sự thay đổi hàm lượng lycopen và betacarotene trong lớp vỏ hạt và tinh dầu của trái gấc trong suốt thời gian lưu trữ

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI
KHÁT VÀ RAU QUẢ
Đề tài:
SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG LYCOPEN VÀ BETA
CAROTENE TRONG LỚP VỎ HẠT VÀ TINH DẦU CỦA
TRÁI GẤC TRONG SUỐT THỜI GIAN LƯU TRỮ
GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung
SVTH: Phùng Hùng Mạnh (10116035)
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2012
SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG LYCOPEN VÀ BETA
CAROTENE TRONG LỚP VỎ HẠT VÀ TINH DẦU CỦA
TRÁI GẤC TRONG SUỐT THỜI GIAN LƯU TRỮ
Đặng Thị Tuyết Nhung, Phạm Ngọc Bung, Nguyễn Thu Hà, Thái Khanh Phong
Tóm tắt
Gấc được lựa chọn và lưu trữ ở điều kiện phòng trong 2 tuần để theo dõi sự thay đổi
hàm lượng carotenoid (lycopene và beta carotene) trong lớp vỏ hạt gấc. Hàm lượng
lycopene trong lớp vỏ hạt khoảng 2.378 – 3,728 mg/g trái tươi, còn beta carotene thì dao
động từ 0,257 – 0,379 mg/g trái tươi. Hàm lượng carotenoid vẫn ổn định sau 1 tuần
nhưng giảm mạnh sau 2 tuần lưu trữ. Dầu gấc được chiết xuất từ lớp vỏ hạt có hàm lượng
lycopene và betacarotene tương tự như trong trái tươi ( 2,436 và 2,592 mg/g ). Dầu gấc
được chia làm 3 mẫu, sau đó mỗi mẫu được xử lí bằng những cách riêng biệt: sử dụng
dung dịch butylated hydroxytoluene, chưng cất bằng khí nitơ hay để nguyên, sau đó trữ
trong tối từ 15 -19 tuần dưới những nhiệt độ khác nhau (5
o
C, 45
o
C, 60
o
C). Lycopene và

betacarotene trong mẫu đã xử lý sẽ được giảm xuống theo phương trình động học của
phản ứng bậc nhất. Nghiên cứu cho thấy tốc độ tổn thất lycopene và carotene trong mẫu
dầu được xử lý thấp hơn mẫu dầu kiểm soát nhưng nếu dựa theo phương trình động học
của phản ứng bậc nhất thì không phải lúc nào cũng cho ra kết quả như trên. Tuy nhiên, cả
lycopene và beta carotene đều bị phân hủy nhanh chóng trong dầu gấc theo phương trình
động học của phản ứng bậc nhất ở điều kiện nhiệt độ cao (45 và 60
O
C) bất kể các phương
pháp xử lý được sử dụng.
1. Giới thiệu
Gấc (Momordica cochinchinesis, Spreng) là một loại trái phổ biến ở Việt Nam. Nhiều
phần của trái gấc như hạt, dầu và rễ có thể được sử dụng như một vị thuốc. Ở Việt Nam,
gấc được thu hoạch theo mùa ( từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau). Sau khi thu hoạch, gấc
có thể được lưu trữ trong kho khoảng trên 1 tháng trong điều kiện phòng. Lớp vỏ hạt màu
đỏ đậm trong trái gấc hay trái gấc tươi được sử dụng để làm xôi gấc_ một món ăn thông
dụng hàng ngày, đặc biệt là trong các dịp lễ hội. Năm 2003, Vương và King đã tiến hành
nghiên cứu và chỉ ra rằng lớp màng của hạt gấc là một nguồn carotenoid sinh học
(lycopene và betacarotene) vô cùng quý giá. Nhiều công trình nghiên cứu khác cũng đã
cho thấy trong lớp vỏ hạt gấc chứa một hàm lượng lớn lycopene và betacarotene.
Tuy nhiên, có nhiều khác biệt về hàm lượng lycopene và betacarotene trong lớp vỏ
hạt gấc trong những nghiên cứu trước đó. Cả hàm lượng lycopene và betacarotene trong
lớp vỏ hạt gấc dao động từ 0.38 mg/g (lycopene) và 0,08 mg/g (betacarotene) (Aoki et
al., 2002; Vuong, Franke, Custer, & Murphy, 2006) cho đến 3,053 mg/g (lycopene),
0,836 mg/g (betacarotene) (Ishida et al., 2004). Vấn đề này nên được quan tâm, nhất là
đối với những nghiên cứu được tiến hành bằng những trái gấc đông lạnh và lượng mẫu
nhỏ (2 – 5 trái). Tuy nhiên, không có thông tin nào cho thấy mức độ chín của gấc là một
trong những nguyên nhân gây ra sự khác biệt về hàm lượng carotenoid trong những
nghiên cứu trước.
Ngày nay, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng việc tiêu thụ lycopene và betacarotene có thể
phòng tránh được nhiều bệnh về mắt, tim và thậm chí là ung thư. Vì vậy, trên thị trường

