NHỮNG THAY ĐỔI VỀ LƯỢNG LYCOPENE VÀ BETA CAROTENE CỦA MÀNG HẠT GẤC VÀ DẦU GẤC TRONG SUỐT QUÁ TRÌNH TỒN TRỮ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
MÔN CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CNTP

Đề tài:
GVHD : ThS. ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG
SVTH : Nhóm 11
Ngô Thị Quỳnh Anh 11116002
Nguyễn Thanh Trà My 11116040
Đặng Diệp Thảo 11116059
Lưu Thị Thu Thủy 11116064
TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013
MỤC LỤC Trang
NHỮNG THAY ĐỔI VỀ LƯỢNG
LYCOPENE VÀ BETA
CAROTENE CỦA MÀNG HẠT
GẤC VÀ DẦU GẤC TRONG SUỐT
QUÁ TRÌNH TỒN TRỮ
LỜI MỞ ĐẦU 1
TÓM TẮT 2
1. Giới thiệu 2
2. Nguyên liệu và phương pháp 3
2.1. Thu hoạch và phân loại quả 3
2.2. Sự thay đổi hàm lượng carotenoid của màng hạt gấc
trong thời gian tồn trữ
2.3. Những cách xử lý trong tồn trữ dầu gấc 4
2.4. Trích ly và phương pháp phân tích HPLC 4
2.5. Phân tích thống kê 5
3. Kết quả và bàn luận 5
3.1. Những đặc điểm của quả gấc 5
3.2. Ảnh hưởng của việc tồn trữ đến lượng lycopene và

beta carotene trong màng hạt gấc
3.3. Tính ổn định của lycopene và beta carotene trong dầu gấc 11
3.3.1. Tốc độ phân hủy của carotenoids trong dầu gấc
chưa qua xử lý
3.3.2. Tác động của việc thêm BHT và khí nitơ đối
với tỷ lệ phân hủy của carotenoids trong dầu gấc
4. Kết luận 15
LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội ngày nay càng phát triển, nhu cầu về nguồn thực phẩm sạch của con
người ngày càng cao. Những thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, giàu giá trị dinh
dưỡng và dễ sử dụng được nhiều người chú ý. Và một trong những thực phẩm đó là
gấc-loại thực phẩm đặc sản có nhiều ở Việt Nam.
Gấc được người Mỹ gọi là “loại quả đến từ thiên đường” vì những chất dinh
dưỡng tuyệt vời của nó. Trong màng đỏ quả gấc có 4 chất dinh dưỡng vô cùng quan
trọng: beta carotene, lycopene, alphatocopherol và các chất béo thực vật. Trong đó,
beta carotene 150mg% trong dầu gấc có tỷ lệ cao gấp 15,1 lần cà rốt. Beta carotene là
tiền tố của vitamin A-một loại vitamin tuyệt vời đối với mắt. Không những beta
carotene giúp sáng mắt, phòng chữa các bệnh về mắt, nó còn làm tăng khả năng miễn
dịch, tăng sức đề kháng và phòng chống suy dinh dưỡng ở trẻ.
Lycopene là chất quan trọng thứ hai trong quả gấc. Người ta nghiên cứu trong
dầu gấc chứa hàm lượng lycopene cao gấp 68 lần cà chua. Đây là một chất có khả
năng chống oxy hóa rất cao. Nó giúp giữ ẩm và làm sáng da, tốt cho người bị tim
mạch, phòng chữa các bệnh ung thư, đặc biệt ung thư tuyến tiền liệt ở nam giới.
Trên lĩnh vực Food Chemistry của nhà xuất bản Elsevier đã đưa ra bài nghiên
cứu khoa học “Changes in lycopene and beta carotene contents in aril and oil of gac
fruit during storage”. Với sự giúp đỡ của giảng viên, chúng tôi được tiếp cận với bài
báo và dựa trên cơ sở đó, chúng tôi xin được dịch lại bài báo nhằm giúp các bạn hiểu
rõ thêm về những thay đổi về lượng lycopene và beta carotene của màng hạt gấc và
dầu gấc trong quá trình tồn trữ, đó là sự thay đổi của lượng lycopene và beta carotene
sau vài tuần lưu trữ cũng như dưới những cách xử lý khác nhau ở các nhiệt độ khác

nhau nhằm góp phần phục vụ nhu cầu sản xuất trong nước và nâng cao giá trị của trái
gấc Việt Nam. Cám ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn của cô Đặng Thị Ngọc Dung. Bài tiểu
luận còn điều gì sai sót, rất mong sự thông cảm của quý thầy cô cùng các bạn. Xin
chân thành cảm ơn.
TÓM TẮT:
Những quả gấc được đo lường các thuộc tính và tồn trữ ở điều kiện môi trường
2 tuần để quan sát những thay đổi về hàm lượng carotenoid (lycopene và beta
carotene) chứa trong màng hạt. Ban đầu, nồng độ lycopene trong màng hạt là từ 2.378
mg/g khối lượng tươi (FW) đến 3.728 mg/g FW và lượng beta carotene khoảng từ
0.257 đến 0.379 mg/g FW. Lượng carotenoid trong màng hạt duy trì tính ổn định sau 1
tuần và giảm nhanh sau 2 tuần tồn trữ. Dầu gấc được ép ra từ màng hạt, cũng có thành
phần lycopene và beta carotene tương tự (lần lượt là 2.436 và 2.592 mg/g). Dầu gấc
được xử lý bằng butylated hydroxytoluene (BHT) 0.02% hoặc khí nito hoặc không
được xử lý rồi sau đó được để trong chỗ tối 15 hoặc 19 tuần dưới những điều kiện
khác nhau (5
0
C, điều kiện môi trường, 45 và 60
0
C). Lycopene và beta carotene trong
dầu gấc đối chứng giảm theo mô hình động học bậc nhất. Tốc độ phân hủy của
lycopene và beta carotene trong dầu được xử lý thì thấp hơn so với dầu đối chứng
nhưng không tuân theo mô hình động học bậc nhất. Tuy nhiên, cả lycopene và beta
carotene trong dầu gấc đều bị phân hủy nhanh chóng với mô hình động học bậc nhất
dưới điều kiện nhiệt độ cao (45 và 60
o
C) cho dù sử dụng cách xử lý nào.
1. Giới thiệu :
Gấc là một loại trái cây phổ biến ở Việt Nam. Nhiều phần của gấc như hạt, dầu
hoặc rễ có thể được sử dụng như một vị thuốc truyền thống (theo Loi,1991). Ở Việt
Nam, gấc được thu hoạch theo từng thời vụ từ tháng 10 đến tháng 2. Sau khi thu

hoạch, gấc có thể được tồn trữ 1 tháng trong điều kiện môi trường để thu lấy màng hạt.
Người ta thường dùng màng hạt gấc có màu đỏ thẫm của quả gấc tươi hay quả gấc đã
được tồn trữ nhiều ngày để nấu xôi gấc phục vụ những bữa ăn hằng ngày hoặc trong
những ngày lễ quan trọng. Hai nhà nghiên cứu Vuong và King (2003) đã cho rằng
màng hạt gấc và dầu gấc là những nguồn carotenoid (lycopene và beta carotene) sinh
học tuyệt vời. Nhiều nhà nghiên cứu khác cũng thừa nhận màng hạt gấc chứa một
lượng lớn lycopene và beta carontene (Aoki, Kieu, Kuze, Tomisaka & Chuyen, 2002;
Ishida,Turner, Chapman & McKeon, 2004; Tran, Nguyen, Zabaras & Vu, 2008).
Tuy nhiên, có một sự khác biệt lớn về nồng độ lycopene và beta carotene của
màng hạt gấc trong những nghiên cứu trước đó. Theo nghiên cứu của Aoki cùng các
cộng sự, 2002; Vuong, Franke,Custer ,Murphy, 2006, lượng lycopene là 0.380 mg/g
và beta carotene là 0.080 mg/g trong khi nghiên cứu của Ishida cùng các cộng sự lại
cho rằng lượng lycopene là 3.053 mg/g và beta carotene là 0.836 mg/g. Một điều cũng
cần được chú ý là tất cả những nghiên cứu này được tiến hành với những trái gấc đã
đông lạnh với một lượng mẫu nhỏ (2-5 quả). Hơn nữa, không có thông tin nào nói về
độ chín của những quả gấc này trong khi độ chín của nó có thể ảnh hưởng đến sự khác
nhau về hàm lượng carotenoid (theo Maiani cùng các cộng sự, 2009).
Hiện nay, nhiều nghiên cứu khoa học về những tác dụng sinh lý của lycopene
và beta carotene đã được công bố. Kết quả này cho thấy việc tiêu thụ lycopene và beta
carotene có thể giảm phạm vi ảnh hưởng của một số bệnh như bệnh về mắt, bệnh về
tim mạch và ung thư. Do đó, một số sản phẩm mới từ gấc như viên nang dầu gấc, rượu
gấc đã được giới thiệu trên toàn thị trường (theo Tran cùng các cộng sự, 2008). Dầu
gấc được ép từ màng hạt gấc và cũng chứa hàm lượng carotenoid cao. Trong khi dầu
gấc có tiềm năng cao như là một nguồn lycopene thương mại thì nó cũng được cho
rằng dễ bị oxy hóa, điều này làm giảm chất lượng của dầu gấc. Tuy nhiên, quá trình
phân hủy của lycopene và beta carotene trong quá trình tồn trữ dầu gấc không có nhiều
thông tin được công bố.
Vì vậy, mục đích của nghiên cứu này là: (1) để ước lượng về sự ảnh hưởng của
việc tồn trữ đến chất lượng của lycopene và beta carotene trong màng hạt gấc và (2) để
nghiên cứu động lực phân hủy lycopene và beta carotene trong dầu gấc dưới những

