Nghiên cứu ứng dụng của bột gấc vi bao trong việc thay thế phụ gia cho sản phẩm nước cam

TÓM TẮT:

Mục đích của nghiên cứu nhằm bổ sung bột gấc vi bao vào sản phẩm nước cam để sử dụng màu tự nhiên trong bột gấc thay thế hoặc hạn chế hàm lượng màu tổng hợp có trong sản phẩm, đồng thời bổ sung carotenoid vào trong nước cam nhằm nâng cao giá trị và chất lượng của nước cam. Kết quả cho thấy, mẫu nước cam bổ sung 0,5% bột gấc với nồng độ 25ppm sunset yellow cho việc giảm màu tổng hợp với điểm cảm quan cao và tương đương với mẫu đối chứng có chứa 75ppm sunset yellow FCF. Thêm vào đó, việc bổ sung bột gấc có chất chống oxi hóa tự nhiên như chiết xuất hương thảo và chiết xuất trà xanh, giúp cải thiện đáng kể sự ổn định màu sắc của nước cam.

Từ khóa: Bột gấc, dầu gấc, nước cam, carotenoid, sunset yellow.

1. Đặt vấn đề

Carotenoid là một trong những thành phần tạo màu vàng cam đặc trưng cho nhiều loại rau quả. Gấc là một trong những loại quả có chứa nồng độ carotenoid cao nhất bao gồm lycopene và β-carotene, dao động từ 0,380 đến 0,408 mg/g (lycopene) và từ 0,083 đến 0,769 mg/g (beta-carotene) [1], [2]. Tuy nhiên, với hơn 70% chất béo trong dầu gấc là chất béo không bão hòa, trong đó có hơn 50% là chất béo không bão hòa đa dầu gấc, nên rất dễ bị biến đổi trong quá trình sản xuất và bảo quản [3]. Chính vì vậy, đã có rất nhiều nghiên cứu vi bao dầu gấc nhằm hạn chế quá trình biến đổi đồng thời đa dạng hóa sản phẩm dầu gấc [4], [5]. Với màu đỏ cam, bột gấc vừa có thể nâng cao giá trị dinh dưỡng, vừa có thể nâng cao giá trị cảm quan bằng cách tạo màu đỏ cam tự nhiên cho các sản phẩm thực phẩm, một trong số đó là nước cam.

Sunset Yellow FCF (E110) là một trong những chất màu tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm nước ngọt. Ngoài màu sắc hấp dẫn, nó có thể gây ra rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD), là một nhóm các triệu chứng hành vi bao gồm không chú ý, hiếu động, bốc đồng, ung thư và một số ảnh hưởng sức khỏe khác khi tiêu thụ quá mức [6]. Do đó, việc bổ sung chất tạo màu tự nhiên vào thực phẩm thay vì các chất tổng hợp đang nhận được sự quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu và nhà sản xuất [7].

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm ứng dụng bột gấc vi bao bổ sung hoặc thay thế sunset yellow cho sản phẩm nước cam. Điều này không chỉ làm tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm mà còn giảm những lo ngại về chất tổng hợp của người tiêu dùng đối với sản phẩm nước cam.

2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1. Vật liệu

Gấc được thu mua từ chợ địa phương tại Thành phố Hồ Chí Minh. Sau đó, chúng được xử lý để thu lấy màng gấc tươi, cho sấy trong lò vi sóng 630W trong 62 phút, nghiền nát và hấp trong 22 phút trước khi ép. Mẫu được ép bằng máy ép thủy lực trong phòng thí nghiệm ở mức 175 kg/cm2. Các mẫu dầu được điều chế theo một phương pháp được mô tả bởi Kha et al nhưng thay đổi tỉ lệ chất bao sodium caseinate/cyclodextrin là 7/3, được đồng nhất trong 10 phút và giữ ít nhất 12 giờ trước khi sấy phun[4]. Bột gấc sử dụng có màu đỏ cam, hàm lượng ẩm 3 - 4%.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

Khảo sát tỉ lệ giữa bột gấc vi bao không bổ sung chất chống oxi hóa và sunset yellow FCF khi cho vào sản phẩm nước ngọt có gas hương cam.

Bảng 1. Công thức sản xuất nước giải khát có gas hương cam với 4 tỉ lệ khác nhau của sunset yellow và bột gấc

FCF: 75ppm sunset yellow; L50: 50ppm sunset yellow +0,25% bột gấc; L25: 25ppm sunset yellow +0,5% bột gấc; L75: 0,75% bột gấc.

2.2.1. Phương pháp đo màu

Màu sắc của nước cam được đo bằng máy đo màu (CR-400, Konica Minolta Sensing, Inc., Japan) được hiệu chuẩn với gạch tiêu chuẩn màu trắng. Kết quả được biểu thị bằng các giá trị màu Hunter của L *, a * và b *, trong đó L * được sử dụng để chỉ độ sáng và bóng tối, a * biểu thị màu đỏ và xanh lục, và b * màu vàng và xanh lam [8].

2.2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan

Đánh giá cảm quan được thực hiện tại phòng đánh giá cảm quan (Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh) với sự đánh giá của 60 tham luận viên bằng thang điểm hedonic trên 7 điểm (1 = rất ghét; 2 = ghét; 3 = hơi ghét; 4 = không thích không ghét; 5 = hơi thích; 6 = thích; 7 = rất thích). Đánh giá cảm quan được thực hiện ngẫu nhiên bởi các tham luận viên dưới ánh sáng huỳnh quang. Những người tham gia hội thảo được hướng dẫn làm sạch vòm miệng giữa các mẫu bằng nước [9].

2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu

Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, xử lý số liệu theo phương pháp thống kê ANOVA (α=5%) bằng phần mềm Statgraphics. Đồ thị được vẽ bằng Microsofe Excel 2010.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Ảnh hưởng giữa tỉ lệ bột gấc và sunset yellow FCF khi cho vào sản phẩm nước ngọt có gas hương cam

Trong thí nghiệm này, nước giải khát có gas hương cam được bổ sung với lượng sunset yellow FCF 75ppm (0,0075%) làm mẫu đối chứng. Bột gấc vi bao với lượng khác nhau (0,25%; 0,5%; 0,75% ) được chuẩn bị từ trước đã được khảo sát tỉ lệ hàm lượng thay đổi với sunset yellow FCF lần lượt là 50ppm, 25ppm, 0ppm vào công thức của nước ngọt để so sánh.

• Ảnh hưởng của tỉ lệ giữa bột gấc và sunset yellow FCF đến màu sắc của sản phẩm nước ngọt có gas hương cam

Ảnh hưởng của hàm lượng bột gấc đến các giá trị L*, a*  và b* của các mẫu được thể hiện trong Hình 1. Kết quả đo được cho thấy, mẫu nước ngọt với 75ppm màu tổng hợp sunset yellow FCF cho giá trị độ sáng (L*) thấp nhất (p < 0,05). Trong khi đó, các mẫu nước ngọt có bổ sung bột gấc có giá trị độ sáng cao hơn đáng kể so với mẫu đối chứng và độ sáng giảm dần khi lượng bột gấc tăng lên từ 0,025% đến 0,07%. Đối với độ đỏ a*, mẫu nước ngọt có bổ sung màu tổng hợp ở hàm lượng cao 75ppm cho giá trị màu đỏ a* cao nhất (p < 0,05) và giảm khi nồng độ màu tổng hợp giảm. Nhưng việc giảm lượng màu tổng hợp từ 75ppm xuống 50ppm hoặc 25ppm bằng việc bổ sung lượng bột gấc lần lượt là 0,25% hoặc 0,5%, cho thấy độ đỏ a* của các mẫu không có sự khác biệt nhiều so với mẫu bổ sung màu tổng hợp hoàn toàn với 75ppm. Giá trị độ vàng b* của mẫu L25 và L50 cho giá trị b* cao vượt trội hơn so với mẫu đối chứng  (p < 0,05). Mặt khác,  khi thay thế hoàn toàn lượng bột gấc với 0,75% và không chứa màu tổng hợp, kết quả cho thấy độ đỏ a* và độ vàng b* của mẫu L75 là kém nhất. 

Hình 1: Ảnh hưởng của sunset yellow FCF và bột gấc lên các giá trị màu sắc của sản phẩm nước giải khát có gas hương cam

Các kết quả được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình và các thanh hiển thị độ lệch chuẩn của 3 lần lặp (n = 3). FCF: 75ppm sunset yellow; L50: 50ppm sunset yellow +0,25% bột gấc; L25: 25ppm sunset yellow +0,5% bột gấc; L75: 0,75% bột gấc.

• Ảnh hưởng của tỉ lệ giữa bột gấc và sunset yellow FCF đến đến cảm quan thị hiếu của sản phẩm nước giải khát có gas hương cam

Kết quả mức độ chấp nhận của các mẫu nước ngọt được khảo sát được thể hiện ở Hình 2. Kết quả ngoài mong đợi nhận được với mẫu nước ngọt bổ sung 0,5% bột gấc với nồng độ 25ppm cho việc giảm màu tổng hợp trong sản phẩm nước ngọt của mẫu L50 được các tham luận viên cho mức chấp nhận được cao tương đương với mẫu đối chứng với lượng sunset yellow FCF là 75ppm. Ngoài ra, mẫu L25 cũng cho mức độ chập nhận khả quan không có sự khác biệt nhiều so với mẫu L50 (p < 0,05). Các kết quả cho thấy, việc giảm lượng màu tổng hợp bằng các sản phẩm bột gấc vi bao cho kết quả khả quan, đồng thời vẫn được sự chấp nhận của người tiêu dùng. Do đó, bột gấc với lượng 0,5% được chọn bổ sung vào nước giải khát để giảm hàm lượng màu tổng hợp từ 75ppm xuống 25ppm.

3.2. Ảnh hưởng của chất chống oxi hóa có trong bột gấc vi bao khi cho vào sản phẩm nước giải khát có gas hương cam

Trong thí nghiệm này, nước giải khát có gas hương cam được bổ sung với lượng sunset yellow FCF 75ppm (0,0075%) làm mẫu đối chứng. Bột gấc đã được bổ sung chất chống oxi hóa tự nhiên (chiết xuất trà xanh, chiết xuất hương thảo) và chất chống oxi hóa tổng hợp (BHA, BHT) đã được chuẩn bị từ trước, được khảo sát với màu tổng hợp sunset yellow FCF với tỉ lệ được chọn ở thí nghiệm trước là 0,5% : 0,0025% vào công thức nước ngọt để so sánh. Ngoài ra, mẫu bột gấc không chứa chất chống oxi hóa cũng được thêm vào tương tự như trên cho việc khảo sát. 

Hình 2: Ảnh hưởng của sunset yellow và bột gấc lên mức độ chấp nhận của sản phẩm nước giải khát có gas hương cam

Các kết quả được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình và các thanh hiển thị độ lệch chuẩn của 3 lần lặp (n = 3). FCF: 75ppm sunset yellow; L50: 50ppm sunset yellow +0,25% bột gấc; L25: 25ppm sunset yellow +0,5% bột gấc; L75: 0,75% bột gấc

3.2.1. Ảnh hưởng của chất chống oxi hóa có trong bột gấc vi bao đến màu sắc của sản phẩm nước giải khát có gas hương cam

Ảnh hưởng của chất chống oxi hóa có trong bột gấc đến các giá trị L*, a*  và b* của các mẫu bảo quản trong 14 ngày được thể hiện trong Hình 3. Sau 14 ngày bảo quản, các mẫu nước ngọt được khảo sát đều trở nên tối màu hơn. Mẫu nước ngọt được bổ sung bột gấc có chiết xuất hương thảo có giá trị độ sáng L* giảm ở mức thấp 3,7% so với mẫu đối chứng chứa 75ppm màu tổng hợp với giá trị độ sáng giảm đến 4,9% sau 14 ngày bảo quản. Đồng thời, mẫu chứa chất chống oxi hóa chiết xuất trà xanh cũng cải thiện đáng kể sự thay đổi độ tối của mẫu là 4,2% so với mẫu chứa chất chống oxi hóa tổng hợp BHA (4,4%), BHT (4,3%) và mẫu không chứa chất chống oxi hóa (9,5%). Giá trị độ đỏ a* của các mẫu đều giảm sau quá trình bảo quản trong khoảng từ 1,7% đến 13,2%. Giá trị a* của mẫu chứa chiết xuất hương thảo với mức giảm thấp nhất trong tất cả các mẫu khảo sát. Tiếp đến, các giá trị a* của mẫu đối chứng giảm mức thấp nhì với 4,2%, BHA (4,8%), BHA (6,7%), và mẫu không chứa chất chống oxi hóa cho giá trị độ đỏ a* giảm mạnh nhất là 13,15%. Giá trị b* của các mẫu đều tăng theo thời gian, mẫu nước ngọt chứa bột gấc có chứa chiết xuất hương thảo làm tăng độ vàng của mẫu nước cam ở mức thấp nhất là 8,9% so với các mẫu còn lại. Tương tự, mẫu chứa chiết hương thảo với sự thay đổi thấp của giá trị b* là 10,7%. Độ vàng b* của mẫu đối chứng, mẫu có chứa BHT, BHA và mẫu không chứa chất chống oxi hóa mức độ tăng đáng kể sau quá trình bảo quản lần lượt là 35,8%; 36,4%; 37,2%; 15,2%. 

Hình 3: Ảnh hưởng của sunset yellow và bột gấc lên các giá trị màu sắc của nước giải khát có gas hương cam lần lượt ở 0 ngày, 7 ngày và 14 ngày

Các kết quả được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình (n = 3). FCF: 75ppm sunset yellow; R25: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc RE; G25: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc GT; BHA25: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc BHA; BHT25: 25ppm sunset yellow +0,5% bột gấc BHT; M025: 25ppm  sunset yellow+0,5% bột gấc

Hình 4: Ảnh hưởng của sunset yellow FCF giữa bột gấc có chứa chất chống oxi hóa (rosemary extract, green tea ) và bột gấc không chứa chất chống oxi hóa lên mức độ chấp nhận của sản phẩm nước giải khát có gas hương cam

Các kết quả được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình (n = 3). FCF: 75ppm sunset yellow; R25: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc RE; G25: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc GT; BHA25: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc BHA; BHT25: 25ppm sunset yellow +0,5% bột gấc BHT; M025: 25ppm sunset yellow+0,5% bột gấc

Kết quả mức độ chấp nhận của các mẫu nước ngọt được khảo sát được thể hiện ở Hình 4. Mẫu nước ngọt với bột gấc chứa chiết xuất hương thảo với điểm số cảm quan cao nhất là 5,36; không có sự khác biệt với với mẫu đối chứng sunset yellow FCF 75ppm (5,2) và mẫu chứa bột gấc với chất chống oxi hóa BHT (5,03) (p < 0,05). Ngoài ra, mẫu có chiết xuất trà xanh cũng thể hiện số điểm cảm quan không khác biệt đáng kể so với mẫu đối chứng. Theo đó, các điểm số chấp nhận của các mẫu chứa BHA và mẫu không có chất oxi hóa cho kết quả kém hơn lần lượt là 4,61 và 4,01. Vậy nên, việc bổ sung bột gấc có chất chống oxi hóa tự nhiên trong nước ngọt hương cam không những giúp giảm được lượng chất màu tổng hợp cải thiện sức khỏe cho người sử dụng, mà còn không ảnh hưởng đến mức độ chấp nhận của người tiêu dùng.

4. Kết luận

Nước cam sử dụng 0,5% bột gấc với nồng độ 25ppm sunset yellow cho việc giảm màu tổng hợp trong sản phẩm nước ngọt với điểm cảm quan cao và tương đương với mẫu đối chứng có chứa 75ppm sunset yellow. Thêm vào đó, việc bổ sung bột gấc có chất chống oxi hóa tự nhiên như chiết xuất hương thảo và chiết xuất trà xanh vào nước cam giúp cải thiện sự ổn định màu sắc của sản phẩm. Vậy nên, việc bổ sung bột gấc có thể được coi là một giải pháp khác để thay thế sunset yellow trong nước cam.

LỜI CẢM ƠN:

Đề tài được thực hiện bằng nguồn kinh phí hỗ trợ từ Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh, được quản lý bởi Khoa Công nghệ thực phẩm, theo hợp đồng số 39/HĐ-DCT ngày 03/9/2019.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Hiromitsu AOKI et al. (2014). Carotenoid Pigments in GAC Fruit (Momordica cochinchinensis SPRENG). Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 66, 2002 - Issue 11, 2479-2482. https://doi.org/10.1271/bbb.66.2479
2. C. Mai, V. Truong, and F. Debaste. (2016). Carotenoids purification from gac (Momordica cochinchinensis Spreng.) fruit oil. Journal of Food Engineering, 72, 2–8.
3. T. Vuong, S. R. Dueker, and S. P. Murphy. (2002). Plasma β-carotene and retinol concentrations of children increase after a 30-d supplementation with the fruit Momordica cochinchinensis (gac), The American Journal of Clinical Nutrition., 75(5), 872-879.
4. C. Kha, M. H. Nguyen, P. D. Roach, and C. E. Stathopoulos. (2014). Microencapsulation of gac oil by spray drying: Optimization of wall material concentration and oil load using response surface methodology, Drying Technology, 32(4), 385-397.
5. Thi Nhu Quynh. (2016). Effect of Wall Material on the Property of Gac Oil Spray-dried Power. Journal of Nutrition & Food Sciences, 6(5), 10-13.
6. Rovina, P. P. Prabakaran, S. Siddiquee, and S. M. Shaarani. (2016). Methods for the analysis of Sunset Yellow FCF (E110) in food and beverage products- a review. TRAC-Trends in Analytical Chemistry Journal, 85, 47-56.
7. H. Choi and K. B. Chin. (2003). Evaluation of sodium lactate as a replacement for conventional chemical preservatives in comminuted sausages inoculated with Listeria monocytogenes. International Journal of Meat Science, 65, 531-537.
8. C. Kha, M. H. Nguyen, P. D. Roach, and C. E. Stathopoulos. (2014). Microencapsulation of Gac oil: Optimisation of spray drying conditions using response surface methodology. Powder Technology., 264, 298-309.
9. Prescott, S. M. Lee, and K. O. Kim. (2011). Analytic approaches to evaluation modify hedonic responses. Food Quality and Preference, 22(4), 391-393.

ThS. NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƯ - ThS. NGUYỄN THỊ THU HUYỀN (Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh)