Nghiên cứu sử dụng dịch trích từ củ hành tây và củ hành tím để hạn chế quá trình oxy hóa lipid trong sản phẩm thịt heo xay

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

ĐẶNG THỊ MỸ LIÊN

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DỊCH TRÍCH TỪ CỦ HÀNH TÂY
VÀ CỦ HÀNH TÍM ĐỂ HẠN CHẾ QUÁ TRÌNH OXY HÓA
LIPID TRONG SẢN PHẨM THỊT HEO XAY

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã số: 8540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019

tì


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1 : PGS. TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: TS. Trần Thị Thu Trà
Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS. TS. Hoàng Kim Anh
Cán bộ chấm nhận xét 2 : PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
Ngày 10 tháng 7 năm 2019
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. (Chủ tịch) GS. TS. Lê Văn Việt Mẩn
2. (Phản biện 1) PGS. TS. Hoàng Kim Anh
3. (Phản biện 2) PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy

4. UV: TS. Lề Minh Hùng
5. UV, TK: TS. Nguyễn Quốc Cường
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV 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 HÓA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Đôc lâp - Tư do - Hanh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Đặng Thị Mỹ Liên

MSHV: 1670855

Ngày, tháng, năm sinh: 14/11/1988

Nơi sinh: Tây Ninh

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số : 8540101

I. TÊN ĐỀ TÀI
Nghiên cứu sử dụng dịch chiết từ củ hành tây và hành tím để hạn chế quá trình oxy
hóa lipid trong sản phẩm thịt heo xay.
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:
- Tìm điều kiện trích ly thích hợp từ củ hành tây và hành tím để thu nhận dịch trích
giàu hoạt chất kháng oxy hóa.
- ứng dụng dịch trích từ dịch trích củ hành tây và hành tím để làm chậm quá trình
oxy hóa lipid cho sản phẩm thịt heo xay.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 11/02/2019
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/07/2019
V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

Cán bộ hướng dẫn 1: PGS.TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cán bộ hướng dẫn 2: TS. Trần Thị Thu Trà
Tp. HCM, ngày .... tháng .. . . năm 20....
CÁN Bộ HƯỚNG DÃN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỎNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CẢM ƠN

Đề tài “Nghiên cứu sử dụng dịch trích từ củ hành tây và củ hành tím để hạn chế sự oxy
hóa lipid trong thịt heo xay” là nội dung được chọn để nghiên cứu và làm luận văn tốt
nghiệp sau hai năm theo học chương trình cao học chuyên ngành Công Nghệ Thực
Phẩm tại Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM.
Để hoàn thành đề tài luận văn này trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến
PGS.TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt và TS. Trần Thị Thu Trà đã tận tình hướng dẫn và truyền
đạt kiến thức, động viên em trong quá trình thực hiện nghiên cứu.
Xin gửi lời cảm ơn quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa kỹ thuật
hóa học - Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM, đã truyền kiến thức
quý báu cho em suốt thời gian học tập vừa qua.
Em cũng xin cảm ơn người thân, bạn bè đã giúp đỡ, động viên và góp ý cho em trong
thời gian làm việc, nghiên cứu tại phòng thí nghiệm.
Lời cuối cùng xin chúc quý Thầy Cô và các bạn sức khỏe và thành công.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019
Người thực hiện luận văn


2

TÓM TẮT LUẬN VĂN

sosoQeaea
Ở Việt Nam, hai loại hành tây (Allium cepa L.) và hành tím (Allium ascalonicum) được
sử dụng phổ biến khắp nơi trên thế giới, chủ yếu dùng trong chế biến thực phẩm. Các
nghiên cứu trên thế giới về hai loại hành này bộc lộ nhiều tiềm năng ưu việt trong việc
kháng oxy hóa trên các sản phẩm từ thịt.
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm: tìm điều kiện trích ly các hoạt chất từ củ hành

tây và hành tím, tiếp theo đó ứng dụng dịch trích để bảo quản thịt heo xay. Kết quả cho
thấy điều kiện trích ly thích hợp để thu nhận dịch trích giàu chất kháng oxy hóa cho củ
hành tây là nồng độ ethanol 75% v/v, tỷ lệ nguyên liệu : dung môi 1:10, nhiệt độ trích
ly 40°C, thời gian trích ly 30 phút. Dịch trích thu được có hàm lượng phenolic tổng là
10,66 ± 0,07 mgGAE/g, hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH là 4550 ± 36,95
pMTEAC/g và hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP là 2826,39 ± 31,30 pMTEAC/g.
Điều kiện trích ly thích hợp để thu nhận dịch trích giàu chất kháng oxy hóa cho củ hành
tím là nồng độ ethanol 75% v/v, tỷ lệ nguyên liệu : dung môi 1:10, nhiệt độ trích ly
50°C, thời gian trích ly 30 phút. Dịch trích thu được có hàm lượng phenolic tổng là 7,00
± 0,10 mgGAE/g, hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH là 5030,82 ± 45,61 pMTEAC/g
và hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP là 4820,24 ± 47,77 pMTEAC/g.
Dịch trích củ hành tây có chỉ số IC50 là 3,19 ± 0,10 mg/ml và hành tím là
3,00±0,06mg/ml được so sánh với dung dịch BHT 200 ppm để phối trộn vào sản phẩm
thịt heo xay. Kết quả thu được cho thấy dịch trích thể hiện được khả năng kháng oxy
hóa thông qua chỉ số DPPH, FRAP sau 14 ngày bảo quản. Mẩu bổ sung dịch trích hành
tây Y1080, hành tím RI 000 có hoạt tính kháng oxy hóa tương đương BHT 200ppm theo
DPPH lần lượt là 284,00+3,13, 298,26+4,65 và 306,71+5,24pMTEAC/g; FRAP lần lượt
là 146,07+2,61, 176,95+3,01 và 154,76±2,46pMTEAC/g. Sản phẩm bổ sung dịch trích
cũng hạn chế sự hư hỏng so với mẫu đối chứng.