điều kiện tồn trữ khác nhau (nhiệt độ và điều kiện oxy hóa).
2. Nguyên liệu và phương pháp :
2.1. Thu hoạch và phân loại quả:
Những quả gấc được thu hoạch ở huyện Thanh Hà ( Hải Dương, Việt Nam) vào
tháng 11, năm 2008 sau đó được vận chuyển đến phòng thí nghiệm trong vòng 24 giờ.
Người ta chọn những quả già có kích thước tương tự nhau và phân loại theo độ chín
của chúng thành 3 nhóm (xanh, chín vừa, chín hoàn toàn). Những quả gấc chưa chín
thì có màu xanh toàn bộ. Những quả chín vừa có 1/3 đến 2/3 vỏ có màu đỏ. Và những
quả chín hoàn toàn có màu đỏ chiếm hơn 2/3 trên vỏ. Khối lượng, kích cỡ, số lượng
hạt và khối lượng màng hạt của những quả này đều được ghi nhận lại.
2.2. Sự thay đổi hàm lượng carotenoid của màng hạt gấc trong thời gian tồn trữ:
Tiến hành thí nghiệm với 15 trái gấc từ mỗi nhóm độ chín. Chúng được tồn trữ
trong điều kiện môi trường 2 tuần. Sau đó, đem cắt mỗi nhóm 5 quả và lấy phần màng
hạt gấc. Hai mẫu màng hạt gấc ngẫu nhiên của mỗi quả được lấy ra và được gửi đi xác
định lượng lycopen và beta caroten.
2.3. Những cách xử lý trong tồn trữ dầu gấc:
Màng hạt của những quả gấc chín hoàn toàn sau 5 – 7 ngày thu hoạch để ở điều
kiện môi trường được đem ép lấy dầu. Nhà máy dược phẩm Hải Dương (Hải Dương,
Việt Nam) thu nhận dầu gấc mới ép và chuyển ngay đến phòng thí nghiệm trong vòng
24 giờ. Dầu gấc sẽ được xử lý theo 3 cách. Thứ nhất, dầu nguyên chất được cho vào
40 ống nghiệm. Những ống này được đánh dấu để làm mẫu kiểm chứng. Thứ hai, xử
lý với BHT, dầu gấc nguyên chất được trộn với butylated hydroxytoluene (BHT) 0.02
% (w/w) rồi sau đó cho vào 40 ống nghiệm khác. Thứ ba, xử lý bằng nito, một phần
dầu gấc khác được làm bão hòa bằng cách cho một luồng khí nito đi qua trong 2 giờ
rồi sau đó cho vào 40 ống nghiệm. Với mỗi cách xử lý có 10 ống nghiệm được đặt
trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau (5
o
C, điều kiện môi trường, 45 và 60
o
C) ở chỗ

tối trong khoảng thời gian từ 15 đến 19 tuần. Sau đó, từ mỗi phương pháp xử lý lấy 2
ống làm mẫu thử.
2.4. Trích ly và phương pháp phân tích HPLC:
Trộn 2g màng hạt gấc tươi với 0.2g MgCO
3
sau đó trích ly 3 lần với 15 ml dung
dịch tetrahydrofuran (THF) và methanol (MeOH) (4:1) cho đến khi dung dịch hoàn
toàn mất màu. Đối với dầu gấc, lấy 0.5 g dầu gấc hòa tan trong 15ml dung dịch trên.
Lọc lấy phần lỏng và rửa qua 3 lần với dung dịch NaCl bão hòa. Sau đó lớp hữu cơ
được lấy đi và làm mất nước với NaSO
4
khan và làm bay hơi dưới áp suất giảm ở
25
o
C. Phần còn lại được hòa tan trong 10ml dung dịch diclo metan (DCM) và MeOH
(6:4) và được pha loãng ở một tỷ lệ thích hợp với MeOH.
Phương pháp phân tích HPLC thực hiện với 1 hệ thống Finnigan Spectra
(Thermo Finnigan,San Jose,CA, Mỹ) được trang bị 1 bơm cấp 4 và bộ phận cảm biến
chuỗi điot phát quang (PDA). Sự phân tách được thực hiện trên 1 cột Inertsil ODS-3
(250 x 4.6 mm ID,5)(GL Sciences, Tokyo, Nhật Bản). Hệ thống dung môi sử dụng
gồm DCM và CH
3
CN (6:4) (dung môi rửa giải A) và MeOH (dung môi rửa giải B).
Dung môi rửa giải A chứa 0.05 % BHT là chất chống oxy hóa. Chương trình cho phép
rửa giải gradient được thực hiện như sau: điều kiện ban đầu là 70% dung môi rửa giải
A và 30% dung môi rửa giải B trong 5 phút, sau đó là 80% dung môi rửa giải A và 20
% dung môi rửa giải B trong 5 phút. Tiếp theo, đưa về điều kiện ban đầu và làm cân
bằng trong 5 phút. Tốc độ dòng chảy là 1.5ml/phút. Thể tích phun vào là 20l. Hàm
lượng lycopen và beta caroten được xác định ở bước sóng 472 nm. Việc xác định
thành phần carotenoid được thực hiện bằng cách so sánh thời gian duy trì của HPLC

