English
中文 (中国)
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Chuẩn bị các chất chiết xuất từ cặn tinh dầu
CM-E ghi nhận hàm lượng ẩm cao nhất (33,27 ± 0,13%), tiếp theo lần lượt là CN-E (29,56 ± 0,09%), FPF-E (27,53 ± 0,10%), CL-E (27,10 ± 0,29%) và PF-E (24,65 ± 0,22%), với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Sự sai khác về hàm lượng ẩm giữa các dịch chiết được cho là bắt nguồn từ nồng độ khác nhau của các thành phần axit béo có độ nhớt cao trong các chiết xuất ethanol, qua đó làm tăng khả năng giữ ẩm của sản phẩm (Dai, van Spronsen, Witkamp, Verpoorte & Choi, 2013). Về hiệu suất chiết xuất, CL-E đạt giá trị cao nhất (13,56 ± 0,04%), theo sau là PF-E (10,36 ± 0,02%), FPF-E (9,66 ± 0,04%), CN-E (7,51 ± 0,02%) và CM-E (6,82 ± 0,03%), với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Những khác biệt này có thể liên quan đến thành phần hóa học của dịch chiết cũng như sự thất thoát các hợp chất hữu cơ trong bã thực vật trong quá trình chưng cất bằng hơi nước.
3.2. Thành phần hóa học
3.2.1. Phân tích FT-IR
Như trình bày trong Hình 1a, tất cả các phổ FT-IR đều xuất hiện các đỉnh hấp thụ trong khoảng 619–657, 1242–1267 và 1384–1385/ cm, lần lượt đặc trưng cho liên kết C–H của flavonoid, liên kết C–N của alkaloid, và nhóm –COO trong polysaccharid, pectin và axit amin (Nowak et al., 2014). Bên cạnh đó, các đỉnh hấp thụ tại khoảng 730, 1070, 1514–1515 và 1640/ cm tương ứng với nhóm alkyl –(CH₂)n, liên kết C–H thơm trong các hợp chất coumarin, liên kết C=C trong các dẫn xuất coumarin và saponin, và liên kết C=O trong flavonoid (Nowak et al., 2014). Ngoài ra, các đỉnh xuất hiện trong vùng 1714–1734, 2850, 2928–2930, 3000 và 3400/ cm lần lượt phản ánh sự hiện diện của các liên kết C=O, C–H, O–H và N–H trong các hợp chất như alkaloid, polysaccharid, saponin, coumarin, axit phenolic và axit amin. Tổng hợp các kết quả phân tích FT-IR cho thấy các mẫu chiết xuất được điều chế chứa những nhóm chức chức năng tương đồng, đặc trưng cho axit amin, axit phenolic, flavonoid, alkaloid và polysaccharid.
3.2.2. Tổng hàm lượng phenolic (TPC) và tổng hàm lượng flavonoid (TFC)
Như trình bày trong Hình 1b và 1c, chiết xuất PF-E ghi nhận giá trị TPC và TFC cao nhất trong số các mẫu được khảo sát. Cụ thể, TPC của PF-E đạt 44,46 ± 0,17 mg GAE/g DW, cao hơn đáng kể so với chiết xuất CL-E (24,25 ± 1,73), CM-E (19,99 ± 1,08) và thấp nhất ở CN-E (15,03 ± 0,95 mg GAE/g DW), với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Tương tự, hàm lượng TFC cũng cao nhất ở chiết xuất PF-E, đạt 77,67 ± 0,59 mg CE/g DW, tiếp theo là CL-E (26,09 ± 2,20), CM-E (20,22 ± 0,78), trong khi CN-E thể hiện giá trị thấp nhất (12,21 ± 0,39 mg CE/g DW); các khác biệt này đều có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Đáng chú ý, cả giá trị TPC và TFC của các chiết xuất sau chưng cất đều thấp hơn so với chiết xuất FPF-E, nhiều khả năng do sự thất thoát hoặc phân hủy các hợp chất polyphenol và flavonoid trong quá trình chưng cất bằng hơi nước.
3.3. Hoạt tính chống oxy hóa và chống PPO
3.3.1. Thử nghiệm DPPH
Như trình bày trong Bảng 1, chiết xuất PF-E ghi nhận giá trị IC₅₀ cao nhất (9,60 ± 0,26 µg/mL), tiếp theo là chiết xuất CL-E (21,11 ± 1,72 µg/mL) và CM-E (32,99 ± 0,16 µg/mL), với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Ngược lại, chiết xuất CN-E thể hiện khả năng loại bỏ gốc tự do thấp. Bên cạnh đó, phân tích tương quan Pearson cho thấy mối tương quan nghịch mạnh giữa các giá trị TPC, TFC và IC₅₀ (thử nghiệm DPPH), với hệ số tương quan lần lượt là r = –0,725 và r = –0,718 (p < 0,05). Kết quả này cho thấy các hợp chất phenolic và flavonoid trong các chiết xuất đóng vai trò quan trọng đối với hoạt tính chống oxy hóa cũng như hiệu quả loại bỏ gốc tự do (Bảng S1).