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của em. Các kết quả
trong nghiên cứu này là không sao chép hay vi phạm quyền tác giả của bất kĩ một nguồn
nào. Việc tham khảo tài liệu đều đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo
đúng quy định.
Học viên cao học

Đặng Thị Mỹ Liên

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................................................ ii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................................. iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................................................... 2
1.1. Quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm .................................................................................. 2
1.1.1 Quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm............................................................................. 2
1.1.2 Chất kháng oxy hóa và cơ chế kháng oxy hóa trong thực phẩm ......................................... 4
1.1.3 Các phương pháp đánh giá khả năng kháng oxy hóa .......................................................... 6
1.2. Nhóm thực vật giàu chất kháng oxy hóa ................................................................................... 8
1.2.1 Hành tây ............................................................................................................................ 10
1.2.2 Hành tím ........................................................................................................................... 13
1.3 Sản phẩm thịt heo xay .............................................................................................................. 16
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ 19
2.1 Nguyên liệu - Hóa chất ............................................................................................................ 19
2.1.1 Nguyên liệu thu dịch trích ................................................................................................. 19
2.1.2 ......................................................................................................................................
Nguyên liệu tạo sản phẩm thịt heo xay ................................................................................................. 19
2.1.3
2.2

Hóa chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ................................................................. 20

Các quy trình thực hiện trong nghiên cứu................................................................................ 22

2.2.1 Quy trình thu nhận bột nguyên liệu................................................................................... 22
2.2.2

Quy trình thu nhận dịch trích từ hành tây và hành tím ..................................................... 23

2.2.3

Quy trình sản xuất thịt heo xay ......................................................................................... 24

2.3

Mục đích và nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 26

2.3.1 Mục đích nghiên cứu......................................................................................................... 26
2.3.2
2.4

Sơ đồ nghiên cứu .............................................................................................................. 26

Ke hoạch thí nghiệm ................................................................................................................ 26

2.4.1 Xác định điều kiện trích ly thích hợp để thu nhận dịch trích từ củ hành tây và hành tím26
2.4.2
2.5

ứng dụng dịch trích hành tây và hành tím để bảo quản thịt heo xay ................................. 28

Các phương pháp phân tích ..................................................................................................... 29

2.5.1 Phương pháp xác định độ ẩm ............................................................................................ 29

2.5.2

Phương pháp xác định hàm lượng Phenolic tổng ............................................................. 29

2.5.3 Phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH ............................................ 30


2.5.4

Phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP ............................................ 31

2.5.5

Phương pháp xác định hàm lượng lipid tổng bằng phương pháp Soxhlet ........................ 31

2.5.6

Phương pháp xác định hàm lượng protein tổng bằng phương pháp Kjeldahl ................... 31

2.5.7

Phương pháp xác định chỉ so acid (Av) ............................................................................ 31

2.5.8

Phương pháp xác định chỉ so peroxide (PoV) .................................................................. 32

2.5.9

Phương pháp xác định chỉ số TBARS .............................................................................. 32

2.5.10

Phương pháp xác định hàm lượng amoniac .................................................................... 32

2.5.11

Phương pháp định tính hydro sulfua (H2S) .................................................................... 32

2.5.12

Phương pháp xác định độ pH.......................................................................................... 33

2.6 Phương pháp xử lý số liệu ....................................................................................................... 33
2.7 Một số công thức được sử dụng trong nghiên cứu ................................................................... 33
2.7.1 Xác định hiệu suất thu hồi dựa trên hàm lượng chất khô thu được ................................... 33
2.7.2

Xác định chỉ số IC50 ........................................................................................................ 34

2.7.3

Xác định thể tích dịch trích bổ sung vào sản phẩm .......................................................... 34

CHƯƠNG 3: KỂT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................................................... 36
3.1 Xác định điều kiện trích ly thích hợp để thu nhận dịch trích từ hành tây ................................. 36
3.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đen quá trinh trích hành tây ....................................... 36
3.1.2

Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đen quá trinh trích ly hành tây ........................... 38

3.1.3

Ảnh hưởng của nhiệt độ đen quá trình trích ly hành tây ................................................... 40

3.1.4

Ảnh hưởng của thời gian trích ly đen quá trinh trích ly hành tây ..................................... 42

3.2 Xác định điều kiện trích ly thích hợp để thu nhận dịch trích từ hành tím ................................ 44
3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến quá trình trích ly hành tím ...................................... 44
3.2.2

Ảnh hường của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly hành tím................... 45

3.2.3

Ảnh hường của nhiệt độ đến quá trình trích ly hành tím .................................................. 47

3.2.4

Anh hường của thời gian trích ly đến quá trinh trích ly củ hành tím ................................ 48

3.3 Ung dụng dịch trích hành tây và hành tím lên sản phẩm thịt heo xay ..................................... 51
3.3.1 Biến đổi chỉ so AV của thịt heo xay trong quá trình bảo quản .......................................... 52
3.3.2

Biến đổi chỉ số PoV của thịt heo xay trong quá trình bảo quản ........................................ 54

3.3.3

Biến đổi gia trị TBARS của thịt heo xay trong quá trinh bảo quản .................................. 56

3.3.4

Biến đổi hàm lượng phenolic tổng của thịt heo trong quá trinh bảo quản ........................ 58

3.3.5

Biến đổi khả năng kháng gốc tự do DPPH của thịt heo xay trong quá trinh bảo quản... 59

3.3.6 Biến đổi hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP của thịt heo xay trong quá trinh bảo quản
......... ..............' ................. ......... .............................. .................... ... ..... .. ............................ 61
3.3.7

Biến đổi hàm lượng NH3 của thịt heo xay trong quá trình bảo quản ................................63

3.3.8

Biến đổi H2S của thịt heo xay trong quá trinh bảo quản ...................................................64

3.3.9

Biến đổi giá trị pH của thịt heo xay trong quá trình bảo quản ...........................................64


3.3.10

Biến đổi vi khuẩn sinh acid lactic của thịt heo sấy trong quá trình bảo quản ..................66

CHƯƠNG 4. KỂT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 68
4.1 Kết luận ....................................................................................................................................68
4.2

Kiến nghị ..................................................................................................................................68

TÀI LỆU THAM KHẢO .......................................................................................................................70
PHỤ LỤC 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ............................................................................ 79
PHỤ LỤC 2: SỐ LỆU THÍ NGHỆM .....................................................................................................94


iii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Một số thực vật giàu chất kháng oxy hóa ................................................................................ 9
Bảng 1.2 Thành phần các hợp chat phenolic trong hành tây ................................................................ 11
Bảng 1.3 Thành phần các hợp chat phenolic trong hành tím ................................................................ 14
Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng trong quá trình thí nghiệm ......................................................................... 20
Bảng 2.2 Thiết bị chính sử dụng trong quá trình thí nghiệm ................................................................ 21
Bảng 2.3 Tỷ lệ phối trộn đối với sản phẩm ........................................................................................... 25
Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát điều kiện trích ly hành tây và hành tím ...................................... 27
Bảng 3.1 Tổng hợp thông so trích ly củ hành tây và củ hành tím ......................................................... 50
Bảng 3.2 Hàm lượng chất khô và hoạt tính kháng oxy hóa của BHT, hành tây, hành tím ................... 50
Bảng 3.3 Thông so xác định trên sản phẩm ban đầu ............................................................................. 51
Bảng 3.4 Hàm lượng BHT và dịch trích được bổ sung vào thịt heo xay tính theo lượng lipid ............ 51
Bảng 3.5 Các ký hiệu viết tắt nồng độ dịch trích .................................................................................. 52


4

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc phức hình thành giữa EDTA và ion kim loại ............................................................. 5
Hình 1.2 Một số rau thom giàu chất kháng oxy hóa ............................................................................... 8
Hình 1.3 Hành tây ................................................................................................................................. 10
Hình 1.4 Phổ các hợp chat phenolic trong củ hành tây ........................................................................ 11
Hình 1.5 Hành tím................................................................................................................................. 13
Hình 1.6 Một số món ăn được làm từ thịt heo xay: Nhân hoành thánh (A), xíu mại (B), cà chua, đậu hủ
nhồi thịt (C), (D) ................................................................................................................................... 16
Hình 1.7 Hamburger thịt sống ............................................................................................................... 17
Hình 1.8 Sản phẩm thịt heo cao bồi ...................................................................................................... 17
Hình 1.9 Thịt heo xay ........................................................................................................................... 18
Hình 2.1 Nạc heo ................................................................................................................................. 19
Hình 2.2 Mỡ heo .................................................................................................................................. 19
Hình 2.3 Quy trình thu nhận bột nguyên liệu ....................................................................................... 22
Hình 2.4 Quy trình thu nhận dịch trích hành tây và hành tím .............................................................. 23
Hình 2.5 Dịch trích hành tây và hành tím ............................................................................................. 24
Hình 2.6 Quy trình sản xuất thịt heo xay .............................................................................................. 24
Hình 2.7 Sản phẩm thịt heo xay ............................................................................................................ 25
Hình 2.8 Đồ thị dung môi thường được sử dụng trong trích ly các chất có hoạt tính kháng oxy hóa .. 27
Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đen hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử gốc tự do
DPPH (B), hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tây ....................... 36
Hình 3.2 Ảnh hường của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đen hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử
gốc tự do DPPH (B), hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tây ....... 38
Hình 3.3 Ảnh hường của nhiệt độ đen hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử gốc tự do DPPH (B),
hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tây .......................................... 40
Hình 3.4 Ảnh hường của thời gian đen hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử gốc tự do DPPH (B),
hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tây .......................................... 42
Hình 3.5 Ảnh hường của nồng độ ethanol đen hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử gốc tự do
DPPH (B), hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tím ....................... 44
Hình 3.6 Ảnh hường của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đen hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử

gốc tự do DPPH (B), hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tím ......
46


Hình 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng phenolic tổng (A), khả năng khử gốc tự do DPPH (B),
hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tím .......................................... 47
Hình 3.8 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng phenolic tong (A), khả năng khử gốc tự do DPPH (B),
hoạt tính kháng oxy hóa (C), hiệu suất thu hoi (D) của dịch trích hành tím .......................................... 48
Hình 3.9 Ảnh hưởng của dịch trích hành tây (A), hành tím (B) đen giá trị AV của thịt heo xay trong quá
trình bảo quản ........................................................................................................................................ 52
Hình 3.10 Ảnh hưởng của dịch trích hành tây (A), hành tím (B) đen giá trị PoV của thịt heo xay trong
quá trình bảo quản .................................................................................................................................. 54
Hình 3.11 Ảnh hưởng của dịch trích hành tây (A), hành tím (B) đen giá trị TBARS của thịt heo xay trong
quá trình bảo quản .................................................................................................................................. 56
Hình 3.12 Ảnh hưởng của dịch trích hành tây (A), hành tím (B) đen đen hàm lượng phenolic tổng của
thịt heo xay trong quá trình bảo quản ..................................................................................................... 63
Hình 3.13 Hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH của mẫu bổ sung dịch trích hành tây (A), hành tím (B)
sau 14 ngày bảo quản ............................................................................................................................. 65
Hình 3.14 Hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP của mẫu bổ sung dịch trích hành tây (A), hành tím (B)
sau 14 ngày bảo quản ............................................................................................................................. 58
Hình 3.15 Ảnh hưởng của dịch trích hành tây (A), hành tím (B) đen giá trị NH3 của thịt heo xay trong
quá trình bảo quản .................................................................................................................................. 59
Hình 3.16 Ảnh hưởng của dịch trích hành tây (A), hành tím (B) đen giá trị pH của thịt heo xay trong quá
trình bảo quản ........................................................................................................................................ 61


vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TPC

Total Phenolic content

DPPH
FRAP

1,1-Diphenyl- 2-Picryhydrazyl
Ferric reducing-antioxidant power

TBARS

Thiobarbituric acid reactive substances

PoV
AV

Peroxide value
Acid value

TPTZ
GAE

2,4,6-tripyridyl-s-triazin
Gallic acid equivalent

ROS

Reactive Oxygen Species

AOAC

Association Of Analytical Communities

BHT

Butylate hydroxytoluene

BHA

Butylate hydroxyanisole

SET

Single electron transfer

HAT
TCA

Hydrogen atom transfer
Trichloroacetic acid

TMP
TEAC

1,1,3,3 - tetramethoxypropane
Trolox equivalent antioxidant capacity

ANOVA

Analysis Of Variance

USDA
TCVN

United States Department of Agriculture
Tiêu chuẩn Việt Nam

TBHQ
GC-MS

Tert-Butyl Hydroquinone
Gas Chromatography Mass Spectrometry

HPLC

High Performance Liquid Chromatography

LCTHER MS/MS Mass spectrometry system for mass spectrometry of 3
quadrupole transducers
HPLC-DAD-MS High-performance liquid chromatography with diode-array
detection (HPLC-DAD) and mass spectrometry (MS)


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, an toàn vệ sinh thực phẩm đang trở thành vấn đề chung của
toàn thế giới. Nhiều quy định nghiêm cấm hoặc hạn chế sử dụng các chất bảo quản, phụ
gia tổng hợp trong bảo quản và chế biến thực phẩm vì chúng gây ảnh huởng đến sức
khỏe của nguời tiêu dùng. Bên cạnh đó, người tiêu dùng có xu hướng ngày càng ưa
chuộng các loại thực phẩm sử dụng chất bảo quản, phụ gia có nguồn gốc tự nhiên. Do

đó, nghiên cứu sử dụng các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học để bảo quản, chế
biến thực phẩm đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Đặc biệt là những
hoạt chất sinh học ức chế hoạt động enzyme, kháng oxy hóa và kháng khuẩn từ các
nguồn nguyên liệu ăn được trong tự nhiên.


2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm
1.1.1 Quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm

Lipid là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không hòa tan trong nước nhưng
tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực như diethyl ether, chloroform, xăng dầu
[1]. Lipid động vật hay thực vật thường tồn tại dưới dạng triester của glycerol và các
acid béo.
> Cơ chế oxy hóa lipid

Cơ chế oxy hóa chất béo có thể được chia thành 4 giai đoạn: khởi đầu (initiation), lan
truyền (propagation), phân nhánh (branching) và cuối cùng là giai đoạn kết thúc
(termination) [2].
Sự khởi đầu của quá trình có thể được kích hoạt bởi nhiệt, bức xạ ion hóa, ánh sáng
hoặc các tác nhân hóa học như các metalloprotein và các ion kim loại
Sự khởi đầu:

LH + R- -ỳ L- + RH
Trong đó: LH là chất béo không bão hòa tương tác với gốc tự do R' như là sự khởi đầu
của quá trình oxy hóa gốc tự do. Tương tác này tạo ra gốc allyl có khả năng phản ứng
cao (biểu hiện là L- ), gốc này có khuynh hướng tương tác với oxy để tạo thành gốc
peroxyl (biểu hiện là LOO' ) như là sự bắt đầu của giai đoạn lan truyền.

Sự lan truyền:

L- + 02 -> LOOLOO- + LH -> L- + LOOH
Các gốc peroxyl tạo nên chuỗi phản ứng có thể làm oxy hóa chất béo, sản sinh ra các
hydroperoxyde (LOOH), sau đó bị phá vỡ thành một số hợp chất như alcohol, ketone,
aldehyde và các hydrocarbon khác cũng như các gốc alkoxyl (LO' )
Sự phân nhánh:

LOO -ỳ LO- + HO2LOOH -ì LOO- + LO- + H2O
Sự phân hủy của các hydroperoxide thường liên quan đến quá trình xúc tác ion kim loại
chuyển tiếp, các phản ứng sẽ tạo ra peroxyl và các gốc alkoxyl


3

LOOH + Mn+ + H+ LO+ + M(n+1)+ + H2O
LOOH + Mn+ + OH- LOO' + Mn+ + H2O
Một ví dụ của xúc tác kim loại, là phản ứng tự oxy hóa chất béo, sự phân hủy các
hydroperoxide bởi các ion sắt tạo ra các gốc peroxyl và alkoxyl khởi đầu phản ứng chuỗi
gốc tự do [3]:
LOOH + Fe3+ LOO- + Fe2+ + H+
LOOH + Fe2+ -ỳ LO- + Fe3+ + HO(Keceli et al., 2002)
Khi các gốc tự do kết hợp với nhau và tạo thành các hợp chất không phân cực, giai đoạn
đuợc gọi là sụ kết thúc (Antolovich, Prenzler et al., 2002).
Sự kết thúc:

LO- + LOLOO- + LOO-

Các sản phẩm có gốc ổn định

LO- + LOONgoài việc bị oxy hóa bởi các gốc tự do, chất béo không no trong thục phẩm còn có thể
bị oxy hóa nhờ sụ xúc tác của enzyme lipoxygenase (LOXs) khi có mặt của oxy. Enzyme
lipoxygenase có thể đuợc tìm thấy trong nhiều loại thục phẩm tự nhiên nhu đậu nành,
cám gạo, thịt, cá, trái cây và rau củ [4].
> Hậu quả của quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm

Các lipid không no trong thục phẩm dễ bị oxy hóa tạo thành sản phẩm bậc nhất
hydroperoxide và các sản phẩm bậc 2 nhu là aldehyte, ketone, acid, alcohol. Quá trình
oxy hóa gây ra ba vấn đề chính [5]:
- Là nguyên nhân hình thành các hương vị khó chịu cho thực phẩm.
- Giảm giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm
- Các gốc tự do hình thành trong quá trình oxy hóa tạo ra các chất không có lợi cho
sức khỏe người dùng, có nguy cơ gây ra các bệnh về xơ vữa động mạch.
Quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm tạo thành một chuỗi các phản ứng phức tạp,
trước tiên tạo ra các sản phẩm chính (peroxide) được đo bằng phương pháp PoV. Khi
peroxide tiếp xúc với điều kiện oxy hóa kéo dài, tạo ra các sản phẩm oxy hóa thứ cấp
bao gồm aldehyd, ketone, epoxit, hợp chat hydroxyl, oligome và polymer. Quá trình
oxy hóa bậc hai được xác định bằng phương pháp TBARS [6].


4

1.1.2 Chất kháng oxy hóa và cơ chế kháng oxy hóa trong thực phẩm

Chất chống oxy hóa là những chất khi hiện diện ở hàm lượng thấp so với các thành phần
khác trong thực phẩm, có khả năng ngăn chặn hoặc làm giảm tốc độ các phản ứng oxy
hóa diễn ra trong thực phẩm [7]. Chất chống oxy hóa được cho vào thực phẩm, đặc biệt
là các thực phẩm chứa dầu béo để hạn chế sự oxy hóa chất béo, giúp ngăn ngừa những
biến đổi dinh dưỡng, cảm quan và sự hình thành các độc tố. Chất chống oxy hóa cũng
có tác dụng bảo vệ cấu trúc của các đại phân tử như protein và tế bào khỏi các gốc tự do

[8].
Các chất chống oxy hóa hoạt động dựa trên cơ chế quét gốc tự do, tạo phức với các kim
loại để kĩm hãm quá trình oxy hóa, dập tắt oxy nguyên tử cũng như các tác nhân nhạy
cảm với ánh sáng và bất hoạt enzyme lipoxygenase [9].
Chất chống oxy hóa có thể được chia thành các nhóm như sau:
- Chất ức chế phản ứng oxy hóa gốc tự do (ức chế sự hình thành của các gốc tự do)
- Chất ức chế làm gián đoạn sự lan truyền của sự tự oxy hóa
- Chất dập tắt oxy đơn nguyên tử
- Chất chống oxy hóa hỗ trợ (những chất này không thể hiện tác dụng chống oxy hóa
khi sử dụng một mình nhưng sẽ có hoạt tính của chất chống oxy hóa khi sử dụng cùng
nhau)
- Chất khử (biến đổi hydroperoxide thành những dạng ổn định hơn)
- Chất tạo phức với ion kim loại và làm giảm nồng độ ion ở dạng tự do (Metal chelator)
[10].
> Dựa theo cơ chế kháng oxy hóa chất chống oxy hóa có thể được phân thành hai nhóm
chính: phá vỡ chuỗi phản ứng (chain breaking) và ngăn chặn (preventing).
Nhóm thứ nhất: chất chống oxy hóa bằng việc phản ứng với các gốc tự do, tạo thành các

sản phẩm bền hơn, từ đó làm giảm lượng gốc tự do - tác nhân gây ra phản ứng oxy hóa.
Cơ chế này còn được gọi là cơ chế quét gốc tự do [11].
Chất chống oxy hóa theo cơ chế quét gốc tự do bao gồm ascorbic acid, isoascorbic
acid (erythorbic acid), vitamin E, butylated hydroxytoluene (BHT), butylated
hydroxyanisole (BHA), gallates (propyl, octyl, dodecyl), tertbutylhydroquinone
(TBHQ), propyl gallate, một so hợp chat phenolic, carotenoid. Chúng “trung hòa” các
gốc tự do bằng cách cho đi một nguyên tử hydro (HAT - hydrogen atom transfer) hoặc


5

chuyển dịch một điện tử đon (SET - single electron transfer) [12].

Cơ chế quét gốc tự do của chất chống oxy hóa theo Gordon (1990):
LOO* + AH-> LOOH + A
LO- + AH-»LOH + A
Nhóm thứ hai: chất chổng oxy hóa bằng việc ngăn chặn các điều kiện của phản ứng oxy
hóa diễn ra như cô lập các kim loại đa hóa trị, dập tắt các oxy đơn bội, phân hủy sản phẩm
hydrogen peroxide thành nước và oxy bằng enzyme (superoxide dimustase - SOD), chất
chống oxy hóa với nhiều cơ chế (sản phẩm của phản ứng Maỉlaird) [11].
Chất chổng oxy hóa theo cơ chế tạo phức với kim loại là những chất như citric
acid, ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), phosphoric acid, tartaric acid... [10] [13].
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 hỏa
[14].
Ví dụ: EDTA khi kết hợp với ỉon kim loại sẽ tạo thành phức cố năm vòng với cấu trúc
không gian phức tạp [10].

Hình 1.1 Cấu trúc phức hình thành giữa EDTA và ỉon
> Dựa vào nguồn gốc có thể chia các chất chống oxy hóa thành chất kháng oxy hóa tự
nhiên và tổng hợp.
Chất kháng oxy hóa tổng hợp: ĐHT (E231), ĐHA (E320), tocopherol tỏng hợp
(E306), TBHQ, đoecyl gallate, propyl gallate (E310), ascorbyl palmitate.

Chất kháng oxy hóa tự nhiên: polyphenol, vitamin c, carotenoid. Trong đó nhóm
polyphenol bao gồm: flavonols, flavanols, anthocyanins, isoflavonoids, flavanones và
flavones. Đặc tính chống oxy hóa có được là nhờ cấu trúc nhóm - OH gắn trên vòng.
Flavonoid đóng vai trò như một chất khử, cho hydro nguyên tử, làm dập tắt oxy nguyên


6

tử, quét gốc tự do và thậm chí là tạo được phức với ion kim loại. Chúng còn hoạt hóa

các enzyme chống oxy hóa và ức chế enzyme lipoxygenase [15].
1.1.3 Các phương pháp đánh giá khả năng kháng oxy hóa

Phương pháp xác định khả năng chống oxy hóa thường dựa trên cơ chế phản ứng chuyển
nguyên tử hidro (HAT) và cơ chế chuyển điện tử đơn (SET). Đối với các phương pháp
dựa trên cơ chế chuyển nguyên tử hydro, khả năng chống oxy hóa được đánh giá dựa
trên sự dập tắt gốc tự do thông qua việc cho proton; các phản ứng này thường không
phụ thuộc vào pH và thời gian diễn ra khá nhanh (Prior, Wu et al., 2005, Miguel, 2010).
Đối với các phương pháp dựa trên cơ chế chuyển điện tử đơn, khả năng chống oxy hóa
được đánh giá dựa trên sự giảm hàm lượng các chất như kim loại hoặc gốc tự do [16].
Các phản ứng này thường phụ thuộc pH, thời gian phản ứng chậm và trải qua nhiều
bước.
Các phương pháp theo cơ chế HAT:

- Phương pháp đánh giá khả năng hấp thu gốc oxy tự do (Oxygen Radical Absorbing
Capacity Method - ORAC method)
- Phương pháp bẫy gốc tự do (Total Radical - Trapping Antioxidant Parameter Method
- TRAP method)
- Phương pháp phát quang bằng phản ứng hóa học (Chemiluminescence Method - CL
method)
- Phương pháp quang hóa (Photochemiluminescense Assay - PCL assay) 6
- Khả năng ức chế peroxide hóa LDL (Low - Density Lipoprotein Peroxidation
Inhibition Assay)
- Khả năng dọn dẹp các gốc oxy tự do (Total Oxyradical Scavenging Capacity Assay TOSCA)
- Khả năng bảo vệ Crocin (Crocin Bleaching Assay)
Các phương pháp theo cơ chế SET:

- Khả năng dọn dẹp gốc tự do 2,2-diphenyl-l-picrylhydrazyl (2,2-diphenyl-lpicrylhydrazyl assay - DPPH assay)
- Khả năng khử ion sắt (Ferric Reducing Antioxidant Power Assay - FRAP assay)
- Khả năng làm giảm gốc tự do (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6- sulphonic

