BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA
CỦA CÁC PHỤ PHẨM RAU QUẢ VIỆT NAM
VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM

GVHD: ThS. PHAN THỊ ANH ĐÀO
SVTH: NGUYỄN THÁI HOÀNG AN
MSSV: 11116001

SKL 0 0 3 9 0 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ KHÓA LUẬN: 2015 - 11116001

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA
CỦA CÁC PHỤ PHẨM RAU QUẢ VIỆT NAM
VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM


Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hoá của 44 mẫu cao ethanol trích ly từ 44 mẫu phụ
phẩm rau quả Việt Nam bằng hai phương pháp xác định tổng hàm lượng
flavonoid.

-

Tìm hiểu những nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của
mẫu phụ phẩm có hoạt tính mạnh.

-

Ứng dụng bảo quản tôm ở nhiệt độ 2oC.

-

Đánh giá cảm quan sự thay đổi điểm biến đen của tôm.

-

Đánh giá khả năng ức chế quá trình peroxide hóa lipid

3. Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: …. /…. /2015
4. Ngày hoàn thành khóa luận: …. /…. /2015
5. Họ tên người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Anh Đào
Phần hướng dẫn: toàn bộ khóa luận
Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi
Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm
Tp.HCM, ngày

tháng



LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của
riêng tôi. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã
được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định.

Ngày

tháng
Ký tên

iv

năm 2015


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .......................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. iv
MỤC LỤC ............................................................................................................................. v
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................ viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................................ ix
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ..................................................................................................... x
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... xi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 1
1.1.



2.2.3. Phương pháp oxy hóa chất béo (TBARS) .......................................................... 25
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................... 28
3.1. Kết quả điều chế cao ethanol từ các phụ phẩm rau quả ba vùng Việt Nam........... 28
3.1.1. Kết quả điều chế cao ethanol từ các phụ phẩm rau quả .................................... 28
3.1.2. Kết quả thử hoạt tính kháng oxy hóa bằng phương pháp xác định tổng hàm
lượng flavonoid ............................................................................................................. 30
3.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng hoạt tính chống oxy hóa từ các loại phụ phẩm
thử hoạt tính kháng oxy hóa bằng phương pháp xác định tổng hàm lượng flavonoid... 36
3.2.1. Kết quả thử nghiệm bảo quản tôm ..................................................................... 37
3.2.2. Kết quả khả năng ức chế quá trình peroxide hóa lipid .................................... 39
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 42
4.1. Kết luận .................................................................................................................... 42
4.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo ............................................................................. 43
4.3. Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ..................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 44
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... xiii

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cơ chế hình thành biến đen ở tôm ........................................................................ 7
Hình 1.2. Hình ảnh tôm trước và sau khi bảo quản lạnh 2oC ............................................... 7
Hình 1.3. Phụ phẩm vùng Tây Nguyên ............................................................................. 10
Hình 1.4. Phụ phẩm vùng Tây Nam Bộ ............................................................................. 10
Hình 1.5. Phụ phẩm vùng Ninh Thuận – Bình Thuận ........................................................ 11
Hình 2.1. Quy trình điều chế cao ethanol ............................................................................ 18
Hình 2.2. Công thức hóa học của quercetin ......................................................................... 20
hình 2.3. Quy trình xác định đường chuẩn theo phương pháp xác định tổng hàm lượng

viii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA

: Analysis of variance (phân tích phương sai)

BHA

: Butylated hydroxyanisole

BHT

: Butylated hydroxytoluen

CTCT

: Công thức cấu tạo

CTPT

: Công thức phân tử

NADPH

: Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate

PG


TNB

: Tây Nam Bộ

NTBT

: Ninh Thuận BìnhThuận

UV

: Ultraviolet (tử ngoại)

