TÓM TẮT:
Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu và nồng độ dung dịch thẩm thấu lên hàm lượng polyphenol và carotenoid của cà chua bi. Kết quả cho thấy, hàm lượng polyphenol tăng khi tăng thời gian thẩm thấu và đạt cực đại ở 0.44 gGAE/100g sau 8 giờ. Ở thời gian thẩm thấu dài hơn, hàm lượng polyphenol có khuynh hướng giảm xuống đáng kể. Xu hướng tương tự cũng được nhận thấy đối với hàm lượng polyphenol khi tăng nồng độ dung dịch thẩm thấu. Hàm lượng polyphenol đạt cực đại ở 0.38 gGAE/100g khi ngâm trong dung dịch saccharose 40oBrix. Đối với carotenoid, ở những thời gian thẩm thấu dài và nồng độ dung dịch thẩm thấu cao, hàm lượng hợp chất này đều ít biến động và có giá trị cao hơn các mẫu cà chua ở những thời gian và nồng độ thẩm thấu thấp.
Từ khóa: Cà chua bi, thẩm thấu đường, polyphenol, carotenoid.
1. Đặt vấn đề
Cà chua là một trong mười loại trái cây và rau quả được tiêu thụ chủ yếu bởi những lợi ích về sức khỏe và dinh dưỡng đối với con người[1]. Sử dụng các sản phẩm cà chua làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch do hàm lượng lycopene có trong cà chua (chiếm 80 - 90% trong tổng hàm lượng carotenoid), đây là một trong những chất chống oxy hóa tự nhiên mạnh mẽ nhất. Tổng hàm lượng carotenoid trong cà chua khoảng 7 - 19 mg/100g trọng lượng tươi. Hàm lượng lycopene trong quả cà chua khoảng 9.27 mg/100g, trong khi một số giống màu đỏ và màu vàng chứa 15 và 0.5 mg/100g, tương ứng. Số lượng β-carotene trong cà chua là khoảng một phần mười của lycopene [2].
Phương pháp thẩm thấu đường thường được sử dụng để bảo quản cũng như chế biến cà chua. Quá trình thẩm thấu diễn ra trong dung dịch đường (thường là saccharose) có nồng độ chất khô cao. Trong quá trình thẩm thấu, hai quá trình truyền khối xảy ra dưới tác động của gradient nồng độ: nước từ thực phẩm đi ra bên ngoài dung dịch ngâm và chất tan từ dung dịch ngâm đi vào trong nguyên liệu. Ngoài ra, các chất tan của nguyên liệu cũng có thể bị tổn thất và đi vào dịch ngâm. Điều này có thể làm giảm giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu [3]. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu và nồng độ dung dịch thẩm thấu lên hàm lượng polyphenol và hàm lượng carotenoid của cà chua bi được khảo sát.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Nguyên liệu sử dụng: Cà chua bi (Lycopersicum esculentum Miller) được trồng ở Lâm Đồng. Cà chua mua về sẽ được lựa chọn những quả chín đỏ, đạt độ chín kỹ thuật, không dập nát, sâu, sau đó rửa sạch và loại bỏ cuống.
2.2. Quá trình thẩm thấu cà chua bi
Cà chua bi sau khi được thu nhận và rửa sạch sẽ được thẩm thấu bằng dung dịch đường saccharose tại nhiệt độ phòng. Tỷ lệ nguyên liệu với dịch thẩm thấu là 1:10. Trong nghiên cứu này, thời gian thẩm thấu được thay đổi ở các giá trị 6, 7, 8, 9 và 10 giờ. Sau khi tìm được thời gian thẩm thấu tốt nhất, nồng độ dung dịch syrup được khảo sát ở các giá trị 20, 30, 40, 50, 60oBrix.
2.3. Phương pháp phân tích
Hàm lượng polyphenol tổng được xác định bằng phương pháp Folin-Ciocalteu [4]. Phương pháp này dựa trên phản ứng oxy hoóa của các polyphenol với thuốc thử Folin-Ciocalteu, tạo ra sản phẩm có màu xanh lam được đo độ hấp thu ở bước sóng 765nm. Hàm lượng polyphenol được tính toán theo đường chuẩn acid gallic và được biểu thị bằng lượng acid gallic trên 100g (gGAE/100g).
Hàm lượng carotenoid tổng được xác định bằng phương pháp quang phổ [5]. Phương pháp này dựa trên quá trình trích ly carotenoid bằng dung môi ethanol 95% và đo độ hấp thu tại bước sóng hấp thu cực đại của chlorophyll a, chlorophyll b và carotenoid.
2.4. Phương pháp xử lý số liệu
Dữ liệu thực nghiệm được phân tích bằng phần mềm SPSS 15 (SPSS Inc. Chicago, U.S.A) sử dụng những kỹ thuật thống kê cơ bản. Phân tích phương sai một nhân tố (one-way ANOVA) được áp dụng để xác định sự khác nhau giữa các chế độ xử lý mẫu và Tukeys Multiple Range test được áp dụng để xác định sự khác biệt có ý nghĩa giữa các giá trị trung bình ở mức ý nghĩa 5%. Tất cả thí nghiệm và những chỉ tiêu phân tích được lặp lại 3 lần.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu
Trong quá trình thẩm thấu, đường là
thành phần quan trọng tạo nên vị cho sản phẩm. Ngoài ra, đường còn có vai trò
ức chế sự phát triển của vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản. Thời gian
thẩm thấu là một yếu tố ảnh hưởng lớn lên thành phần hóa học và chất lượng của
cà chua sau khi ngâm. Trong thí nghiệm này, ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu
lên hàm lượng polyphenol và carotenoid được khảo sát trong thời gian từ 6 đến
10 giờ.
Hình 1 cho thấy khi tăng thời gian thẩm thấu, hàm lượng polyphenol trong cà chua có xu hướng tăng lên và đạt cao nhất khi được khảo sát ở mức thời gian thẩm thấu 8 giờ (0.44 gGAE/100g). Sự gia tăng hàm lượng polyphenol trong thời gian ngâm từ 6 - 8 giờ xảy ra có thể do sự hình thành các hợp chất polyphenol từ các con đường trao đổi chất được cảm ứng bởi ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu [3].
Tuy nhiên, khi tăng thời gian thẩm thấu cao hơn 8 giờ thì hàm lượng polyphenol lại có xu hướng giảm xuống. Khi kéo dài thời gian thẩm thấu, các hợp chất polyphenol có xu hướng thất thoát ra bên ngoài môi trường cũng như tham gia các phản ứng hóa học và hóa sinh (phản ứng phân hủy, phản ứng oxy hóa, phản ứng thủy phân…) làm giảm hàm lượng polyphenol trong nguyên liệu [3].
Biểu đồ hình 2 cho thấy khi cà chua được thẩm thấu trong khoảng thời gian từ 6h đến 8h, hàm lượng carotenoid có xu hướng tăng lên. Ngoài ra, khi tăng thời gian thẩm thấu lên trên 8 giờ thì hàm lượng carotenoid trong cà chua có xu hướng giảm nhẹ. Điều này có thể là do carotenoid là nhóm chất tan trong chất béo. Vì vậy, trong quá trình thẩm thấu, sự tổn thất của carotenoid ra ngoài dịch ngâm thấp hơn so với nhóm hợp chất polyphenol. Đối với cà chua, quá trình thẩm thấu có thể được xem là một phương pháp hiệu quả để tách nước trong nguyên liệu mà không làm ảnh hưởng đến hàm lượng carotenoid [6].
3.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thẩm thấu
Quá trình thẩm thấu là một quá trình trong đó các hợp chất có nồng độ thấp hơn sẽ có khuynh hướng di chuyển về nơi có nồng độ cao hơn, mỗi tế bào thực vật chỉ nhận nước đến mức bão hòa. Vì vậy, nồng độ thẩm thấu là một trong những yếu tố quan trọng làm cho quá trình thẩm thấu diễn ra nhanh hay chậm.
Biểu đồ hình 3 cho thấy khi tăng nồng độ thẩm thấu, hàm lượng polyphenol trong cà chua có xu hướng tăng lên và đạt hàm lượng cực đại ở nồng độ 40oBrix (0.38 gGAE/100g). Khi tăng nồng độ thẩm thấu, với cùng thời gian thẩm thấu, nước trong nguyên liệu thoát ra bên ngoài càng nhanh. Do đó, với cùng khối lượng nguyên liệu sau thẩm thấu, hàm lượng polyphenol có xu hướng tăng lên do hàm ẩm của nguyên liệu giảm [7].
Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nồng độ thẩm thấu lên 50 và 60oBrix, hàm lượng polyphenol trong cà chua lại có xu hướng giảm mạnh. Tại những nồng độ thẩm thấu cao hơn, hàm lượng polyphenol lại có xu hướng thất thoát đáng kể ra môi trường bên ngoài [7].
Biểu đồ hình 4 cho thấy ở các giá trị nồng độ dung dịch thẩm thấu cao, hàm lượng carotenoid tăng đáng kể. Tương tự xu hướng thay đổi của polyphenol, ở những nồng độ đường cao, với cùng thời gian thẩm thấu, độ ẩm của nguyên liệu giảm nhanh dẫn đến hàm lượng carotenoid trong mẫu phân tích tăng cao. Ngoài ra, trong quá trình phân tích, việc trích ly carotenoid của mẫu thẩm thấu ở nồng độ cao diễn ra dễ dàng hơn do sự phá vỡ tế bào ở nồng độ thẩm thấu cao, carotenoid không còn được bảo vệ hay liên kết với các thành phần khác trong nguyên liệu chặt chẽ như ban đầu [6].
4. Kết luận
Trong quá trình thẩm thấu, thời gian và nồng độ dung dịch thẩm thấu ảnh hưởng đáng kể lên hàm lượng polyphenol và carotenoid của cà chua bi. Hàm lượng polyphenol trong mẫu cà chua bị thẩm thấu đường đạt cực đại sau 8 giờ thẩm thấu với dung dịch saccharose 40oBrix. Sử dụng thời gian thẩm thấu ngắn và nồng độ thẩm thấu thấp có khả năng kích hoạt các con đường trao đổi chất tổng hợp polyphenol. Tuy nhiên, việc tăng thời gian và nồng độ thẩm thấu làm tổn thất đáng kể lượng polyphenol do sự phá vỡ tế bào ở áp suất thẩm thấu cao. So với polyphenol, hàm lượng carotenoid ở những thời gian và nồng độ thẩm thấu cao có xu hướng ổn định hơn do tính tan của hợp chất này trong dung dịch saccharose không cao ■
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. B. George, C. Kaur, D. S. Khurdiya, and H. C. Kapoor, “Antioxidants in tomato (Lycopersium esculentum) as a function of genotype,” Food Chem., vol. 84, no. 1, pp. 45 - 51, 2004.
2. J. Shi, M. Le Maguer, Y. Kakuda, A. Liptay, and F. Niekamp, “Lycopene degradation and isomerization in tomato dehydration,” Food Res. Int., vol. 32, no. 1, pp. 15 - 21, 1999.
3. G. Blanda, L. Cerretani, A. Cardinali, S. Barbieri, A. Bendini, and G. Lercker, “Osmotic dehydrofreezing of strawberries: Polyphenolic content, volatile profile and consumer acceptance,” LWT-Food Sci. Technol., vol. 42, no. 1, pp. 30 - 36, 2009.
4. V. Dewanto, X. Wu, K. K. Adom, and R. H. Liu, “Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity,” J. Agric. Food Chem., vol. 50, no. 10, pp. 3010 - 3014, 2002.
5. H. K. Lichtenthaler and C. Buschmann, “Chlorophylls and carotenoids: Measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy,” Curr. Protoc. food Anal. Chem., 2001.
6. R. V Tonon, A. F. Baroni, and M. D. Hubinger, “Osmotic dehydration of tomato in ternary solutions: Influence of process variables on mass transfer kinetics and an evaluation of the retention of carotenoids,” J. Food Eng., vol. 82, no. 4, pp. 509 - 517, 2007.
7. J. Stojanovic and J. L. Silva, “Influence of osmotic concentration, continuous high frequency ultrasound and dehydration on antioxidants, colour and chemical properties of rabbiteye blueberries,” Food Chem., vol. 101, no. 3, pp. 898 - 906, 2007.
EFFECTS OF OSMOTIC DEHYDRATION ON TOTAL PHENOLICS
AND CAROTENOID CONTENT OF THE CHERRY TOMATO
● MSc. NGUYEN HONG KHOI NGUYEN
● MSc. NGUYEN QUOC DUY
● QUACH THI MAI SA
Faculty of Chemical and Food Technology, Nguyen Tat Thanh University
ABSTRACT:
This study is to analyze the effect of osmotic time and osmotic concentration on the total polyphenol and carotenoid content of the cherry tomato. Results show that the polyphenol content increased with increasing osmotic time and reached 0.44 gGAE/100g after eight hours. With the longer treatment time, the polyphenol content tended to decrease significantly. The same trend was observed for polyphenol content when the concentration of the osmotic solution increased. Maximum polyphenol content (0.38 gGAE / 100 g) was reached when soaking in 40oBrix saccharose solution. For carotenoids, at both high osmotic time and concentration, the content of these compounds was less fluctuated and higher than those of low osmotic time and concentration.
Keywords: Cherry tomato, osmotic dehydration, polyphenol, carotenoid.