7

acid) - Trolox equivalent antioxidant capacity assay)
- Khả năng khử ion đồng (Cupric Ion Reducing Antioxidant Capacity Assay CUPRAC assay)
- Khả năng dọn dẹp cation Dimethyl-4-phenylenediamine (DMPD Scavenging Assay)
Charles, 2012.
Trong đề tài này, các chất kháng oxy hóa được xác định theo phương pháp DPPH và
FRAP. Hai phương pháp này có đặc điểm chung là đều hoạt động theo cơ chế SET. Hợp
chất polyphenol có trong củ hành với cơ chế kháng oxy hóa tương tự như cơ chế sử
dụng cho phương pháp DPPH và FRAP. Cơ chế này gồm 2 quá trình: một electron từ
polyphenol (ArOH) chuyển sang gốc tự do (ROO’) trong quá trình thứ nhất thành ROO'
và ArOH+’. Sau đó, ArOH+’ tiếp tục chuyển 1 proton cho ROO' trong quá trình thứ 2
thành ROOH + ArO’. Theo đó chất kháng oxy hóa (ArOH) sẽ khống chế các gốc tự do
ROO’, ArO’ là gốc phenoxyl ổn định [17], [18].
ROO’ + ArOH -ỳ ROO' + ArOH+’ -ỳ ROOH + ArO'
DPPH là phương pháp đơn giản và nhanh chóng, thuận tiện không phụ thuộc vào độ
phân cực của mẫu. DPPH cũng là phương pháp cho khả năng quét gốc tự do triệt để
[16], [17]. Tuy nhiên theo nghiên cứu của Lars Muller và cộng sự (2011) thì phương
pháp này không phản ứng với carotenoid trong sản phẩm, phương pháp này không có
hiệu quả trong việc phát hiện ra hoạt tính kháng oxy hóa đến từ carotenoids [19].
Phương pháp FRAP được lựa chọn để xác định được hoạt tính kháng oxy hóa đến từ
carotenoids. Tuy nhiên theo nghiên cứu của Ronald và cộng sự (2005) FRAP không thể
phát hiện triệt để hoạt tính kháng oxy hóa [16]. Nghiên cứu sử dụng đồng thời hai
phương pháp nhằm cho thấy được tổng thể hoạt động kháng oxy hóa có trong đối tượng
nghiên cứu.
1.2. Nhóm thực vật giàu chất kháng oxy hóa

Thực vật giàu chất kháng oxy hóa gồm những loại rau, củ, quả có thể tạo những kích

thích tích cục nhất định lên cơ quan vị giác, khứu giác và thị giác đối với con nguời,
kích thích tiêu hóa, kích thích phân hủy thức ăn nhanh hơn.
- Các loại lá: nguyệt quế, hành hoa, rau răm, hẹ, húng thơm, húng chó, cúc tần,
mùi tàu, ngò, tía tô, thì là, lá chanh, lá ổi, lá đinh lăng, cần tây, tỏi tây, lá xương sông,
lá lốt, lá quế, lá gấc, lá gừng, lá cúc tần, lá mơ tam thể, lá ớt, lá mác mật, lá bưởi, kinh


8

giới, mò om, rau mùi, hương thảo, lá me, lá dứa...

Hình 1.2 Một số rau thơm giàu chất kháng oxy hóa
- Các loại quả: mác mật, chanh, bưởi, ớt, thảo quả, dứa xanh, chuối xanh, khế
chua, quả me, quả dọc, quả sấu...
- Các loại hạt: hạt tiêu, hạt ngò, hạt dổi...
- Các loại củ: sả, riềng, gừng, tỏi, hành tây, củ niễng, hành củ, nghệ, củ kiệu,
bột đao...
- Các loại thực vật khác: quế chi, đại hồi, dương tiểu hồi, sa nhân, đinh hương,
bột dành dành, nấm hương, nấm đông cô, nước gỗ vang, nước dừa, nước cốt dừa...
- Các loại đã được chế biến, phối trộn hỗn hợp: tương, tương đen, tương ớt,
thính, mù tạt, dầu thực vật, bơ thực vật,, chao, một số loại nước sốt như sốt mayonnaise,
kem, ngũ vị hương, húng lủi, bột cà ri, ...


9

Bảng 1.1 Một số thực vật giàu chất kháng oxy hóa
Tên khoa học

Họp chất kháng oxy hóa

Thực vật
Tỏi
Nghệ

Allium sativum
Curcuma
domestỉca

Phenolic acids, quercetin, and
Kaempferol,...
Curcumin, 0-pinene, camphene,
eugenol, 0- sitosterol

Tài liệu tham
khảo

Chekki, 2014 [20]
Singhal, 2010
[21]

Zingiber
officinale

Gingerol-related compounds,
Stoilova, 2007
Diarylheptanoids, vitamin c, p
[22]
carotene, flavonoids,...
Allium fistulosum Allyl propyl disulfit, diallyl disulfit R. Gyawali, 2006

Hành lá
L.
và hợp chất chứa sulfur.
[23]
Quercetin, kaempferol, gallic acid,
ferulic acid,...
Liguori, 2017
Hành tây Allium cepa L.
Sulfur hữu cơ: cepaenes,
[24]
thiosulfinate
Quercetin, kaempferol, cyanidin,
Allium
Hành tím
Liu, 2011 [25]
delphinidin-3-glucoside,...
ascalonicum
Chất màu: anthocyanin
Vitamin c, carotene, ...
Capsicum
Ghazemnezhad,
Ớt
annuum
2011[26]
Acid ascobic, acid gallic, acid
Andradea, 2013
Hạt tiểu Piper nigrum L. chlorogen, epicatechin, rutin,
[27], [28]
luteolin, resveratrol,...

Gừng

Đại hối

Illicium verum Anisyl aldehyde, anisyl acetone,
eugenol, anisyl alcohol, farnesol,...
Cinnamomum Rutin, quercetin, kaempferol,
Cassia
isorhamentin, catechin, tanin,...
Quế
Đinh
Eugenia
Eugenol, gallates...
huong
caryophyllata
Húng
Tinh dầu, terpenoid, eugenol,
quế
Ocimum sanctum thymol, estragole
Huong
Rosemarinus Camosic acid, camosol, rosemarinic
thảo
officinalis
acid, rosmanol...
Húng
Plectranthus Phenolic acids, quercetin, apigenin,
chanh
amboinicus luteonin, salveginin, ...
Quercetin, kaempferol, apigenin,
Persicaria

Rau răm
gallic acid, ellagic acid, p odorata
Coumaric acid, luteolin,...
Limnophila
Ngò
aromatica
Polyphenol, carotenoids
om