và sự hấp thụ quang phổ trong dãy bước sóng từ 300-600 nm của những điểm cao nhất
không được nhận ra và phương pháp đồng sắc ký với tiêu chuẩn bổ sung.
2.5. Phân tích thống kê
Nồng độ carotenoid xác định được tùy thuộc vào phép phân tích sự sai lệch
(ANOVA) và được so sánh bằng phép thử của Tukey (5 %). Thứ tự của phản ứng
được xác định và tính toán theo nghiên cứu của Chow (2007). Người ta sử dụng mô
hình tuyến tính chung để xác định sự tương tác có thể có giữa nhiệt độ và cách xử lý
trong thời gian tồn trữ dầu. Tất cả các phép phân tích thống kê được thực hiện với
Minitab tm15 (Minitab Inc, Đại học State, PA, Mỹ ).
3. Kết quả và thảo luận :
3.1. Những đặc điểm của quả gấc:
Bảng 1 ghi nhận những số liệu về khối lượng, kích thước của quả gấc tươi, số
lượng hạt cũng như khối lượng của màng hạt cho mỗi nhóm độ chín của quả (mỗi
nhóm 15 quả). Các quả gấc có kích thước trung bình là chiều ngang 16.5cm và chiều
dài là 24.5cm và không có sự khác biệt đáng kể trong kích thước giữa 3 nhóm quả.
Khối lượng trung bình của quả là 2.2 kg và được rút ra từ sự phân loại thông thường
(hình 1).
Hình 1: Biểu đồ khối lượng của quả gấc.
Ishida cùng các cộng sự đã báo cáo khối lượng trung bình của quả gấc là 0.772
kg (2004) chỉ bằng một phần ba giá trị tìm được ở nghiên cứu hiện tại. Tuy nhiên, số
lượng hạt ở mỗi quả giống nhau (trung bình 28 hạt/quả ). Khối lượng màng hạt trung
bình là 240.26 g (cùng số liệu trong nghiên cứu của Ishida và các cộng sự). Kết luận,
phần màng hạt chỉ chiếm khoảng 10% khối lượng của toàn bộ quả gấc ở nghiên cứu
này trong khi ở nghiên cứu của Ishida chúng lên tới 24.6%. Lượng nước mất đi của
màng hạt trong thời gian tồn trữ và sự chín được cho là ảnh hưởng đến khối lượng
toàn bộ của quả trong nghiên cứu của Ishida và các cộng sự khi được so sánh với
nghiên cứu này.
Bảng 1: Những đặc điểm của các nhóm quả gấc:
Độ chín Khối lượng
(kg)

Chiều
ngang(cm)
Chiều dài
(cm)
Số hạt Khối lượng vỏ
hạt (g)
Xanh 2.57±0.51
a
17.4 ±1.1
a
25.7± 2.7
a
31.5± 6.8
a
267.7± 65.7
a
Chín 2.08 ± 0.66
a,b
16.0± 1.8
a
26.0± 3.0
a
21.6 ±9.4
a
220.0 ±79.8
a
Chín hoàn toàn 1.90± 0.66
b
15.1±1.9
a

23.0± 4.1
a
26.1± 12.2
a
217.0 ±94.8
a
Những chữ cái giống nhau ở mỗi cột thì không khác nhau về mặt thống kê (P <0.05). Giá trị
có nghĩa là sai số tiêu chuẩn.
3.2. Ảnh hưởng của việc tồn trữ đến lượng lycopene và beta carotene trong màng hạt
gấc:
Carotenoid có thể được tìm thấy trong nhiều loại quả và rau củ dưới dạng tự do
hoặc dạng những ester của acid béo. Tuy nhiên, theo Aoki cùng các cộng sự (2002) và
Vuong cùng các cộng sự (2006) đã báo cáo thì phần trích ly thủy phân được (chứa cả
những ester carotenoid và carotenoid tự do thủy phân được) và phần trích ly không
thủy phân được (chỉ chứa carotenoid tự do) của dầu gấc có hàm lượng carotenoid
tương tự nhau. Điều này có nghĩa là lượng carotenoid dưới dạng ester trong dầu gấc là
không đáng kể. Do đó, nghiên cứu này chỉ xác định carotenoid tự do (không thủy phân
được) trong dầu gấc.
Hình 2: Hàm lượng lycopene (a) và beta carotene (b) trong màng hạt gấc trong suốt quá
trình tồn trữ. Những chữ cái giống nhau trong mỗi cột theo thống kê là không khác nhau
(P> 0.05). Giá trị có nghĩa là sai số tiêu chuẩn.
Nồng độ lycopene và beta carotene trong màng hạt của quả gấc xanh, chín vừa
và chín hoàn toàn trong 2 tuần tồn trữ được biễu diễn ở hình 2. Gấc ngay sau khi thu
hoạch (t=0) thành phần lycopene của màng hạt gấc dao động trong khoảng từ 2.378
mg/g khối lượng tươi (FW) ở quả xanh là 3.728 mg/g FW trong quả chín hoàn toàn.
Lượng beta carotene của màng hạt gấc dao động trong khoảng từ 0.257 mg/g FW ở
quả xanh đến 0.379 mg/g FW ở quả chín hoàn toàn. Ngoài ra, không có sự khác nhau
đáng kể về lượng lycopene và beta carotene có trong màng hạt gấc ở cả 3 nhóm quả (P
> 0.05). Tuy nhiên, các nhà khoa học nhận thấy rằng ở nhóm quả chín vừa và chín
hoàn toàn có lượng carotenoid cao nhất ( lycopene là 3.852 mg/g khối lượng vỏ hạt