xuất hiện nhiều loại sản phẩm từ gấc như: viên nang dầu gấc, dầu gấc trong ethanol…
Dầu gấc được chiết xuất một cách dễ dàng từ lớp vỏ hạt gấc và chứa hàm lượng
carotenoid cao. Nó được xem như một nguồn lycopene thương mại tiềm năng. Thế
nhưng loại dầu này rất dễ bị oxy hóa, có thể dẫn đến tổn thất hàm lượng carotenoid và
làm giảm chất lượng của dầu. Tuy nhiên, hiện nay có rất ít thông tin về quá trình tổn thất
lycopene và betacarotene trong lưu trữ dầu gấc được công bố.
Vì vậy, đối tượng của công trình nghiên cứu này là: đánh giá sự ảnh hưởng của sự lưu
trữ đến chất lượng của lycopene và betacarotene trong lớp vỏ hạt gấc; nghiên cứu sự tổn
thất về mặt động lực học của lycopene và betacarotene trong dầu gấc dưới những điều
kiện lưu trữ khác nhau (nhiệt độ, điều kiện cho quá trình oxy hóa).
2. Nguyên vật liệu và phương pháp
2.1 Lựa chọn và phân loại gấc
Gấc được thu hoạch ở huyện Thanh Hà (Hải Dương, Việt Nam) vào tháng 11 năm
2008 và được vận chuyển về phòng thí nghiệm trong vòng 24h. Những trái chín và có
kích thước tương tự nhau được lựa chọn và dựa theo mức độ chín, gấc được chia làm 3
nhóm (xanh, chín trung bình, chín hoàn toàn). Những trái chưa chín thì có vỏ ngoài xanh
hoàn toàn. Những trái có mức độ chín trung bình thì màu đỏ che phủ khoảng 1/3 đến 2/3
lớp vỏ. Còn những trái chín hoàn toàn thì trên 2/3 diện tích vỏ trái là màu đỏ. Khối lượng,
kích thước, số lượng hạt và khối lượng hạt được ghi chép lại cho tất cả các mẫu gấc.
2.2 Sự thay đổi hàm lượng carotenoid trong gấc trong suốt thời gian lưu trữ
15 trái gấc trong mỗi nhóm gấc chín được sử dụng cho thí nghiệm này. Gấc được lưu
trữ ở điều kiện phòng trong vòng 2 tuần. Tại những khoảng thời gian khác nhau (ngay
sau khi thu hoạch, 1 tuần và 2 tuần sau khi lưu trữ (WAS), 5 trái trong mỗi nhóm được
cắt ra, loại bỏ những hạt vỡ, vụn. Chọn ngẫu nhiên 2 mẫu để lấy lớp vỏ hạt gấc (nhằm
ước tính sự biến đổi diễn ra bên trong trái) và gửi đi xác định hàm lượng lycopene và
betacarotene
2.3 Phương pháp lưu trữ dầu gấc
Những hạt gấc nguyên được lưu trữ trong 5 – 7 ngày sau khi thu hoạch ở điều kiện
phòng và sau đó đem lớp vỏ (phủ bên ngoài hạt gấc) đi chiết lấy dầu. Những sản phẩm
dầu gấc mới nhất được sản xuất tại nhà máy dược Hải Dương được vận chuyển về phòng

thí nghiệm trong vòng 24h sau khi chiết tách. Dầu gấc được chuẩn bị bảo quản bằng 3
phương pháp khác nhau. Đầu tiên, dầu tươi sẽ được đổ vào 40 ống nghiệm khác nhau.
Những ống nghiệm này được đổ đầy dầu gấc và đóng nút như nhau. Bước 2, một mẫu
dầu gấc sẽ được đem đi trộn lẫn với dung dich BHT 0.02 %, sau đó đem đổ đầy vào 40
ống nghiệm khác_”Phương pháp BHT”. Bước 3, những mẫu dầu gấc khác được trích ly
với khí nitơ trong 2h, sau đó sau đó đem đổ đầy vào 40 ống nghiệm khác_”Phương pháp
nitơ”. Lấy 10 ống trong mỗi nhóm phương pháp xếp vào nơi tối, ở những điều kiện nhiệt
độ khác nhau (5
o
C, 45
o
C, 60
o
C) trong 15 -19 tuần. Lấy ra 2 ống làm mẫu từ mỗi nhóm
phương pháp tại những khoảng thời gian khác nhau trong suốt quá trình lưu trữ.
2.4 Trích ly và phân tích HPLC
2g lớp vỏ hạt gấc tươi đồng nhất được trộn với 0,2g MgCO
3
, sau đó được trích ly 3
lần với 15 ml hỗn hợp dung môi tetrahydrofuran (THF) và methanol (MeOH)(4:1) cho
đến khi lớp vỏ mất màu hoàn toàn. Đối với dầu gấc, ta đem 0,5g dung dịch hòa tan trong
15ml dung dịch mẫu. Pha lỏng được lọc và rữa 3 lần bằng dung dịch NaCl bão hòa. Lớp
hữu cơ sẽ được loại nước bằng Na
2
SO
4
khan và được làm bay hơi bằng cách giảm áp suất
ở 25
o
C. Cặn được hòa tan trong 10ml hỗn hợp dung môi dichloromethane (DCM) và

