Ứng dụng bổ sung bột hạt thanh long đỏ sấy và dịch trích từ vỏ thanh long đỏ vào sản phẩm thịt xay để hạn chế quá trình oxy hóa lipid

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------------------

ĐINH THỊ PHƯƠNG

ỨNG DỤNG BỔ SUNG BỘT HẠT THANH LONG ĐỎ SẤY VÀ
DỊCH TRÍCH TỪ VỎ THANH LONG ĐỎ VÀO SẢN PHẨM
THỊT XAY ĐỂ HẠN CHẾ QUÁ TRÌNH OXY HĨA LIPID

Chun ngành : CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã số : 8540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2022


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS TÔN NỮ MINH NGUYỆT

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS HOÀNG KIM ANH

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. NGUYỄN HOÀI HƯƠNG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia
TP.HCM ngày 19 tháng 12 năm 2022
Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ bao gồm:
1. Chủ tịch Hội đồng: PGS.TS TRẦN THỊ THU TRÀ

2. Phản biện 1: PGS.TS HOÀNG KIM ANH
3. Phản biện 2: TS. NGUYỄN HOÀI HƯƠNG
4. Ủy viên: PGS.TS TÔN NỮ MINH NGUYỆT
5. Thư ký: TS. TẠ THỊ MINH NGỌC
Xác nhận của Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Đinh Thị Phương

MSHV: 2070461

Ngày, thánh, năm sinh: 05/02/83

Nơi sinh: Đồng Tháp

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

Mã số: 8540101

I.

TÊN ĐỀ TÀI

Ứng dụng bổ sung bột hạt thanh long đỏ sấy và dịch trích từ vỏ thanh long đỏ
vào sản phẩm thịt xay để hạn chế q trình oxy hóa lipid.
Application of supplementing dried red dragon fruit seed powder and extraction
solution of red dragon fruit peels into ground meat products to reduce lipid
oxidation.
II.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

Nhiệm vụ: Sử dụng chất kháng oxy hóa tự nhiên để bảo quản sản phẩm giàu
lipid.
Nội dung:
-

Khảo sát điều kiện trích ly của vỏ thanh long để thu nhận dịch trích giàu hoạt
tính kháng oxy hóa và sử dụng bột hạt thanh long.
- Ứng dụng dịch trích từ vỏ thanh long và bột hạt thanh long để hạn chế q
trình oxy hóa lipid trong sản phẩm thịt cá xay.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 09/2022
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2022
V.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Tơn Nữ Minh Nguyệt
TP.Hồ Chí Minh, ngày .... tháng....năm 2022

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

i


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến các thầy cô giáo trường Đại học
Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt các thầy cô khoa Kỹ thuật hóa học, bộ mơn Cơng nghệ
thực phẩm đã tạo điều kiện cho em học tập và nghiên cứu, cung cấp những kiến thức
và kinh nghiệm để em có một vốn tri thức vững vàng trước khi rời khỏi trường. Đặc
biệt, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cơ PGS. TS. Tơn Nữ Minh
Nguyệt – là người trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình hồn thành luận văn
tốt nghiệp này. Em cũng xin cảm ơn phịng thí nghiệm trọng điểm quốc gia trường
đại học Bách Khoa TP. HCM, phịng thí nghiệm hóa dược, hóa hữu cơ vì sự hỗ trợ
về điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị thí nghiệm, tạo điều kiện để chúng em có
thể thực hiện nghiên cứu và hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình. Lời cảm ơn
cuối cùng xin được gửi đến gia đình - những người luôn đặt niềm tin, cổ vũ và giúp
đỡ, động viên tinh thần để em hoàn thành tốt cơng việc của mình. Xin gửi lời cảm ơn
chân thành và lòng biết ơn sâu sắc nhất!

Học viên cao học

Đinh Thị Phương

ii

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Xu hướng tận dụng các hợp chất tự nhiên từ thực vật có trong phế phẩm của ngành
công nghiệm thực phẩm để thay thế cho các chất phụ gia tổng hợp có nhiều tiềm ẩn
mối nguy cho sức khỏe con người. Với mục đích đó, trong nghiên cứu này vỏ và hạt
thanh long ruột đỏ (Hylocereus spp.) được sử dụng như là nguồn chứa các hợp chất
phenolic để trích ly lấy dịch từ vỏ cũng như nghiền hạt thành bột bổ sung cho sản
phẩm thịt cá basa xay, hạn chế sự oxy hóa chất béo trong suốt q trình bảo quản sản
phẩm.
Dịch trích từ vỏ thanh long và bột hạt thanh long được đánh giá khả năng kháng oxi
hóa theo phương pháp bắt gốc tự do DPPH và phương pháp khử sắt (FRAP). Hàm
lượng phenolic tổng được định lượng theo phương pháp Foline-Ciocalteu. Với vỏ
thanh long, được trích ly bằng dung mơi ethanol nồng độ 70% (v/v), tỷ lệ ngun liệu
và dung mơi là 1:14, trích trong 3h ở 50oC, hàm lượng phenolic tổng thu được là
15.01 mg GAE/g chất khô, khả năng quét gốc tự do theo DPPH (%RSA) là 21.31%.
Với bột hạt các thông số kháng oxy hóa thu được là 77.58 mg GAE/ g chất khô cho
tổng hàm lượng phenolic, 696.96 μM TEAC/g chất khơ cho khả năng kháng oxy hóa
theo phương pháp khử sắt (FRAP), giá trị IC50 (DPPH) đạt 18.32 mg/mL.
Các chỉ tiêu chất lượng và khả năng kháng oxy hóa được đánh giá sản phẩm thịt cá
basa xay như là : hàm lượng phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH và
FRAP, chỉ số peroxide, giá trị TBARS. Kết quả thu được là dịch trích vỏ và bột hạt
thanh long có khả năng ức chế q trình oxi hóa chất béo, giữ chỉ số peroxide dưới
ngưỡng cho phép của TCVN 6044:2013 trong 10 ngày bảo quản sản phẩm ở 5 oC.