tươi và beta carotene là 0.409 mg/g khối lượng vỏ hạt tươi).
Trong nghiên cứu này, Maiani cùng các cộng sự nhận thấy nồng độ lycopene và
beta carotene trong màng hạt gấc nhiều hơn hàm lượng của chúng trong các loại trái
cây và rau củ khác (2009). Nồng độ lycopene tìm thấy trong màng hạt gấc (phần có thể
sử dụng được) thì gấp khoảng 20 lần nồng độ lycopene trong phần ăn được của dưa
hấu ruột đỏ và gấp khoảng 4 lần nồng độ lycopene trong cà chua (sản phẩm đã chế
biến). Gấc là loại quả và sản phẩm đã chế biến chứa hàm lượng lycopene cao nhất theo
như nghiên cứu của Maiani cùng các cộng sự (2009).
Sau 1 tuần tồn trữ, nồng độ lycopene được quan sát ở cả 3 nhóm đều tăng
nhưng duy nhất chỉ có nhóm quả xanh tăng đáng kể (P < 0.05). Trong khi nồng độ
beta carotene tăng ở cả nhóm quả xanh và nhóm quả chín vừa và giảm ở nhóm quả
chín hoàn toàn. Quá trình chín xảy ra liên tục trong quả có thể giải thích cho sự thay
đổi này. Tuy nhiên, thông tin thống kê cho thấy không có sự khác biệt đáng kể trong
giá trị của beta carotene giữa 2 thời điểm.
Ở 2 tuần tồn trữ, nồng độ lycopene và beta carotene ở màng hạt gấc đều giảm
đáng kể (4 - 9 lần đối với lycopene và 2.4 – 2.7 lần đối với beta carotene). Hơn nữa,
nồng độ lycopene giữa bên trong quả và ở ruột quả rất khác nhau (độ lệch chuẩn tương
đối (RSD) tương ứng là 57% và 80% ). Sự khác nhau về nồng độ beta carotene giữa
bên trong quả và ở ruột quả thì nhỏ hơn (45% đối với bên trong quả và 40% đối với
phần ruột quả) nhưng điều này coi là đáng kể. Trong khi đó, sự thay đổi giữa bên trong
quả và ruột quả của cả hai carotenoids này sau khi thu hoạch và ở 1 tuần tồn trữ có
RSD thấp khoảng 4%. Sự phân hủy do enzyme một cách bất thường có thể gây ra sự
chênh lệch lớn về nồng độ carotenoid trong màng hạt gấc ở ruột quả. Hơn nữa, sự
phân hủy và đồng phân hóa cũng có thể xảy ra một cách không đồng nhất bên trong
quả dẫn tới những thay đổi lớn ở ruột quả.
Hình 3: Quang phổ của lycopene và beta carotene trong màng hạt gấc được so sánh với
tiêu chuẩn ở 1 WAS (a) và 2 WAS (b).
Như đã thấy, màng hạt gấc ở 2 tuần tồn trữ không thay đổi về hình thái. Tuy
nhiên, ở nhiều quả, vỏ quả hơi nhăn lại đặc biệt là những quả chín hoàn toàn. Trong
khi đó, người ta quan sát thấy một vài biến đổi trong quang phổ của lycopene và beta

carotene trong mẫu ở 2 tuần tồn trữ. Bởi vì quang phổ chuẩn và mẫu bị che, chiều dài
bước sóng hấp thu lớn nhất của mẫu thay đổi một ít so với tiêu chuẩn (Hình 3). Điều
này có thể là một minh chứng cho sự phân hủy và đồng phân hóa của carotenoids
trong quá trình tồn trữ.
Quá trình phân hủy trong quả gấc có thể giải thích sự khác biệt trong các số liệu
đã được công bố về lycopene và beta carotene trong màng hạt gấc. Aoki và các cộng
sự (2002) và Vuong và các cộng sự (2006) đã báo cáo về nồng độ carotenoids chỉ
trong phạm vi từ 0,38-0,408 mg/g màng hạt và từ 0,083-0,769 mg /g màng hạt đối với
lycopene và beta carotene. Số liệu này thấp hơn nhiều so với giá trị của carotenoids
ngay sau khi thu hoạch và trong thí nghiệm ở 1 tuần tồn trữ nhưng lại tương tự với giá
trị ở 2 tuần tồn trữ (0.497–0.970 mg/g màng hạt đối với lycopene và 0.117–0.168 mg/g
màng hạt đối với carotene). Trong những nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu mua gấc
ở Việt Nam hoặc những nước khác rồi chuyển đến phòng thí nghiệm (Mỹ hoặc Nhật).
Trong suốt quá trình tồn trữ và vận chuyển, sự phân hủy có thể xảy ra như sự mô tả ở
số liệu ở 2 tuần tồn trữ trong nghiên cứu này. Do đó, người ta đưa ra giả thuyết rằng sự
vận chuyển và tồn trữ là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trong các nghiên cứu khác
nhau, sự thay đổi này vẫn còn đang được bàn luận ở nhiều nơi (theo Ishida và các cộng
sự, 2004; Vuong và các cộng sự, 2006). Theo một nghiên cứu khác của Ishida và các
cộng sự, hàm lượng lycopene trong màng hạt gấc là 1,546-3,054 mg/g FW. Nó giống
với kết quả của nghiên cứu này ngay sau khi thu hoạch và ở 1 tuần tồn trữ là 2,378-
4,438 mg/g màng hạt FW. Những nhà nghiên cứu khác cũng báo cáo rằng nồng độ
beta carotene trong màng hạt gấc từ 0,636-0,836 mg/g FW, so sánh với kết quả trong
nghiên cứu này là 0,257-0,409 mg/g FW.
Trong nghiên cứu của Vuong và các cộng sự (2006) cho rằng độ chín là nguyên
nhân ảnh hưởng đến sự khác biệt về hàm lượng carotenoid tìm thấy ở màng hạt gấc.
Tuy nhiên, số liệu của nghiên cứu chỉ ra rằng chỉ có hàm lượng lycopene trong quả
xanh sau thu hoạch là thấp hơn và thống kê khác với những quả đã chín khác. Nhưng
hàm lượng này cũng tăng lên và người ta không tìm thấy sự khác nhau nào ở 1 tuần
tồn trữ.
3.3. Tính ổn định của lycopene và beta carotene trong dầu gấc:

3.3.1. Tốc độ phân hủy của carotenoids trong dầu gấc chưa qua xử lý:
Hình 4: Đồ thị biểu diễn độ ổn định: (A) lycopene, (B) beta carotene trong dầu gấc ở
những nhiệt độ tồn trữ khác nhau (K5: 5
o
C, ambient: nhiệt độ môi trường, K45: 45
o
C,
K60: 60
o
C).
Nồng độ lycopene và beta carotene lúc đầu và trong dầu gấc sau khi được ép ra
tương tự nhau (lần lượt là 2.436 mg/g và 2.592 mg/g). Do đó, tỷ lệ lycopene trên beta
carotene trong dầu gấc (0,94 lần) thấp hơn nhiều so với trong màng hạt gấc (khoảng 9
lần). Hình 4 minh họa nồng độ lycopene và beta carotene trong dầu gấc qua thời gian
nghiên cứu ở những nhiệt độ khác nhau (5
o
C, nhiệt độ môi trường, 45
o
C và 60
o
C).
Kết quả cho thấy rằng phản ứng phân hủy carotenoids ở mỗi nhiệt độ tuân theo mô
hình động học bậc 1: lnC=lnCo-k*t. Dãy hệ số tương quan từ 0,901 đến 0,990. Theo
nghiên cứu của Haralampu và Karel năm 2003, mô hình động học bậc 1 trước đây
cũng đã báo cáo về sự phân hủy beta carotene. Cũng có nhiều bài báo đã được công bố
nói về động học bậc nhất của sự phân hủy lycopene trong hệ thống mô hình thực phẩm
dưới những điều kiện khác nhau. (Ax, Mayer-Miebach, Link, Schuchmann &
Schubert, 2003; Henry, Catignani & Schwartz, 1998a; Lee & Chen, 2002; Tang &
Chen, 2000).
Lycopene phân hủy ở nhiệt độ môi trường (k = 0,066 week

-1
) nhanh gấp 3 lần
ở 5
o
C (k = 0.022 week
-1
). Hằng số tốc độ phân hủy lycopene ở 45 và 60
o
C là không
thay đổi (lần lượt là 0,1557 và 0,1551 week
-1
). Tuy nhiên, hai phần đồ thị động học
khác nhau (1.01 đối với 45
o
C và 0,65 đối với 60
o
C). Tốc độ tổn thất beta carotene tăng
đều từ nhiệt độ môi trường đến 60
o
C (từ 0,014 đến 0,05 sau đó 0.094 week
-1
).
Thật ngạc nhiên là tốc độ phân hủy beta carotene trong dầu ở nhiệt độ môi
trường thấp hơn ở 5
o
C. Người ta giải thích hiện tượng này là do ở 5
o
C beta carotene bị
lắng ở phần đáy ống nghiệm nhưng đó không phải là kết quả cuối cùng. Do đó, nồng
độ beta carotene thấp hơn khi ở 5

o
C. Trong tất cả các cách xử lý nhiệt qua giai đoạn
thử nghiệm (15-19 tuần), quang phổ tia UV của cả lycopene và beta carotene đều được
duy trì như cũ, khác với trường hợp quả ở 2 tồn trữ. Cho đến giờ, đã có nhiều nghiên
cứu về sự phân hủy lycopene và beta carotene dưới những điều kiện khác nhau nhưng
rất ít nghiên cứu thực hiện trong hệ dầu. Henry, Catignanai và Schwartz (1998b) đã
tìm ra tốc độ phân hủy lycopene và beta carotene trong hệ dầu cây rum phù hợp với
động học bậc 1 có hằng số tỷ lệ là 0,109-0,508 h
-1
đối với lycopene và 0,042-0,326 h
-1
đối với beta carotene dưới nhiệt độ từ 75 đến 95
o
C.Tuy nhiên, tốc độ phân hủy này cao
hơn nhiều so với giá trị được tìm thấy trong nghiên cứu bởi vì điều kiện nhiệt độ cao
của thí nghiệm.
Henry và các cộng sự (1998a) thấy rằng matrix có ảnh hưởng đến sự phân hủy
carotenoids. Ferriera và Rodriguez-Amaya (2008) đã chỉ ra rằng lycopene bị mất 95-
98% sau 10 ngày và beta carotene bị mất 70-92% sau 20 ngày không kể đến phần rắn
đã sử dụng. Trong mô hình lỏng lý tưởng, khoảng 60% lycopene phân hủy sau 7h ở 30
o
C do khí nitơ. Vì vậy, sự phân hủy carotenoids trong hệ giảm từ hệ rắn > hệ lỏng > hệ
dầu. Điều này có thể được giải thích bởi sự hiện diện của oxy trong hệ sắp xếp theo
thứ tự rắn > lỏng > dầu. Do đó, quá trình oxy hóa xảy ra trong các hệ khác nhau với
các tỷ lệ khác nhau.
3.3.2. Tác động của việc thêm BHT và khí nitơ đối với tỷ lệ phân hủy của carotenoids
trong dầu gấc:
Bảng 2: Hằng số tỉ lệ phản ứng (week
-1
) và hệ số tương quan (R