MeOH (6:4) và pha loãng đến nồng độ xấp xỉ với nồng độ MeOH.
Phân tích HPLC được tiến hành với một hệ thống phổ Finnigan (Thermo Finnigan,
San Jose, CA, USA) trang bị bơm cấp 4, đầu dò photodiode array (PDA). Sự phân lập
được tiến hành trên cột Inertsil ODS-3 (250×4.6 mm ID, 5µm) (GL Sciences, Tokyo,
Japan). Hệ dung môi được pha từ DCM và acetonitrile (6:4) (dung môi rửa giải A) và
MeOH (dung môi rửa giải B). Dung môi rửa giải A chứa 0,05% BHT_một chất chống
oxy hóa. Hệ dung dịch rửa giải được pha theo công thức sau: điều kiện ban đầu là 70%
dung dịch A và 30% dung dịch B trong 5 phút, sau đó là 80% dung dịch A và 20% dung
dịch B trong 5 phút. Sau đó, cột trở về điều kiện ban đầu và cân bằng trong 5 phút. Tốc
độ thổi là 1.5 ml/min. Lượng tiêm vào là 20µl. Việc định lượng lycopene và betacarotene
được tiến hành ở bước sóng 472 nm. Việc xác định carotenoid được thực hiện bằng việc
so sánh thời gian lưu và quang phổ hấp thụ trong phạm vi 300 – 600 nm của những đỉnh
chưa biết và đồng sắc ký ở điều kiện tiêu chuẩn.
2.5 Phân tích thống kê kết quả
Hàm lượng carotenoid phụ thuộc vào phương sai của phép phân tích (ANOVA), và
sau đó đem đi so sánh với Tukey ‘s test (5%). Phản ứng được xác định và tính toán theo
Chow (2007). Mô hình tuyến tính được sử dụng để xác định những tương tác có thể xảy
ra giữa nhiệt độ với các phương pháp được sử dụng trong suốt thời gian lưu trữ dầu gấc.
Toàn bộ việc thống kê kết quả phân tích đều được xử lý bằng phần mềm Minitab
TM
15
(Minitab Inc, State College, PA, USA).
3. Kết quả và bàn luận
3.1 Những đặc điểm bề ngoài của trái gấc
Bảng 1 cho ta những số liệu về khối lượng, kích thước của trái gấc tươi, số lượng hạt,
cũng như khối lượng của lớp vỏ hạt gấc trong mỗi nhóm trái gấc chín (15 mẫu trong mỗi
nhóm). Kích thước trung bình của trái gấc là 16.5cm chiều rộng và 24.5 cm chiều dài và
không có sự khác biệt nào về kích thước trong ba nhóm được nghiên cứu. Khối lượng
trung bình của trái là 2.2 kg và được phân chia theo cách thông thường (Hình 1). Ishida et
al.(2004) thông qua nghiên cứu đã báo cáo: khối lượng trung bình của trái gấc là 0,772 kg

(2 mẫu)_nó chỉ bằng 1/3 so với giá trị được xác định ở nghiên cứu hiện tại. Tuy nhiên, số
lượng hạt trong trái gấc lại giống nhau (trung bình khoảng 28 hạt/trái). Khối lượng lớp vỏ
hạt trung bình là 240,25 g và gần như trùng khớp với số liệu của Ishida et al.(2004). Khối
lượng của lớp vỏ trái đại diện chỉ bằng 10% của toàn bộ trái gấc, 24.6 % trong nghiên
cứu Ishida et al.(2004). Sự mất nước từ lớp vỏ giữa của trái trong suốt thời gian lưu trữ
và làm chín có thể là do khối lượng của trái gấc trong nghiên cứu của Ishida et al.(2004)
nhẹ hơn so với trong nghiên cứu này.
3.2. Ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hàm lượng lycopene và betacarotene trong
trái gấc.
Carotenoid có thể được tìm thấy trong trái cây và rau trái ở dạng tự do hoặc ở dạng
ester của acid béo. Thế nhưng, Aoki et al. (2002) và Vương et al.(2006) báo cáo lại rằng
dịch chiết thủy phân ( chứa ester của carotenoid thủy phân và carotenoid tự do), cũng như
dịch chiết không thủy phân (chỉ chứa carotenoid tự do) của lớp vỏ hạt gấc có hàm lượng
carotennoid giống nhau. Nghĩa là, hàm lượng carotenoid ở dạng ester là không đáng kể
trong lớp vỏ hạt gấc. Vì vậy, chỉ có carotenoid tự do (không bị thủy phân) trong lớp vỏ
hạt được chú trọng trong nghiên cứu này.
Hàm lượng lycopene và betacarotene trong lớp vỏ hạt của trái còn xanh và trái chín
hoàn toàn trong suốt 2 tuần dự trữ được trình bày ở hình 2. Ngay sau khi thu hoạch (t=0),
hàm lượng lycopene trong lớp vỏ hạt tươi là 2,378mg/g ở trái xanh cho đến 3,728mg/g ở
trái chín hoàn toàn. Còn hàm lượng lycopene trong lớp vỏ hạt tươi là 2,257mg/g ở trái
xanh cho đến 0,379mg/g ở trái chín hoàn toàn. Tuy nhiên, trong 3 nhóm trái chín có
nhiều dấu hiệu chỉ ra sự khác nhau về hàm lượng lycopene và betacarotene (P>0,05). Tuy
nhiên, hàm lượng carotenoid trong trái chín đã chứng minh là cao nhất (3,852mg/g lớp vỏ
hạt tươi đối với lycopene và 0,409 mg/g lớp vỏ hạt tươi đối với betacarotene).
Trong nghiên cứu này, hàm lượng lycopene và betacarotene trong lớp vỏ hạt gấc cao
hơn nhiều so với những loại trái cây và rau quả khác đã được Maiani et al.(2009) đề cập.
Hàm lượng lycopene được tìm thấy trong lớp vỏ hạt gấc là phần ăn được của trái gấc, cao
hơn khoảng 20 lần so với hàm lượng lycopene trong phần thịt quả của dưa hấu đỏ và cao
hơn khoảng 4 lần so với hàm lượng lycopene trong cà chua, mà chúng đều là những loại
trái cây và thực phấm có hàm lượng lycopene cao nhất trong báo cáo của Maiani et al.

(2009).
Trong khi đó, hàm lượng beta carotene tăng trong các trường hợp trái xanh, trái chín
và giảm trong trái chín già. Quá trình chín luôn xảy ra liên tục trong trái cây, có thể là
nguyên nhân cho sự thay đổi này. Tuy nhiên, thống kê cho thấy không có sự khác biệt
đáng kể về hàm lượng của beta carotene giữa hai thời điểm.
Tại 2 WS, hàm lượng lycopene và beta carotene trong lớp vỏ hạt gấc giảm đáng kể (4-
9 lần cho lycopene và 2,4-2,7 lần đối với beta carotene). Hơn nữa, có một hàm lượng lớn
lycopene ở phần trong quả và phần giữa quả (Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) = 57% và
80%, tương ứng).Đối với beta carotene thì nhỏ hơn (45% và 40% cho trong và giữa các
trái cây, tương ứng) nhưng vẫn còn đáng kể. Trong khi đó, bên trong và giữa quả đều có
sự khác biệt về hàm lượng của cả hai loại carotenoid ngay sau khi thu hoạch và tại 1 WS
có một RSD nhỏ khoảng 4%. Sự sai lệch lớn giữa hàm lượng carotenoid trong lớp vỏ hạt
gấc giữa các trái có thể do sự phân hủy enzyme không đều trong số các loại trái cây. Hơn
nữa, sự thoái hóa và đồng phân hóa cũng có thể xảy ra không đồng thời bên trong trái dẫn
đến kéo theo một sự thay đổi khá lớn trong trái gấc.
Theo quan sát của chúng tôi, hình thái của lớp vỏ hạt gấc tại 2 WS là không thay đổi,
tuy nhiên, vỏ quả hơi nhăn nheo so với các trái khác, đặc biệt là trong trái chín già. Trong
khi đó, một số thay đổi đã được quan sát trong quang phổ của lycopene và beta carotene
trong các mẫu tại 2 WS. Do những tiêu chuẩn của quang phổ và mẫu bị che phủ, độ dài
sóng hấp thụ tối đa của mẫu chuyển từ một số tiêu chuẩn (Hình 3). Điều này là một trong
trong các minh chứng cho sự phân hủy hay đồng phân hóa của carotenoids xảy ra trong
thời gian lưu trữ gấc.
Quá trình phân hủy trong trái gấc có thể giải thích sự khác biệt trong các dữ liệu về
lycopene và beta carotene trong lớp vỏ hạt gấc đã được công bố. Aoki et al. (2002) và
Vương et al. (2006) báo cáo hàm lượng carotenoid thay đổi chỉ trong khoảng 0,380-0,408
mg /g lớp vỏ hạt và 0,083-0,769 mg / g lớp vỏ hạt đối với lycopene và beta carotene,
tương ứng. Những dữ liệu này thấp hơn nhiều so với giá trị của carotenoids ngay sau khi
thu hoạch và tại 1 WS trong thí nghiệm này, nhưng tương tự với giá trị tại 2 WS (0,497-
0,970 mg / g lớp vỏ hạt đối với lycopene và 0,117-0,168 mg / g lớp vỏ hạt đối với
carotene). Trong những nghiên cứu, gấc mua trên thị trường _ được vận chuyển từ Việt

