Luận văn Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất có hoạt tính sinh học trong quá trình sản xuất nectar và marmalade gấc (Momordica Cochinchinensis Spreng) (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất có hoạt tính sinh học trong quá trình sản xuất nectar và marmalade gấc (Momordica Cochinchinensis Spreng) (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NECTAR VÀ MARMALADE GẤC (MOMORDICA COCHINCHINENSIS SPRENG S K C 0 0 3 9 5 9 MÃ SỐ: B2010 – 22- 58 S KC 0 0 5 3 1 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2012
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM    BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ CẤP BỘ Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất có hoạt tính sinh học trong quá trình sản xuất Nectar và Marmalade Gấc (Momordica Cochinchinensis Spreng) Mã số: B2010 – 22- 58 Chủ nhiệm đề tài: ThS. ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG TP. Hồ Chí Minh tháng 07 năm 2013
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM    BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ CẤP BỘ Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất có hoạt tính sinh học trong quá trình sản xuất Nectar và Marmalade Gấc (Momordica Cochinchinensis Spreng) Mã số: B2010 – 22- 58 Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài (Ký, họ tên, đóng dấu) (Ký, họ tên) TP. Hồ Chí Minh tháng 07 năm 2013
4. DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI & ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH 1. DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Đơn vị Stt Họ và tên Chuyên môn công tác 1. ThS. Đặng Thị Ngọc Dung Trường ĐHSP KT TP Công nghệ Thực phẩm (Chủ nhiệm đề tài) HCM 2. Trường ĐHSP KT TP ThS. Võ Thị Thu Như CN Hóa học HCM 3. Trường ĐHSP KT TP KS. Nguyễn Đăng Nam Thư ký đề tài HCM 2. ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Đơn vị Stt Họ và tên Chuyên môn công tác 1. Trường ĐH Công nghiệp PGS.Viện sĩ Trần Đức Ba Công nghệ lạnh thực Tp.HCM phẩm 2. Trường ĐH Bách Khoa GV.Nguyễn Thị Nguyên Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM 3. Trường ĐH Bách Khoa TS. Trần Quốc Hiền Chế biến Thực phẩm & Tp.HCM Đồ uống 4. ThS. Như Xuân Thiện Trường ĐH Mở Tp.HCM Công nghệ Thực phẩm Chân
5. MỤC LỤC    Trang MỞ ĐẦU 1 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước 1 2. Tính cấp thiết của đề tài 4 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 5 4. Cách tiếp cận 53 5. Phương pháp nghiên cứu 5 6. Đối tượng & phạm vi nghiên cứu 6 7. Nội dung nghiên cứu 6 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 8 1.1. NGUYÊN LIỆU GẤC 8 1.1.1. Giới thiệu về gấc 8 1.1.1.1. Phân loại 8 1.1.1.2. Nguồn gốc xuất xứ 8 1.1.1.3. Đặc điểm thực vật của cây gấc 9 1.1.1.4. Thu hoạch & năng suất 10 1.1.2. Thành phần khối lượng và hóa học của trái gấc 10 1.1.2.1. Thành phần khối lượng 10 1.1.2.2. Thành phần hóa học 12 1.1.3. Giá trị của gấc 15 1.1.3.1. Giá trị sử dụng 15 1.1.3.2. Giá trị dinh dưỡng 17 1.1.3.3. Giá trị y học 18 1.1.4. Trữ lượng, phân bố 20 1.1.5. Kỹ thuật bảo quản 21 1.1.6. Hiện trạng khai thác và sử dụng trái gấc 21 1.2. CÀ CHUA 21 1.2.1. Đặc điểm thực vật học 21 1.2.2. Giá trị dinh dưỡng của cà chua 22 1.3. ĐỒ HỘP NƯỚC QUẢ 23 1.3.1. Đặc điểm chung và phân loại đồ hộp nước quả 23 1.3.2. Quy trình công nghệ chế biến đồ hộp nước quả 25 1.4. MỨT ĐÔNG 27 1.4.1. Giới thiệu 27 ii
6. 1.4.2. Quy trình chế biến mứt đông 27 1.5 PHƯƠNG PHÁP LUẬN CHO QUY HOẠCH TỐI ƯU 28 1.3.1. Giới thiệu quy hoạch thực nghiệm 28 1.3.2. Một số khái niệm cơ sở 29 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1. NGUYÊN LIỆU NGHIÊN CỨU 34 2.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu 34 2.1.2. Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu 35 2.1.3. Dụng cụ, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 35 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.2.1. Sơ đồ khối tiến hành nghiên cứu 37 2.2.2. Nghiên cứu các thông số kỹ thuật của quá trình sấy đến hiệu suất tách và lượng carotenoids trong màng gấc 38 2.2.3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nectar Gấc – cà chua trong quá trình chế biến 38 2.2.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Marmalade gấc 40 2.2.5. Các phương pháp phân tích 41 2.2.5.1. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý 41 2.2.5.2. Phân tích các chỉ tiêu vi sinh 43 2.2.5.3. Phương pháp phân tích đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm 43 2.2.6. Phương pháp toán học 46 2.2.7. Thiết lập bài toán từng mục tiêu & đa mục tiêu 46 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU & BÀN LUẬN 49 3.1. KHẢO SÁT VÀ CHỌN LỰA NGUYÊN LIỆU 49 3.1.1. Khảo sát gấc nguyên liệu 49 3.1.1.1. Thành phần cấu tạo của quả gấc 49 3.1.1.2. Thành phần hóa học của màng hạt gấc 50 3.1.2. Thành phần hóa học của màng hạt gấc theo độ chín 51 iii
7. 3.2. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN SẤY ĐẾN HIỆU SUẤT TÁCH VÀ HÀM LƯỢNG CAROTENOIDS TRONG MÀNG HẠT GẤC 52 3.3. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG CAROTENOIDS TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN NECTAR GẤC – CÀ CHUA 55 3.3.1. Khảo sát tỷ lệ pha loãng (puree gấc:cà chua)/nước thích hợp 55 3.3.2. Xác định công thức phối chế sản phẩm nectar gấc – cà chua 57 3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình đồng hoá đến độ đồng nhất của sản phẩm nectar gấc – cà chua 58 3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các chỉ tiêu hoá lý, hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học, vi sinh và cảm quan của sản phẩm nectar gấc – cà chua 60 3.3.5. Phân tích, đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm nectar gấc – cà chua 62 3.3.6. Quy trình sản xuất sản phẩm nectar gấc – cà chua 64 3.4. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MARMALADE GẤC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN 65 3.4.1. Xác định công thức phối chế sản phẩm mứt gấc đông 65 3.4.2. Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng, chất lượng cảm quan mứt gấc đông 67 3.4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, lượng pectin đến giá trị dinh dưỡng, cảm quan sản phẩm 67 70 3.4.2.2. Tối ưu hóa phương trình thực nghiệm 72 3.4.2.3. Kết luận 76 3.4.3. Kiểm tra, phân tích chỉ tiêu vi sinh vật, hóa lý sản phẩm marmalde gấc 84 3.4.4. Quy trình sản xuất Marmalade gấc 85 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN &KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 97 iv
8. DANH MỤC BẢNG    Trang Bảng 1.1: Thành phần hóa học của gấc chín (tính cho 100g) 11 Bảng 1.2: Các loại acid béo có chứa trong cơm gấc 12 Bảng 1.3: Thành phần caroteneoid trong màng gấc 13 Bảng 1.4: Thành phần hoá học của rau quả tươi (% phần ăn được) 14 Bảng 1.5: Thành phần muối khoáng và các vitamin 15 Bảng 1.6: Các thành phần trong nhân hạt gấc 15 Bảng 3.1: Tỷ lệ các phần quả gấc 50 Bảng 3.2: Thành phần hoá học của màng hạt gấc (/100g) 50 Bảng 3.3: Hàm lượng carotenoids theo độ chín [g/g] 52 Bảng 3.4: Hiệu suất tách và hàm lượng carotenoids theo nhiệt độ và thời gian sấy 53 Bảng 3.5: Giá trị k, Ea của quá trình phân hủy carotenoids theo nhiệt độ và thời gian sấy 54 Bảng 3.6: Hàm lượng carotenoids, độ nhớt dịch quả, hệ số đo màu trong quá trình phối chế 56 Bảng 3.7: Các chỉ tiêu hóa lý, dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm theo phương án phối chế 58 Bảng 3.8: Độ ổn định và độ nhớt của dịch Gấc – cà chua theo áp suất và số lần đồng hóa 59 Bảng 3.9: Hàm lượng carotenoids và màu sắc của sản phẩm Nectar Gấc – cà chua sau quá trình thanh trùng 60 Bảng 3.10: Kết quả kiểm nghiệm vi sinh sản phẩm nectar Gấc – cà chua 61 Bảng 3.11: Các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm nectar gấc – cà chua 62 Bảng 3.12: Điểm trung bình của mức độ ưa thích các yếu tố và ưa thích chung, chấp nhận chung đối với sản phẩm nectar gấc – cà chua 62 Bảng 3.13: Các phương án thử nghiệm tạo sản phẩm marmalade gấc 66
9. Bảng 3.14: Trạng thái cấu trúc sản phẩm marmalde gấc theo các phương án thử nghiệm 67 Bảng 3.15: Thay đổi của các yếu tố cần tối ưu hoá 68 Bảng 3.16: Các thí nghiệm tiến hành tối ưu hóa 69 Bảng 3.17: Ma trận trực giao cấp 2 71 Bảng 3.18: Thông số kỹ thuật tối ưu 76 Bảng 3.19: Hàm mục tiêu tối ưu 77 Bảng 3.20: Hàm mục tiêu của sản phẩm tối ưu 77 Bảng 3.21: Kết quả kiểm nghiệm vi sinh sản phẩm marmalde gấc 84 Bảng 3.22: Chỉ tiêu hóa lý sản phẩm marmalde gấc 84
10. DANH MỤC ĐỒ THỊ    Trang Đồ thị 1.1: Hàm lượng carotenoids của một số loại trái cây 14 Đồ thị 1.2: Hàm lượng lycopene của gấc so với một số loại quả 17 Đồ thị 1.3: Hàm lượng  carotene của gấc so với một số loại quả 18
11. DANH MỤC HÌNH    Trang Hình 1.1: Hoa gấc 9 Hình 1.2: Bộ nhị đực của hoa đực 9 Hình 1.3: Dây gấc 9 Hình 1.4: Trái gấc 10 Hình 1.5: Quả cà chua 22 Hình 1.6: Sơ đồ đối tượng công nghệ 29 Hình 1.7: Không gian hàm mục tiêu của BTTƯ hai mục tiêu 30 Hình 2.1: Gấc nguyên liệu 34 Hình 2.2: Sơ đồ xác định điểm tối ưu 2 mục tiêu 47 Hình 3.1: Cấu tạo trái gấc 49 Hình 3.2: Sự thay đổi màu sắc của trái gấc sau thu hoạch 51 Hình 3.3: Tổn thất  carotene, x3=0.273 78 Hình 3.4: Tổn thất lycopene, x3=0.273 78 Hình 3.5: Sự tiêu tốn năng lượng, x3 = 0.273 79 Hình 3.6: Hàm lượng chất khô, x3 = 0.273 79 Hình 3.7: Điểm giá trị cảm quan, x3 = 0.273 80 Hình 3.8: Hàm R*(x1, x2, x3), x3 = 0.273 80 Hình 3.9: Tổn thất  carotene, x3 = 0.273 81 Hình 3.10: Tổn thất lycopene, x3=0.273 81 Hình 3.11: Sự tiêu tốn năng lượng, x3 = 0.273 83 Hình 3.12: Hàm lượng chất khô, x3 = 0.273 83 Hình 3.13: Điểm giá trị cảm quan, x3 = 0.273 84 Hình 3.14: Hàm R*(x1, x2, x3), x3 = 0.273 84 Phụ lục 1: Sản phẩm Nectar Gấc – cà chua 97 Phụ lục 2: Sản phẩm Marmalade gấc 98
12. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VSV : Vi sinh vật AOAC : Association of Official Agricultural Chemists FAO : Food and agriculture organization HPLC : High-performance liquid chromatography CMC : Carboxylmethylcellulose i
13. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung - Tên đề tài: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất có hoạt tính sinh học trong quá trình sản xuất Nectar và Marmalade Gấc (Momordica Cochinchinensis Spreng) - Mã số: B2010 – 22- 58 - Chủ nhiệm đề tài: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM - Thời gian thực hiện: 03/2010 đến 10/2012 2. Mục tiêu Mục đích của đề tài là nghiên cứu khả năng khai thác các chất có hoạt tính sinh học từ màng hạt gấc, xác định thành phần, tính chất; trên cơ sở đó tiếp tục nghiên cứu phương pháp chế biến nhằm sử dụng hợp lý các chất có hoạt tính sinh học này. . Nâng cao giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng của quả gấc . Xác định các thành phần hóa lý đặc trưng trong quả gấc nguyên liệu . Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng carotenoids trong quá trình bảo quản . Nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ chế biến một số sản phẩm từ Gấc: nectar gấc – cà chua và marmalde gấc nhằm lựa chọn các thông số và điều kiện tối ưu với khả năng duy trì hàm lượng  carotene và lycopene (các chất có hoạt tính sinh học cao) cao nhất . Áp dụng kết quả thu được nhằm đưa ra quy trình công nghệ hoàn chỉnh có khả năng áp dụng thực tiễn tại các cơ sở chế biến thực phẩm 3. Tính mới và sáng tạo: Ứng dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học của quả gấc vào chế biến các sản phẩm thực phẩm tốt cho sức khỏe con người. ii
14. 4. Kết quả nghiên cứu . Thành phần hóa lý đặc trưng trong quả gấc nguyên liệu bao gồm: trọng lượng quả 1054.25±152.03[g], vỏ - thịt quả 629.81±32.64[g], màng hạt gấc: 316.80±33.30[g], hạt: 104.16± 22.68[g]. . Xác định thành phần hóa học của màng hạt gấc: nước 77.25± 3.4[%], glucid 10.43±0.45[g/100g], protein tổng 2.19±0.23[g/100g], lipid 7.93±0.55[g/100g], xơ 1.89±0.32[g/100g], tro 0.69±0.02[mg/100g],  carotene 58520[µg/100g], lycopene 0.13[%]. Từ kết quả phân tích này cho thấy màng hạt gấc rất giàu các chất có hoạt tính sinh học tốt cho sức khỏe con người. . Khảo sát thành phần hóa học theo độ chín của trái gấc . Để có tách màng hạt gấc ra khỏi hạt gấc cần tiến hành sấy sơ bộ, kết quả nghiên cứu quá trình sấy hạt gấc 600C, thời gian 10 phút thì hiệu suất thu hồi màng hạt gấc là 93.69% và độ hấp thu OD  carotene 0.429 và OD Lycopene 0.619 . Kết quả nghiên cứu quy trình sản xuất Nectar gấc – cà chua như sau: - Tỷ lệ puree gấc: cà chua =3: 1 - Tỷ lệ pha loãng puree (gấc – cà chua) : nước = 1:20 - Tỷ lệ phối chế với đường: 100g/l - Độ ổn định tốt nhất khi dịch nectar được đồng hóa ở áp lực 250 và 300 bar với số lần đồng hóa từ 2 cấp trở lên - Để sản xuất nectar gấc – cà chua cần sử dụng chế độ thanh trùng ở 900C, thời gian 10 phút - Sản phẩm được đánh giá cảm quan với mức độ ưa thích chung 7.45 và mức độ chấp nhận chung 7.32. . Kết quả nghiên cứu quy trình sản xuất Marmalade gấc như sau: - Đưa ra công thức phối chế sơ bộ sản phẩm marmalade gấc: chọn tác nhân tạo đông thích hợp, hàm lượng chất khô và pH thích hợp - Tối ưu hóa đa mục tiêu quá trình cô đặc chân không marmalade gấc với các thông số công nghệ như sau: nhiệt độ cô đặc 63.34oC, thời gian cô đặc 1.65h, nồng độ pectin sử dụng 0.56%. Các hàm mục tiêu đạt được: tổn thất  carotene 6.75%, tổn thất lycopene 9.48, hàm lượng chất khô sản phẩm 62.09% và chỉ tiêu cảm quan 17.05. iii
15. - Đưa ra quy trình sản xuất marmalade gấc 5. Sản phẩm Sản phẩm của đề tài bao gồm báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu Khoa học trong đó gồm có: - Xác định các chỉ tiêu hóa lý của Gấc nguyên liệu - Khảo sát ảnh hưởng của quá trình chín đến chất lượng màng hạt gấc - Xác định nhiệt dộ và thời gian sấy đến hiệu suất thu hồi màng hạt gấc và hàm lượng carotenoids tổng, xác định động học của quá trình sấy - Đưa ra quy trình sản xuất nectar gấc – cà chua - Tối ưu hóa quá trình cô đặc chân không Marmalade gấc với các thông số kỹ thuật quan trọng như: nhiệt độ cô đặc, thời gian cô đặc và hàm lượng pectin sử dụng. - Đưa ra quy trình sản xuất Marmalade gấc 6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng ứng dụng Phương pháp xử lý nguyên liệu gấc tươi, quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm nectar Gấc – cà chua, quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Marmalade Gấc có thể được chuyển giao đến các cơ sở thu mua nguyên liệu, các cơ sở chế biến bán thành phẩm hoặc thành phẩm (các công ty chế biến rau quả, bánh kẹo) có nhu cầu thông qua Trung tâm chuyển giao công nghệ thuộc trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM. Quy trình sản xuất nectar gấc – cà chua có thể ứng dụng để sản xuất các loại nectar được làm từ các nguyên liệu giàu carotenoids: nectar gấc, nectar gấc – cà rốt, nectar gấc – chanh dây Quy trình sản xuất marmalade gấc có thể ứng dụng để sản xuất các loại mứt đông có hàm lượng carotenoids cao. Ngày . tháng . năm 2013 Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài (Ký, học và tên, đóng dấu) (Ký, học và tên) iv
16. INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1. General information - Project title: Research on the effects of factors that affect the bioactive substances in the production process of Marmalade Gac and Nectar Gac (Momordica Cochinchinensis Spreng) - Code number: B2010 – 22- 58 - Coordinator (Author) : Master. Dang Thi Ngoc Dung - Implementing institution: University of Technical Education Ho Chi Minh City - Duration: from March 2010 to October 2011 2. Objective(s) The purposes of the research are that studying the possibility of exploitation of bioactive substances from Gac seed membrane, determining the composition and nature of the subtances. On the basis that further study of processing methods that rational use of this biologically active substances. - Improving the nutritional value and usabiliy of Gac fruit - Determining physicochemical properties of gac fruit material - Researching on the factors that affect the carotenoids levels in the preservation process - Researching and building the technological processing of the Gac – Tomato production and Marmalade Gac Production to find out the optimal conditions in order to maintain carotene and lycopene (the biologically active substances) content with the highest levels. - Applying the results obtained to provide techological process that could be used in the food processing facilities. 3. Creativeness and innovativeness Application of bioactive compounds of gac fruit for processing food products that are good for human health. v
17. 4. Reseach results - Specific physiochemical properties of gac fruit are weight 1054.25± 152.03[g], husk - pulp 629.81±32.64[g], gac seed membrane 316.80±33.30[g] and seed 104.16± 22.68[g]. - Chemical composition of gac seed membrane: water 77.25± 3.4[%], glucid 10.43±0.45[g/100g], total protein 2.19±0.23[g/100g], lipid 7.93±0.55[g/100g], fibre 1.89±0.32[g/100g], ash 0.69±0.02[mg/100g],  carotene 58520[µg/100g] and lycopene 0.13[%]. From these analysis results showed that gac seed membrane is rich in bioactive substances that are good for human health. - Determining the chemical composition of Gac seed membarne according to the ripeness of the fruit. - In order to seperate gac seed membrane from the seed Gac seeds, the seeds must be preheat - treated. Research results of Gac seed drying process are: temperature of 600C, treatment time of 10 minutes. In such that process, the yield obtaned was 93.69% Gac seed membrane; the -carotene absorption and Lycopene absorption were 0.429 (OD) and 0.619 (OD), respectively. - Research results of Gac – tomatoes Nectar production process were: . Puree Gac - tomatoes rate = 3: 1 . puree (Gac - tomatoes): water dilution rate = 1:20 . Blending rate with sugar 100g/l . The best stability of gac – tomatoes nectar product was achived when they were assimilated at 250 - 300 bar pressure with two stages or more. . To produce Gac - tomatoes Nectar, the solution need to be pasteurized at 900C for 10 minutes . Products are sensory evaluated with generally preferred level of 7.45 and generally accepted level of 7:32 - Research results of Marmalade Gac production process were: . Preliminary blending formulation of marmalade Gac products: select appropriate agents to create gel, appropriate dry matter content and pH. . Multi-objective optimization of concentrated vacuum process of the Marmalade Gac production with the optimal technological mode: 0 temperature of concentrated vacuum process Z1 = 63.34 C; concentrated time of the process Z2 = 1.65h; the ratio of pectin in mixture of vi
18. concentrated solution Z3 = 0.56%. In such that process, the loss of β- carotene, lycopene, the energy consumption for 1 kg final product reached the minimum, (correspondingly: y1min = 6.75%; y2min = 9.48%; y3min = 13.45kWh/kg) whereas the dry matter concentration, and the sensory values of final product reached the maximum levels (y4max = 62.09%; y5max = 17.05). . Give marmalade Gac production process. 5. Products Product of the project includes a scientific research report and a summary which show: - Identifing the physicochemical indicators of Gac fruit. - Researching on the effect on ripening to Gac seed membrane quality. - Determining the effect of the drying temperature and drying time on yield of Gac seed membrane and total carotenoids concentrations, - Determining the drying kinetic. - Give Gac – tomatoes nectar production process. - Optimizing the technological mode of the concentrated vacuum process of the Marmalade Gac production: temperature of concentrated vacuum process; time concentrated process and the ratio of pectin in mixture of concentrated solution. - Give marmalade Gac production process. 6. Effects, transfer alternatives of research results and application Method of processing raw Gac materials, manufacturing technological processes of Gac – Tomatoes Nectar, manufacturing technological processes of Gac Marmalde could be transferred to companies where purchase Gac fruit material, processes the semifinished product and finished product processed (fruit and vegetable processing companies, confectionery processing companies ) when those companies have demand through the technology transfer center at the University of Technical Education HCMC. Manufacturing technological processes of Gac – Tomatoes nectar can be applied to produce nectar products that made from rich carotenoids materials: gac nectar, gac – carrots necctar, Gac - passion fruit nectar, Manufacturing technological processes of Gac Marmalde can be applied to produce jam, marmalde with high levels of carotenoids. vii
19. Mở đầu MỞ ĐẦU 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học trong cũng như ngoài nước ngày càng quan tâm đặc biệt đến một loại quả được trồng khá phổ biến ở Việt Nam đó là quả gấc. Nhiều công trình khoa học xác nhận giá trị tuyệt vời của quả gấc như khả năng cung cấp nguồn β-carotene, lycopene (là các vi chất thiên nhiên rất cần thiết cho cơ thể con người), axít béo không no, vitamin E, Chúng đóng vai trò quan trọng trong cơ thể người. Trong đó vitamin A (tạo thành từ β-carotene) có vai trò quan trọng đối với sự tăng trưởng và hoạt động bình thường của cơ thể, chức năng chính là tham gia vào hoạt động của thị giác, bảo vệ duy trì mạng biểu mô ở mắt, tăng cường thị lực, tăng sức đề kháng, làm giảm LDL cholesterol và phòng ngừa các bệnh lý tim mạch Còn lycopene là carotenoid duy nhất có khả năng ngăn ngừa được chứng nhồi máu cơ tim, bảo vệ gen khỏi bị tổn thương và có khả năng hạn chế những biến chứng của bệnh tiểu đường, chất chống oxi hóa, phòng chống ung thư, lão hóa, Các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận: gấc là một loại quả sạch, an toàn và có hiệu quả chống oxy hóa cao hơn cà chua và cà rốt nhiều lần (hàm lượng  carotene cao gấp 15 lần cà rốt và 68 lần cà chua), tăng khả năng miễn dịch và sức đề kháng cho cơ thể. Chính những phát hiện của các nhà khoa học đã đưa trái gấc lên vị trí quán quân trong danh mục những loại quả hữu ích với sức khỏe con người. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Các nhà khoa học Mỹ sau gần chục năm nghiên cứu cây gấc và sản phẩm từ gấc đã thừa nhận: gấc là một loại quả sạch nhất, an toàn nhất và có hiệu quả chống oxy hóa cao hơn cà chua và cà rốt rất nhiều lần. Một số nghiên cứu của Mỹ được công bố gần đây cho thấy các hợp chất của  carotene, lycopene, - tocopherol, có trong dầu gấc có tác dụng làm vô hiệu hóa 75% các chất gây ung thư nói chung, nhất là ung thư vú ở phụ nữ nói riêng, chống oxy hóa, chống lão hóa tế bào, dưỡng da, chống suy dinh dưỡng và thiếu vi chất cho trẻ em, Tuy nhiên, các công trình khoa học cũng chỉ đi sâu vào phân tích các thành phần hóa học, đặc biệt là nhóm carotenoids của gấc tươi và vai trò của chúng đối với sức khỏe con người; còn việc nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ gấc có hoạt tính sinh học thì vẫn rất hạn chế. Sau đây là một số công trình nghiên cứu về gấc trên thế giới: 1
20. Mở đầu Gấc là nguồn thực phẩm giàu các chất có hoạt tính sinh học như: các hợp chất carotenoid, phenolic. (Jittawan Kubola, Sirithon Siriamornpun, 2011). Đã có rất nhiều bài báo phân tích carotenoids trong quả gấc, nhưng kết quả khác nhau rất nhiều. Ví dụ, Vien (1995) đã tìm ra hàm lượng β-carotene trong phần ăn được là 458µg/g, trong khi Aoki et al. (2002) cho rằng chỉ có 101µg/g. Những kết quả khác nhau cũng đã làm nổi bật lên tổng mức carotenoid xếp từ 481 (Aoki et al., 2002) đến 2926 µg/g (Ishida et al., 2004). So với tất cả các loại trái cây có chứa lycopene, thì gấc có hàm lượng cao nhất (2.378-3.728 mg/g; hàm lượng β carotene (0.257-0.379 mg/g). Khi trái gấc được lưu trữ trong 1 tuần, nồng độ carotenoid trong các lớp vỏ ngoài của hạt tăng nhẹ nhưng không đáng kể. Tỷ lệ lycopene/β carotene trong lớp vỏ ngoài của hạt rất cao và cao hơn khoảng 9 lần so với trong dầu gấc. (Dang Thi Tuyet Nhung và cộng sự, 2010). Tổng hàm lượng carotenoid trong màng gấc tươi là 497 (±154)µg/g; trong đó lycopene gấp 5 lần so với hàm lượng β carotene (408µg/g so với 83µg/g), hàm lượng alpha – tocopherol trong phần cơm thịt là 76µg/g. (Le Thuy Vuong và các cộng sự [68]). Thành phần dinh dưỡng (g/100g) màng đỏ hạt gấc sấy khô: nước 7.1; protein 9.0; glucid 40.4; chất béo 27.8; xơ 12.2; tro 3.6. Các chất vi lượng (mg/100g): carotenoid 356; β carotene 26.5; α tocopherol 490.5; Thành phần acid béo trong màng đỏ hạt gấc sấy khô: 32.41 (bão hòa); một nối đôi 45.32; đa nối đôi 22.52. Hoạt tính chống oxy hóa của carotenoid trong màng đỏ hạt gấc sấy khô là 82% (so với β carotene chuẩn). (Thuy Le Vuong). [66] Theo GS Vũ Văn Chuyên và cộng sự trong màng đỏ hạt gấc tươi có hàm lượng lycopene cao nhất (348-380mcg/g) cao hơn 10 lần so với các loại rau quả có hàm lượng lycopene cao như cà chua 31mcg/g. Theo kết quả nghiên cứu của Tran et all (2008) đã đưa ra một số phương pháp xử lý và dehydra hóa để phát triển một quá trình làm bột gấc từ thịt trái quả Gấc: sử dụng enzyme Maxoliva (dùng trong xử lý bề mặt) cho hiệu suất tách màng hạt gấc cao hơn so với sử dụng enzyme Pectinex trong 4 giờ ở 350C. Mặt khác, sử dụng phương pháp sấy thăng hoa cho sản phẩm chứa hàm lượng carotenoid là cao nhất; tuy nhiên phương pháp này đã không đem lại hiệu quả kinh tế so với việc sử dụng sấy chân không để sấy màng hạt gấc. Tỉ lệ thất thoát trung bình của carotenoids của năm mẫu bột sau khi tiền xử lý và sấy là 35%. Bột gấc được lưu trữ trong chân không dưới 250C vẫn giữ được chất lượng tốt hơn 4 tháng và đã được tìm thấy có thể chấp nhận trong một số sản phẩm thực phẩm thử nghiệm. 2
21. Mở đầu Theo Tuyen Chan kha và các cộng sự khi khảo sát ảnh hưởng của dòng khí nóng, hàm lượng maltodextrin bổ sung trong quá trình sấy bột gấc cho thấy bột gấc có chất lượng tốt về màu sắc, TCC và TAA được giữ lại nhiều nhất khi thực hiện sấy phun ở nhiệt độ đầu vào là 120oC và nồng độ maltodextrin 10% w/v. Các giáo sư ở trường ĐH Tokyo (Nhật Bản) đã nghiên cứu thành công đề tài dùng tinh dầu của quả gấc để điều trị những biến chứng của bệnh tiểu đường. International Journal cho biết, nếu trong cơ thể phụ nữ có chứa hàm lượng lycopene đáng kể thì nguy cơ mắc các bệnh ung thư vòm họng, trực tràng, dạ dày, thực quản sẽ giảm 5 lần. Tình hình nghiên cứu trong nước Theo y học cổ truyền, gấc được xem như một loại thuốc quý, tất cả các bộ phận của dây gấc đều được dùng làm thuốc, thực phẩm. Gấc được dùng phổ biến trong dân gian dưới dạng xôi gấc hay dầu gấc. Ở Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học chứng minh dầu gấc là một loại thuốc, một loại thực phẩm có tác dụng phòng chữa bệnh. Hiện nay, ở Việt Nam có một số công ty, nhà máy đã chế biến viên nang dầu Gấc, trong đó phải kể đến là sản phẩm VINAGA do Bác sỹ Nguyễn Công Suất khởi xướng. Cho đến nay ở Việt Nam có rất ít công trình khoa học công bố về việc sử dụng quả gấc làm nguyên liệu để chế biến các sản phẩm thực phẩm, đây được xem là một dạng thực phẩm chức năng, rất tốt cho sức khỏe, mặc dù Gấc đã được sử dụng từ rất lâu ở các vùng nông thôn Việt Nam. Các nghiên cứu chủ yếu đi sâu vào phân tích các thành phần trong quả gấc tươi (các chất có hoạt tính sinh học cao: - carotene, lycopene, các acid béo, ). Trong những năm gần đây, một số công trình khoa học trong nước đã chứng minh tác dụng phòng chống ung thư từ quả gấc: ung thư tiền liệt tuyến, ung thư gan và xơ gan (Trường ĐH Y Hà Nội và Viện Quân Y 108 nghiên cứu tác dụng của thuốc làm từ tinh dầu gấc trong phòng ngừa và điều trị các bệnh lý như viêm gan, xơ gan và ung thư gan). Gấc có chứa nhiều hoạt chất chống oxy hóa, do đó hiệu quả phòng chống các ung thư liên quan đến gốc tự do như: ung thư gan, ung thư đại tràng, ung thư tiền liệt tuyến và ung thư vú, Gấc được xem như thực phẩm chức năng và nguồn dược liệu dùng trong phòng ngừa và điều trị các bệnh lý ung thư, bệnh võng mạc tiểu đường, bệnh lý viêm mãng tính, 3
22. Mở đầu 2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, vấn đề dinh dưỡng ngày càng được nhiều sự quan tâm của xã hội. Nguồn thực phẩm sẵn có trong thiên nhiên đem lại cho chúng ta những dưỡng chất vô cùng quí giá. Đặc biệt, có một loại sản vật thiên nhiên được mệnh danh: “quả đến từ thiên đường” không những có giá trị dinh dưỡng cao mà còn có tác dụng chữa bệnh rất tốt. Đó chính là quả gấc. Viện dinh dưỡng quốc gia đã khuyến cáo: “Tự chế biến sản phẩm của quả gấc dùng trong cả năm sẽ giúp gia đình bạn có được sức khỏe bền vững trường thọ và hạnh phúc”. Trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học trong cũng như ngoài nước ngày càng quan tâm đặc biệt đến một loại quả được trồng khá phổ biến ở Việt Nam đó là quả gấc. Nhiều công trình khoa học xác nhận giá trị tuyệt vời của nó như khả năng cung cấp nguồn β-carotene, lycopene (tổng carotenoids dao động từ 3768.3 - 7516g/g), acid béo không no, vitamin E, ; Chúng đóng vai trò quan trọng trong cơ thể người. Trong đó vitamin A (tạo thành từ β-carotene) có vai trò quan trọng đối với sự tăng trưởng và hoạt động bình thường của cơ thể, chức năng chính là tham gia vào hoạt động của thị giác, bảo vệ duy trì mạng biểu mô ở mắt Còn lycopene là carotenoid chủ yếu trong cơ thể người, khoa học biết đến nó trong vai trò là chất chống oxi hóa. Các nhà khoa học cũng thừa nhận rằng hiệu quả chống oxy hóa của gấc cao hơn cà chua và cà rốt nhiều lần. Phần ăn được của gấc chứa lượng  carotene (chiếm gần ½ tổng lượng carotenoids có trong dầu gấc), cao gấp 2 lần so với dầu gan cá thu và khoảng 10 lần so với cà rốt. Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm là điều kiện rất thuận lợi cho sự phát triển của gấc. Đây cũng là một loại quả hiếm trên thế giới bởi lẽ nó chỉ có chủ yếu ở vùng Đông Nam Á, nam Trung Quốc. Từ kinh nghiệm dân gian dùng gấc như là chất tạo màu cho thực phẩm, đến khi có một số nghiên cứu đầu tiên về gấc thì các nhà khoa học ngày càng chú ý và đi sâu nghiên cứu khai thác loại quả quí này. Các nghiên cứu chủ yếu đi sâu vào phân tích các thành phần hóa học của gấc tươi và ứng dụng các thành phần đó trong điều trị một số bệnh tật. Tuy nhiên, cho đến nay gấc vẫn chưa được sử dụng phổ biến và nguồn dinh dưỡng quan trọng của gấc vẫn chưa được khai thác một cách thật sự có hiệu quả. Một số sản phẩm làm từ gấc vẫn được thực hiện ở quy mô gia đình và chưa có cơ sở khoa học: cơm gấc sấy khô, bột gấc, mứt gấc. Vì vậy, chúng tôi thiết nghĩ cần nghiên cứu đầy đủ và chuyên sâu hơn, nhằm tạo sản phẩm thực phẩm tiện dụng và bổ ích hơn đối với sức khỏe con người. 4