Wang, 2011 [29]
Peter, 2012
[30]
Peter, 2012 [30]
Đỗ Tất Lợi, 2004
[31]
Peter, 2012 [30]
Patel, 2010 [32]
Teofilovic, 2017
[31], [33]
Yen, 2017 [34]


10

Trong nghiên cứu này, thực vật được nghiên cứu là hành tây và hành tím. Cả hai loại
hành là thực phẩm được sử dụng hàng ngày, có giá trị cao về dinh dưỡng và gia vị, tuy
nhiên hiện chưa có nghiên cứu sâu và đầy đủ về hợp chất kháng oxy hóa. Để góp phần
đánh giá hàm lượng cũng như vai trò kháng oxy hóa trong bảo quản thực phẩm nên em
chọn thực hiện đề tài nghiên cứu này.
1.2.1 Hành tây

> Nguồn gốc

Hành tây đã được trồng cách đây khoảng 4700 năm trước công nguyên, được
thuần hóa và đưa vào trồng trọt tại vùng núi Turkmenistan và phía Bắc Iran nơi tiếp xúc
với nền văn minh Cận Đông (Sumerian). Do đó, phía Tây Nam Châu Á chính là nơi đã
thuần hóa hành tây từ tự nhiên. Hành tây còn xuất hiện muộn hơn ở vùng Địa Trung
Hải. Vào năm 2006, Friesen et al. đã ước tính có khoảng 780 loài trong chi Allium trong
đó có 650 loài có nhiều tên gọi khác nhau [35].
Ở Việt Nam chủ yếu trồng ở vùng đồng bằng sông Hồng, vùng duyên hải miền
Trung cũng như vùng Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng [31].
> Phân loại

Tên tiếng Việt: hành tây
Tên khoa học: Allium cepa L.
Họ: Alliaceae
Chi: Allium
Loài: A. cepa
Hình 1.3 Hành tây


11

> Thành phần kháng oxy hóa trong củ hành tây

Các hợp chat phenolic trong củ hành tây phân tích trên GC-MS theo nghiên cứu
của Liguori et al. (2017) [24]. Hình 1.4 biểu diễn phổ các hợp chất phenolic:

50
IM
20

10

0

Theo nghiên cứu của Prakash et al. (2007) thành phần phenolic cụ thể được phân tích
■; min)

(1) Gallic acid
(2) Chlorogcnic acid
(3Ị Ferulic acid
(41 Quercetin

Hình 1.4 Phổ các hợp chất phenolic trong củ hành tây
thông qua HPLC và LCTHER MS / MS cho thấy sự hiện diện của gallic acid, ferulic
acid, protocatechuic acid, quercetin và kaempferol [36].
Bảng 1.2 Thành phần các hợp chất phenolic trong củ hành tây [24]
Công thức phân
Thành phần
tử
Công thức cấu tạo

Hàm lượng
(mg/ioòg)


12

Gallic acid

°Y°H

CợHóOs

55,66 ± 2.30

OH

Ferulic acid

0

C10H10O4

1,52 ± 0,20
OCH3
OH
OH

Quercetin

C15H10O7

6,98 ± 0,42
OH

0

...... .oil

Kaempferol

C15H10O6

1,62 ± 0,33
OH 0
HC^ COjH

Chlorogenic acid

CióHisOọ

ỒH

M-o„

0,84 ± 0,06

OH

Ngoài ra, theo nghiên cứu Galdón et al. (2008) hành tây chứa nhiều loại tinh dầu
và các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh, đường glucose, fructose, saccharose, các
oligosaccharide, các chất khoáng Ca, p, K, Na, Mg, Se ..., các vitamin A, Bl, B2, B6, c,
E,... chứa cellulose, hemicelluloses, pectin [37].
> Một số nghiên cứu trong và ngoài nước trên củ hành tây

Vijayan et al. (2013) đã chứng minh các lợi ích tiềm năng của hành tây bao gồm
kháng khuẩn, chống huyết khối, kháng tiểu cầu và chống hen suyễn. Hành tây cũng thể
hiện tác dụng điều hòa miễn dịch, bảo vệ tim mạch, bảo vệ thận và chống tiểu đường
[38]. Tác dụng chống ung thư được tìm thấy trong hợp chất tự nhiên có nguồn gốc từ
hành tây theo nghiên cứu Tsuboki et al. (2016) [39], Nicastro (2015) đã phát hiện đặc

tính kháng ung thư của hành tây [40].
Nghiên cứu Santas et al. (2010) hành tây được sử dụng rộng rãi như một thành
phần thực phẩm và được biết đến như một nguồn hợp chất hoạt tính sinh học tốt, chẳng
hạn như các hợp chất chứa flavonoid với các tác dụng có lợi cho sức khỏe, khả năng
chống oxy hóa và kháng khuẩn [41]. Ngoài ra, sử dụng hành tây như sự thay thế tự nhiên
cho chất bảo quản thực phẩm có nguồn gốc tổng hợp kết quả là các hợp chất chứa lưu
huỳnh là tác nhân chính chịu trách nhiệm cho hoạt động kháng khuẩn và kháng nấm của
nó. Tuy nhiên, việc bổ sung vào thực phẩm bị giới hạn bởi mùi vị mạnh, do đó sự quan
tâm ngày càng tăng đã tập trung vào nhóm flavonoids ổn định hơn và cho thấy cả hoạt
động chống oxy hóa và kháng khuẩn. Flavonoids ổn định cao khi bảo quản lạnh và có