Nam hoặc các nước khác đến các phòng thí nghiệm của họ (Mỹ và Nhật Bản). Trong quá
trình lưu trữ và vận chuyển, sự phân hủy có thể xảy ra theo dữ liệu tại 2 WS trong nghiên
cứu này. Vì vậy, quan điểm về việc vận chuyển và lưu trữ là nguyên nhân của các sai biệt
trong các nghiên cứu khác nhau đã được thảo luận ở nơi khác (Ishida và cộng sự, 2004;.
Vương và cộng sự, 2006) Một nghiên cứu khác (Ishida và cộng sự., 2004) báo cáo nồng
độ lycopene trong lớp vỏ hạt gấc (1.546-3,054 mg / g FW), gần giống với những kết quả
sau khi thu hoạch và tại 1 WS của nghiên cứu này (2,378-4,438 mg / g lớp vỏ hạt FW).
Các tác giả cũng báo cáo nồng độ beta carotene trong lớp vỏ hạt gấc FW là 0,636-0,836
mg / g, so với kết quả nghiên cứu của chúng tôi là 0,257-0,409 mg / g lớp vỏ hạt FW.
Mức độ chín được cho là một yếu tố ảnh hưởng đến sự khác biệt về số lượng
carotenoid được tìm thấy trong lớp vỏ hạt gấc (Vương et al., 2006). Tuy nhiên, dữ liệu
của nghiên cứu này chỉ ra rằng hàm lượng lycopene trong trái xanh thấp và có nhiều khác
biệt thống kê đối với các nhóm trái chín khác. Nhưng giá trị này cũng chỉ mới tăng gần
đây và không có sự khác biệt đáng kể được trình bày tại 1 WS.
3.3. Sự ổn định của lycopene và beta carotene trong dầu gấc
3.3.1. Tỷ lệ phân hủy của carotenoids trong dầu gấc không được xử lí
Nồng độ ban đầu của lycopene và beta carotene trong dầu gấc sau khi ép là 2,436 và
2,592 mg / g, tương ứng. Do đó, tỷ lệ lycopene và beta carotene trong dầu gấc là 0,94 lần,
thấp hơn nhiều so với trong lớp vỏ hạt gấc (khoảng 9 lần). Hình 4 cho thấy nồng độ
lycopene và beta carotene trong dầu gấc theo thời gian tại tất cả các nhiệt độ nghiên cứu
(5
O
C, nhiệt độ phòng, 45 và 60
O
C). Kết quả cho thấy phản ứng phân hủy carotenoid ở
mỗi nhiệt độ tuân theo phương trình động học của phản ứng bậc nhất (ln C = ln C
O
-
k*t). Hệ số tương quan khoảng 0,901-0,990. Một phương trình động học của phản ứng
bậc nhất đã từng được đề cập trước đây cho sự phân hủy beta carotene (Haralampu &

Karel, 1983). Đã có nhiếu bài báo đã đăng phương trình động học của phản ứng bậc nhất
của sự phân hủy lycopene trong thực phẩm ở các điều kiện khác nhau (Ax, Mayer-
Miebach, liên kết, Schuchmann, & Schubert, 2003, Henry, Catignani, và Schwartz,
1998a; Lee & Chen, 2002; Tang & Chen, 2000).
Lycopene phân hủy ở nhiệt độ phòng (k = 0,066/ tuần ) nhanh hơn 3 lần so với ở nhiệt
độ 5
O
C (k = 0,022/ tuần). Tỷ lệ phân hủy liên tục của lycopene ở 45 và 60
O
C thì gần như
bằng nhau (0,1557 và 0,1551/ tuần , tương ứng). Tuy nhiên, giao điểm của 2 đồ thị với
trục tung thì khác nhau (1.01 cho 45
O
C và 0,65 cho 60
O
C). Các tỷ lệ tổn thất beta
carotene tăng đều từ nhiệt độ phòng đến 60
O
C (0,014-0,05 sau đó 0.094 /tuần , tương
ứng).
Đáng ngạc nhiên là tốc độ phân hủy của beta carotene trong dầu được lưu trữ ở điều
kiện phòng thấp hơn so với ở 5
O
C. Hiện tượng này có thể giải thích là do sự kết tủa của
beta carotene ở dưới đáy ống nghiệm tại 5
O
C, điều này không được tính vào các kết quả
cuối cùng. Do đó, nồng độ beta carotene thấp tại 5
O
C. Trong tất cả các phương pháp xử

lý trong suốt thời gian thí nghiệm (15 hoặc 19 tuần), UV hoặc các quang phổ có thể nhìn
thấy của cả lycopene và beta carotene hầu như không thay đổi, khác với các trường hợp
lưu trữ trái cây ở 2 WS. Cho đến nay, đã có nghiên cứu đã tập trung vào sự phân hủy của
lycopene và beta carotene tại các điều kiện khác nhau nhưng chỉ có một vài nghiên cứu
xử lý mẫu bằng các hệ dầu. Henry, Catignanai, và Schwartz (1998b) nhận thấy tỷ lệ thất
thoát cả lycopene và beta carotene trong một hệ dầu của hoa cây Rum phù hợp với
phương trình động học của phản ứng bậc nhất với tốc độ không đổi là 0.109-0,508/h đối
với lycopene và 0,042-0,326/h đối với beta carotene tại nhiệt độ từ 75-95
O
C. Tuy nhiên,
những tỷ lệ phân hủy này cao hơn nhiều so với giá trị tìm thấy trong nghiên cứu này do
điều kiện thí nghiệm của họ diễn ra ở nhiệt độ cao.
Chất nền được cho là có ảnh hưởng đối với sự phân hủy của carotenoid (Henry et al.,
1998a). Ferriera và Rodriguez-Amaya (2008) chỉ ra rằng lycopene bị thất thoát 95-98%
sau 10 ngày và beta carotene là 70-92% sau 20 ngày, bất kể có sử dụng những biện pháp
bảo quản chặc chẽ nào đi chăng nữa. Trong một hệ dung dịch mẫu, khoảng 60% lycopene
bị biến chất sau 7 h tại nhiệt độ là 30
O
C, trong môi trường là khí nitơ (Lin và Chen,
2005). Vì vậy, sự phân hủy của carotenoids trong hệ giảm từ rắn > dung dịch lỏng > hệ
dầu. Điều này có thể được giải thích bởi sự hiện diện của ôxy trong các hệ thống sắp xếp
theo thứ tự: rắn > dung dịch lỏng > dầu. Vì vậy, quá trình oxy hóa sẽ diễn ra ở các mức
độ khác nhau trong các hệ khác nhau.
3.3.2. Ảnh hưởng của BHT và khí nitơ trong tốc độ phân hủy của carotenoids trong
dầu gấc.
Bảng 2 trình bày các hằng số của tốc độ phân hủy carotenoids trong dầu gấc cũng như
việc bổ sung BHT 0,02% (w / w) hoặc xử lý bằng hơi nitơ cũng như việc điều kiểm soát
các mẫu ở các nhiệt độ khác nhau. Nồng độ BHT 0,02% được chọn bởi mức độ hiệu quả
của nồng độ này trong sử dụng cho các hoạt động chống oxy hóa trong sản phẩm thương
mại đã được chứng minh (Henry et al., 1998b). Hơi nitơ được sục vào dầu để đuổi oxy

hòa tan, do đó tạo ra một môi trường trơ để bảo quản các carotenoid được tốt hơn. Khi
bảo quản ở 5
O
C và nhiệt độ phòng, với các tác nhân chống oxy hóa, sự phân hủy của cả
và lycopene và beta carotene trong dầu gấc có thể không tuân theo phương trình động
học của phản ứng bậc nhất (R2 <0,7), ngoại trừ trường hợp, lycopene ở nhiệt độ phòng.
Ở nhiệt độ cao (45 và 60
O
C), sự phân hủy của carotenoids dường như tuân theo phương
trình động học bậc nhất (R
2
> 0.9), cho dù có hoặc không có tác nhân chống oxy hóa.
Nhiệt độ cao có thể là một trong các nguyên nhân tác động mạnh tới sự phân hủy động
học của carotenoid trong dầu, bởi vì Henry et al. (1998b) cũng đã báo cáo rằng sự phân
hủy động học bậc nhất của lycopene và beta carotene diễn ra rất nhanh chóng dưới nhiệt
độ là 75 và 95
O
C.
Sự không tương thích của sự phân hủy carotenoid theo phương trình động học của
phản ứng bậc nhất 5
O
C và những phương pháp được tiến hành ở nhiệt độ phòng là không
hiếm. Sharma và Lê Maguer (1996) quan sát một phản ứng giả cách đầu tiên của sự phân
hủy lycopene trong bột cà chua rắn ở các quá trình và điều kiện bảo quản khác nhau.
Henry et al. (2000) quan sát thấy rằng sự phân hủy của mẫu lycopene theo phương trình
động học bậc không để khi hấp phụ trên một pha rắn C18 trong một hệ dung môi có sự
hiện diện của O2 hoặc ozone ở nhiệt độ phòng. Fish và Davis (2003) báo cáo rằng quá
trình phân hủy lycopene trong mô dưa hấu đông lạnh có thể được mô tả bằng hai quá
trình phân hủy đồng thời mà một trong hai quá trình đó nhanh hơn khoảng 40 lần so với
quá trình khác.

