Tác động của các quá trình chế biến đến độ bền của các chất chống Oxy hóa tự nhiên có trong thực phẩm

Thứ ba - 13/03/2018 10:19

Trong suốt quá trình chế biến, quá trình oxy hóa luôn xảy ra làm biến đổi các chất trong thực phẩm, làm thay đổi giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng

Các qúa trình chế biến ở đây là các quá trình có sử dụng lớn một lượng nhiệt, và có sự có mặt của nước như quá trình thanh trùng, tiệt trùng, quá trình tẩy trắng, quá trình cô đặc bằng phương pháp bay hơi, sấy, song điện từ …. Và các quá trình nướng, ninh hầm hay rán. Các quá trình chế biến mới cũng được đề cập tới như quá trình xử lý chế biến ở điều kiện áp suất hay xung điện với cường độ cao. Các phương pháp chế biến ở trên đều có thể dẫn tới những biến đổi trong các sản phẩm và sự ổn định của các chất chống oxy hóa.

Hình 1: Sơ đồ tương tác chặt chẽ trong mạng lưới chống oxy hóa. Một phân tử ascorbate có thể tái tạo vitamin
E phát sinh do peroxide hóa lipid hoặc thu gom gốc tự do thân nước. Glutathion có thể tái tạo ascorbate hoặc thu gom một gốc tự do. Tự thân glutathion sec được tái tạo bởi sự trao đổi chất của tế bào
Những biến đổi trong thực phẩm như biến đổi về lipit, protein … do tác nhân là các phản ứng oxy hóa. Các phản ứng này trở nên mạnh và nhanh hơn khi sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng và có mặt của oxi. Quá trình oxy hóa là quá trình tạo ra các gốc tự do. Quá trình oxy hóa và những biến đổi về mặt chất lượng cảm quan là điều không mong muốn trong sản xuất. Quá trình oxy hóa xẩy ra với những hợp chất hoà tan trong nước và trong chất béo. Để khắc phục hay hạn chế bớt hiện tượng này trong quá trình chế biến thường bổ xung thêm vào đó các chất có khả năng chống oxy hóa. Tuy nhiên có một vấn đề là các sản phẩm qua bất kỳ một quá trình chế biến nào thì đều làm cho giá trị dinh dưỡng bị giảm và giảm giá trị tác động có lợi đến sức khoẻ của con người .
Các quá trình oxy hóa chất béo là quá trình được bắt đầu bằng một loạt phản ứng do các gốc tự do hình thành RO^*, ROO^*….. sự biến đổi fenol trong các hợp chất quinons.
Điều quan trọng là làm sao tránh sự tác động của oxi đến sản phẩm của mình để hạn chế quá trình oxy hóa. Các kỹ thuật công nghệ ngày nay cho phép thực phẩm được chế biến trong các điều kiện hạn chế thấp lượng oxi hoặc ngăn cản sự có mặt của oxi như : Sấy , cô đặc chân không , sấy khô trong điều kiện sử dụng khí trơ, bổ xung các hợp chất chống oxi trong quá trình đóng gói.
VD: Nghiên cứu của Ramesh ( 1999): quá trình sấy rau. Rau được tiên hành làm lạnh trước khi cắt sau đó được sấy khô 60⁰C trong điều kiện bổ xung khí trơ thì thấy rằng so với phương pháp sấy đối lưu thông thường thì hàm lượng Carotenoid trong cà rốt giảm đựoc 15%, lượng Vitamine C trong quả ớt là 13%.
Những biến đổi các hợp chất tự nhiên trong thực phẩm trong suốt quá trình chế biến có thể là những tác độn xấu và cũng thể là những tác động tốt (phản ứng Maillard)
2. Các quá trình chế biến.
Qúa trình chế biến cơ học.