2
) đối với sự phân hủy
lycopene và beta carotene.
Cách xử lý 5
o
C T
o
môi trường
45
o
C 60
o
C
Lycopene Đối chứng
Nitơ
BHT
0.020 ± 0.002
(0.901)
nf
a
nf
0.064 ± 0.015
(0.995)
0.029 ± 0.007
(0.907)
nf
0.153 ± 0.009
(0.976)
0.116 ± 0.006
(0.974)

0.126 ± 0.006
(0.933)
0.156 ± 0.016
(0.924)
0.118 ± 0.010
(0.946)
0.131 ± 0.011
(0.939)
Carotene Đối chứng
Nitơ
BHT
0.022 ± 0.002
(0.909)
nf
nf
0.014 ± 0.001
(0.934)
nf
nf
0.050 ± 0.001
(0.996)
0.030 ± 0.003
(0.956)
0.049 ± 0.001
(0.998)
0.095 ± 0.003
(0.995)
0.063 ± 0.010
(0.900)
0.074 ± 0.008

(0.930)
Hằng số tỉ lệ khác nhau đáng kể (P< 0.05) trong phép phân tích hồi quy.
Số trong ngoặc đơn tương ứng với các hệ số tương quan.
a
nf: quá trình phân hủy không đúng với mô hình động học bậc nhất.
Bảng 2 trình bày hằng số tốc độ phân hủy carotenoids trong dầu gấc mà không
thêm BHT 0,02% hay xử lý với luồng nitơ như là mẫu kiểm chứng ở những điều kiện
nhiệt độ khác nhau. Nồng độ BHT 0,02% được chọn bởi vì nó có hiệu quả trong hoạt
động chống oxy hóa ở các sản phẩm thương mại (theo Henry và các cộng sự). Luồng
nitơ nhẹ được phun vào trong dầu để đuổi hết khí oxy và tạo môi trường trơ tốt cho sự
tồn trữ carotenoids. Khi tồn trữ ở 5
o
C và nhiệt độ môi trường với các yếu tố chống
oxy hóa, sự phân hủy của cả lycopene và beta carotene có thể không tuân theo mô hình
động học bậc 1 (R
2
< 0,7) ngoại trừ trường hợp lycopene ở nhiệt độ môi trường. Ở
nhiệt độ cao hơn (45 hoặc 60
o
C), sự phân hủy carotenoids tuân theo động học bậc
1(R
2
< 0,9) có hoặc không có các yếu tố oxy hóa. Nhiệt độ cao được cho là có tác động
mạnh đối với động lực phân hủy carotenoids trong dầu bởi vì Henry và các cộng sự
cũng đã báo cáo về sự phân hủy theo động học bậc 1 nhanh chóng của lycopene và
beta carotene dưới 75 và 95
o
C.
Sự phân hủy carotenoids không tuân theo mô hình động học bậc 1ở 5
o

C và
nhiệt độ môi trường ít xảy ra. Sharma and Le Maguer (1996) đã quan sát thấy phản
ứng bậc 1 giả của sự phân hủy lycopene trong thịt quả cà chua dưới điều kiện tồn trữ
và chế biến khác nhau. Henry và các cộng sự (2000) quan sát thấy rằng sự phân hủy
lycopene đưa ra động học bậc 0 khi hấp thụ pha rắn ở C
18
vào hệ lỏng có mặt O
2
hoặc
O
3
ở nhiệt độ môi trường. Fish và Davis (2003) cũng báo cáo rằng quá trình phân hủy
lycopene trong mô của dưa hấu đông lạnh có thể được mô tả bằng 2 sự phân hủy bậc 1
cùng lúc tại nơi mà quá trình phân hủy xảy ra nhanh hơn khoảng 40 lần nơi khác.
Ở nhiệt độ thấp hơn (5C hoặc nhiệt độ môi trường), cơ chế phân hủy
carotenoids khi có mặt các yếu tố chống oxy hóa dường như khác với cơ chế mà
không có những yếu tố này. Khi nghiên cứu sự hình thành endoperoxides của acid
retinoic trong suốt giai đoạn đầu của tất cả các quá trình oxy hóa dạng trans của acid
retinoic tại áp lực oxy cao, Clark, Howard,và Oyler (1997) đã đề xuất hai loại phản
ứng xảy ra đồng thời: một là sự tự oxy hóa để cung cấp epoxides,và những phản ứng
khác bao gồm một phản ứng trực tiếp với ba phân tử oxy để cung cấp endoperoxides.
Quá trình oxy hóa với lượng dư oxy làm phân hủy carotenoids (LinChen, 2005). Do
dầu gấc có tính chất trơn và độ nhớt cao (280.2 cP ở 25C) nên nó ít hòa tan oxy vì thế
hàm lượng oxy trong dầu gấc được sử dụng trong nghiên cứu này là rất hạn chế, đặc
biệt là trong trường hợp xử lý bằng nitơ. Vì lý do này, phản ứng trực tiếp với oxy có
thể là không đáng kể.
Theo Henry và các cộng sự (1998a) BHT là một chất chống oxy hóa tốt hơn
beta carotene và lycopene. Các tác giả cũng báo cáo rằng BHT không hoạt động như
những chất oxy hóa mạnh (prooxidants), không giống như beta carotene và lycopene
có khả năng hình thành các gốc tự do và do đó có thể lan truyền phản ứng khi các gốc