QE

: Quercetin

MDA

: Malonaldehyde

ix


TÓM TẮT KHÓA LUẬN
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC PHỤ PHẨM
RAU QUẢ VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÔM.
Trong nhiều năm qua, tôm và các sản phẩm từ tôm luôn chiếm một tỷ trọng lớn nhất
trong cơ cấu các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam. Biến đen và quá trình oxy
hóa chất béo ở tôm thường xuất hiện trong quá trình bảo quản lạnh, là một vấn đề nghiêm
trọng làm giảm giá trị cảm quan, dinh dưỡng và giá trị kinh tế của tôm sau thu hoạch. Ngày

hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam trong nhiều năm qua. Trong năm 2010, xuất khẩu
tôm của Việt Nam đem về hơn 2,1 tỉ USD, năm 2011 là 2,4 tỉ USD, năm 2012 là 2,25 tỉ
USD, năm 2013 là 2,4 USD và tăng mạnh trong năm 2014 là 7,84. Dự báo trong những
năm tiếp theo, tôm vẫn chiếm giữ vị trí dẫn đầu trong cơ cấu các mặt hàng xuất khẩu thủy
sản của đất nước. Tôm là loài thủy sản dễ bị ươn hỏng, quá trình ươn hỏng trong tôm xảy
ra rất nhanh do cơ thể bị các enzym tiêu hóa tấn công rất nhanh trong vài giờ sau khi chết.
Hiện nay việc xử lý tôm sau thu hoạch chưa được quan tâm nhiều. Biến đen ở tôm và oxy
hóa chất béo là hai trong những vấn đề nghiêm trọng làm giảm giá trị cảm quan, dinh
dưỡng và giá trị kinh tế của nguyên liệu sau thu hoạch. Nhiều nỗ lực đã được các nhà chế
biến, các nhà nghiên cứu thực hiện nhằm hạn chế các tác hại tiêu cực của hai vấn đề trên.
Đối với vấn đề biến đen, các nỗ lực chủ yếu được thực hiện bằng việc sử dụng hóa chất
metabisufite để hạn chế sự biến đen ở tôm. Tuy nhiên, hóa chất này ngày càng bị giới hạn
sử dụng trong bảo quản thủy sản theo các luật định. Trong khi đó, các giải pháp nhằm hạn
chế sự oxy hóa chất béo đối với thủy sản vẫn còn nhiều hạn chế. Biến đen ở tôm là một
trong những nguyên nhân làm giảm thời hạn sử dụng cũng như giá trị thương mại của tôm.
Tương tự như vậy, oxy hóa chất béo cũng gây ra những vấn đề nghiêm trọng làm giảm giá
trị cảm quan và dinh dưỡng đối với sản phẩm thủy sản. Nhận thấy, một giải pháp an toàn
cần được triển khai nghiên cứu nhằm hạn chế biến đen ở tôm và oxy hóa chất béo, nâng
cao giá trị của tôm mà không ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng.
Việt Nam là một đất nước nông nghiệp, trong đó, các vùng Tây Nguyên, Ninh Thuận
Bình Thuận và Tây Nam Bộ là một trong những vùng cung cấp nguồn nguyên liệu rau quả
dồi dào trong và ngoài nước cho các nhà máy sản xuất thực phẩm, nước giải khát…Các
loại rau quả đa chủng loại, dễ trồng, rẻ tiền và phổ biến. Hằng năm, khối lượng phụ phẩm
từ rau củ và trái cây tạo ra rất lớn, một phần được sử dụng làm phân bón, phần còn lại thải
ra môi trường gây ô nhiễm. Với quan điểm, “phụ phẩm không phải là phế thải”, nhóm
nghiên cứu đã hướng tới việc nghiên cứu phụ gia oxy hóa tự nhiên sử dụng trong thủy sản
từ nguồn phụ phẩm này. Điều này không chỉ có ý nghĩa lớn về mặt y học, dinh dưỡng thực
phẩm, kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
Do đó các nghiên cứu hiện nay chủ yếu tập trung vào các loại cây thuốc được sử dụng
chữa bệnh trong dân gian hoặc trên phần ăn được của rau củ, trái cây. Chúng tôi đã mở


Gốc tự do

a. Khái niệm
Trong hóa học, gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hoặc phân tử có
những electron không ghép cặp ở lớp ngoài cùng. Các electron này có năng lượng cao, rất
kém bền nên các gốc tự do dễ dàng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học như phản ứng
oxy hóa – khử, phản ứng polymer hóa...để tạo ra một chuỗi những gốc tự do mới. Gốc tự
do có hoạt tính cao nên thời gian tồn tại của chúng thường rất ngắn, phụ thuộc nhiều yếu
tố: cấu hình không gian, đặc tính cộng hưởng, hiệu ứng liên hợp[9].
b. Phân loại
Có hai nhóm gốc tự do chủ yếu bao gồm: các dạng hoạt động của nitrogen
(reactivenitrogen species, RNS) và các dạng hoạt động của oxygen (reactive oxygen
species, ROS) (bảng 1.1 và 1.2)[3].
Bảng 1.1. Các dạng hoạt động của nitrogen [3],[22],[27]
Các dạng hoạt động