Các quá trình chế biến cơ học là một trong những nguyên nhân làm biến đổi, mất đi các chất có khả năng chống oxy hóa. Trong suốt qúa trình như : Cắt, gọt, thái, nghiền thì đã làm cho các tế bào tiếp xúc trực tiếp với oxi. Hơn thế nữa một lượng các chất có khả năng chống oxy hóa lại bị loại bỏ đi do nó có mặt ở trong các vỏ hạt, rễ của các loại nguyên liệu. Điều này đã đựơc chứng minh rằng lượng chất có khả năng chống oxy hóa có nhiều trong vỏ quả táo, vỏ quả dưa chuột.Và các quá trình chế biến trong gia đình cũng là nguyên nhân làm mất lượng chất có khả năng chống oxy hóa. Ví dụ để chuẩn bị món Salad thì rất nhiều các loại rau quả được chuẩn bị. Món Salad là món hay đựơc chế biến vì nó vừa mát lại vừa có giá trị dinh dưỡng. Tuy nhiên, các thao tác như gọt thái cắt ban đầu đã làm oxi tiếp xúc với nguyên liệu làm thay đổi thành phần và các chất chống oxy hóa. Do vậy các quá trình chế biến ở nhiệt độ thấp ( < 50⁰C)sẽ làm giảm quá trình oxy hóa xảy ra, sản phẩm ít bị biến đổi các hợp chất quan trọng cũng như các chất chống oxy hóa.
Ở các nước Bắc Châu Âu thì quy trình đóng gói khép kín luôn được áp dụng. Các nước quả ép bán trên thị trường đều được bảo quản ở điều kiện lạnh trong 12 – 15 ngày. Nghiên cứu của DelCaro ( 2004) đã chỉ ra rằng các quá trình chế biến nhỏ dường như không làm biến đổi đến các thành phần hoá học chính của thực phẩm. Sự mất mát các chất chống oxy hóa xuất hiện trong suốt thời gian bảo quản. Biến đổi lượng Vitamine C và các chất khác trong sản phẩm nhiều hay ít nó còn phụ thuộc vào loại chủng giống và cả phương pháp sử dụng để chế biến. Ví dụ nghiên cứu trên nước dịch ép cả quả quýt đóng vào chai nhựa và chai thuỷ tinh thì thấy rằng trong suốt quá trình bảo quản lượng Vitamine C, hợp chất polyfenol giảm nhiều trong sản phẩm đóng chai nhựa vì lượng oxi hoà tan trong đó là nhiều hơn.
Sấy khô.
Quá trình sấy khô thường được tiến hành ở nhiệt độ ( 60 – 110⁰C) trong 2- 10h với tốc độ không khí 0,5 – 2 m/s . Các sản phẩm có độ ẩm <15%. Quá trình sấy dài và có sự có mặt của oxi là nguyên nhân xảy ra qúa trình oxy hóa. Phản ứng Maillar xảy ra ở mức độ nào phụ thuộc vào độ ẩm nguyên liệu và thành phần hoá học trong đó. Một vài trường hợp là có lợi nhưng hầu như nó làm biến đổi các chất chống oxi hoá trong đó. Sự biến đổi các chất chống oxi hoá thường xảy ra trên bề mặt của sản phẩm . Quá trình sây làm cho qt oxy hóa chất béo diễn ra nhanh hơn. Các qúa trình sấy tiến hành ở nhiệt độ thấp và trong thời gian ngắn thì giữ lại được các chất chống oxi hóa nhiều hơn. Chỉ tiêu Vitamine C được xem là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tác động nhiệt của quá trình sấy. 1999 Zanoin đã nghiên cứu tác động của nhiệt độ đến lượng lycopen và Vitamine C trong sản phẩm cà chua bổ đôi. Họ thấy rằng lương Vitamine C mất mát phụ thuộc vào nhiệt độ của quá trình. Nếu sau 430 phút sấy ở 80 độ thì lượng Vitamine C mất tới 92% và nó sẽ bị phá huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ 110 sau 350 phút. Và cũng tương tự lượng Lycopen sẽ còn lại rất ít và gần như không phát hiện ra.

Hình 02. Hàm lượng vitamin C ở các điều kiện nhiệt độ

Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng quá trình sấy đông lạnh có khả năng giữ lại được các chất chống oxi hoá nhiều hơn ( nó chỉ mất khoảng 8 – 10%) , so với sấy bằng khong khí nóng đối lưu thì lượng mất của nó lên tới 56 – 61%. Tuy nhiên sây bằng phương pháp đông lạnh hay sấy đối lưu thì đều tổn thất flavonoid, fenolic đều xác định là lớn hơn so với nguyên liệu tươi ban đầu . Tuy nhiên đối với hàm lượng Lycopen thì lại có khác: nếu tiến hành sấy đông lạnh thì hàm lượng Lycopen giảm 33- 48% nếu sấy bằng không khí nóng thì hàm lượng lycopen lại tăng lên 152 – 197% điều này có thể là do qúa trình phá vỡ thành tế bào thì lực lk giữa lycopen và mô tế bào bị yếu đi.
Quá trình sấy thông thường được tiến hành theo 2 pp đó là sử dụng ánh sáng mặt trời ( sấy khô tự nhiên), hoặc sử dụng không khí nóng cấp vào .
Khi tiến hành sấy khô ớt ở điều môi trường ngoài thì có thể giữ lại đuợc màu sắc của sản phẩm tốt hơn nhưng hàm lượng Vitamine C và Tocoferon thì bị giảm 1 cách đột ngột, trong đó lượng Caroten thì giảm ít hơn. Phương pháp sấy bằng không khí bên ngoài thì lưọng Vitamine C và tocopherol giữ lại ít hơn so với sử dụng khí nóng nhân tạo. Hàm lượng anfa tocoferol biến đổi trong suốt quá trình sấy và giảm mạnh ở cuối quá trình sấy. Sự biến đổi lượng Vitamine C và tocoferol phụ thuộc nhiều vào giống nguyên liệu. Phương pháp sấy bằng không khí nóng thì lượng B- carotene bị tổn thất nhiều hơn khi sấy bằng khí tự nhiên. Trong phương pháp sấy phun thì nhiệt độ của tác nhân sấy lên tới >200⁰C, nhiệt độ của dịch đạt tới 80 – 100⁰C thì hàm lượng caroten bị mất mát là rất lớn. Phương pháp sấy phun là pp làm giảm lượng lycopen , Bcaroten và làm tăng quá trình oxy hóa mạnh nhất.
Trong các loại rau làm gia vị thì pp sấy khô cũng làm giảm các chất có khả năng chông oxy hóa. Capecka đã tiến hành nghiên cứu trên cây bạc hà sấy khô ở 25-32⁰C trong 10h thì thấy rằng lượng Vitamine C bị mất( 83- 94%), carotenoid khoảng 50%, phenolic tăng lên 32%, còn các gốc khử kim loại trong sản phẩm sấy và nguyên liệu tươi thì hầu như không đổi. Mathakhup ( 2005) đã tiến hành nghiên cứu sự biến đổi chất lượng của sản phẩm cốm cây lý gai khi đựoc sấy ở đk chân không và sấy ở nhiệt độ áp suất thường, qtrình sấy ở nhiệt độ 65- 75, p = 7 – 13kPa. kếp quả cho thấy rằng phương pháp LPSSD giữ lại màu sắc của sản phẩm tốt hơn do bởi sự biến đổi của Clorofil và Vitamine ít hơn. Khả năng giữ lại Vitamine trong pp sấy khô chân không là khoảng 78 -94%, sấy bằng LPSSD là 95% . Khả năng giữ lại Vitamine C và các chất chống oxy hóa khi sử dụng sấy chân không đặc biệt là sấy LPSSD là tốt hơn rất nhiều so với các pp sấy truyền thống khác.
Trong nhưng năm qua các nghiên cứu pp sấy khô rau quả bằng sử dụng song cực ngắn và một loạt các thay đổi khi sử dụng không khí nóng để sấy đã được tiến hành. Một loạt các phương pháp kết hợp sấy không khí nóng và song viba , sấy chân không và viba, viba và hệ thống đèn halogen… các phương pháp này đã rút ngắn được thời gian sấy và các sp sấy cho giá trị dinh dưỡng cao hơn so với các phương pháp khác.
Nido đã khảo sát trên sản phẩm măng tấy sấy khô sử dụng kết hợp sấy băng tải và viba, sấy bằng tia khúc xạ và sấy lạnh đông thì hàm lượng flavonoid chủ yếu là Rutin, hợp chất fenolic , hợp chất fenolic các chất chống oxi hoá còn lại cao hơn và trong đó phương pháp kết hợp chiếu tia khúc xạ và lạnh đông cho kết quả cao nhất . Tương tự khi nghiên cứu trên sản phẩm bột cà rốt và bột dâu tây thì sây bằng tia khúc xạ lượng Vitamine C và B carotene chỉ tổn thất khoảng 6 – 9,9%.
Lin đã tiến hành khảo sát trên sp sấy khô mảnh carot băng sấy viba chân không , sấy đông lạnh và sấy bằng không khí nóng . Carot được tiến hành trần để hạn chế hđộng của các enzyme oxi hoá hợp chất Vitamine C. Nếu sử dụng sấy khô bằng không khí nóng thì lượng anfa và B carotene bị mất khoảng 19,2% trong khi sdụng viba và chân không thì lượng đó giảm xuống còn 3,2%. Trong pp sấy khô bằng đông lạnh thì lượng Carotenoid gần như không biến đổi. Theo Summe (2005) cho biết thì gần như không có sự biến đổi về chất lượng khi tiến hành sấy carot bằng kết hợp viba chân không và dung thêm đèn halogen .
Quá trình chế biến thuỷ nhiệt.
Các quá trình chần, thanh trùng, tiệt trùng, nấu hấp đều được gọi là chế biến thuỷ nhiệt. Môi trường nước được gia nhiệt nhanh chóng bao quanh toàn bộ khối sp, khối sp cũng được tăng nhiệt theo để cân bằng với nhiệt của môi trường. Đây là điều kiện xẩy ra phản ứng Maillard. Trong giai đoạn đầu của phản ứng thì ta có thể thấy sự giảm khả năng chống oxi hoá và khi gia nhiệt lâu hơn thì khả năng này càng tăng nhanh chóng. Điều này có thể giải thích do sự hình thành các tiền chất oxi hoá, các chất này hình thành ở giữa qúa trình gia nhiệt và rất chậm. Khi tiến hành xử lý ở nhiệt độ cao thì tiền chất này bị giảm dần. Do vậy khi tiến hành gia nhiệt và thanh trùng ở thời gian dài thì các chất chống oxy hóa bị phá huỷ. Khi nhiệt của qúa trình tăng làm tăng cao sự mất các chất chông oxy hóa do nó bị hoà tan vào trong dịch.Sự mất mát một lượng lớn các chất chống oxy hóa là các Vitamine có khả năng hoà tan vào trong nước. Quá trình chần nơi mà vật liệu tiếp xúc trực tiếp với hơi nóng và nước nó tác động trực tiếp vào hoạt động của các enzyme oxi hoá , làm mất các chất có khả năng chống oxy hóa. Nếu như quá trình chần đó mà được tiến hành ở nhiệt độ thấp thì các polyphenol sẽ không bị tác động bởi Enzyme. polyphenoloxygenase. Trong suốt quá trình sử lý nhiệt các chất chống oxy hóa bị hoà tan vào trong nước làm giảm khả năng chống oxy hóa của các ngliệu đó . Rau quả thường đựơc trần trước khi chế biến hoặc làm lạnh đông. Các qt sử lý nhiệt trong thời gian dài thường có tác động không tốt đến các hợp chất chống oxy hóa, điều này có thế thấy rõ rằng trong việc cô đặc dung dịch bằng bay hơi nước. Trong quá trình gia nhiệt đó thì các Vitamine sẽ bị phá huỷ và xuất hiện các pứng oxy hóa. Để hạn chế tổn thất thì oxi cần phải được loại bỏ do vậy phương pháp cô đặc chân không đã ra đời.
Các nghiên cứu về hoạt động của các chất chống oxy hóa trên các loại rau quả tươi đông lạnh đóng hộp đều chỉ ra rằng tất cả các pp đều ít nhiều làm mất các chất chống oxy hóa, ngay cả khi được bảo quản ở nhiệt độ thường hay làm lạnh thì luợng chất chống oxy hóa vẫn bị tổn thất. Khi tiến hành trần và làm lạnh đông sản phẩm đậu quả thì chất lượng chất chống oxy hóa bị hoà tan trong nước khoảng 30- 50% tuy nhiên nếu được bảo quản ở - 20^oC thì lượng chất oxy hóa gần như không thay đổi .Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng nếu các qúa trình được tiến hành trong đk song viba và thời gian ngắn thì mât mát các chất chống oxi hoá sẽ thấp hơn so với qt gia nhiệt thời gian dài .
Tuy nhiên cũng nhiều quá trình chế biến thuỷ nhiệt đã hạn chế đựoc hoạt động của các enzyme bất lợi. Ví dụ hạn chế hđộng của Enzyme Lipase, lipoxidase giảm oxi hoá lipit trong các sản phẩm ngũ cốc . Trong điều kiện bình thường các hạt ngũ cốc chưa nảy mầm ít bị tác động bởi Enzyme, tuy nhiên khi tiến hành xay và nghiền thì hoạt động của các enzymes này mạnh lên Lipit bị oxi hoá làm tác động xấu đến cảm quan của sản phẩm. Để khắc phục hiện tượng này thì các khối hạt đựoc tiến hành gia nhiệt bằng cách sục hơi. Ví dụ lúa mỳ được sục hơi đến 90- 100⁰C làm giảm enzim thuỷ phân lipit xuống 6 lần.
Trong qúa trình sản xuất nước quả luôn có sự kết hợp nhiều qt sử lý nhiệt, E, và các quy trình sản xuất. Các loại quả thường được tiến hành nghiền và ép các qt đó thường được bổ xung các enzyme để nhằm mục đích phá vỡ màng tế bào tăng hiệu suất tách chiết dịch quả. Qúa trình chế biến nhiệt thường bổ xung thêm các chất chống oxy hóa và các chất chống hoạt động vi sinh vật.
Trong qúa trình sản xuất nước quả cô đặc thì mức độ sử lý nhiệt là khá rộng, quá trình đó làm phá huỷ các chất chống oxy hóa.
Về nguyên tắc quá trình lọc màng là quá trình chế biến thuỷ nhiệt luân phiên sp lỏng. Nó có thể loại bỏ được các cấu tử nhỏ và các vi sinh vật nhưng nó cũng phá huỷ một lượng các chất chống oxy hóa.

