân bố sản xuất nhãn trong nước [13]
STT
Nước/vùng
Diện tích
Giống thương
phân bố
(ha)
mại phổ biến
Nhãn Lồng,
1
Miền Bắc
28.000
nhãn Cùi, nhãn
Đường Phèn
3
4
Miền Đông
ĐB Sông
Cửu Long
10.000
Hưng Yên, Hải Dương, Hà
Tây, Nam Hà, Thái Bình, Hà
Nội, Hải Phòng, Hà Bắc, Lào
Cai
Tiêu da bò,
Bình Dương, Bình Phước,
Xuồng cơm
Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng
vàng
Tàu
Tiêu da bò, nhãn
40.500
Vùng sản xuất tập trung
Long, Xuồng
cơm vàng
Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến
Tre, Đồng Tháp
5
Bảng 1.3 Các giống nhãn tiêu biểu trồng tại Việt Nam [18]
Giống nhãn
Nhãn Lồng
Kích cỡ
To (11.4g)
Nhãn Cùi
Trung bình (8.6g)
Nhãn Cùi Điếc
Trung bình (8.5g)
Nhãn Đường Phèn
Trung bình (8.7g)
Nhãn Thạch Hiệp
-
Nhãn Nước
Nhỏ (6.2g)
Nhãn Thóc
Nhỏ (5.3g)
Nhãn Lồng Hưng Yên
Nhãn Tiêu Huế
To
Tại Việt Nam, nhãn lồng Hưng Yên là đặc sản nổi tiếng. Nhãn Hưng Yên là thức
quả đặc sản có tiếng bởi chất lượng vượt trội, vỏ mỏng cùi dày, giòn, ngọt và hương thơm
đặc trưng. Trong lịch sử, nhãn lồng Hưng Yên từng là sản vật tiến Vua hàng năm, là niềm
tự hào của người dân Phố Hiến. Đến nay, loại quả này vẫn luôn được ưa chuộng và tiêu thụ
ở khắp các vùng miền trên cả nước. Năm 2006, Cục Sở hữu Trí tuệ đã cấp giấy công nhận
bảo hộ độc quyền nhãn hiệu hàng hoá "Nhãn lồng Hưng Yên", từ đây thương hiệu nhãn của
tỉnh chính thức được khẳng định trên thị trường trong nước và quốc tế. Với người dân Hưng
Yên, cây nhãn không chỉ được cho là cây đặc sản của địa phương, mà còn là loại cây đã
gắn bó với nông dân biết bao đời, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Cây nhãn chiếm diện tích
lớn nhất trong các cây ăn quả của tỉnh, với trên 3.000 ha trồng nhãn, chiếm khoảng 35%
diện tích trồng cây ăn quả, tập trung nhiều ở các huyện Khoái Châu, Kim Động, Tiên Lữ
và thành phố Hưng Yên. Hàng năm, sản lượng nhãn lên tới 35.000-44.000 tấn, cho giá trị
thu nhập từ 300 đến 400 tỷ đồng (theo số liệu của Sở Nông Nghiệp và Phát triển Nông
Thôn) [38].
1.1.2 Thành phần hóa học, công dụng trị bệnh và giá trị thực phẩm của nhãn:
Thành phần hóa học
6
Thịt nhãn tươi chứa 77.15% nước, độ tro 0.01%, chất béo 0.13%, protid 1.47%, hợp
chất có nitơ tan trong nước 20.55%, đường saccharide 12.25%, 2mg canxi, 6mg photpho,
0.3mg sắt, vitamin A, vitamin B1, vitamin B2. Độ ngọt ở nhãn cao, hợp khẩu vị, độ Brix ở
nhãn rất cao từ 22 – 23 độ, ít thấy ở các quả khác [2], [18].
Đi đôi với quả ngọt, nhiều giống quả nhãn còn có mùi thơm rất thanh khiết, phân
tích thấy phần ăn được có giá trị cao nhờ chứa nhiều đường, khá giàu chất khoáng, đặc biệt
canxi, photpho và khá nhiều vitamin cần thiết.
Công dụng trị bệnh và giá trị thực phẩm của nhãn [2]
-
Nhãn sấy khô thì cùi nhãn đen lại, có mùi thơm gọi là long nhãn, có thể ăn như mứt.
Đối với người khó ngủ, ăn không ngon, biếng ăn thì nhãn sấy khô có thể dùng làm thuốc
an thần, kích thích hoạt động của não.
-
Rễ chữa dưỡng trấp niệu, bạch đới, thống phong.
-
Lá dùng ngừa sởi, trị cảm lạnh, sốt rét, viêm ruột.
-
Hạt dùng trị đau dạ dày, đau thoát vị, mụn nhọt và bỏng, vết thương chảy máu.