Ký hiệu

Thời gian
tồn tại

Nguồn gốc
Vai trò rất quan trọng trong hệ

Nitric oxide

NO●

thống thần kinh trung ương và


10 s

1

ổn Được hình thành khi ONOO─
nhận thêm 1 proton.
Hoạt tính cao, hình thành từ NO●
và O2●─


Bảng 1.2. Các dạng hoạt động của oxygen [5],[22],[27]
Ký

Các dạng hoạt động

Superoxide
Gốc hydroxyl

hiệu
O2●─

Thời
Hoạt động

gian
tồn tại
10-6s

Tạo ra trong ty thể (mitochondria), hệ


ROOH

Ổn định

Hydroperoxide
hữu cơ
Hydrogen
peroxide

Phản ứng với các ion kim loại chuyển
tiếp để tạo ra các dạng hoạt động.
Là tác nhân oxy hóa mạnh, dễ dàng

H2O2

Bền

nhận 1 electron để chuyển hóa thành
gốc tự do HO●
Hoạt tính cao, hình thành trong quá

Nonradical Singlet oxygen

1

O2

10-6s


xung quanh (nguồn ngoại sinh).
 Nguồn nội sinh[27]
Các gốc tự do được chính cơ thể tạo ra bởi những quá trình sinh lý (quá trình hô hấp
ở tế bào), quá trình bệnh lý (quá trình viêm nhiễm), hoặc bởi hệ thống enzyme thân oxy
hóa và sự có mặt của các ion kim loại chuyển tiếp trong cơ thể.
+ Quá trình hô hấp của tế bào[24]
Một chuỗi những phản ứng oxy hóa–khử xảy ra trong quá trình hô hấp của tế bào, tạo
ra sản phẩm trung gian là các gốc tự do.
+ Hội chứng viêm nhiễm
Hội chứng viêm nhiễm là một phản ứng tự vệ của cơ thể sống nhằm chống lại sự tấn
công của các vi khuẩn hoặc các vi sinh vật lạ từ bên ngoài xâm nhập vào cơ thể hoặc sinh
ra ngay trong cơ thể. Khi các vi khuẩn hoặc các vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể sẽ bị bạch
cầu đa nhân trung tính bao kín để làm nhiệm vụ thực bào. Lúc này enzyme NADPH
oxydase ở màng bạch cầu được hoạt hóa, xúc tác phản ứng giữa O2 và NADPH tạo nên
gốc tự do O2- , từ đó tạo nên nhiều gốc tự do khác nhau phân hủy các vi sinh vật lạ. Một
phần các gốc tự do bị thoát ra ngoài bạch cầu và gây nên những phản ứng viêm.
+ Các enzyme thân oxy hóa[24]
Một hệ thống các enzyme thân oxy hóa trong cơ thể có khả năng tạo gốc tự do như
xanthine oxydase (XO), NADPH oxydase, nitric oxide synthase.. Gốc O2- và NO là 2
gốc tự do chính được sinh ra dưới sự xúc tác của các enzyme thân oxy hóa này.
+ Các ion kim loại chuyển tiếp
Phản ứng giữa một ion kim loại chuyển tiếp và một hợp chất peroxide cũng góp phần
sản sinh ra gốc tự do trong cơ thể.
 Nguồn ngoại sinh
Ngoài những yếu tố nội sinh, gốc tự do còn được hình thành trong cơ thể bởi các yếu
tố ngoại sinh như sự ô nhiễm môi trường, bức xạ, khói thuốc, ozon..
+ Sự bức xạ
Dưới tác dụng của bức xạ, các gốc tự do như O2, HO, HOO được hình thành trong
cơ thể. Vì thành phần chủ yếu của cơ thể là nước, do đó khi bức xạ có năng lượng cao (tia
X, tia UV..) chiếu vào cơ thể sẽ phân hủy nước thành các gốc tự do. Điều này giải thích

còn góp phần quét dọn những tế bào già, chết trong cơ thể tạo điều kiện cho những tế bào
mới sinh sôi, phát triển và tiêu diệt những tế bào bất thường như tế bào ung thư. Ngoài ra,
gốc tự do còn tham gia vào nhiều quá trình có lợi khác cho cơ thể như đóng vai trò là chất
dẫn truyền thần kinh (NO•) và tác nhân điều hòa huyết áp.
Trong cơ thể sống luôn tồn tại sự cân bằng các dạng hoạt động và dạng kháng oxy hóa,
đó là một trạng thái cân bằng nội môi (homeostasis). Tuy nhiên, do ảnh hưởng của nhiều
yếu tố tác động ngoại sinh làm gia tăng nồng độ của các dạng hoạt động, vượt quá mức
kiểm soát của các hệ thống kháng oxy hóa trong cơ thể. Hiện tượng stress oxy hóa

4


(oxydative stress) xảy ra, mang lại nhiều nguy hại cho con người khi các gốc tự do bùng
phát và tấn công các phân tử sống như lipid, protein, DNA và có thể gây chết tế bào.[23]
Gốc tự do tấn công ở mức độ nhẹ sẽ gây rối loạn chức năng tế bào, nặng hơn gây nên
nhiều bệnh lý nguy hiểm và gây ung thư. Đặc biệt, khi gốc tự do tấn công lên não, sẽ gây
mất ngủ, đau nửa đầu, suy giảm trí nhớ.
1.1.2

Sự oxy hóa chất béo trong thực phẩm[20]

Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm, quá trình oxy hoá chất béo xảy ra
làm giảm thời gian bảo quản sản phẩm. Sự oxy hoá chất béo không no được khởi tạo bằng
việc tạo thành các gốc tự do dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại và oxy.
Thông thường, phản ứng xảy ra trên nhóm metyl cận kề với nối đôi C=C của mạch cacbon.
Hai quá trình oxy hoá chất béo chủ yếu là quá trình oxy hoá sinh học và oxy hoá hoá
học.
 Quá trình oxy hoá hoá học
Quá trình oxy hoá hoá học gồm 3 giai đoạn: giai đoạn khơi mào, giai đoạn tiếp diễn và
giai đoạn kết thúc.

ROO•

(1.5)

Gốc peroxyte được tạo thành sẽ kết hợp với những phân tử khác tạo ra hyroperoxyte
ROOH và hình thành một gốc tự do R• mới.
ROO• + RH

ROOH + R•

(1.6)

Hydroperoxyte kém bền dễ dàng phân mạch để cho những gốc tự do khác nhau như
gốc alcoxy RO•, peroxyte ROO•, hydroxyl •OH.
RO• + •OH

ROOH
2ROOH

ROO• + RO• + H2O

5

(1.7)
(1.8)


Từ RO• có thể tạo nên những sản phẩm thứ cấp như rượu, ceton và aldehyte. Mặt khác
từ hydroperoxyte và gốc ankyl cũng tạo ra ceton
+ Giai đoạn kết thúc: các gốc tự do kết hợp với nhau theo cơ chế lưỡng phân

Enz(Fe3+) + LOOH

(1.13)

2+

+

Enz(Fe ) + LH

Enz(Fe )L• + H

(1.14)

Enz(Fe2+)L• + O2

Enz(Fe2+)LOO• hay Enz(Fe3+)LOO•

(1.15)

Enz(Fe2+)LOO•
LOO• + LH
L• + O2

Enz(Fe2+) + LOO•
LOOH + L•
LOO•

(1.16)
(1.16).

Cơ chế của hiện tượng này như sau:

Hình 1.1: Cơ chế hình thành biến đen
Điều kiện để hình thành phản ứng melanin:


Hệ enzyme polyphenoloxidase



Oxy không khí



Các hợp chất chứa gốc phenol (tyrosin, phenylalanin)

Polyphenoloxydase

+ O2

Tôm tươi

Tôm bị biến đen
Hình 1.2: Tôm trước và sau khi bảo quản lạnh 2oC

7


1.3. Các phương pháp bảo quản tôm sau thu hoạch
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

nhiều công sức[15].
d. Phương pháp bảo quản tôm bằng axit ascorbic và hợp chất đường khử
Nobuyuki Higuchi đã nghiên cứu tạo chế phẩm bảo quản và phương pháp bảo quản
không làm giảm chất lượng của tôm, được cấp bằng sáng chế số 1-0008570, ngày
25/08/2010 tại Việt Nam.

8


S

K

L

0

0

2

1

5

4