Ở nhiệt độ thấp hơn (5
O
C hoặc nhiệt độ phòng), cơ chế phân hủy của carotenoids với
các tác nhân chống oxy hóa dường như khác với cơ chế phân hủy của carotenoids mà
không có các tác nhân này. Khi nghiên cứu sự hình thành endoperoxides của acid retinoic
trong suốt những giai đoạn đầu của quá trình oxy hóa acid retinoic ở điều kiện áp lực oxy
cao, Clark, Howard, và Oyler (1997) đã đề xuất hai loại phản ứng xảy ra đồng thời: một
là phản ứng tự oxy hóa (chuỗi phản ứng của các gốc tự do) để tạo các epoxide; và một
phản ứng khác liên quan đến phản ứng trực tiếp với O
3
để tạo endoperoxides. Quá trình
phân hủy oxy hóa carotenoid xảy ra bởi sự hiện diện của lượng oxy còn sót lại (Lin và
Chen, 2005). Do tính chất nhờn tự nhiên và độ nhớt cao của nó (280,2 cP ở 25
O
C), dầu
gấc hòa tan rất ít oxy nên mức độ oxy hóa trong dầu gấc được sử dụng trong nghiên cứu
này là rất hạn chế, đặc biệt là trong trường hợp sử dụng phương pháp nitơ. Vì lý do này,
phản ứng trực tiếp với oxy có thể là không đáng kể.
Theo Henry et al. (1998a) BHT là chất chống oxy hóa rất tốt, tốt hơn cả beta carotene
và lycopene. Các tác giả cũng báo cáo rằng BHT không hoạt động như một chất tiền oxy
hóa, không giống như beta carotene và lycopene; BHT có khả năng ngăn cản sự hình
thành của các gốc tự do và do đó nó có khả năng lan truyền phản ứng khi hàm lượng các
gốc tự do cao. Kết quả là, BHT có thể làm giảm sự hiện diện của gốc tự do và ngăn chặn
lycopene và beta carotene bị biến chất từ các chuỗi phản ứng oxy hóa lan truyền. Các kết
quả của nghiên cứu này cho thấy, khi áp dụng phương trình động học của phản ứng bậc
nhất (ở 45 và 60
O
C), quá trình phân hủy của cả lycopene và beta carotene trong phương
pháp xử lý khác nhau có hằng số tỷ lệ giảm dần theo thứ tự: điều khiển > BHT > nitơ.
Kết quả của chúng tôi về sự phân hủy của carotenoid cũng tương đồng với các nghiên

cứu khác (Henry et al., 1998b), trong đó họ kết luận rằng lycopene phân hủy nhanh hơn
các carotenoid khác bao gồm cả beta carotene. Mascio, Kaiser, và SIES (1989) báo cáo
rằng lycopene có khả năng dập tắt oxy tự do mạnh gấp hai lần so với beta carotene. Khả
năng dập tắt mạnh mẽ này có thể liên quan đến một khả năng chống oxy hóa hiệu quả
hơn (Henry et al., 1998b).
Liên quan về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phân hủy của carotenoid, lycopene có
hằng số tỉ lệ phân hủy tương tự giữa 45 và 60
O
C trong tất cả ba phương pháp xử lý, trong
khi các hằng số beta carotene ở 60
O
C gấp đôi so với ở 45
O
C. Đối với cả lycopene và
carotene, nhiệt độ và thời gian lưu trữ có dấu hiệu ảnh hưởng đến hàm lượng của chúng ở
trong dầu, nhưng phương pháp xử lý, cũng như sự tương tác của chúng với nhiệt độ
không cho thấy sự ảnh hưởng thống kê tới những thay đổi trong hàm lượng carotenoid
trong dầu trong suốt thời gian lưu trữ.
4. Kết luận
So với tất cả các loại trái cây có chứa lycopene, gấc có hàm lượng lycopene cao nhất
(2,378-3,728 mg / g FW ăn được). Hàm lượng beta carotene của nó cũng cao (0,257-
0,379 mg / g). Khi trái gấc được lưu trữ trong 1 tuần, nồng độ carotenoid trong các lớp vỏ
hạt tăng nhẹ nhưng không đáng kể. Tại 2 WS, hàm lượng carotenoid trong lớp vỏ hạt sụt
giảm mạnh có thể là do bị enzyme phân hủy. Tỷ lệ lycopene / beta carotene trong lớp vỏ
hạt gấc rất cao, cao hơn khoảng 9 lần so với trong dầu gấc_một sản phẩm từ lớp vỏ hạt
gấc. Do môi trường dầu và độ nhớt cao, sự hiện diện của oxy bị hạn chế, dẫn đến
carotenoids trong dầu gấc ổn định tốt hơn trong các loại nước ép nước. Lycopene và beta
carotene trong dầu gấc bình thường bị phân hủy theo phương trình động học của phản
ứng bậc nhất. Khi kết hợp với các tác nhân chống oxy hóa như BHT hoặc lưu trong khí
nitơ, hằng số tốc độ phân hủy của cả lycopene và beta carotene đều thấp, có nghĩa là các

carotenoid được ổn định tốt hơn. Tuy nhiên, cả lycopene và beta carotene đều bị phân
hủy một cách nhanh chóng trong dầu gấc dưới điều kiện nhiệt độ cao (45 và 60
O
C) mà
không phụ thuộc vào phương pháp xử lý được sử dụng. Kết quả trên khẳng định rằng gấc
là một nguồn carotenoid vô giá, đặc biệt là lycopene. Nó cũng là loại trái cây duy nhất có
thể cung cấp dầu giàu carotenoid (2,4 mg / g lycopene và 2,5 mg / g beta carotene). Có ý
kiến cho rằng dầu gấc có thể được bảo quản tốt hơn khi kết hợp với các chất chống oxy
hóa hoặc khí trơ nhưng không được để nhiệt độ thấp, điều này có thể làm giảm hàm
lượng của carotenoid trong dầu gấc.
Lời cảm ơn
Công trình này được hỗ trợ bởi Grants-in-Aid cho nghiên cứu khoa học từ Bộ Y tế,
Việt Nam.
Tài liệu tham khảo
1. Aoki, H., Kieu, N. T. M., Kuze, N., Tomisaka, K., & Chuyen, N. V. (2002).
Carotenoid pigments in GAC fruit (Momordica cochinchinensis SPRENG).
Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 66, 2479–2482.
2. Ax, K., Mayer-Miebach, E., Link, B., Schuchmann, H., & Schubert, H. (2003).
Stability of lycopene in oil-in-water emulsions. Engineering in Life Sciences, 3,
199–201.
3. Chow, S. (2007). Statistical design and analysis of stability studies. Florida:
Chapman & Hall/CRC.
4. Clark, K. B., Howard, J. A., & Oyler, A. R. (1997). Retinoic acid oxidation at high
oxygen pressures: Evidence for spin-forbidden direct addition of triplet molecular
oxygen. Journal of the American Chemical Society, 119, 9560–9561.
5. Ferriera, J. E. M., & Rodriguez-Amaya, D. B. (2008). Degradation of lycopene
and beta carotene in model system and in lyophilized guava during ambient
storage: Kinetics, structure, and matrix effects. Journal of Food Science, 78, 589–
594.
6. Fish, W. W., & Davis, A. R. (2003). The effects of frozen storage conditions on

lycopene stability in watermelon tissue. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 51, 3582–3585.
7. Haralampu, S. G., & Karel, M. (1983). Kinetic models for moisture dependence of
ascorbic acid and b-carotene degradation in dehydrated sweet potato. Journal of
Food Science, 48, 1872–1873.
8. Henry, L. K., Catignanai, G. L., & Schwartz, S. J. (1998b). The influence of
carotenoids and tocopherols on the stability of safflower seed oil during heat-
catalyzed oxidation. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 75, 1399–
1402.
9. Henry, L. K., Catignani, G. L., & Schwartz, S. J. (1998a). Oxidative degradation
kinetics of lycopene, lutein, and 9-cis and all-trans b-carotene. Journal of the
American Oil Chemists’ Society, 75, 823–829.
10. Henry, L. K., Puspitasari-Nienaber, N. L., Jaren-Galan, M., Van Breemen, R. B.,
Catignani, G. L., & Schwartz, S. J. (2000). Effects of ozone and oxygen on the
degradation of carotenoids in an aqueous model system. Journal of Agricultural
and Food Chemistry, 48, 5008–5013.
11. Ishida, B. K., Turner, C., Chapman, M. H., & McKeon, T. A. (2004). Fatty acid
and carotenoid composition of Gac (Momordica cochinchinensis Spreng) fruit.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52, 274–279.
12. Lee, M. T., & Chen, B. H. (2002). Stability of lycopene during heating and
illumination in a model system. Food Chemistry, 78, 425–432.
13. Lin, C. H., & Chen, B. H. (2005). Stability of carotenoids in tomato juice during
storage. Food Chemistry, 90, 837–846.
14. Loi, D. T. (1991). Vietnamese plants and traditional medicines. Hanoi: Science
and Technology Publishing House.
15. Maiani, G., Caston, M. J. P., Catsata, G., Toti, E., Cambrodon, I. G., Bysted, A., et
al. (2009). Carotenoids: Actual knowledge on food sources, intake, stability and
bioavailability and their protective role in humans. Molecular Nutrition Food
Research, 53, S194–S218.
16. Mascio, P. D., Kaiser, S., & Sies, H. (1989). Lycopene as the most efficient

biological carotenoid singlet oxygen quencher. Archives of Biochemistry and
Biophysics, 274, 532–538.
17. Sharma, S. K., & Le Maguer, M. (1996). Kinetics of lycopene degradation in
tomato pulp solids under different processing and storage conditions. Food
Research International, 29, 309–315.
18. Tang, Y. C., & Chen, B. H. (2000). Pigment change of freeze-dried carotenoid
powder during storage. Food Chemistry, 69, 11–17.
19. Tran, T. H., Nguyen, M. H., Zabaras, D., & Vu, L. T. T. (2008). Process
development of Gac powder by using different enzymes and drying techniques.
Journal of Food Engineering, 85, 359–365.
20. Vuong, L. T., Franke, A. A., Custer, L. J., & Murphy, S. P. (2006). Momordica
cochinchinensis Spreng (gac) fruit carotenoids reevaluated. Journal of Food
Composition and Analysis, 19, 664–668.
21. Vuong, L. T., & King, J. C. (2003). A method of preserving and testing the
acceptability of gac fruit oil, a good source of b-carotene and essential fatty acids.
Food and Nutrition Bulletin, 24, 224–230.