-
Vỏ cây và vỏ quả dùng chữa bỏng, chữa sâu răng.
Chính vì hương vị hấp dẫn và giá trị dinh dưỡng cao nên trái nhãn đã trở nên phổ
biến rộng rãi với người tiêu dùng và là nhu cầu lớn trong cả hai thị trường trong nước và
quốc tế.
Hiện nay cây nhãn là một trong những cây trồng chủ lực ở nhiều tỉnh trong cả nước
như: Hưng Yên, Hải Dương, Hà Tây, Nam Hà, Bình Dương, Bình Phước, Tiền Giang, Vĩnh
Long…Theo số liệu của Tổng cục thống kê năm 2015, sản lượng nhãn cả nước đạt 512,3
nghìn tấn [39], tính riêng tại Hưng Yên sản lượng nhãn đạt khoảng 35 nghìn tấn, trong đó
60% là bán quả tươi còn lại chế biến long nhãn khô [40]. Hạt nhãn chiếm khoảng 29 – 35%
khối lượng quả, tuy nhiên phần lớn chúng được xem là vật liệu phế thải từ các nhà máy sản
xuất, mỗi năm số lượng loại bỏ lên tới hàng ngàn tấn, nguồn này hiện được sử dụng khoảng
20% trong các nhà máy sản xuất phân bón, 80% còn lại được coi là phế phẩm công nghiệp.
7
1.1.3 Các nghiên cứu về hạt nhãn
1.1.3.1 Nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong
tự nhiên đã được chú ý đến. Qua các công trình nghiên cứu cho thấy hạt nhãn chứa hàm
lượng cao các hợp chất chống oxi hóa. Tuy nhiên cho đến hiện nay, số lượng đề tài nghiên
cứu về chiết xuất các hợp chất sinh học từ nhãn và hạt nhãn ở Việt Nam còn rất hạn chế.
Nguyễn Văn Bách (2010) [3] đã nghiên cứu thành phần hóa học và xác định một số
hợp chất có hoạt tính sinh học từ một số loài thực vật ở Việt Nam, trong đó có cây nhãn.
Cấn Thị Lan Hương và cộng sự (2012) [7] đã tiến hành đánh giá một số dòng nhãn triển
vọng và nghiên cứu bảo tồn tại Hưng Yên, Hà Nam và Hà Nội.
1.1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước
Nhiều nhà khoa học gần đây quan tâm đến polysaccharides do hoạt tính sinh học và
cấu trúc hóa học của chúng. Nghiên cứu G. Zheng và các cộng sự (2009) [36] cho thấy rằng
hạt nhãn chứa hàm lượng cao các hợp chất polysaccharide, polyphenolic, bao gồm axit
galic, corilagin và acid ellagic, cùng với gallate ethyl, 1-𝛽-O-galloyl-D-glucopyranose,
brevifolin, methyl brevifolin carboxylate và 4-O-𝛼-L-rhamnopyranosyl-ellagic acid.
Năm 2014, một nhóm các nhà khoa học trường Đại học Thiên Tân, Trung Quốc đã
nghiên cứu chiết hợp chất phenolic từ hạt nhãn bằng kiềm và acid, kết quả chỉ ra rằng việc
sử dụng kiềm là dung môi chiết kết hợp kết tủa bằng acid thì hiệu suất thu hồi tổng phenol
đạt 46.86±0.43mg/g, khả năng chống oxi hóa của chiết xuất phenol đạt 65% so với acid
ascorbic [34].
Mặc dù polysaccharides chiết từ hạt nhãn đã được báo cáo là có hoạt tính chống oxy
hóa, khả năng kháng khuẩn có thể điều chế, tuy nhiên hiện nay các nghiên cứu chuyên sâu
còn chưa nhiều. Do đó, cần nghiên cứu sâu hơn về hạt nhãn là việc cần thiết để tận dụng
tốt hơn nguồn lợi từ nó.
1.2 TỔNG QUAN VỀ POLYSACCHARIDE
1.2.1 Giới thiệu về polysaccharide
Polysaccharide là hợp chất cao phân tử thường gặp trong thiên nhiên, được tạo thành
từ các monosaccharide (>10) liên kết với nhau bằng liên kết glucoside. Khi thủy phân
8
polysaccharide tạo nên một lượng lớn các gốc monosaccharide (đến vài chục ngàn gốc).
Nhóm chất này không có vị ngọt như monosaccharide hay disaccharide, chúng có nhiều
trong các sản phẩm thực phẩm [1].
Polysaccharide được phân loại dựa trên các thành phần đường đơn. Polysaccharide
(glycan) có thể chứa một loại đường (homoglycan hay homopolysaccharide) hoặc nhiều
loại đường khác nhau (heteroglycan hay heteropolysaccharide). Các đường đơn có thể liên
kết với nhau tạo thành dạng mạch thẳng (như trong amylose hay cellulose) hay mạch nhánh
(amylopectin, glycogen, guaran…). Chúng còn có thể được phân loại dựa vào nguồn gốc
từ thực vật, động vật, vi sinh vật, hay dựa vào chức năng [1].
Polysaccharide đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phát triển của các
sinh vật sống, và đã được nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây do các tính chất
sinh học, hóa học và vật lý độc đáo của mình [37]. Polysaccharide phân bố rộng rãi trong
tự nhiên và thực hiện các chức năng sau:
-
Tạo hình, tạo khung (cellulose, hemicellulose và pectin ở thực vật; chitin,
mucopolysaccharide ở động vật).
-
Dự trữ (tinh bột, dextrin, inulin ở thực vật; glycogen ở động vật).
-
Giữ nước (agar, pectin và aginate ở thực vật, mucopolysaccharide ở động vật).
Polysaccharide được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, ở cả dạng tự nhiên và biến
tính như các chất tạo gel, tạo độ dày (tinh bột, pectin, agar, alginate, guaran gum); chất làm
bền, nhũ tương, tạo màng hoặc phủ một lớp để bảo vệ thực phẩm chống lại các tác động
không mong muốn [1]. Polysaccharides từ thực vật, phụ phẩm và từ nguyên liệu có nguồn
gốc động vật là nguồn hấp dẫn để tạo phụ gia cho nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là
ngành công nghiệp thực phẩm và thuốc.
Những ứng dụng nói trên có được là do những tính chất biến đổi khác nhau của
polysaccharide. Polysaccharide có thể không tan (cenllulose), nhưng cũng có loại hòa tan
tốt trong nước lạnh (tinh bột, guaran gum). Dung dịch polysaccharide có thể có độ nhớt
thấp ngay cả ở nồng độ cao (gum arabic), hay có độ nhớt cao ngay cả ở nồng độ rất thấp
(guaran gum, chitosan).
Polysaccharide trong thực vật bao gồm: tinh bột, cellulose, pectin, agar, gum… Tinh
bột là thành phần dinh dưỡng chính của thực phẩm thực vật, đặc biệt là các loại hạt và đậu
9
cũng như khoai tây. Sự biến đổi tinh bột trong cơ thể động và thực vật không tách rời với
sự tạo thành đường. Do đó có thể coi tinh bột là nguồn đường quan trọng, cần thiết cho hoạt
động của cơ thể. Tinh bột bao gồm hai phân tử, amylose (thông thường chiếm 20-30%) và
amylopectin (thông thường chiếm 70-80%). Cả hai chứa hợp chất cao phân tử của các đơn
vị α-glucose trong cấu trúc. Cenllulose được cấu tạo từ đường D-glucose, đây là thành phần
chính của thành tế bào thực vật, cùng với hemicenllulose, pectin và lignin. Cenllulose và
một số loại polysaccharide trơ khác cấu thành nên các thành phần carbohydrate không tiêu
hóa được trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật (như rau củ, ngũ cốc, trái cây) và được
sử dụng như các chất xơ thực phẩm. Pectin là polime của 𝛼-D-galacturonic nối với nhau
nhờ liên kết 𝛼-1,4, ngoài ra trong các thành phần mạch chính của pectin còn có các gốc
đường rhamnose nằm xen kẽ hay liền kề nhau. Pectin phân bố rộng rãi trong thực vật, nó
được sản xuất công nghiệp từ vỏ các loại quả thuộc họ cam, quýt và từ bã táo (sau khi
nghiền và ép hết nước). Agar hay thạch sulphat polysaccharide được tách ra bằng nước sôi
từ các loài tảo đỏ (Gelidum sp, Gracilarta). Gum tragacanth là một loại nhựa cây thu được
từ Astragalus là một loài thực vật trồng nhiều ở các nước vùng Trung đông như Thỗ Nhĩ
Kì, Iran, Syria… [8].
1.2.2 Một số ứng dụng [32]
Bảng 1.4 Ứng dụng của polysaccharide
Lĩnh vực ứng dụng
Polysaccharide thích hợp
Carrageenan, align, pectin,
Làm bền nhũ tương/huyền phù trong sữa đặc và
CMC (Carboxyl Methyl
sữa chocolate.
Cellulose)
Làm bền nhũ tương trong café sữa, margarine
có hàm lượng béo thấp.
Làm chất ổn định trong kem, chống lại việc kết
tinh đá, nóng chảy hay tách pha, cải thiện cấu
trúc.
Carrageenan
Carrageenan, align, agar, ,
xanthan gum, tinh bột biến tính,
CMC, MC (Methyl Cellulose)
- Xem thêm -