Header Page 1 of 126.
TÓM TẮT
Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái măng cụt và ứng dụng trong sản xuất
nước măng cụt là mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Trái măng cụt sau khi làm
sạch được tách riêng phần vỏ và thịt quả. Vỏ trái măng cụt được chần bằng hơi
nước trong thời gian 5 phút giúp hạn chế sự hóa nâu, làm tăng hàm lượng
polyphenol tổng số từ 59,72 μg GAE/mg lên 196,82 μg GAE/mg. Nhiệt độ
môi trường 45oC và pH 5,0 là điều kiện tối ưu cho hoạt động của enzyme
cellulase với hàm lượng polyphenol trong dịch trích ly tăng lên 244,24 μg
GAE/mg và hoạt tính chống oxy hóa IC50 đạt 18,66 sau 2 giờ thủy phân. Cố
định nhiệt độ môi trường thủy phân ở 45oC, pH là 4,5 và tỷ lệ hỗn hợp
cellulase: pectinase là 0,06%C: 0,08%P thì quá trình thủy phân đạt giá trị tối
ưu với hàm lượng polyphenol tổng số trong dịch lọc là 330,08 μg GAE/mg và
giá trị IC50 đạt 16,68. Thịt quả măng cụt được ép lấy nước và pha loãng với tỷ
lệ thịt quả: nước là 1:3, sau đó được phối chế với dịch lọc thu được từ quá
trình thủy phân vỏ quả với tỷ lệ thịt: vỏ là 6:4 cho giá trị cao nhất về mặt cảm
8, 3
quan. Quá trình thanh trùng được thực hiện ở 85oC với PU 85
là 6 phút nhằm
đảm bảo an toàn thực phẩm về mặt vi sinh và hạn chế sự suy giảm các chất
dinh dưỡng. Đồng thời, với chế độ thanh trùng này, sản phẩm có thể bảo quản
trên 6 tuần.
Từ khóa: nước măng cụt, polyphenol, pectinase, cellulase
Footer Page 1 of 126.
ii
Header Page 2 of 126.
ABSTRACT
Studying mangosteen peel extraction process and application in
production of mangosteen juice were the goals of the research. Mangosteen
after cleaning was processed to separately get shell and pulp. Mangosteen peel
was blanched using steam for 5 minutes to prevent the browning, and increase
total polyphenols content from 59,7231 μg GAE/ mg to 196,824 μg GAE/ mg.
Temperature of 45°C and pH 5,0 were optimum conditions for activity of
enzyme cellulase with the polyphenol content in the extracted fluid increasing
to 244,243 μg GAE/ mg and antioxidant activity IC50 reaching to 18,6623 after
2 hours hydrolysis. When applying fixed hydrolysis ambient temperature at
45oC, pH 4,5 and the ratio mixed cellulase: pectinase of 0,06%C: 0,08%P, the
hydrolysis achieved optimal values for total polyphenol content of 330,079 μg
GAE/ mg and IC50 value of 16,6787 in the filtrate. Mangosteen fruit pulp juice
diluted at the rate of juice: water of 1:3, then recombined with the filtrate from
the hydrolysis shells with rate of pulp: shell of 6:4 had the highest sensorial
quality. The process of pasteurization was done at 85oC to get PU value of 6
minutes to prevent the decline of nutrients. The pasteurizated product could be
stored for more than 6 weeks.
Key words: mangosteen juice, polyphenol, pectinase, cellulase.
Footer Page 2 of 126.
iii
Header Page 3 of 126.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả
nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất
cứ luận văn cùng cấp nào khác.
Ngày 24 tháng 9 năm 2015
Học viên
Trần Thị Cẩm Tú
Footer Page 3 of 126.
iv
Header Page 4 of 126.
MỤC LỤC
Lời cảm tạ ……………………………………………………………………..i
Tóm tắt ………………………………………………………………………..ii
Astract ………………………………………………………………………..iii
Lời cam đoan ………………………………………………………………....iv
Danh sách bảng ……………………………………………………………..viii
Danh sách hình ………………………………………………………………..x
Chương 1: Giới thiệu.....................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................2
Chương 2: Tổng quan tài liệu .......................................................................3
2.1 Cây măng cụt.............................................................................................3
2.1.1 Giới thiệu chung .....................................................................................3
2.1.2 Phân bố và điều kiện môi trường ............................................................4
2.1.3 Mô tả thực vật.........................................................................................4
2.1.4 Ra hoa và đậu quả...................................................................................5
2.1.5 Sản xuất thương mại ...............................................................................7
2.1.6 Chế biến .................................................................................................9
2.1.7 Lợi ích sức khỏe của trái măng cụt ....................................................... 10
2.2 Anthocyanin ............................................................................................ 11
2.2.1 Giới thiệu ............................................................................................. 11
2.2.2 Lợi ích sức khỏe và ứng dụng của anthocyanin ..................................... 13
2.2.3 Anthocyanin trong quả măng cụt .......................................................... 14
2.3 Phenol ..................................................................................................... 15
2.3.1 Lợi ích sức khỏe của hợp chất phenol ................................................... 16
2.3.2 Thành phần và hàm lượng phenol trong trái măng cụt .......................... 16
2.4 Xanthone và lợi ích sức khỏe của trái măng cụt ....................................... 17
2.4.1 Giới thiệu ............................................................................................. 17
2.4.2 Bệnh ung thư ........................................................................................ 18
2.4.3 Bệnh viêm ............................................................................................ 19
2.4.4 Những công dụng khác của xanthone măng cụt .................................... 20
2.4.5 Thành phần và hàm lượng xanthone trong vỏ trái măng cụt .................. 21
Footer Page 4 of 126.
v
Header Page 5 of 126.
2.5 Ứng dụng enzyme trong sản xuất nước rau quả ....................................... 22
2.5.1 Enzyme cellulase .................................................................................. 23
2.5.2 Enzyme pectinase ................................................................................. 24
2.5.3 Enzyme làm tăng năng suất nước rau quả ............................................. 27
2.5.4 Ảnh hưởng của xử lý enzyme lên tính chất hóa lý của nước rau quả ..... 29
2.6 Sơ lược về công nghệ sản xuất nước trái cây ........................................... 34
2.6.1 Phân loại nước quả ............................................................................... 35
2.6.2 Nguyên liệu trái cây.............................................................................. 35
2.6.3 Sản xuất nước trái cây .......................................................................... 36
2.6.4 Đóng gói và bảo quản nước trái cây ...................................................... 40
Chương 3: Phương pháp nghiên cứu ......................................................... 41
3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện ............................................................... 41
3.2 Nguyên liệu thí nghiệm ........................................................................... 41
3.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ................................................................... 41
3.3.1 Thiết bị và dụng cụ ............................................................................... 41
3.3.2 Hóa chất ............................................................................................... 41
3.4 Phương pháp thí nghiệm .......................................................................... 42
3.4.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu ................................................................... 42
3.4.2 Phương pháp phân tích ......................................................................... 42
3.4.3 Phương pháp thí nghiệm ....................................................................... 43
3.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm.................................................................43
3.5.1 Phân tích một số thành phần quan trọng của nguyên liệu ...................... 43
3.5.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần bằng hơi nước đến
các hoạt chất sinh học của vỏ trái măng cụt ................................................... 43
3.5.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính thủy
phân của enzyme cellulase ............................................................................ 45
3.5.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính thủy
phân của hỗn hợp enzyme cellulase và pectinase ........................................... 47
3.5.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ enzyme cellulase:
pectinase đến quá trình trích ly vỏ quả măng cụt ........................................... 49
3.5.6 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế đến giá trị cảm
quan của nước măng cụt ................................................................................ 51
3.5.7 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng
đến chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm ............................................. 53
Chương 4: Kết quả - Thảo luận .................................................................. 55
Footer Page 5 of 126.
vi
Header Page 6 of 126.
4.1 Phân tích một số thành phần quan trọng của nguyên liệu ......................... 55
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần bằng hơi nước đến các hoạt chất
sinh học của vỏ trái măng cụt ........................................................................ 56
4.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính thủy phân của
enzyme cellulase ........................................................................................... 59
4.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính thủy phân của hỗn
hợp enzyme cellulase và pectinase ................................................................ 63
4.5 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ enzyme cellulase: pectinase đến quá
trình trích ly vỏ quả măng cụt ........................................................................ 67
4.6 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế đến giá trị cảm quan của nước
măng cụt........................................................................................................ 70
4.7 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng
và thời gian bảo quản sản phẩm ..................................................................... 74
4.7.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng
sản phẩm ....................................................................................................... 74
4.7.2 Theo dõi sự thay đổi chất lượng sản phẩm theo thời gian bảo quản ....... 77
4.8 Quy trình đề xuất ..................................................................................... 80
Chương 5: Kết luận và kiến nghị ................................................................ 81
5.1 Kết luận ................................................................................................... 81
5.2 Kiến nghị .................................................................................................81
Tài liệu tham khảo....................................................................................... 82
Phụ lục A: Các phương pháp phân tích ………………………….............. 97
Phụ lục B: Số liệu thống kê ……………………………………………… 102
Phụ lục C: Số liệu quá trình thanh trùng ………………………………. 109
Footer Page 6 of 126.
vii
Header Page 7 of 126.
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Măng cụt (Garcinia mangostana Linn) là loại cây nhiệt đới cho quả ăn
được, được trồng ở một số quốc gia nhiệt đới và khu vực Đông Nam Á như
Indonesia, Malaysia, Sri Lanka, Philippines, Việt Nam và Thái Lan (Diczbalis,
2011; Pedraza-Chaverri và ctv., 2008). Quả khi chín có vỏ ngoài dày, màu đỏ
tím đậm (Diczbalis, 2011; Trần Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng, 2000). Ruột
trắng ngà và chia thành nhiều múi có vị chua ngọt và mùi thơm hấp dẫn
(Grange và Bennert, 2011; Trần Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng, 2000). Ở
Việt Nam, măng cụt được trồng chủ yếu ở các tỉnh Nam Bộ như Bình Dương,
Tây Ninh, Trà Vinh,… và là loại trái cây đặc sản có giá trị kinh tế cao (Trần
Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng, 2000).
Bên cạnh hương vị thơm ngon, trái măng cụt còn chứa nhiều hợp chất có
hoạt tính sinh học với các ứng dụng y học tiềm năng (Grange và Bennert,
2011; Pedraza-Chaverri và ctv., 2008; Lim, 2012). Thịt quả măng cụt giàu các
vitamin, khoáng chất, chất xơ và có khả năng chống oxi hóa mạnh (Anprung
và Sangthawan, 2012; Grange và Bennert, 2011; Sukma và ctv., 2011; Lim,
2012). Vỏ quả là nguồn xanthone và các hoạt chất sinh học như anthocyanin,
phenol (Gutierrez-Orozco và Failla, 2013; Chaovanalikit và ctv., 2012; Grange
và Bennert, 2011; Suvarnakuta và ctv., 2011; Pedraza-Chaverri và ctv., 2008;
Naskar và ctv., 2011, Lim, 2012). Vỏ quả được sử dụng như là một loại thuốc
cổ truyền để điều trị đau bụng, tiêu chảy, kiết lỵ, vết thương nhiễm khuẩn và
loét mãn tính (Pedraza-Chaverri và ctv., 2008, Đỗ Tất Lợi, 2004). Nhiều
nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh chiết xuất của vỏ trái măng cụt có
chất chống oxy hóa, chống ung bướu, chống dị ứng, chống viêm, kháng
khuẩn, kháng virus,… (Wei và ctv., 2014; Gutierrez-Orozco và Failla, 2013;
Grange và Bennert, 2011; Palakawong và ctv., 2010; Pedraza-Chaverri và ctv.,
2008; Lim, 2012). Nước ép vỏ và thịt quả măng cụt có tác dụng kháng viêm,
chống oxi hóa (Udani và ctv., 2009; Kondo và ctv., 2009); tăng cường khả
năng miễn dịch và sức khỏe (Tang và ctv., 2009; Garrity và ctv., 2004); chống
bệnh cường giáp ở phụ nữ (Padmanabhan, 2011) trong các nghiên cứu trên
người.
Tuy nhiên, các hoạt chất sinh học trong trái măng cụt chịu ảnh hưởng
nhiều bởi quá trình chế biến (Chaovanalikit và ctv., 2012; Suvarnakuta và ctv.,
2011), trong quả có hoạt tính polyphenol oxidase cao (Deylami và ctv., 2014;
Falguera và ctv., 2011) làm ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm (Udomsup
Footer Page 7 of 126.
1
Header Page 8 of 126.
và ctv., 2011a, 2011b). Vì vậy, nghiên cứu “Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái
măng cụt và ứng dụng trong sản xuất nước măng cụt” là cần thiết để duy trì
chất lượng cũng như cảm quan của sản phẩm chế biến từ trái măng cụt.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện nhằm mục tiêu xác định các thông số tối ưu cho
quá trình trích ly vỏ trái măng cụt và ứng dụng vào sản xuất nước măng cụt,
đồng thời khảo sát sự biến đổi của một số chất dinh dưỡng và có hoạt tính sinh
học (polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa, vitamin C) trong quá trình chế biến.
Footer Page 8 of 126.
2
Header Page 9 of 126.
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cây măng cụt
2.1.1 Giới thiệu chung
Măng cụt tiêu thụ chủ yếu ở hình thức trái cây tươi (hình 2.1). Trái măng
cụt là món ăn phổ biến và được gọi là "Nữ hoàng trái cây" ở Đông Nam Á
(Pedraza-Chaverri và ctv., 2008; Lim, 2012). Khối lượng sản xuất ngày càng
gia tăng và trái măng cụt hiện đang được chế biến thành nhiều sản phẩm giá trị
gia tăng như mứt, kẹo. rượu vang,… (Diczbalis, 2011).
Vỏ ngoài
Vỏ trong
Thịt quả
Hình 2.1: Trái măng cụt (Nguồn: )
Trong y học cổ truyền, vỏ quả được sử dụng như một tác nhân kháng
khuẩn và trị bệnh tiêu chảy (Diczbalis, 2011; Pedraza-Chaverri và ctv., 2008;
Đỗ Tất Lợi, 2004). Việc sử dụng vỏ trái hoặc toàn bộ trái cây như là một thức
uống thuốc (nutriceutical) là xu hướng gần đây trong các nước phương Tây
(Diczbalis, 2011; Shibata và ctv., 2013; Lim, 2012). Hiện nay, chiết xuất từ
măng cụt và các sản phẩm chế biến được xem là thực phẩm chức năng và bổ
sung dinh dưỡng trên thị trường thế giới (Diczbalis, 2011; Lim, 2012).
Footer Page 9 of 126.
3
Header Page 10 of 126.
Tên khoa học: Garcinia mangostana Linn
Họ: Bứa (Clusiaceae)
Tên thường gặp:
- Tiếng Anh: mangosteen, purple mangosteen, queen of fruit
- Indonesia, Philippines: manggis
- Thái Lan: mang khút
- Việt Nam: măng cụt
- Nhật Bản: mangosuchin
- Pháp: mangostan, mangostanier, mangoustan, mangoustanier.
2.1.2 Phân bố và điều kiện môi trường
Măng cụt được cho là một giống lai giữa G. hombroniana và G.
malaccensis. Ban đầu nó được phân bố ở bán đảo Mã Lai, quần đảo Indonesia
và phía đông đảo Borneo (Diczbalis, 2011; Grange và Bennert, 2011).
Cây phân bố rộng khắp Đông Nam Á, nơi nó là một cây ăn quả thương
mại quan trọng (Grange và Bennert, 2011). Các cây được trồng rộng rãi ở Thái
Lan, Campuchia, Việt Nam, Philippines, Lào, và Miến Điện (Diczbalis, 2011;
Grange và Bennert, 2011). Măng cụt cũng được trồng ở miền bắc Australia,
Ấn Độ, Tây Ấn, Trung và Nam Mỹ, Châu Phi và Hawaii, thậm chí còn được
trồng trong nhà kính tại Anh (Diczbalis, 2011; Grange và Bennert, 2011). Cây
cũng được trồng khắp Thái Bình Dương, tuy nhiên nó không phổ biến rộng rãi
trong khu vực này (Diczbalis, 2011).
Theo Diczbalis (2011), cây măng cụt thích hợp với điều kiện môi trường
ấm áp, ẩm ướt với lượng mưa phân bố đều và mùa khô từ 3-5 tuần. Cây măng
cụt có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới xích đạo. Cây con thích bóng râm và cây
chưa trưởng thành thích bóng râm vừa phải. Cây trưởng thành được cung cấp
đầy đủ độ ẩm và chất dinh dưỡng sẽ phát triển, sinh hoa và trái trong môi
trường có độ ẩm cao. Măng cụt thích đất sâu, thoát nước và giữ ẩm tốt. Cây
phát triển tốt trên đất sét pha mùn, có nhiều chất hữu cơ, phát triển kém trên
đất cát. Ở Bắc Queensland, cây được trồng trên các loại đất có độ pH 4,8-7,6
và 1,5-7,9% chất hữu cơ.
2.1.3 Mô tả thực vật
Theo Trần Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng (2000), cây măng cụt trưởng
thành cao từ 10-25m và đường kính thân 25-35cm. Măng cụt ở đồng bằng
sông Cửu Long sau 30 năm trồng thường cao 6-8m và cho tán rộng 6-10m.
Footer Page 10 of 126.
4
Header Page 11 of 126.
Dáng cây thẳng đứng và vững chắc, tán hình chóp nón, cành từ thân đâm ra
với một bán kính đồng đều. Cây tăng trưởng chậm, nhất là ở những năm đầu,
thường mọc thẳng với tán ở trên. Vỏ thân cây măng cụt có màu nâu sẫm,
thường chứa tannin, mangostin và amiliasin dùng làm dược liệu (trị tiêu chảy,
kiết lỵ,…). Mangostin là một loại xanthone có khả năng chống lại nhiều loại
nấm và vi khuẩn. Chất này có nhiều trong thân, lá và vỏ quả măng cụt. Gỗ
thân nặng và bền, thường dùng làm đồ mộc và trang trí.
Theo Diczbalis (2011), cây măng cụt ra 3 đến 4 cành mỗi năm. Lá mới
mọc có màu đỏ hoặc hồng, chuyển thành màu xanh lá cây nhạt lúc non và
xanh đậm khi trưởng thành. Các nụ hoa nhô ra từ giữa cuống lá, thường là duy
nhất nhưng đôi khi cũng xuất hiện nụ đôi hoặc ba. Những bông hoa có bốn đài
hoa và bốn cánh hoa, được sinh ra trên cuống ngắn dày. Măng Cụt chỉ sinh ra
hoa cái.
Biến đổi của các loài và giống được biết đến gần đây, trước đây tất cả
các cây măng cụt được coi là giống hệt nhau vì trái cây và hạt giống phát triển
như nhau. Người trồng tại các vùng trồng măng cụt không truyền thống đã ghi
nhận rằng hình dạng trái cây có thể thay đổi tùy thuộc vào nguồn giống. Các
nghiên cứu di truyền gen thực hiện tại Úc cho thấy có ba loại khác nhau đang
phát triển ở Australia. Chỉ có hai trong số những giống này cho trái và sự khác
biệt lớn là quả dạng elip và các cây có tán lá thưa thớt với chi nhánh thẳng
đứng. Quả hình cầu được ưa thích hơn vì nó được xem là dễ bảo quản và đóng
gói thuận lợi hơn.
2.1.4 Ra hoa và đậu quả
Theo Trần Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng (2000), trong điều kiện thuận
lợi, cây măng cụt ra hoa sau 6-7 năm gieo hạt. Nếu điều kiện bất lợi, cây ra
hoa sau 10-12 năm, thậm chí 15-20 năm nếu trồng ở nhiệt độ thấp. Hoa
thường mọc đơn độc hoặc thành từng cặp ở ngọn các nhánh non. Ở miền Nam,
măng cụt thường ra hoa vào khoảng tháng 1-3 dương lịch và cho trái chín vào
tháng 5-8 dương lịch (khoảng 120 ngày sau khi hoa nở).
Theo Diczbalis (2011), sản lượng mỗi cây có thể khác nhau tùy theo độ
tuổi và nơi trồng. Năng suất trung bình của cây từ 10-15 năm tuổi có thể thay
đổi từ 40-70 kg/cây/năm. Sản lượng cao vượt quá 150 kg mỗi cây đã được ghi
nhận. Trong một cuộc khảo sát thực hiện ở Bắc Queensland trong 2 năm cho
thấy sản lượng tối đa được ghi nhận là 10 tấn/ ha trong một vườn cây ăn quả
thương mại trồng 2.000 cây, tương đương với 50 kg/cây.
Theo Trần Văn Minh và Nguyễn Lân Hùng (2000), quả măng cụt là quả
nang còn mang đài hoa ở cuống và núm nhụy ở chóp quả. Vỏ quả khi non có
Footer Page 11 of 126.
5
Header Page 12 of 126.
màu xanh đọt chuối, khi chín vỏ đỏ dần, rồi chuyển sang tím và tím sẫm. Quả
hình cầu, đáy phẳng, đường kính 3,5-7cm, nặng 75-100g. Vỏ quả láng, dày
0,8-1cm. Vỏ chứa một loại dịch đắng màu vàng và tiết ra khi quả non bị tổn
thương. Dịch trong vỏ quả gồm mangostansterine, phytosterine và tannin,
được dùng làm dược liệu.
Theo mô tả của Grange và Bennert (2011), quả măng cụt gồm vỏ quả
(vỏ), thịt quả và các hạt. Phần thịt quả gồm 4-8 múi hình tam giác đường kính
3-6 cm, màu trắng sữa, ngon ngọt, thịt mềm, có vị chua nhẹ và mùi thơm hấp
dẫn. Độ chín của quả măng cụt được đo bằng sự phát triển đầy đủ về màu sắc
và độ mềm của thịt quả. Giá trị dinh dưỡng của thịt quả được trình bày trong
bảng 2.1.
Footer Page 12 of 126.
6
Header Page 13 of 126.
Bảng 2.1: Giá trị dinh dưỡng trong 100 g thịt quả măng cụt
Thành phần
Giá trị dinh dưỡng
Tỷ lệ theo RDA
Năng lượng
63 Kcal
3%
Carbohydrates
15,6 g
12%
Protein
0,50 g
1%
Béo tổng
0,4 g
2%
Cholesterol
0 mg
0%
Xơ
5,10 g
13%
Vitamin
Folates
31 µg
8%
Niacin
0,286 mg
2%
Pantothenic acid
0,032 mg
<1%
Pyridoxine
0,041 mg
3%
Riboflavin
0,054 mg
4%
Thiamin
0,054 mg
4.5%
Vitamin A
35 IU
1%
Vitamin C
7,2 mg
12%
Vitamin E
0,6 IU
-Chất điện giải
Sodium
7 mg
0.5%
Potassium
48 mg
1%
Chất khoáng
Calcium
5,49 mg
0.5%
Copper
0,069 mg
7%
Iron
0,17 mg
2%
Magnesium
13,9 mg
3.5%
Manganese
0,10 mg
4%
Phosphorus
9,21 mg
1%
Zinc
0,12 mg
1%
Thành phần khác
α-carotene
1 µg
-β-carotene
16 µg
-β-cryptoxanthin
9 µg
-(Nguồn: USDA National Nutrient data base; Lim, 2012)
2.1.5 Sản xuất thương mại
2.1.5.1 Thị trường (Diczbalis, 2011)
Thái Lan là nước sản xuất măng cụt lớn nhất thế giới, sản xuất khoảng
240.000 tấn/ năm, với kim ngạch xuất khẩu 15.000 tấn trong năm 2006.
Malaysia, Việt Nam và Indonesia cũng là nhà sản xuất lớn. Ở các nước
phương Tây, măng cụt được coi là một trái cây nhiệt đới thơm ngon và được
Footer Page 13 of 126.
7
Header Page 14 of 126.
ưa thích. Gần đây, các nước Trung Mỹ cũng đang đẩy mạnh trồng măng cụt và
xuất khẩu sang châu Âu. Măng cụt cũng được trồng ở Hawaii, chủ yếu tiêu thụ
tại thị trường địa phương. Quả có sự biến đổi và thời gian bảo quản sau thu
hoạch tốt, điều này có lợi cho xuất khẩu.
Măng cụt lý tưởng cho mô hình sản xuất nhỏ. Nó có một đóng góp quan
trọng đối với sức khỏe và dinh dưỡng cộng đồng. Măng cụt là loại cây trồng
đầy hứa hẹn cho các đảo Thái Bình Dương nhiệt đới, nơi mà đất và điều kiện
khí hậu cho phép sản xuất và bán trên thị trường địa phương dưới dạng trái
cây tươi, đặc biệt là trong ngành công nghiệp khách sạn và nhà hàng.
Trái măng cụt được đánh giá cao bởi hầu hết mọi người từ tất cả các
nước. Măng cụt đặc biệt thích hợp với du lịch nông nghiệp và du lịch đảo như
một loại quả nổi tiếng, hấp dẫn và hầu như được đánh giá cao bởi những người
nếm thử. Măng cụt tươi là sản phẩm có nhu cầu tương đối mạnh ở Bắc Mỹ và
châu Âu.
2.1.5.2 Bảo quản sau thu hoạch (Diczbalis, 2011)
Quả măng cụt khi chín thay đổi màu sắc từ vàng xanh sang hồng, đỏ, đỏ
sẫm và cuối cùng chuyển sang màu tím. Các giai đoạn chín của trái rất quan
trọng khi thu hoạch cho mục đích thương mại. Trái cây đạt đến giai đoạn hái
lý tưởng khi nó có màu hồng đến đỏ nhạt, trái cây với màu sắc đậm hơn thích
hợp cho tiêu thụ trong nước hoặc sử dụng ngay.
Trái cây được thu hoạch bằng tay bằng cách sử dụng một dụng cụ hái
chuyên dụng và túi, tránh để trái rụng vì dễ bị tổn thương bên trong. Trái cây
nên được rửa sạch, kiểm tra phần dưới đài vì dễ bị nhiễm các loài côn trùng
sống, bụi bẩn,… tốt nhất làm sạch bằng khí nén hoặc dung dịch chất tẩy rửa
nhẹ. Sau khi làm sạch, trái cây có thể phân loại theo kích thước và đóng gói
cho phù hợp với thị trường và khoảng cách vận chuyển. Quả không hoàn hảo
do nhược điểm bên ngoài, nhưng chất lượng bên trong tốt có thể được bán với
số lượng lớn hoặc dùng cho công nghiệp chế biến.
Ở nhiệt độ môi trường nhiệt đới, trái cây có thể dễ dàng được lưu giữ
trong 7-10 ngày trước khi vỏ cứng hoặc các biến đổi chất lượng khác xảy ra.
Măng cụt chín có thể được lưu trữ tại 5°C (41°F) với độ ẩm tương đối (RH)
lớn hơn 85% trong 4 tuần. Nếu lưu trữ tại độ ẩm tương đối thấp hơn, vỏ sẽ
nhanh chóng bị cứng làm cho trái không sử dụng được.
Tiêu chuẩn chất lượng cho quả măng cụt đã được xây dựng bao gồm: sự
trưởng thành tại thời điểm thu hoạch, kích thước quả, màu sắc trái cây, khuyết
điểm và hình dạng. The Northern Territory Department of Primary Industry &
Footer Page 14 of 126.
8
Header Page 15 of 126.
Fisheries ở Australia đã tạo ra một biểu đồ tiêu chuẩn chất lượng với sự hỗ trợ
của các cơ quan chính phủ và các hiệp hội trồng cây ăn quả nhiệt đới. Tiêu
chuẩn chất lượng được đề nghị cho trái cây loại 1 bao gồm:
- Trọng lượng tối thiểu là 70 g,
- Trái cây thu hoạch đúng thời gian giúp phát triển đầy đủ màu sắc khi
chín,
- Bề mặt không bám tạp chất,
- Phần dưới đài không có bụi bẩn và côn trùng,
- Cuống và đài vẫn còn màu xanh lá cây tươi và không biến màu,
- Trái cây có kích thước đóng gói phù hợp.
2.1.6 Chế biến (Lim, 2012)
Măng cụt chủ yếu được tiêu thụ như một loại trái cây tươi, tuy nhiên nó
có thể được xử lý để sản xuất conserves, mứt, puree,… Có một thị trường tiềm
năng mới cho sản xuất thức uống nutriceutical nguyên quả từ trái măng cụt.
Thịt măng cụt thường được dùng ăn tươi như hoa quả hoặc món tráng
miệng. Thịt quả đôi khi được đóng hộp, nhưng chúng được cho là bị mất đi
hương vị tinh tế, đặc biệt là nếu thanh trùng nhiều hơn 10 phút. Các thử
nghiệm đã cho thấy rằng cách chế biến tốt nhất là làm xi-rô 40% và khử trùng
trong 5 phút. Người Malay làm một loại mứt gọi là halwa manggis bằng cách
nấu thịt trái chưa chín với đường. Tại Philippines, một loại mứt được thực
hiện bằng cách đun sôi các múi quả trong đường nâu, và các hạt có thể được
sử dụng để làm phong phú thêm hương vị. Tại Indonesia, các trái cây được ăn
chín và chưa chín. Trái cây chưa chín được gọi là blebar (Java). Thịt quả cũng
được sử dụng để chuẩn bị các món ngon như kolak (trái cây nghiền nấu với
đường, nước cốt dừa và nước), jenang hoặc dodol (nấu với bột hoặc gạo nếp),
và lempog (nấu với gạo nếp và dừa).
Các hạt được luộc hoặc rang và dùng làm thực phẩm. Vỏ rất giàu pectin.
Sau khi xử lý bằng 6% muối ăn để loại bỏ vị chát, vỏ được làm thành một loại
thạch tím.
Măng cụt đang được xúc tiến và bán trên thị trường như một nhóm các
thực phẩm chức năng và được gọi là "superfruits". Nó đang được quảng bá
trên sự kết hợp của các tính năng như: trái cây hấp dẫn về hương vị, mùi thơm
và chất lượng cảm quan, phong phú chất dinh dưỡng, chống oxy hóa mạnh và
tác động tiềm năng cho việc giảm nguy cơ đối với bệnh nhân. Nước măng cụt
Footer Page 15 of 126.
9
Header Page 16 of 126.
chứa xanthone hiện đang bán trên thị trường như là một thức uống chức năng
dựa trên lợi ích sức khỏe của nó.
Các thành phần bay hơi chính của thịt quả là hexyl acetat, hexenol và αcopaene có hương caramel, cỏ và bơ góp phần tạo hương cho trái măng cụt.
2.1.7 Lợi ích sức khỏe của trái măng cụt
Nghiên cứu cho thấy trong lịch sử các cư dân của khu vực Đông Nam Á
đã sử dụng vỏ quả của măng cụt cho mục đích y học trong nhiều thế kỷ
(Grange và Bennert, 2011; Pedraza-Chaverri và ctv., 2008). Theo Negi và ctv.
(2013), xanthone từ măng cụt có khả năng chống sốt rét, chống oxy hóa,
kháng acetylcholin, chống phóng xạ, điều hòa miễn dịch, ngừa loãng xương,
chống ký sinh trùng, ức chế neuraminidase, kháng khuẩn, kháng nấm, chống
HIV, bảo vệ tim mạch, chống khối u, chống loét, trị đái tháo đường, trị mỡ
máu cao, giảm đau, chống dị ứng, lợi tiểu, trị tiêu chảy,… Việc tiêu thụ chiết
xuất và các sản phẩm từ trái măng cụt với liều cao trong thời gian dài không
làm ảnh hưởng đến sức khỏe trong thí nghiệm trên chuột (Vishnu và ctv.,
2010a; Ajayi và ctv., 2013).
Theo nghiên cứu của Lin và ctv. (2014), vỏ quả măng cụt xứng đáng với
việc sử dụng như là thành phần thực phẩm chức năng để phòng ngừa và điều
trị bệnh béo phì do tính chất ức chế lipase tuyến tụy mạnh hơn khi so sánh với
chanh, cần tây, dưa chuột, nhãn khô, ớt đỏ khô, ớt tươi xanh, đinh hương khô,
nấm Shiitake, ớt chuông xanh, vỏ chanh và gia vị (gừng, lá oregano, lá nguyệt
quế, quế và vỏ quýt khô). Tác dụng ức chế của vỏ quả măng cụt với tỷ lệ ức
chế là 43,9% ở nồng độ 1 mg/ml, giá trị IC50 là 0,918 mg/mL.
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ ra rằng chất chiết xuất từ măng
cụt có hoạt động chống lại một số loại tế bào ung thư như vú, gan, bệnh bạch
cầu,... (Grange và Bennert, 2011). Chiết xuất từ vỏ quả măng cụt có khả năng
ngăn ngừa ung thư thông qua một cơ chế làm giảm và ức chế stress oxy hóa
trong tế bào (Kosem và ctv., 2007). Dịch chiết và các phân đoạn của vỏ quả
măng cụt có khả năng chống ung thư vú thông qua việc ức chế sự hình thành
mạch trên dòng tế bào ung thư vú T47D (Arifianti và ctv., 2014).
Chiết xuất của vỏ trái trong nước có khả năng chống oxy hóa cao trong
các thử nghiệm DPPH, Pro-oxidant và Pro-Antidex (Ling và Palanisamy,
2012). Chiết xuất từ vỏ trái và nước măng cụt có đặc tính chống oxy hóa và
bảo vệ tế bào thần kinh tiểu não chống lại 3-nitropropionic acid (GuzmánBeltrán và ctv., 2008); ngừa bệnh kém trí nhớ và mất trí nhớ (Grange và
Bennert, 2011). Vỏ quả làm giảm nhẹ bệnh rối loạn chức năng nhận thức
Alzheimer trên chuột (Huang và ctv., 2014). Nước măng cụt là một nguồn
Footer Page 16 of 126.
10
Header Page 17 of 126.
tiềm năng của chất chống oxy hóa tự nhiên trong chế độ ăn uống (Sukma và
ctv., 2011). Măng cụt có chỉ số ORAC cao thứ tư trong số các loại thực phẩm
chống oxy hóa tự nhiên (Grange và Bennert, 2011).
Chiết xuất từ vỏ trái măng cụt giúp ngăn ngừa và ức chế xơ vữa động
mạch (Grange và Bennert, 2011; Sargowo và ctv., 2011); làm giảm
cholesterol, trygliceride và lipoprotein tỷ trọng thấp (Adiputro và ctv., 2013a;
Grange và Bennert, 2011). Trái măng cụt có chứa hàm lượng cao các hợp chất
có hoạt tính sinh học, ngăn cản sự gia tăng lipid huyết tương và chống oxy hóa
do chế độ ăn chứa nhiều cholesterol (Leontowicz và ctv., 2006); kiểm soát
lượng đường trong máu và bệnh tiểu đường (Grange và Bennert, 2011). Theo
tổng hợp của Grange và Bennert (2011), trái măng cụt còn có tác dụng: ngăn
ngừa và điều trị các bệnh về khớp, cơ và xương; kiểm soát đau thần kinh tọa
và hội chứng đau gốc thần kinh; bệnh da, eczema, vẩy nến và tăng tiết bã
nhờn; chống lão hóa, lo lắng, trầm cảm và căng thẳng; kháng histamine và các
đặc tính chống viêm.
Nước ép vỏ và thịt quả măng cụt có khả năng kháng viêm và chống oxi
hóa ở những người thừa cân và béo phì liên quan đến nồng độ protein Creactive thử nghiệm trên 122 người (Udani và ctv., 2009); làm tăng khả năng
chống oxy hóa nghiên cứu trên 20 người từ 20-23 tuổi (Kondo và ctv., 2009),
tăng cường khả năng miễn dịch và sức khỏe ở 59 người khỏe mạnh từ 40-60
tuổi (Tang và ctv., 2009); chống bệnh cường giáp ở phụ nữ (Padmanabhan,
2011). Xanthone trong nước măng cụt được hấp thu trong cơ thể trên thí
nghiệm gồm 10 người (Chitchumroonchokchai và ctv., 2012). Các sản phẩm
hỗn hợp từ thịt và vỏ quả góp phần cải thiện và tăng cường sức khỏe nghiên
cứu trên 14 người tình nguyện tuổi 25-70 (Garrity và ctv., 2004).
2.2 Anthocyanin
2.2.1 Giới thiệu
Theo Oancea và Oprean (2011), anthocyanin là một nhóm hợp chất quan
trọng của các sắc tố hòa tan trong nước có mặt trong hầu hết các loài thực vật.
Chúng được sản xuất bởi sự trao đổi chất thứ cấp của cây (pentosophosphate,
shikimate và con đường flavonoid) và được tích lũy trong không bào của tế
bào. Trong các loại trái cây và rau quả anthocyanin có mặt dưới các hình thức
glycoside.
Việc định tính và định lượng anthocyanin có thể được thực hiện bằng các
kỹ thuật cổ điển, chẳng hạn như quang phổ, hoặc các phương pháp phân tích
hiện đại, chẳng hạn như HPLC kết hợp với sắc ký khối phổ, sắc ký lỏng và sắc
Footer Page 17 of 126.
11
Header Page 18 of 126.
ký lớp mỏng, làm sáng tỏ cấu trúc và phân tích hình dạng có thể được thực
hiện bằng các kỹ thuật NMR (Oancea và Oprean, 2011).
Theo Oancea và Oprean (2011), con người tiêu thụ một lượng hợp lý
anthocyanin thông qua trái cây, rau và các loại rượu vang đỏ từ chế độ ăn
uống. Anthocyanin có vai trò có lợi đối với sức khỏe con người, thông qua đặc
tính chống oxy hóa của chúng, bảo vệ chống lại bệnh tim mạch, một số loại
ung thư, tiểu đường, rối loạn thị giác, tổn thương gan hoặc bức xạ UV-B.
Thực phẩm bổ sung có chứa chiết xuất anthocyanin được sản xuất để cải thiện
sức khỏe con người. Anthocyanin là sắc tố thực vật, có thể làm phụ gia tạo
màu thực phẩm, đặc biệt là trong nước ngọt.
Trong số các chất chuyển hóa thứ cấp, anthocyanins đại diện cho một
nhóm quan trọng các hợp chất phenolic được gọi là flavonoid. Chúng hoạt
động như các chất màu trong thực vật và tạo ra những màu sắc tươi sáng như
đỏ, tím hay xanh của những bông hoa, hạt giống, trái cây và một số lá cây, nơi
chúng được tìm thấy với nồng độ và thành phần khác nhau tùy thuộc vào cả
hai yếu tố di truyền và môi trường (Pojer và ctv., 2013).
Anthocyanin thành phần quan trọng của hợp chất flavonoid trong các sản
phẩm thực vật, nước trái cây, rượu vang đỏ, ngũ cốc (Pojer và ctv., 2013). Có
khoảng 400 glycoside anthocyanin được biết đến. Thông thường, có 3glycosides và 3,5-diglycosides, đường phổ biến nhất là glucose, nhưng cũng
có carbohydrate khác (rhamnose, xylose, galactose, arabinose và rutinose).
Các aglycon (gọi là anthocyanidin) là một dẫn xuất dị vòng có nguồn gốc từ αcromen hoặc α-benzopyran. Các aglycone được tìm thấy với số lượng rất nhỏ
trong thực vật tươi, chúng khá ổn định. Các aglycone phổ biến nhất của
anthocyanins là pelargonidin, delphinidin, cyanidin, peonidin, petunidin và
malvidin. Hình 2.2 trình bày cấu trúc hóa học chung của các aglycon. Các
anthocyanin quan trọng nhất là các glycoside cyanidin, chúng đại diện cho
50% thành phần sắc tố của trái cây (Wu và ctv., 2006).
Footer Page 18 of 126.
12
Header Page 19 of 126.
Hình 2.2: Cấu trúc chung của anthocyanidine (Nguồn: Oancea và Oprean, 2011)
2.2.2 Lợi ích sức khỏe và ứng dụng của anthocyanin
Theo Oancea và Oprean (2011), con người ăn anthocyanin thông qua trái
cây, rau và uống rượu vang đỏ mỗi ngày. Vai trò quan trọng nhất của
anthocyanin là các hoạt động chống oxy hóa và bảo vệ ADN, các hợp chất này
có thể bắt các gốc tự do nguy hiểm như O2-, HO∙, hydrogen peroxide, H2O2,
và singlet oxygen- tác nhân gây oxy hóa lipid của màng tế bào. Hoạt động
chống oxy hóa có liên quan chặt chẽ đến các cấu trúc hóa học của
anthocyanin, đặc biệt là các vị trí và mức độ thủy phân cả hai vòng của các
cấu trúc cơ bản.
Kết quả từ các nghiên cứu về thuộc tính chống oxy hóa của anthocyanin
đã chỉ ra rằng một chế độ ăn uống giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học có
thể ngăn chặn tăng lipid máu (Xia và ctv., 2007) và các bệnh tim mạch
(Garcia-Alonso và ctv., 2004). Nghiên cứu trong lĩnh vực này chủ yếu dựa trên
các kết quả in vitro và trong một số trường hợp thử nghiệm trên người với
chiết xuất anthocyanin (elderberry, blueberry, strawberry, rượu vang đỏ, wild
bilberry, cranberry và hạt raspberry).
Các tác dụng chống viêm và bảo vệ của anthocyanin được giải thích bởi
sự trung hoà các enzyme phá hủy các mô liên kết của các tĩnh mạch, chống
oxy các gốc tự do và sửa chữa các protein bị tổn thương trong các thành mạch
máu. Stress oxy hóa là nguyên nhân của hàng trăm căn bệnh ở động vật và con
người, tác động sinh học của anthocyanin liên quan đến hoạt động chống oxy
hóa đã được báo cáo như sau:
- Tăng cường thị lực: chiết xuất quả việt quất đen Vaccinium myrtillus
được dùng để cải thiện tầm nhìn ban đêm của con người (Oancea và Oprean,
2011). Đặc biệt, anthocyanin có lợi với bệnh võng mạc ở những bệnh nhân
tiểu đường, thông qua các ảnh hưởng về tính thấm của mạch máu võng mạc
(Oancea và Oprean, 2011);
Footer Page 19 of 126.
13
Header Page 20 of 126.
- Giảm tính thấm của hàng rào máu-não với chất độc hại; anthocyanin từ
bắp cải đỏ đã được chứng minh có khả năng ngăn chặn độc tố và stress oxy
hóa (Oancea và Oprean, 2011);
- Hoạt động chống ung thư của thành mạch (Liu và ctv., 2005);
anthocyanin chiết xuất từ trái cây (quả việt quất, nam việt quất, dâu tây, quả
mâm xôi) đã được chứng minh ức chế sự bắt đầu của ung thư hoặc sự hình
thành các khối u (thực quản, ruột, gan); trong đó cyanidin và delphinidin đặc
biệt ức chế sự tăng trưởng của tế bào ung thư bằng cách ức chế các thụ thể
tăng trưởng biểu bì;
- Hoạt động chống tác nhân gây đột biến (Hope Smith và ctv., 2004);
- Kích thích insulin trong các tế bào tuyến tụy (Jayaprakasam và ctv.,
2005);
- Tác dụng bảo vệ chống lại các tổn thương gan (Naskar và ctv., 2011);
- Tác dụng có lợi trên các quá trình thoái hóa thần kinh ở bệnh nhân
Parkinson và Alzheimer. Điều này có lẽ do khả năng của anthocyanin làm
giảm viêm và stress oxy hóa trong não (Joseph và ctv., 2003).;
- Bảo vệ chống bức xạ UV-B (Sharma, 2001).
2.2.3 Anthocyanin trong quả măng cụt
Theo nghiên cứu của Chaovanalikit và ctv. (2012), hầu hết các
anthocyanin được tìm thấy trong vỏ quả ngoài (179,49 mg cyanidin-3glucoside (Cyn-3-Glu)/ 100g). Sau quá trình ép (17% vỏ ngoài, 48% vỏ trong,
31% thịt quả và 4% cuống đài), tổng hàm lượng phenolic và anthocyanin của
nước măng cụt là khoảng 205,36 mg GAE/ 100 mL trong khi hàm lượng
anthocyanin là khoảng 0,87 mg Cyn-3-Glu/ 100ml.
Theo Palapol và ctv. (2009), các màu sắc của trái măng cụt thay đổi từ
xanh sang tím đen sau khi thu hoạch và được sử dụng như một hướng dẫn chất
lượng cho người trồng và người tiêu dùng (hình 2.3) là do thành phần và hàm
lượng anthocyanin. Hàm lượng sắc tố anthocyanin trong vỏ bên ngoài cao hơn
vỏ bên trong và tăng lên tối đa ở giai đoạn màu cuối cùng có màu tím đen. Các
anthocyanin trong vỏ quả ngoài chủ yếu bao gồm năm hợp chất, xác định bởi
HPLC/MS
là
cyanidin-sophoroside,
cyanidin-glucoside,
cyanidinglucosidepentoside, cyanidin-glucoside-X, cyanidin-X2 và cyanidin-X.
Cyanidin-3-sophoroside và cyanidin-3-glucoside là những hợp chất chính và
duy nhất tăng lên cùng với sự phát triển màu sắc trái cây.
Footer Page 20 of 126.
14
Header Page 21 of 126.
Hình 2.3: Sự thay đổi màu sắc của trái măng cụt sau thu hoạch
(Nguồn: Palapol và ctv., 2009)
Nghiên cứu của Palakajornsak (2004) cho thấy phần bên ngoài của vỏ
măng cụt chứa anthocyanin cao hơn so với phần bên trong của vỏ.
Anthocyanin ở độ pH thấp (1,0) là ổn định hơn ở pH cao (4,0), ở nhiệt độ thấp
(4±3°C) ổn định hơn ở nhiệt độ cao (30±3°C) và ổn định hơn khi không có
ánh sáng. Tính ổn định của anthocyanin giảm nếu thời gian lưu trữ dài. Tính
ổn định của anthocyanin là thấp nhất ở nhiệt độ cao với bề mặt chiếu sáng,
đồng thời nó ổn định nhất ở nhiệt độ thấp với sự vắng mặt của ánh sáng.
Theo Saptarini và ctv. (2013), anthocyanin là các sắc tố trong vỏ quả
măng cụt, được chiết xuất dễ dàng bằng dung môi có tính acid, nhưng acid
mạnh có thể làm suy giảm anthocyanin. Dung môi gồm 2% acid acetic trong
ethanol 95% cho hàm lượng anthocyanin cao nhất. Sự ổn định anthocyanin bị
ảnh hưởng do tiếp xúc ánh sáng mặt trời, hydrogen peroxide và điều kiện bảo
quản.
Theo Fu và ctv. (2007), proanthocyanidin được chiết xuất từ vỏ trái măng
cụt chiếm khoảng 0,66% (trọng lượng khô), chủ yếu là procyanidin cùng một
ít prodelphinidin, afzelechin/ epiafzelechin, catechin/ epicatechin và
gallocatechin/ epigallocatechin. Các proanthocyanidin có tính chất chống oxy
hóa cao hơn nhiều so với vỏ cây thông và các chất chiết xuất từ hạt nho.
2.3 Phenol
Acid phenolic là chất chuyển hóa thứ cấp trong thực vật, có nhân thơm
(hình 2.4). Chúng giữ vai trò quan trọng đối với chất lượng và tính chất cảm
quan của thực phẩm (Robbins, 2003). Gần đây, phenol được xem là có vai trò
bảo vệ sức khỏe tiềm năng, chống lại các bệnh tổn thương do oxy hóa (bệnh
tim mạch, đột quỵ và ung thư) thông qua ăn các loại thực vật (Robbins, 2003).
Footer Page 21 of 126.
15
Header Page 22 of 126.
Hình 2.4: Cấu tạo hợp chất phenolic
(Nguồn: />
2.3.1 Lợi ích sức khỏe của hợp chất phenol
Acid phenolic có trong trái măng cụt cũng có hoạt tính ngăn ngừa ung
thư. Acid caffeic và acid ferrulic ức chế hình thành khối u dạ dày ở chuột
(Wattenberg và ctv., 1980). Uống acid ferrulic (40 mg/kg trọng lượng cơ thể)
ức chế hình thành khối u ở vú (Baskaran và ctv., 2010) và da (Alias và ctv.,
2009) trong thí nghiệm trên chuột. Dùng acid ferrulic (500 ppm) trong chế độ
ăn uống trong 7 tuần giảm đáng kể tỷ lệ mắc các u lưỡi gây ra bởi 4nitroquinoline-1-oxide (4NQO) ở chuột (Tanaka và ctv., 1993). Điều trị bằng
acid protocatechuic, một loại phenol trong trái măng cụt, ngăn ngừa ung thư
và giảm độc lực di căn gan của các tế bào khối u ác tính ở chuột (Lin và ctv.,
2011) . Ăn thức ăn có chứa acid protocatechuic (2000 ppm) giảm đáng kể sự
phát triển của ung thư biểu mô tế bào vảy lưỡi ở chuột (Suzuki và ctv., 2003).
Dùng acid protocatechiuc (2000 ppm) trong chế độ ăn uống trong 17 tuần ức
chế ung thư tuyến tụy ở chuột (Nakamura và ctv., 2000).
Phenolic trong vỏ trái măng cụt có khả năng chống oxy hóa (Li và Xu,
2015; Junior và ctv., 2010; Brovelli và ctv., 2005; Samuagam và ctv., 2013),
bảo vệ ADN (Li và Xu, 2015), bảo vệ gan (Naskar và ctv., 2011)
2.3.2 Thành phần và hàm lượng phenol trong trái măng cụt
Theo nghiên cứu của Chaovanalikit và ctv. (2012), hầu hết các hợp chất
phenolic được tìm thấy trong lớp vỏ bên trong (3.404 mg axit gallic tương
đương (GAE)/ 100 g) của trái măng cụt. Nước măng cụt ép từ hỗn hợp gồm
17% vỏ trái bên ngoài, 48% vỏ trái bên trong, 31% thịt quả và 4% cuống đài
Footer Page 22 of 126.
16
Header Page 23 of 126.
có tổng hàm lượng phenolic khoảng 205,36 mg GAE/ 100 mL. Việc sử dụng
enzyme pectinase làm tăng lên tổng phenolic trong sản phẩm nước măng cụt.
Hợp chất phenolic trong vỏ trái măng cụt khả năng ngăn chặn sự hư
hỏng thực phẩm và làm giảm nguy cơ của bệnh gây ra bởi stress oxy hóa.
Hàm lượng phenolic trong lớp vỏ cứng bên ngoài của trái Măng Cụt khoảng:
tổng phenol 275,99±1,07 mg GAE/g, flavonoid 115,98±0,84 mg EQ/g và
tannin 115,4±4,57 mg EAT/g (Daza và ctv., 2012).
Theo nghiên cứu của Haruenkit và ctv. (2007), tổng phenolic trong quả
măng cụt là 190,3±12,1 mg GAE/ 100g và flavonoid là 54,1±3,8 mg EQ/
100g. Tổng phenolic trong bột vỏ măng cụt khô là 140,66 mg GAE/g (Goyal,
2014).
Zadernowski và ctv. (2009) đã xác định thành phần phenolic trong các
phần khác nhau của trái măng cụt bằng GC-MS. Hàm lượng phenolic xác định
bằng phương pháp GC-FID dao động từ 265,7±12,7 (thịt quả) đến
5027,7±188,0 (vỏ) mg/kg khối lượng khô. Mười acid phenolic đã được xác
định trong trái cây măng cụt. Trong số này, acid protocatechuic là acid
phenolic chính trong vỏ, trong khi acid p-hydroxybenzoic là acid phenolic
chiếm ưu thế trong thịt quả. Acid m-hydroxybenzoic chỉ có ở lớp vỏ bên
trong, trong khi 3,4-dihydroxymandelic chỉ hiện diện trong vỏ cứng bên ngoài.
Các acid phenolic giải phóng từ liên kết este và glycosidic chiếm ưu thế trong
trái măng cụt.
2.4 Xanthone và lợi ích sức khỏe của trái măng cụt
2.4.1 Giới thiệu
Theo Grange và Bennert (2011), các đặc tính chữa bệnh tích cực nhất
của măng cụt là do các xanthone (hình 2.5). Xanthone là các hợp chất phenol
thực vật có cấu trúc tương tự như flavonoid, chất chống oxy hóa mạnh có
trong nho (Kundu và Chun, 2014). Chúng là một nhóm chất có hoạt tính sinh
học độc đáo, có cấu trúc phân tử liên kết rất ổn định và linh hoạt (Aisha và
ctv., 2012). Cấu trúc hóa học của xanthone mang lại cho chúng những đặc tính
có lợi như: chống dị ứng, chống viêm, chống tuberculotic, chống khối u,
chống ngưng kết tiểu cầu, ngăn chặn beta-adrenergic và chống co giật
(Pedraza-Chaverri và ctv., 2008; Gutierrez-Orozco và Failla, 2013; Aisha và
ctv., 2012).
Nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng xanthone là chất chịu trách
nhiệm cho hàng loạt các lợi ích y học của người sử dụng măng cụt (GutierrezOrozco và Failla, 2013). Điều đáng lưu ý là măng cụt được xác định có gần 50
Footer Page 23 of 126.
17
Header Page 24 of 126.
xanthone trong vỏ trái, khiến nó trở thành nguồn xanthone giàu nhất trên thế
giới (Grange và Bennert, 2011; Suvarnakuta và ctv., 2011; Kundu và Chun,
2014). Mỗi xanthone có tác dụng riêng của nó, và khi kết hợp thì chúng sẽ có
chất lượng hiệp đồng hỗ trợ sức khỏe cho toàn bộ cơ thể (Grange và Bennert,
2011).
Hình 2.5: Cấu trúc hóa học của xanthone
(Nguồn: />
2.4.2 Bệnh ung thư
Bảy loại xanthone cô lập được từ vỏ quả măng cụt có khả năng gây độc
đối với các dòng tế bào ung thư khác nhau ở người (Xu và ctv., 2014).
Xanthone chiết xuất từ trái măng cụt có đặc tính gây độc đối với ba dòng tế
bào ung thư ở người gồm ung thư biểu bì miệng KB, ung thư vú BC-1 và ung
thư phổi tế bào nhỏ NCI-H187 (Suksamrarn và ctv., 2006).
Các hoạt động ngăn ngừa ung thư và hóa trị liệu tiềm năng của xanthone
đã được chứng minh trong các giai đoạn khác nhau của ung thư (bắt đầu và
tiến triển), kiểm soát phân chia và tăng trưởng tế bào, apoptosis, viêm và di
căn trên các thí nghiệm in vitro và in vivo (Shan và ctv., 2011; Kundu và
Chun, 2014).
α-mangostin chống di căn trên các tế bào ung thư phổi A549 (Shih và
ctv., 2010); làm giảm khả năng phát triển của các tế bào ung thư biểu mô gan
SK-Hep-1 và ức chế sự tăng trưởng khối u trong cơ thể của những con chuột
thí nghiệm (Hsieh và ctv., 2013); ngăn ngừa và ức chế ung thư tuyến tiền liệt
trong các thí nghiệm in vitro và in vivo (Johnson và ctv., 2012); gây độc, ức
chế sự xâm nhập và di căn của các dòng tế bào ung thư tuyến tụy MIAPaCa-2
và BxPC-3 (Yuan và ctv., 2013). Nồng độ α-mangostin càng cao thì khả năng
ức chế sự tăng trưởng của dòng tế bào ung thư biểu mô vảy HNSCC càng
mạnh (Kaomongkolgit, 2013). Chiết xuất thô α-mangostin từ vỏ quả măng cụt
có tác dụng ngăn ngừa ung thư đại tràng trong thí nghiệm trên chuột
(Nabandith và ctv., 2004). α-mangostin chiết xuất từ vỏ trái măng cụt có thể
ngăn chặn biểu hiện của fatty acid synthase (FAS) và ức chế hoạt động của
Footer Page 24 of 126.
18
Header Page 25 of 126.
FAS trong tế bào, làm giảm tích tụ acid béo trong tế bào, kết quả làm giảm
khả năng di động, gây chết tế bào ung thư vú (Li và ctv., 2014). α-mangostin
ức chế tăng trưởng khối u và di căn của ung thư vú thí nghiệm trên chuột
(Shibata và ctv., 2013).
Chiết xuất xanthone (81% α-mangostin và 16% γ-mangostin) từ vỏ trái
măng cụt có đặc tính chống ung thư ruột kết trên các tế bào ung thư biểu mô
đại trực tràng HCT 116 bao gồm khả năng gây độc, apoptosis, di căn và ảnh
hưởng đến đường truyền tín hiệu tế bào (Aisha và ctv., 2012; Aisha và ctv.,
2011). Xanthone chiết xuất từ vỏ trái măng cụt ức chế sự tăng sinh và gây chết
trên dòng tế bào ung thư đại trực tràng COLO 205 (Watanapokasin và ctv.,
2010). α-mangostin, β-mangostin và γ-mangostin ức chế rất mạnh sự tăng
trưởng của tế bào ung thư ruột kết DLD-1 ở nồng độ thấp 5-20 μM (Akao và
ctv., 2008).
Chiết xuất vỏ quả măng cụt và γ-mangostin cô lập từ vỏ quả gây độc trên
dòng tế bào ung thư vú MCF-7 (Wei và ctv., 2014; Chitra và ctv., 2010) và
dòng tế bào ung thư thanh quản Hep2 (Chitra và ctv., 2010). Mười hai
xanthone cô lập được từ vỏ quả măng cụt có khả năng ức chế tế bào ung thư
vú SK-BR-3 (Balunas và ctv., 2008). Chế phẩm Panaxanthone (khoảng 80%
α-mangostin và 20% γ-mangostin) có khả năng ngăn chặn di căn của tế bào
ung thư vú BJMC3879 (Doi và ctv., 2009).
Các hợp chất được tìm thấy trong thực vật từ lâu đã được sự quan tâm rất
lớn trong nghiên cứu về ung thư. Khoảng một phần năm của tất cả các loại
thuốc hóa trị liệu được lấy từ nguồn thực vật (Grange và Bennert, 2011). Các
xanthone có hiệu quả hơn trong việc chống lại các khối u ung thư so với các
loại thuốc hóa trị liệu thông thường (Grange và Bennert, 2011).
2.4.3 Bệnh viêm
Theo Grange và Bennert (2011), viêm là phản ứng bảo vệ bình thường
của cơ thể trước bất kỳ sự nhiễm khuẩn hoặc chấn thương. Kích thích viêm,
chẳng hạn như nhiễm khuẩn, chấn thương, thiếu máu cục bộ, các sự kiện liên
quan đến stress, tiếp xúc với chất độc hại, chất gây dị ứng và nhiễm virus mãn
tính kích hoạt các phản ứng viêm (kích thích => viêm => phá hủy mô). Tất cả
các cơ quan, các mô, mạch máu và mô dạng ống (ung thư ruột, đường tiết
niệu,…) có một lớp màng lót. Các tình huống khác nhau tạo ra sự kích thích
dẫn đến gây sưng và suy thoái của các màng tế bào. Để cố gắng giúp đỡ bản
thân, cơ thể sẽ gửi chất lỏng, các enzyme và tế bào bạch cầu đến khu vực này.
Viêm là cách cơ thể bảo vệ chính mình khi bắt đầu quá trình chữa bệnh. Điều
này có thể tạo ra các vết đỏ, nóng, sưng, đau và mất chức năng. Tuy nhiên, khi
Footer Page 25 of 126.
19