3. Kết luận
Những nghiên cứu về sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa trong chuỗi sản phẩm thực phẩm thì chưa được hoàn thiện. Cho đến nay, hầu hết thông tin tập trung vào sự thay đổi Vitamin C, tocopherol và carotenoid. Những nghiên cứu về polyphenol thậm chí rất ít, nhưng trong vài năm trở lại đây, lĩnh vực này đã được chú ý hơn. Hầu hết các nghiên cứu nhắm hướng tới kiểm tra sự oxi hóa chất béo và các thí nghiệm điển hình với các chống oxy hóa tinh khiết. Người tiêu dùng cho thấy họ đang giảm niềm tin vào các chất phụ gia thực phẩm và họ rất thích những thực phẩm ma có các chất chống oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên. Duy trì các hợp chất này trong môi trường hóa học phức tạp như thực phẩm đòi hỏi nghiên cứu sâu về tương tác của các hợp chất này với các thành phần khác trong thực phẩm, và các phân tích sâu về sự oxi hóa và phân tách enzym. Sự ổn định oxy hóa của thực phẩm là một vấn đề rất phức tạp bởi vì nó đòi hởi sự kiểm soát các hợp chất tiền oxy hóa và các hợp chất chống oxy hóa. Điều này thường là khó để chọn ra một quá trình công nghệ tốt nhất. Việc sử dụng công nghệ chế biến bằng nhiệt làm bất hoạt enzym tiền oxy hóa và protein mà các kim loại chelate tạm thời. Sẽ là khó khăn cho kỹ sư công nghệ bảo vệ sản phẩm thực phẩm, trừ phi tất cả các nhân tố mà ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa của các hợp chất thực phẩm đặc trưng được biết. Từ quan điểm dinh dưỡng, các phương pháp chế biến thực phẩm nên được cho phép duy trì mức tối đa các chất chống oxy hóa trong thực phẩm. Cũng có một đóng góp quan trọng cho sự hiệp đồng trong chế biến thực phẩm để bảo vệ chống lại quá trình oxy hóa. Trong số các phương pháp ít gây hại cho chất chống oxy hóa dó là các phương pháp vật lý mới như: áp suất cao và xung điện trường, cũng như sấy chân không ở nhiệt độ thấp, puffing, nấu ăn ngắn với lượng nước ít và các quá trình lên men. Để đánh giá vai trò của các chất chống oxy hóa làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư và tim mạch, có một nhu cầu cơ bản để nghiên cứu vai trò tương tác giữa thay đổi hóa học và hoạt tính sinh học của các chất chống oxy hóa đối với con người. Mở rộng kiến thức trong lĩnh vực này dẫn đến những cải tiến trong về phương pháp công nghệ chế biến theo cách để tạo ra sản phẩm thực phẩm có chất lượng cao với hoạt tính sinh học có tác dụng hiệu quả. Về mặt này, kỹ thuật di truyền có nhiều để cung cấp bởi vì nó có thể cho phép ứng dụng trong nguyên liệu thực vật mà cung cấp khả năng chống oxy hóa cao, trong khi giảm thiểu tổn thất do oxy hóa. Các phương pháp này cũng dẫn tới hoạt tính chức năng cao hơn của thực phẩm. Ngoài ra, còn có một lĩnh vực mở rộng trong chế biến bằng enzym của thực phẩm theo hướng làm tăng phần chiết chất chống oxy hóa, và dễ dành có được chất chống oxy hóa. Trong xu hướng của người tiêu dùng, sự phát triển công nghệ phải dẫn tới làm tăng của nhánh thực phẩm chức năng

Tác giả bài viết: Ths Vũ Thị Hồng

Từ khóa: thực phẩm, giá trị, ảnh hưởng, thay đổi, quá trình, trong suốt, sức khỏe, chế biến, dinh dưỡng, cảm quan

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

Tác động của các quá trình chế biến đến độ bền của các chất chống Oxy hóa tự nhiên có trong thực phẩm

Nước uống tinh khiết - Đại học Sao Đỏ

Đăng nhập