tự do có mặt ở nồng độ cao. Kết quả là, BHT có thể làm giảm sự xuất hiện của các gốc
tự do trong hệ và ngăn chặn lycopene và beta carotene không lan truyền vào các chuỗi
phản ứng oxy hóa.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khi được đặt trong mô hình động lực học bậc
một thích hợp (ở 45 và 60C), quá trình phân hủy lycopene và beta carotene trong
những cách xử lí khác nhau có hằng số tỷ lệ giảm dần theo thứ tự: mẫu đối chứng >
BHT > nitơ. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi về sự phân hủy của carotenoids cũng
giống với kết quả của các nghiên cứu khác (Henry và các cộng sự, 1998b), trong đó họ
kết luận lycopene bị phân hủy nhanh hơn so với các carotenoid khác bao gồm beta
carotene. Báo cáo của Mascio, Kaiser, và Sies (1989) cho rằng lycopene có khả năng
dập tắt singlet oxygen (một oxy gốc tự do) gấp hai lần beta carotene. Việc tăng cường
khả năng dập tắt dẫn đến khả năng chống oxy hóa hiệu quả hơn (Henryet al., 1998b).
Về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phân hủy của carotenoids, lycopene có hằng
số tốc độ phân hủy tương tự giữa 45 và 60C trong cả ba phương pháp nghiên cứu,
trong khi đó các hằng số beta carotene ở 60C tăng gấp đôi so với khi ở 45C. Đối với
lycopene và beta carotene, nhiệt độ và thời gian tồn trữ có ảnh hưởng quan trọng đến
hàm lượng của chúng trong dầu, nhưng phương pháp xử lí cũng như sự tương tác của
chúng với nhiệt độ không cho thấy ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi hàm lượng
carotenoid trong dầu theo thời gian tồn 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 edible FW). Hàm lượng beta carotene trong gấc cũng cao
(0,257–0,379 mg/g). Khi trái gấc có thời gian tồn trữ 1 tuần, nồng độ carotenoid trong
lớp vỏ ngoài của hạt gấc tăng nhẹ nhưng không đáng kể. Sau 2 tuần tồn trữ, hàm lượng
carotenoid trong lớp vỏ ngoài của hạt gấc giảm mạnh có thể là do sự phân hủy của
enzyme. Tỷ lệ lycopene beta carotene trong lớp vỏ ngoài của hạt gấc rất cao và cao
hơn khoảng 9 lần so với trong dầu gấc hay là một sản phẩm từ lớp vỏ ngoài của hạt
gấc. Do môi trường trơn và nhớt của dầu gấc, sự hiện diện của oxy bị hạn chế dẫn đến
các carotenoid trong dầu gấc có khả năng ổn định tốt hơn so với các loại dịch nước ép.
Lycopene và beta carotene trong dầu gấc bình thường bị phân hủy khi được đặt trong

mô hình động lực học bậc một. Khi kết hợp với yếu tố chống oxy hóa như BHT hoặc
được giữ trong môi trường nitơ không khí, hằng số tốc độ phân hủy của cả lycopene và
beta carotene càng thấp, có nghĩa là chúng có khả năng ổn định càng cao. Tuy nhiên,
lycopene và beta carotene trong dầu gấc đều bị phân hủy nhanh chóng dưới điều kiện
nhiệt độ cao (45 và 60C) bất kể sử dụng phương pháp xử lý nào.
Các kết quả trên khẳng định rằng gấc là một nguồn carotenoids vô giá, đặc biệt
là lycopene. Nó cũng là một loại trái cây duy nhất có thể cung cấp dầu làm giàu
carotenoid (2,4 mg/g lycopenevà 2,5 mg/g betacarotene). Điều đó cho thấy dầu gấc có
thể được tồn trữ tốt hơn bằng cách sử dụng chất chống oxy hóa hoặc khí trơ, nhưng
không được tồn trữ ở điều kiện nhiệt độ thấp, điều này có thể làm giảm hàm lượng
carotenoid trong dầu gấc.
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN: