Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng vitamin C, Polyphenol và hoạt tính kháng oxi hóa của quả ổi trong quá trình chín

Nội dung text: Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng vitamin C, Polyphenol và hoạt tính kháng oxi hóa của quả ổi trong quá trình chín

1. J. Sci. & Devel., Vol. 10, No. 5: 805-811 Tạp chí Khoa học và Phát triển 2012 Tập 10, số 5: 805-811 www.hua.edu.vn NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG VITAMIN C, POLYPHENOL VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG OXI HOÁ CỦA QUẢ ỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHÍN Nguyễn Thị Huyền Trang1, Lê Thu Thủy1*, Nguyễn Văn Lâm2, Nguyễn Hương Thủy2 1 Lớp BQCBA K54, Khoa Công nghệ thực Phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 2 Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Email*: thuycntp@hua.edu.vn Ngày gửi bài: 29.05.2012 Ngày chấp nhận: 12.08.2012 TÓM TẮT Nghiên cứu này nhằm theo dõi động thái biến đổi của hàm lượng vitamin C, hàm lượng polyphenol của quả ổi liên quan đến hoạt tính kháng oxi hóa tại các giai đoạn chín khác nhau của quả ổi được trồng tại xã Đông Dư, Gia Lâm, Hà Nội. Ổi được chia làm 4 độ chín: xanh già (độ chín 1), chuyển màu (độ chín 2), chín (độ chín 3) và chín mềm (độ chín 4). Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng vitamin C tăng dần qua các giai đoạn chín và đạt giá trị cao nhất ở độ chín 3, hàm lượ ng polyphenol và hoạt tính kháng oxi hóa giảm dần trong quá trình chín và thể hiện mối tương quan tuyến tính chặt chẽ. Từ khoá: Độ chín, hoạt tính kháng oxi hoá, polyphenol, quả ổi. Changes in Vitamin C, Polyphenol Content and Antioxidant Activity of Guava Fruit During Ripening ABSTRACT Changes in chemical composition (vitamin C, polyphenol) and antioxidant activity of guava fruits collected in Dong Du, Gia Lam, Hano at different maturity stages were examined. The maturity stages were mature green, color turning, ripe and overripe. The results showed that vitamin C content sharply increased during ripening and reached the maximum value at ripe stage. Both polyphenol content and antioxidant activity decreased during ripening. Changes in polyphenol content was significantly correlated with changes in antioxidant activity. Keywords: Antioxidant activity, guava fruit, polyphenol, ripening stage 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Vitamin C còn gọi là ascorbic acid, là một chất Khi xã hội ngày một phát triển, con người dinh dưỡng kháng oxy hóa rất quan trọng có trong đang phải đối mặt với nguy cơ mắc những căn rau, quả. Nó tồn tại trong cơ thể dưới hai dạng D bệnh mãn tính nguy hiểm do tình trạng ô nhiễm và L, tham gia vào các hoạt động khác nhau của môi trường, stress, tiếp xúc với hóa chất độc hại. cơ thể. Vitamin C đảm nhiệm nhiều chức năng Nhiều nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra rằng việc như: chức năng miễn dịch, thúc đẩy sự hình thành sử dụng thường xuyên các chất kháng oxi hóa tự collagen - một protein chính của cơ thể, tham gia nhiên có khả năng ngăn ngừa các căn bệnh nguy vào quá trình chuyển hóa cholesterol và bài tiết hiểm như tim mạch hay ung thư (Renaud và chất độc khỏi cơ thể .(Lê Thị Hợp và Nguyễn Thị cs.,1998; Temple, 2000). Con người ngày một nhận Hoàng Lan, 2010). thức rõ được tầm quan trọng của thực phẩm tự Polyphenol là những hợp chất thơm có nhiên trong việc phòng tránh bệnh tật. Vì vậy, nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân benzene những chất kháng oxi hóa tự nhiên có trong rau, (Lê Ngọc Tú, 2003). Chúng có nhiều trong thực quả ngày càng thu hút được sự quan tâm của vật như rau, quả, hoa. Polyphenol tạo màu sắc người tiêu dùng cũng như các nhà khoa học. đặc trưng cho thực vật. Ngoài ra, polyphenol còn 805
2. Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng vitamin c, polyphenol và hoạt tính kháng oxi hoá của quả ổi trong quá trình chín bảo vệ thực vật khỏi vi sinh vật hại, sự oxi hóa 2.2. Phương pháp nghiên cứu và tác hại của tia cực tím. Về y học, polyphenol 2.2.1. Xác định các chỉ tiêu về độ chín là một trong những hoạt chất tự nhiên có nhiều tác dụng như chống oxy hóa, kháng viêm, kháng - Chỉ tiêu màu sắc vỏ quả: được đo bằng khuẩn, chống dị ứng và chống lão hóa cho con máy đo màu CR-400 (Nhật), từ đó xác định các người (Scalbert và cs., 2005). chỉ số L, a và b. Màu của vỏ quả được đo ở 3 vị Ổi là một loại cây phổ biến ở nước ta có tên trí khác nhau trên quả và lấy giá trị trung bình. khoa học là Psidium guajava, là một trong - Chỉ tiêu đường kính quả: được đo bằng những loại cây có nguồn gốc nhiệt đới giàu chất thước kẹp (đo 10 quả/1 độ chín và lấy giá trị kháng oxi hóa. Trái ổi không ch ỉ là loại trái cây trung bình). được nhiều người ưa thích mà còn là loại trái - Chỉ tiêu tỷ trọng riêng: của quả là tỷ lệ cây tốt cho sức khỏe. Ổi có chứa hàm lượng cao giữa khối lượng quả trong không khí và sự ascorbic acid (vitamin C), lên tới 113mg/100g chênh lệch giữa khối lượng quả trong không khí khối lượng tươi (Bulk và cs., 1996). Ngoài ra và khối lượng quả khi nhúng trong nước trong ổi còn chứa hàm lượng cao các hợp chất (Mercado-Silva và cs., 1998). phenol và đây là những hợp chất kháng oxi hóa - Phương pháp bảo quản mẫu: Sau khi xác tự nhiên rất có lợi cho sức khỏe con người định các chỉ tiêu về độ chín, quả ổi được rửa sạch, (Thaipong và cs., 2006). Tuy nhiên, những để ráo và cắt thành các phần nhỏ. Sau đó, ổi được nghiên cứu về khả năng kháng oxi hóa của quả cho các túi nhựa đóng kín (đã chia theo độ chín) và ổi trong quá trình chín còn hạn chế. Vì vậy, bảo quản ở -530C để dùng cho phân tích. nghiên cứu này tập trung vào việc xác định hàm lượng vitamin C, polyphenol và hoạt tính kháng 2.2.2. Xác định hàm lượng vitamin C oxi hoá của quả ổi trong quá trình chín, từ đó (ascorbic acid) giúp hiểu rõ hơn về giá trị của quả ổi đối với sức - Phương pháp chiết vitamin C: Lấy 5 g khoẻ con người. mẫu ổi ở mỗi độ chín và nghiền nhỏ. Sau đó thêm vào 20 mL dung dịch đệm (HPO 2% và 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 3 CH3COOH 8%) và nghiền tiếp để đồng nhất 2.1. Đối tượng nghiên cứu mẫu. Lên thể tích 50 mL bằng dung dịch đệm. Quả ổi được thu hái tại xã Đông Dư, Gia Tiến hành ly tâm mẫu và thu lấy phần dịch Lâm, Hà Nội, số lượng 7 kg (khoảng 100 quả) trong (dịch chiết vitamin C). Để phần dịch này trên 20 cây. Quả ổi sau khi được thu hái được trong bóng tối từ 10-15 phút trước khi phân vận chuyển về phòng thí nghiệm Khoa Công tích. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp - Hàm lượng vitamin C được xác định theo Hà Nội. phương pháp chuẩn độ bằng KIO3 (Science Tiến hành phân loại sơ bộ quả ổi thành 4 độ Outreach, Unive rsity of Canterbury). Đường chín khác nhau dựa vào màu sắc vỏ quả (Jain chuẩn vitamin C được xây dựng bằng cách chuẩn bị và cs., 2003) (Bảng 1). các điểm chuẩn vitamin C (0; 0,5; 1; 1,5; 2 mg/mL). Bảng 1. Phân loại quả ổi theo độ chín Mức độ chín Đặc điểm Ký hiệu Xanh già 100% xanh Độ chín 1 Chuyển màu 80% xanh, 20% vàng Độ chín 2 Chín 50% xanh, 50% vàng Độ chín 3 Chín mềm 100% vàng Độ chín 4 806
3. Nguyễn Thị Huyền Trang, Lê Thu Thủy, Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Hương Thủy Sau đó lấy 20 mL dịch chiết vitamin C, thêm Trolox (1000, 750, 500, 250, 100 và 25 µM). vào 10 mL nước cất, 1 mL dung dịch KI 0,066M Dung dịch gốc DPPH được chuẩn bị bằng cách và 1 mL dung dịch HCl 1M và tiến hành chuẩn hoà tan 24 mg DPPH trong 100 mL methanol và 0 độ bằng dung dịch KIO3 0,002M. Hàm lượng bảo quản ở -20 C. Dung dịch DPPH thí nghiệm vitamin C được biểu thị bằng mg/100 g chất tươi. được chuẩn bị bằng cách lấy 10 mL dung dịch Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. gốc cho vào 45 mL methanol (để có độ hấp thụ là 1,1 ± 0.02 đơn vị khi so màu ở bước sóng 515 2.2.3. Xác định hàm lượng polyphenol nm). Sau đó lấy 150 µL dịch chiết ổi và cho vào - Phương pháp chiết polyphenol: Phương 2850 L dung dịch DPPH rồi để trong bóng tối pháp chiết polyphenol (Alothman và cs., 2009) 30 phút. Tiến hành so màu ở 515 nm (cùng ống được điều chỉnh như sau: Lấy 5 g mẫu ở mỗi độ đối chứng chỉ chứa methanol). Kết quả được chín và tiến hành nghiền trong dung dịch biểu thị bằng % kìm hãm DPPH theo công thức: acetone 90%. Sau đó, tăng lên thể tích 25 mL bằng dung dịch acetone. Tiến hành ly tâm dịch AA = (ODcontrol - ODmẫu) / ODcontrol nghiền trong 20 phút với tốc độ 6,000 vòng/phút. Trong đó: Thu lấy phần d ịch trong (dịch chiết ổi) và bảo ODcontrol: Độ hấp thụ quang của mẫu control quản ở -200C để phân tích. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. ODmẫu: Độ hấp thụ quang của mẫu cần xác định - Xác định hàm lượng polyphenol: Hàm AA : % kìm hãm DPPH lượng polyphenol được xác định theo phương Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. pháp Folin-Ciocalteu (Fu và cs., 2011). Đường chuẩn gallic acid được xây dựng bằng cách 2.2.5. Xử lý thống kê chuẩn bị các dung dịch chuẩn gallic acid (0, 20, Giá trị trung bình của các kết quả được so 40, 60, 80, 100 µg/L). Hàm lượng polyphenol sánh bằng phần mềm SPSS 16.0. Hệ số tương được xác định dựa trên đường chuẩn gallic acid quan được phân tích bằng cách sử dụng hệ số và được biểu thị bằng mg gallic acid tương Pearson (r). đương (GAE)/100 g chất tươi. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.2.4. Xác định hoạt tính kháng oxi hóa 3.1. Xác định các chỉ tiêu về độ chín Phương pháp DPPH (Thaipong và cs., 2006) 3.1.1. Chỉ tiêu đường kính quả dùng để xác định hoạt tính kháng oxi hoá được điều chỉnh như sau: Xây dựng đường chuẩn Đường kính trung bình của quả ổi Đông Dư Trolox bằng cách chuẩn bị các dung dịch chuẩn ở các độ chín khác nhau được thể hiện ở hình 1. ) cm ( ả u q kính g n Đườ Độ chín 1 Độ chín 2 Độ chín 3 Độ chín 4 Hình 1. Sự biến đổi đường kính trung bình theo độ chín (cm) 807
4. Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng vitamin c, polyphenol và hoạt tính kháng oxi hoá của quả ổi trong quá trình chín Trong suốt quá trình chín của quả, đường chín 4 (0,92). Theo Yusof and Suhaila (1987), sự kính quả tăng do có sự phân bào trong tế bào giảm tỷ trọng riêng của quả có thể được coi là của quả. Điều này phù hợp với quy luật chung căn cứ để phân loại quả theo độ chín. Tuy nhiên của quả: trong quá trình chín, quả tích lũy được trong nghiên cứu này, sự khác biệt về tỷ trọng nhiều chất dinh dưỡng từ cây, vì vậy quả tăng riêng của quả ổi Đông Dư ở các giai đoạn chín là cả về kích thước và khối lượng, và do vậy thể không đáng kể. Vì vậy, cần kết hợp chỉ tiêu này tích cũng tăng. Tuy nhiên, ở quả ổi Đông Dư, sự với các chỉ tiêu về độ chín khác để có thể phân tăng kích thước quả là không đáng kể giữa các biệt rõ hơn các giai đoạn chín của quả ổi thu hái độ chín (Hình 1). Sự khác biệt lớn nhất được thể tại Đông Dư. hiện giữa độ chín 1 và độ chín 4, khi đó quả tăng 3.1.3. Chỉ tiêu cường độ màu quả kích thước tương ứng từ 4,70cm đến 6,21cm. Độ màu của quả ổi Đông Dư ở các độ chín 3.1.2. Chỉ tiêu tỉ trọng riêng của quả khác nhau được thể hiện ở hình 3. Tỷ trọng riêng của quả ổi Đông Dư ở các độ Chỉ số L (Light) phản ánh độ sáng của vỏ chín khác nhau được thể hiện ở hình 2. quả có giá trị từ 0-100, chỉ số a là dải màu từ Từ hình 2 nhận thấy, tỷ trọng riêng của quả xanh lá cây tới đỏ có giá trị từ -60 đến +60 , chỉ ổi Đông Dư giảm dần từ độ chín 1 (1,01) tới độ số b là dải màu từ xanh nước biển tới vàng có ng riêng ọ ỷ tr T Độ chín 1 Độ chín 2 Độ chín 3 Độ chín 4 Hình 2. Sự biến đổi của tỷ trọng riêng theo độ chín Hình 3. Sự biến đổi của chỉ số L, a, b theo độ chín 808
5. Nguyễn Thị Huyền Trang, Lê Thu Thủy, Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Hương Thủy giá trị từ -60 đến +60. Kết quả nghiên cứu cho Hàm lượng vitamin C của quả ổi Đông Dư thấy trong quá trình chín của quả ổi Đông Dư, trong quá trình chín được thể hiện ở hình 4. chỉ số L tăng dần và độ chín ảnh hưởng có ý Từ đồ thị hình 4 có thể thấy hàm lượng nghĩa đến chỉ số L (P < 0,05), trong khi đó chỉ số vitamin C tăng dần từ độ chín 1 (39,92 mg/100g b cũng tăng nhưng mức độ tăng chậm và không chất tươi (CT)) và đạt giá trị cao nhất ở độ chín 3 đáng kể, và chỉ số a giảm dần (Hình 3). Điều này (296,79 mg/100g CT), sau đó giảm ở độ chín 4 đồng nghĩa với việc màu vỏ quả ngày càng sáng (258,38 mg/100g CT). Hàm lượng vitamin C đạt hơn, vàng ơn, màu xanh nhạt dần. Nghiên cứu giá trị cao nhất tại giai đoạn chín của quả (độ của Jain và cs. (2003) đã chỉ ra rằng sự thay đổi chín 3), giá trị này cũng tương tự như kết quả về sắc tố là một trong những dấu hiệu để phân của những nghiên cứu trước đây. Mercado-Silva biệt quả ở các giai đoạn chín khác nhau. Trong và cs. (1998) khi nghiên cứu xác định hàm lượng đó, họ thấy rằng trong quá trình chín của quả ổi, vitamin C ở giống ổi trồng tại Mexico cũng thấy hàm lượng chlorophyll giảm dần do hoạt động rằng hàm lượng vitamin C đạt giá trị thấp nhất ở của các enzyme như chlorophyllase, chlorophyll độ chín 1 và 2 và có sự tăng đột biến và đạt giá oxidase và peroxidase, còn hàm lượng carotenoid trị lớn nhất ở độ chín 3. Tương tự, Bulk và cs. tăng dần. Do vậy, càng chín, vỏ quả càng vàng, (1996) cũng chỉ rằng hàm lượng vitamin C đạt màu xanh giảm dần. giá trhị lớn n ất ở giai đoạn chín (ripe) của quả ổi. 3.2. Sự biến đổi hàm lượng Vitamin C trong 3.3. Sự biến đổi hàm lượng polyphenol quá trình chín trong quá trình chín Hình 4. Sự biến đổi hàm lượng vitamin C theo độ chín (mg/100g chất tươi) Hình 5. Sự biến đổi hàm lượng polyphenol theo độ chín (mg GAE/100g chất tươi) 809
6. Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng vitamin c, polyphenol và hoạt tính kháng oxi hoá của quả ổi trong quá trình chín Hàm lượng polyphenol của quả ổi Đông Dư 3.4. Sự biến đổi hoạt tính kháng oxi hóa trong quá trình chín được thể hiện ở hình 5. trong quá trình chín Theo kết quả nghiên cứu (Hình 5) cho thấy, Hoạt tính kháng oxi hoá của quả ổi Đông hàm lượng polyphenol giảm trong suốt quá trình Dư trong quá trình chín được thể hiện ở hình 6. chín của ổi, ở độ chín 1, hàm lượng polyphenol là Từ đồ thị hình 6 nhận thấy hoạt tính 545,61 mg GAE/100g CT, sau đó giảm mạnh tại kháng oxi hóa giảm dần từ độ chín 1 đến độ độ chín 2 (P < 0,05). Từ độ chín 2 đến độ chín 3 thì chín 4, tương tự như xu hướng biến đổi hàm sự biến đổi hàm lượng polyphenol là không đáng lượng polyphenol (Hình 5). Kết quả xử lý kể. Sau đó hàm lượng polyphenol tiếp tục giảm thống kê cho thấy các độ chín khác nhau ảnh chậm cho tới độ chín 4 (254,46 mg GAE/100g CT). hưởng có ý nghĩa đến hoạt tính kháng oxy hóa Đi ều này có thể giải thích là do polyphenol bị oxi (P < 0,05). Mối tương quan giữa hàm lượng hóa bởi enzyme như polyphenol oxidase (PPO) polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa của trong quá trình chín. Kết quả nghiên cứu này quả ổi thu hái tại Đông Dư được xác định cũng tương tự như kết quả của một số nghiên cứu thông qua hệ số tương quan Pearson. Kết quả trước đây: theo Bulk và cs. (1996), hàm lượng cho thấy mối tương quan này là quan hệ tuyến polyphenol giảm trong suốt quá trình chín của 4 giống ổi trồng tại Sudan. Ngoài ra, theo Sancho và tính chặt chẽ (r = 0,936). Nghiên cứu của Gruz cs. (2010), ở đu đủ, trong quá trình chín, hàm và cs. (2011) trên quả sơn trà cũng cho thấy lượng polyphenol trong vỏ quả và thịt quả giảm rằng hàm lượng polyphenol và hoạt tính dần, lần lượt từ 471,97 mg GAE/100g CT đến kháng oxi hóa có mối liên quan đến nhau 358,67 mg GAE/100g CT và từ 1,91 đến 0,88 mg trong đó khả năng kháng oxi hóa của quả sơn GAE/100g CT. trà phụ thuộc vào hàm lượng polyphenol. Hình 6. Sự biến đổi hoạt tính kháng oxi hóa theo độ chín (µM TE/100g chất tươi) 4. KẾT LUẬN cũng thể hiện xu hướng biến đổi tương tự như hàm lượng polyphenol. Giữa hàm lượng Trong quá trình chín của quả ổi thu hái tại polyphenol và hoạt tính kháng oxi hoá có mối Đông Dư, hàm lượng vitamin C đạt giá trị cao tương quan tuyến tính chặt chẽ. Điều này cho nhất khi ổi ở giai đoạn chín (độ chín 3). Trong thấy rằng các h ợp chất phenol có thể đóng vai khi đó, hàm lượng polyphenol giảm dần từ độ trò chính đối với hoạt tính kháng oxi hoá của chín 1 đến độ chín 4. Hoạt tính kháng oxi hóa quả ổi Đông Dư. 810
7. Nguyễn Thị Huyền Trang, Lê Thu Thủy, Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Hương Thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO of guavas produced in central Mexico. Post harvest Biology and Technology 13, 143-150. Alothman M., Rajeev Bhat, A. A. Karim (2009). Renaud SC, R. Guenguen, J. Schenker, A. d'Houtand Antioxidant capacity and phenolic content of (1998). Alcohol and mortality in middle-aged men selected tropical fruits from Malaysia, extracted from Eastern France. Epidemiology 9:184-8. with different solvents. Food Chemistry 115(3), pp. 785-788. Sancho L., E. Yahia, G. González-Aguilar (2010). Identification and quantification of phenols, Bulk R., E. Babiker & A. Tinay (1996). Changes in carotenoids, and vitamin C from papaya (Carica chemical composition of guava fruits during papaya L., cv. Maradol) fruit determined by development and ripening. Food Chemistry 59(3), HPLC-DAD-MS/MS-ESI. Food Research 395-399. International, 44 (5 ), 1284-1291. Fu L., X.-R. Xu, R.-Y. Gan, Y. Zhang, E.-Q. Xia & H.- B. Li (2011). Antioxidant capacities and total Scalbert A., C. Manach, C. Morand and C. Remesy phenolic contents of 62 fruits. Food Chemistry (2005). Dietary Polyphenols and the Prevention of 129(2): 345-350. Diseases. Critical Reviews in Food Science and Gruz J., F.A. Ayaz, H.Torun M. Strnad (2011). Nutrition, 45:287-306. Phenolic acid content and radical scavenging Science Outreach, University of Canterbury, New activity of extracts from medlar (Mespilus Zealand. Determination of vitamin C concentration germanica L.) fruit at different stages of ripening. by a redox titration using iodate. Food Chemistry 124:271-277. Jain N., K. Dhawan, S. Malhotra & R. Singh (2003). cuments/vitaminc_iodate.pdf, truy cập tháng Biochemistry of fruit ripening of guava (Psidium 02/2012. guajava L.): Compositional and enzymatic Temple NJ. (2000). Antioxidants and disease: more changes. Plant Foods for Human Nutrition 58: questions than answers. Nutr Res 2:449-459. 309-315. Thaipong K., U. Boonprakob, K. Crosby, L. Cisneros- Lê Thị Hợp và Nguyễn Thị Hoàng Lan (2010). Giáo Zevallo, DH. Byrne (2006). Comparison of ABTS, trình Dinh dưỡng. NXB Khoa học Tự nhiên và DPPH, FRAP, and ORAC assays for estimating Công nghệ. antioxidant activity from guava fruit extracts. Lê Ngọc Tú (2003). Hóa học thực phẩm. NXB Khoa Journal of Food Composition and Analysis 19, học và kỹ thuật Hà Nội. 669-675. Mercado-Silva E., P. Benito-Bautista, M. de los Yusof S., M. Suhaila (1987). Physicochemical changes Angeles Garcia-Velasco (1998). Fruit in guava during development and maturation. J.Sci. development, harvest index and ripening changes Food Agric. 38, 31-59. 811