iii


ABSTRACT
The trend of using natural plant-based compounds found in waste products of the
food industry to replace synthetic additives has many potential hazards to human

health. For that purpose, in this study, the peels and seeds of red dragon fruit
(Hylocereus spp.) were used as a source of phenolic compounds for extraction of the
peels as well as to grind the seeds into powder to supplement the minced Pangasius
Catfish meat product, preventing lipid oxidation during product preservation.
The extraction solution of dragon fruit peels and dragon fruit seeds powder were
evaluated antioxidant activity by DPPH assay and Ferric Reducing Antioxidant
Power Assay - FRAP assay (FRAP). The total phenolic content was quantified by the
Foline-Ciocalteu method. For dragon fruit peels, extracted by ethanol solvent
concentration 70% (v/v), the ratio of raw materials and solvent is 1:14, extracted in 3
hours at 50oC, the total phenolic content obtained is 15.01 mg GAE /g dry matter,
free radical scavenging activity according to DPPH (%RSA) is 21.31%. With dragon
fruit seeds powder, the parameters of antioxidant capacity obtained were 77.58 mg
GAE/g dry matter for total phenolic content, 696.96 μM TE/g dry matter for iron
reducing activity (FRAP), IC50 value (DPPH) reached 18.32 mg/mL.
The quality parameters and antioxidant capacity were assessed for ground basa meat
products such as: the total of phenolic content, antioxidant activity according to
DPPH assay and FRAP assay, peroxide value, TBARS value. The results obtained
were that the dragon fruit peel extract solution and dragon fruit seed powder were
able to inhibit lipid oxidation, keeping the peroxide value below the maximun limit
of TCVN 6044:2013 for 10 days with product storage temperature is 5 oC.

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn trực tiếp của cô PGS. TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt. Các kết quả nghiên cứu
và các kết luận trong luận văn này là trung thực và không sao chép từ bất cứ một
nguồn nào, dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được
thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu. Mọi sao chép

không hợp lệ, vi phạm qui chế đào tạo, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.

Học viên cao học

Đinh Thị Phương

v


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ ii
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ............................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. v
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN .................................................................................. 4
2.1 Tổng quan về quá trình oxi hóa chất béo...................................................... 4
2.1.1 Q trình oxi hóa chất béo trong thực phẩm .......................................... 4
2.1.2 Các chất chống oxy hóa và cơ chế chống oxy hóa ................................. 6
2.1.3 Phương pháp xác định khả năng chống oxy hóa của các chất kháng oxy
hóa ................................................................................................................. 10
2.2 Tổng quan về vỏ và hạt thanh long ruột đỏ ................................................ 12
2.2.1 Vỏ thanh long ruột đỏ........................................................................... 12
2.2.1.1 Đặc điểm ........................................................................................ 12
2.2.1.2 Thành phần hóa học vỏ thanh long ruột đỏ ................................... 14
2.2.1.3 Công dụng đối với sức khỏe .......................................................... 16
2.2.1.4 Các ứng dụng trong công nghệ thực phẩm .................................... 16
2.2.2 Hạt thanh long ruột đỏ .......................................................................... 19
2.2.2.1 Giới thiệu chung............................................................................. 19
2.2.2.2 Thành phần hóa học trong hạt thanh long ruột đỏ ......................... 19
2.2.3 Sản phẩm thịt cá xay ............................................................................ 22

2.2.4 Các chất chống oxy hóa thường gặp trong patties ............................... 22
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 24
3.1 Nguyên liệu ................................................................................................. 24
3.1.1 Nguyên liệu để thu dịch trích và bột hạt .............................................. 24
3.1.2 Nguyên liệu sản xuất thịt cá xay .......................................................... 24
3.2 Hóa chất – thiết bị ....................................................................................... 25
3.2.1 Hóa chất ................................................................................................ 25
3.2.2 Thiết bị ................................................................................................. 28
3.3 Các quy trình thực hiện ở quy mơ phịng thí nghiệm ................................. 30
3.3.1 Quy trình thu nhận dịch trích từ vỏ ở quy mơ phịng thí nghiệm ........ 30
3.3.2 Quy trình thu nhận bột hạt thanh long sấy ........................................... 31
vi


3.2.3 Quy trình sản xuất thịt cá xay ở quy mơ phịng thí nghiệm ................. 31
3.4 Nội dung nghiên cứu................................................................................... 32
3.4.1 Mục đích nghiên cứu ............................................................................ 32
3.4.2 Sơ đồ nghiên cứu .................................................................................. 33
3.4.3 Kế hoạch thí nghiệm............................................................................. 33
3.5 Các phương pháp phân tích ........................................................................ 36
3.5.1 Các phương pháp xác định chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu .............. 36
3.5.2 Các phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích vỏ, bột
hạt, thịt cá xay ............................................................................................... 37
3.5.3 Phương pháp trích ly chất béo từ mẫu thịt cá xay ................................ 37
3.5.4 Các phương pháp xác định chỉ tiêu chất lượng của thịt cá xay ............ 37
3.5.5 Phương pháp xử lí số liệu ..................................................................... 38
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ......................................................... 39
4.1 Khảo sát điều kiện trích ly để thu nhận dịch trích từ vỏ ............................. 39
4.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung mơi trích ly đến hoạt tính chống
oxi hóa của dịch trích vỏ thanh long ............................................................. 39

4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu : dung mơi trích ly đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch trích vỏ thanh long.................................................. 42
4.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hoạt tính chống oxi hóa của
dịch trích vỏ thanh long ................................................................................. 45
4.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hoạt tính chống oxi hóa của
dịch trích vỏ thanh long ................................................................................. 47
4.1.5 Xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích vỏ thanh long, bột hạt
thanh long và BHT ........................................................................................ 49
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dịch trích vỏ và hạt đến các chỉ tiêu hóa
học của thịt cá xay ............................................................................................ 52
4.2.1 Thành phần hóa học cơ bản của thịt cá và bột hạt. .............................. 52
4.2.2 Giá trị PoV – Chỉ số peroxide .............................................................. 54
4.2.3 Giá trị TBARS ...................................................................................... 57
4.2.4 Hàm lượng phenolic tổng ..................................................................... 59
4.2.5 Hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH ................................................... 61
4.2.6 Hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP ................................................... 62
4.3 Các chỉ tiêu vi sinh của mẫu thịt cá basa .................................................... 63

vii


5.1 Kết luận ....................................................................................................... 66
5.2 Kiến nghị..................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 68
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 83
PHỤ LỤC A. Các phương pháp phân tích ....................................................... 83
PHỤ LỤC B. Kết quả thí nghiệm ........................................................................ 95

viii

MỤC LỤC HÌNH
Hình 2.1 Cơ chế oxy hóa lipid....................................................................................5
Hình 2.2 chức năng chất chống oxi hóa......................................................................7
Hình 2.3 Hình ảnh các loại trái thanh long: (2A) Thanh long ruột đỏ (Hylocereus
polyrhizus), (2B) Thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus), (2C) Thanh long ruột
trắng, vỏ vàng (Selenicereus megalanthus)..............................................................13
Hình 2.4 Hạt thanh long............................................................................................19
Hình 3.1 Vỏ và hạt thanh long..................................................................................24
Hình 3.2 Hình cá basa...............................................................................................25
Hình 3.3 Quy trình thu nhận dịch trích từ vỏ............................................................30
Hình 3.4 Quy trình thu nhận bột hạt thanh long.......................................................31
Hình 3.5 Quy trình chế biến thịt cá xay....................................................................31
Hình 3.6 Sơ đổ nghiên cứu........................................................................................33
Hình 4.1 thể hiện ảnh hưởng của nồng độ dung môi trích ly đến hàm lượng phenolic
tổng của dịch trích vỏ thanh long..............................................................................39
Hình 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung mơi đến khả năng khử gốc tự do DPPH của
dịch trích vỏ thanh long............................................................................................41
Hình 4.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung mơi đến hoạt tính kháng oxy hóa theo
FRAP của dịch trích vỏ thanh long...........................................................................41
Hình 4.4 thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu:dung mơi trích ly đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch trích vỏ thanh long.............................................................42
Hình 4.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu:dung mơi trích ly đến khả năng khử gốc
tự do DPPH của dịch vỏ thanh long..........................................................................43

ix


Hình 4.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu:dung mơi trích ly đến hoạt tính kháng oxy
hóa theo FRAP của dịch vỏ thanh long.....................................................................44

Hình 4.7 thể hiện ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng phenolic tổng của
dịch trích vỏ thanh long............................................................................................45
Hình 4.8 Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến khả năng khử gốc tự do DPPH của
dịch trích vỏ thanh long............................................................................................46
Hình 4.9 Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP
của dịch trích vỏ thanh long......................................................................................46
Hình 4.10 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng phenolic tổng
của dịch trích vỏ thanh long......................................................................................47
Hình 4.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến khả năng khử gốc tự do DPPH của
dịch trích vỏ thanh long............................................................................................48
Hình 4.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP
của dịch trích vỏ thanh long......................................................................................49
Hình 4.13 Hình thịt cá basa xay bổ sung dịch trích vỏ và bột hạt thanh long……..53
Hình 4.14 Ảnh hưởng của hàm lượng bột hạt (A) và dịch trích vỏ thanh long(B) đến
giá trị PoV (meq oxy hoạt hóa/kg mẫu) của mẫu thịt cá basa xay bảo quản ở 5 oC
trong 10 ngày............................................................................................................56
Hình 4.15 Ảnh hưởng của bột hạt (A), dịch trích vỏ (B) đến giá trị TBARS (mg
MA/ kg mẫu) của mẫu thịt cá cá basa bảo quản ở 5oC trong 10 ngày......................58
Hình 4.16 Hàm lượng phenolic tổng của các mẫu thịt cá basa xay bổ sung bột hạt
(A) và dịch trích vỏ (B) bảo quản ở 5oC trong 10 ngày...........................................59
Hình 4.17 Hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH của các thịt cá xay bổ sung bột hạt
(A) và dịch trích vỏ (B) bảo quản ở 5oC trong 10 ngày............................................60
Hình 4.18 Hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP của các mẫu thịt cá basa xay bổ
sung bột hạt (A) và dịch trích vỏ (B) bảo quản ở 5oC trong 10 ngày.......................62
x


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2.1 Tỷ lệ thành phần trong 100g thịt trái thanh long.......................................14
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ thanh long ruột đỏ (% chất khô)...................14

Bảng 2.3 Thành phần kháng oxi hóa của vỏ thanh long ruột đỏ...............................15
Bảng 2.4 những nghiên cứu được tiến hành trên vỏ thanh long...............................18
Bảng 2.5 Thành phần hóa học cơ bản của hạt thanh long ruột đỏ............................20
Bảng 3. 1 Một số thành phần hóa học của phi lê cá basa..........................................25
Bảng 3.2 Các hóa chất dùng trong nghiên cứu.........................................................26
Bảng 3.3 Các thiết bị dùng trong nghiên cứu............................................................28
Bảng 3.4 Công thức phối trộn thịt cá basa xay.........................................................32
Bảng 3.5 Hoạch định thí nghiệm khảo sát điều kiện trích ly vỏ...............................33
Bảng 4.1 Các thơng số trích ly dịch trích vỏ thanh long...........................................50
Bảng 4.2 Hàm lượng phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của BHT, dịch trích
vỏ thanh long và bột hạt thanh long..........................................................................51
Bảng 4.3 Hàm lượng BHT và dịch trích vỏ, bột hạt bổ sung vào thịt cá xay...........52
Bảng 4.4 Tên viết tắt các mẫu thịt cá xay sử dụng trong thí nghiệm........................53
Bảng 4.5 Các chỉ tiêu vi sinh vật của các mẫu thịt cá basa xay ở ngày 0…………….63
Bảng 4.6 Các chỉ tiêu vi sinh vật của các mẫu thịt cá basa xay ở ngày 10…….......64

xi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ABTS: 2,2' -azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)
ANOVA: Analysis Of Variance - Phân tích sự khác biệt
AOAC: Association Of Analytical Communities
AV: Acid value - Chỉ số acid
BHA: Butylate hydroxyanisole
BHT: Butylate hydroxytoluene
CD: Conjugated diene - Nối đôi liên hợp
CUPRAC: Cupric Ion Reducing Antioxidant Capacity
DPPH: 2,2-diphenyl-1 -picrylhydrazyl
EDTA: Ethylenediamine tetraacetic acid

FRAP: Ferric ion Reducing Antioxidant Power - Khả năng kháng oxy hóa được thể
hiện qua sự khử ion Fe3+
GAE: Gallic acid equivalent
HAT: Hydrogen atom transfer
ICUMSA: International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis - Ủy
ban quốc tế về thống nhất các phương pháp phân tích đường
LDL: Low Density Lipoprotein
LOXs: Lipoxygenase
MA: Malondialdehyde
ORAC: Oxygen Radical Absorbing Capacity
PG: Propyl gallates
PoV: Peroxide value - Chỉ số peroxide
xii


RSA: Radical Scavenging Activity-khả năng ức chế gốc tự do
SET: Single electron transfer
TBARS: Thiobarbituric Acid Reactive Substances
TBHQ: Tert - butyl hydroquinone
TCA: Trichloroacetic acid
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TE: Trolox equivalent
TEAC: Trolox equivalent antioxidant capacity
TMP: 1,1,3,3 – tetramethoxypropane
TOSCA: Total Oxyradical Scavenging Capacity
TPTZ: 2,4,6-tripyridyl-s-triazin
TP: Total phenolic
TRAP: Trapping Antioxidant Parameter
USDA: United States Department of Agriculture - Bộ Nông nghiệp Hoa

xiii


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, chất lượng cuộc sống con người ngày càng được nâng
cao, con người ngày trở nên bận rộn hơn, vì vậy quỷ thời gian cho việc nấu nướng
các bữa ăn trong gia đình càng ít hơn. Do đó, nhu cầu về các sản phẩm sơ chế từ thịt,
cá, rau củ tươi sẽ càng cao. Đặc biệt, cá và các sản phẩm chế biến từ cá được con
người quan tâm và sử dụng trong các bữa ăn hằng ngày. Cá là nguồn dinh dưỡng
được đánh giá cao, trong cá có chứa acid béo omega-3, iốt, selen, vitamin D, taurine
và carnitine, chúng góp phần quan trọng trong trao đổi chất và nội tiết tố. Ngoài ra,
cá cung cấp protein chất lượng cao và mức calo thấp [1]. Thịt cá xay được phối trộn
thêm gia vị và tác nhân kết dính, sau đó được định hình thành dạng trịn để tạo ra sản
phẩm patties cá. Nhóm sản phẩm này tiện dụng và được bán phổ biến trong các siêu
thị hiện nay. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến và bảo quản, các sản phẩm cá thường
bị hư hỏng do vi sinh vật phát triển và q trình oxy hóa xảy ra [2]. Đặc biệt, q
trình oxy hóa chất béo làm giảm giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm như
là thay đổi màu sắc, kết cấu và mùi vị [3]. Ngoài ra, khi chất béo bị oxy hóa sẽ sinh
ra các độc tố peroxide và làm giảm thời hạn sử dụng thực phẩm [4]. Để duy trì chất
lượng và kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng
cao của người tiêu dùng, ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đã và đang nghiên
cứu nhiều hợp chất chống oxy hóa để ứng dụng vào sản phẩm nhằm điều khiển tốc
độ của q trình oxy hóa lipid.
Một số hợp chất chống oxi hóa tổng hợp tan trong chất béo được ứng dụng vào sản
phẩm cá, điển hình là butylated hydroxy anisol (BHA), butylated hydroxy toluen
(BHT), tert - butyl hydroquinone (TBHQ), octyl gallate (OG), dodecyl gallate (DG)
và propyl gallate (PG) [5] [6] [7]. Mặc dù, chúng có hoạt tính chống oxy hóa mạnh
hơn các hợp chất tự nhiên như α-tocopherol, ascorbic acid, nhưng chúng tiềm ẩn mối
nguy đối với sức khoẻ con người [7]. Vì thế, Các nhà sản xuất thực phẩm hiện đại sẽ
dần thay thế các hợp chất chống oxy hóa tổng hợp trên bằng các chất có nguồn gốc

thiên nhiên thân thiện với con người và mơi trường [8]. Ngồi chức năng chính là hạn
chế q trình oxy hóa trong thực phẩm trong q trình bảo quản, các hợp chất chống

1


oxy hóa tự nhiên cịn có những tác dụng khác tốt cho sức khỏe người sử dụng. Ngoài
các hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên kể trên, đại diện tiêu biểu khác là các hợp chất
phenolics. Trong nghiên cứu dịch trích từ Acacia nilotica giàu phenolic, tác giả đã
thu được kết quả tích cực về khả năng kháng oxy hóa chất béo trong thịt tươi xay,
đồng thời giá trị cảm quan của sản phẩm cũng không bị ảnh hưởng tiêu cực [9].
Vỏ và hạt thanh long ruột đỏ (Hylocereus spp.) là phụ phẩm của ngành công nghiệp
chế biến thực phẩm và nước giải khát. Mỗi năm, cả nước tạo ra một lượng lớn phụ
phẩm này, và việc xử lý chất thải là một vấn đề tốn nhiều chi phí. Trong khi đó, dịch
trích từ vỏ thanh long ruột đỏ có nhiều hợp chất có khả năng kháng oxy hóa như
Flavonoids, phenol hydroquinone, steroids, triterpenoids, saponin và tannin [10]. Về
hạt thanh long, chúng chứa các hợp chất phenolic tổng, acid ascorbic, flavonoid đóng
góp vào khả năng kháng oxy hóa của hạt [11].
Với nhiều ưu thế từ vỏ và hạt thanh long ruột đỏ, nhưng chưa có nhiều ứng dụng dịch
trích từ vỏ thanh long ruột đỏ như là chất kháng oxy hóa tự nhiên trong sản phẩm thịt
xay nói chung. Riêng với hạt, tìm thấy nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa khác nhau
của dịch trích hạt thanh long ruột đỏ bằng các dung môi khác nhau (ethanol,
chloroform và hexan) [11]. Tại Việt Nam, Phạm Thị Thanh Quế và cộng sự (2018)
đã có nghiên cứu khảo sát về tính chất hóa, lý của dầu hạt thanh long (tính chất hố
lý, hàm lượng các acid béo, vitamin E) và sự ổn định của dầu hạt thanh long
(Hylocereus spp.) ở các điều kiện bảo quản khác nhau (loại bao bì, nhiệt độ bảo quản)
[12]. Cho đến nay, vẫn chưa có nghiên cứu khoa học nào về sử dụng hạt thanh long
sấy như là chất kháng oxy hóa tự nhiên trong q trình bảo quản sản phẩm thịt cá
xay.
Trên cơ sở đó, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng bổ sung bột hạt thanh long đỏ sấy và

dịch trích từ vỏ thanh long đỏ vào sản phẩm thịt xay để hạn chế quá trình oxy hóa
lipid” được thực hiện. Mục đích của nghiên cứu là đánh giá khả năng kháng oxy hóa
chất béo của dịch trích từ vỏ thanh long và bột hạt thanh long sấy dựa trên các thơng
số thể hiện hoạt tính chống oxy hóa và chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm thịt cá xay
trong điều kiện bảo quản lạnh. Từ đó, mở ra một cơ hội thay thế chất chống oxy hóa
2


tổng hợp không thân thiện với con người và môi trường cho sự phát triển nhóm sản
phẩm tiện dụng thịt xay.

3


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về quá trình oxi hóa chất béo
2.1.1 Q trình oxi hóa chất béo trong thực phẩm
Khi oxy trong khơng khí xâm nhập vào thực phẩm, chúng hịa tan vào pha nước và
béo, oxy hóa chất béo và các hợp chất liên quan có trong thực phẩm. Oxy đóng vai
trị là chất oxy hóa trong phản ứng có enzyme xúc tác (Pokorny, 2008) [13]. Quá trình
oxy hóa dẫn đến sự hình thành của một số hợp chất peroxide, là các hợp chất không
bay hơi, không mùi, tương đối khơng ổn định. Ngồi peroxide cịn có các sản phẩm
phân hủy của chúng (rượu, aldehyde, ketone) tạo ra mùi vị oxy hóa trong các sản
phẩm thực phẩm giàu chất béo (Gordon, 2001) [14].
Có rất nhiều hệ xúc tác có thể oxy hóa chất béo như là ánh sáng, nhiệt độ, enzyme,
kim loại, vi sinh vật,… Hầu hết các phản ứng bao gồm các gốc tự do hoặc các cấu
trúc phân tử chứa oxy hay nitơ có khả năng phản ứng cao (ROS – reactive oxygen
spicies, RNS – reactive ritrogen species) [15].
Chất béo dễ bị oxy hóa theo cơ chế có enzyme hoặc khơng có enzyme. Tác động của
ánh sáng chuyển oxy phân tử thành oxy đơn, từ đó bắt đầu q trình oxy hóa lipid,

oxy đơn phản ứng các acid béo khơng bão hịa có trong thực phẩm (Adegoke et al.,
1998) [16]. Q trình oxy hóa diễn ra theo ba gia đoạn khởi tạo, lan truyền và kết
thúc (Brien & Connor, 2003) [17].

4


Hình 2.1 Cơ chế oxy hóa lipid
Giai đoạn khởi đầu (Initiation phase) tách hydro từ chất béo khơng bão hịa (RH) bởi
ion kim loại, ánh sáng, bức xạ, và các phương tiện khác. Giai đoạn này hình thành
sản phẩm trung gian quan trọng là gốc tự do lipid cacbon trung tâm phản ứng cao,
nếu có mặt oxy sẽ phản ứng với gốc tự do hình thành này tạo ra hydroperoxyl [18].
Các gốc tự do hình thành cũng có thể tách hydro của chất béo tạo ra gốc tự do cacbon
trung tâm khác gây lan truyền phản ứng. Trong quá trình này, các gốc hydroxyl và
alkoxyl hình thành sẽ tiếp tục tách hydro từ lipid tạo ra gốc cacbon trung tâm khác
làm tiếp tục giai đoạn lan truyền [18]. Hydroperoxide cũng trải qua nhiều phản ứng
phân hủy tạo ra các hợp chất dẫn đến mùi hôi, ôi hoặc thiu. Khi cơ chất cạn kiệt và
các phản ứng tái tổ hợp triệt để chiếm ưu thế q trình oxy hóa sẽ kết thúc[18].
Các loại ơi hóa trong chất béo, dầu và acid béo [13]
-

Thủy phân chất béo (Lipolytic): do enzyme thủy phân các acid béo phân tử
lượng trung bình và thấp trong chất béo sữa, dầu hạt cọ.

-

Oxy hóa (oxidative): tự oxi hóa và do enzyme oxi hóa các aldehydes và
ketones phân tử lượng thấp trong dầu thực vật khơng bảo hịa.

5

-

Sự thay đổi mùi vị (flavor reversion): sự oxy hóa phân cắt và sắp xếp lại sản
phẩm thay thế oxy (oxygen substituted cleavage, rearrangement products)
trong dầu đậu nành

-

Oxy hóa ketone (ketonic): beta oxy hóa và tách cacboxyl của 2-Alkanones
(methyl ketones) trong chất béo sữa và dầu hạt cọ.

Trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm, sự oxy hóa chất béo là biến đổi
quan trọng . Đã có nhiều công bố khoa học về các vấn đề liên quan như sự oxy hóa
chất béo khơng no trong thủy sản [19], sự oxy hóa chất béo trong thịt [20] [21], ảnh
hưởng của các gốc phản ứng oxy hóa đến chất lượng cảm quan thực phẩm.
Chất chống oxy hóa sẵn có trong nhiều loại ngun liệu thơ, nhưng cũng có thể được
thêm vào thực phẩm với mục đích chống lại quá trình oxy hóa. Có thể chọn lựa loại
chất chống oxy hóa tự nhiên hoặc tổng hợp để thêm vào sản phẩm thực phẩm tùy
thuộc vào tính sẵn có của chúng, và chuẩn bị (Yanishlieva-Maslarova, 2001) [22].
2.1.2 Các chất chống oxy hóa và cơ chế chống oxy hóa
Chất chống oxy hóa kết hợp với các gốc tự do, chelate hóa các kim loại tiền oxy hóa,
dập tắt gốc oxy đơn và chất nhạy cảm với ánh sáng, làm bất hoạt enzyme
lipoxygenase (LOX) dẫn đến làm chậm tốc độ oxy hóa chất béo trong thực phẩm
[23].
Các chất chống oxy hóa can thiệp vào q trình oxy hóa lipid theo những cách khác
nhau, tùy thuộc vào phần nào của q trình oxy hóa lipid [18]. Phân loại và tóm lược
chúng như bên dưới:

6


Hình 2.2 chức năng chất chống oxi hóa
Chất khử: là những chất hoạt động dựa trên việc phân hủy các hydroperoxide tạo ra
các sản phẩm cuối bền như dilauryl thiopropionat và thiodipropionat acid làm kết
thúc chuỗi phản ứng. Vì khi chưa có sự tham gia của chất kháng oxy hóa thứ cấp, các
hydroperoxide có thể phản ứng với kim loại để tạo thành các gốc hydroxyl và alkoxyl
có khả năng hydro hóa lipid làm xuất hiện các gốc tự do ở carbon trung tâm nên làm
tiếp tục quá trình oxy hóa. Và khi có mặt chất kháng oxy hóa thứ cấp, việc chuyển
hóa các hydroperoxide thành các sản phẩm bền góp phần ngăn chặn sự hydro hóa
lipid [18].
Chất bắt giữ oxy (oxygen scavengers): là những chất phản ứng với oxy và loại oxy ra
khỏi hệ thống. Ví dụ: ascorbic acid, ascorbyl palmitate… [18].
Chất dập tắt (quenchers): là các chất có khả năng khử năng lượng lớn của oxy đơn
bội (singlet oxygen) hay năng lượng của các trạng thái kích thích và chuyển năng
lượng đó thành ít gây bất lợi hơn. Ví dụ: phenol, carotenoid [18].
Các tác nhân chống oxy hóa đa thành phần (antioxidant regenerators): là các chất có
khả năng làm giảm các gốc tự do hình thành khi chất kháng oxy hóa sơ cấp cho

7


nguyên tử hydro hay electron, làm tăng hoạt tính kháng oxy hóa. Ví dụ: hệ tocopherol
với acid citric hoặc acid ascorbic [18].
Chất ức chế phản ứng oxy hóa gốc tự do là những chất cho electron hay cho nguyên
tử hydro đến gốc tự do làm kết thúc quá trình phản ứng chuỗi chuyền. Chất chống
oxy hóa theo nhóm này bao gồm vitamin C, vitamin E, butylate hydroxyl toluene
(BHT), butylate hydroxyl anisole (BHA), gallates (propyl, octyl, dodecyl), tert-butyl
hydroquinone (TBHQ), các hợp chất phenolic, carotenoid... [18][24] [25] [26].

Các tác nhân tạo phức (chelators): chống oxy hóa bằng việc ngăn chặn các điều kiện
của phản ứng oxy hóa diễn ra như cơ lập các kim loại đa hóa trị, dập tắt các oxy đơn
bội. Chất chống oxy hóa theo cơ chế tạo phức với kim loại là 7 những chất như: citric
acid, ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), phosphoric acid, tartaric acid [26].
Chúng tạo thành phức kim loại không tan, tạo các trở ngại về không gian giữa kim
loại và các thành phần trong thực phẩm hoặc các sản phẩm trung gian của quá trình
oxy hóa [27].
Chất chống oxy hóa tự nhiên
Những chất chống oxy hóa tự nhiên như polyphenol (axit phenolic, flavonoid,
anthocyanin, lignans và stilbenes), carotenoid (xanthophylls và carotenes) và vitamin
(vitamin E và C) có từ nguyên liệu thực vật là chủ yếu [28,29].
Các chất chống oxy hóa tự nhiên là một họ phân tử đa dạng rất lớn được phân loại
theo hoạt tính (enzym hoặc khơng gây enzym), tính chất hóa lý (ví dụ: ưa nước hoặc
ưa dầu) và cấu trúc hóa học (ví dụ: vitamin, polyphenol, v.v.) [30].
Các hợp chất polyphenol là một trong các nhóm sản phẩm trao đổi chất bậc hai, rất
đa dạng về cấu trúc và chức năng. Ở thực vật, các hợp chất phenol tạo màu cho thực
vật (anthocyanin); bảo vệ thực vật trước tia cực tím, chống lại sự oxy hóa [26]. Về
mặt y học, việc sử dụng các thực phẩm giàu các hợp chất phenol như trà, rượu vang
đỏ được chứng minh là có lợi cho sức khỏe, được nghiên cứu thấy là do khả năng
chống oxy hóa của các hợp chất phenol [31].

8


Polyphenol ức chế q trình oxy hóa theo ba cách: nhặt gốc tự do, chất ức chế enzyme
lipoxygenase và là chất khử metmyoglobin. Vì vậy, polyphenol là tiềm năng chống
oxy hóa cho thịt và các sản phẩm từ thịt [32].
Phenolic acid được cấu thành từ hai thành phần quan trọng là hydroxycinnamic acid
và hydroxybenzoic acid. Phenolic acid, đặc biệt là gốc hydroxyl, gốc peroxy, anion
có khả năng quét các gốc tự do superoxide và peroxide nitrite. Cơ chế chống oxy hóa

của phenolic acid tương tự như flavonoid và tocopherol [33].
Flavonoid bao gồm các flavonol, flavanol, anthocyanin, isoflavonoid, flavanone và
flavone. Đặc tính chống oxy hóa có được là nhờ cấu trúc nhóm - OH gắn trên vịng
thơm. Flavonoid đóng vai trị như một chất khử, cho hydro nguyên tử, dập tắt oxy
nguyên tử, quét gốc tự do và thậm chí là tạo được phức với ion kim loại. Chúng cịn
hoạt hóa các enzyme chống oxy hóa và ức chế enzyme oxidase [33].
Carotenoid là nhóm sắc tố tự nhiên được tổng hợp bởi thực vật và vi sinh vật. Chúng
được chia thành hai nhóm là hydrocarbon carotenoid (lycopene và βcarotene) và
oxygenated carotenoid (zeaxanthin và lutein). Carotenoid có khả năng chống oxy hóa
theo cơ chế dập tắt oxy năng lượng cao hoặc phản ứng với gốc tự do [33].
Vitamin E (tocopherol và tocotrienol) được biết đến là một tác nhân ức chế hiệu quả
q trình oxy hóa lipid trong thực phẩm và hệ thống sinh học. Một bộ gồm bốn
tocopherol có tên gọi chung là α-tocopherol, β-tocopherol, γ-tocopherol và δtocopherol và bốn tocotrienol (α-tocotrienol, β-tocotrienol, γ-tocotrienol và δtocotrienol) [33]. Tocopherol có tác dụng chống oxy hóa theo cơ chế quét gốc tự do
bằng cách chuyển hydro tại gốc hydroxyl thứ 6 trên vòng chromanol cho gốc alkyl
peroxy để tạo ra hydro alkyl hydroperoxide và gốc tự do tocopherol [33].
Acid ascorbic (Viatmin C) bao gồm hai hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa là Lascorbic acid và L-dehydroascorbic acid. Ascorbic acid có khả năng quét các gốc
anion superoxide, hydrogen peroxide, gốc hydroxyl, oxy nguyên tử và oxide nitơ
phản ứng bằng cách cung cấp các hydro nguyên tử [34] [35].

9


Chất chống oxi hóa tổng hợp
Chất chống oxy hóa tổng hợp được con người tổng hợp từ một số hợp chất hóa học
trong phịng thí nghiệm. Chúng được kiểm tra độc tính và sử dụng chủ yếu trong bảo
quản thực phẩm.
Đặc tính của chúng như sau: trong khi BHA và BHT tan tốt trong dầu, khơng hịa tan
trong nước, thì PG tan rất ít trong nước và chỉ hịa tan một chút chất chất béo. BHA
và propyl gallate hòa tan tốt trong propylene glycol, nhưng BHT khơng hịa tan trong
dung mơi này. So với BHA và TBHQ thì BHT ít hòa tan trong dầu động vật và thực

vật hơn. BHA ở dạng nguyên chất có mùi phenolic, trong khi BHT và PG khơng có
mùi. BHA có thể tạo ra màu hồng nhạt khi có mặt kim loại kiềm [36]. BHA, BHT,
PG và TBHQ đều là phenol thay thế hydroxy, hoạt động như những chất thu gom gốc
tự do bằng cách tặng các nguyên tử hydro, do đó tạo thành các gốc phenoxy ổn định
hơn mà khơng góp phần vào cơ chế oxy hóa lipid. Chúng có thể phản ứng thêm để
tạo thành các thể màu, nhưng chúng không làm mất ổn định thêm hệ thống lipid [36].
2.1.3 Phương pháp xác định khả năng chống oxy hóa của các chất kháng oxy
hóa
Theo Leopoldini et al (2011), q trình kháng oxy hóa của các hợp chất phenolic có
thể diễn ra theo cơ chế HAT (hydrogen atom transfer), SET-PT (single electron
transfer followed by proton transfer). Các q trình trên được tóm tắt như sau:
-

HAT: R∗ + ArOH → RH + ArO∗

-

SET-PT: R∗ + ArOH → R– + ArOH+* → RH + ArO∗

Trong cơ chế chuyển nguyên tử HAT, chất kháng oxy hóa (ArOH) phản ứng trực tiếp
với gốc tự do (R∗) tạo phân tử bền RH thơng qua q trình phân ly liên kết O–H.
Hoạt tính của ArOH do đó được quyết định bởi năng lượng phân ly liên kết O– H.
Cơ chế chuyển electron – chuyển proton (SETPT) gồm hai giai đoạn: tách electron
cho ArOH+*, theo sau là quá trình trao đổi proton. Trong trường hợp này, hợp chất có

10