Bảng 1. Khả năng loại bỏ gốc tự do DPPH, giảm FRAP và ức chế PPO của các chiết xuất đã điều chế.
| Vật mẫu | Thử nghiệm DPPH IC50 (µg/mL) |
Vật mẫu | Xét nghiệm FRAP EC50 (µg/mL) | Vật mẫu | Khả năng ức chế PPO (P100, %) ở nồng độ 100 μg/mL |
| CL-E | 21,11 ± 1,72 ngày | CL-E | 30,21 ± 0,60d | CL-E | 23,98 ± 1,54c |
| CN-E | >100 | CN-E | 68,14 ± 1,34f | CN-E | 10,85 ± 0,67a |
| CM-E | 32,99 ± 0,16e | CM-E | 58,62 ± 1,37e | CM-E | 18,41 ± 0,78b |
| PF-E | 9,60 ± 0,26c | PF-E | 19,51 ± 0,24c | PF-E | 30,12 ± 1,22 d |
| FPF-E | 5,35 ± 0,13b | FPF-E | 17,80 ± 0,08b | FPF-E | 41,23 ± 2,13e |
| Axit gallic | 3,22 ± 0,00a | Vitamin C | 12,60 ± 0,13a | Axit Kojic | 68,39 ± 4,06f |
Kết quả được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (SD) ( n = 3). Các giá trị trung bình được ký hiệu bằng chữ cái viết hoa (af) khác biệt đáng kể ở mức p < 0,05, phù hợp với phép thử khoảng đa bội Duncan.
3.3.2. Thử nghiệm FRAP
Chiết xuất PF-E cho thấy hoạt tính khử mạnh nhất, với giá trị EC₅₀ đạt 19,51 ± 0,24 µg/mL, tiếp theo lần lượt là các chiết xuất CL-E (30,21 ± 0,60 µg/mL), CM-E (58,62 ± 1,37 µg/mL) và CN-E (68,14 ± 1,34 µg/mL), với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) (Bảng 1). Phân tích tương quan Pearson cho thấy tồn tại mối quan hệ tỷ lệ nghịch rõ rệt giữa hàm lượng polyphenol tổng (TPC), hàm lượng flavonoid tổng (TFC) và giá trị EC₅₀ trong phép thử FRAP, với các hệ số tương quan lần lượt là r = −0,853 và r = −0,859 (p < 0,05) (Bảng S1). Những kết quả này cho thấy các chiết xuất có tiềm năng ức chế sự phát triển của hiện tượng tăng sắc tố thông qua cơ chế khử DOPA-quinone thành DOPA, từ đó ngăn cản quá trình hình thành các hợp chất màu nâu (Nirmal & Benjakul, 2011; Ahmad et al., 2023).
3.3.3. Hoạt tính ức chế PPO của các chiết xuất đã chuẩn bị
Trong các mẫu chiết xuất được khảo sát, PF-E cho thấy khả năng ức chế PPO cao nhất, đạt 30,12 ± 1,22%, tiếp theo lần lượt là CL-E (23,98 ± 1,54%), CM-E (18,41 ± 0,78%) và CN-E (10,20 ± 3,43%); các khác biệt này đều có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) (Bảng 1). Kết quả cũng chỉ ra rằng hoạt tính ức chế PPO của PF-E thấp hơn so với FPF-E, nhiều khả năng do hiện tượng thất thoát các hợp chất polyphenol trong lá, bao gồm anthocyanin, carotenoid, tocopherol và phytosterol trong quá trình chưng cất hơi nước (Chen et al., 2020).
3.3.4. Phân tích HPLC-MS của dịch chiết P. frutescens đã chuẩn bị
Dựa trên các kết quả đánh giá khả năng loại bỏ gốc tự do DPPH, khả năng khử FRAP và hoạt tính ức chế PPO, có thể khẳng định rằng chiết xuất PF-E sở hữu hoạt tính chống oxy hóa và ức chế PPO cao, chỉ xếp sau chiết xuất FPF-E. Tuy nhiên, PE-E được lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu về các hợp chất hoạt tính sinh học bằng phương pháp HPLC–MS, cũng như ứng dụng trong bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng, nhờ tính hiệu quả về chi phí. Việc lựa chọn này cho phép tối ưu hóa quá trình sản xuất tinh dầu, tận dụng các phụ phẩm sau chưng cất để sản xuất phụ gia thực phẩm và đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Như trình bày trong Bảng 2, phân tích LC–MS đã xác định được 14 hợp chất, chiếm tổng cộng 53,52% diện tích đỉnh, bao gồm: 2-cyclohexyl-8-mercaptoquinolin-4-olate (8,16%), axit hydroxycinnamic (8,04%), 2-cyclopentyl-8-mercaptoquinolin-4-olate (7,20%), farrerol (S) (6,78%), axit 2-(chloromethyl) gallic (3,81%), 2,3-dihydroquinazolin-4(1H)-ones (2,80%), pyrocatechol (1,94%), cùng các hợp chất khác chiếm tỷ lệ từ 0,46 đến 4,07%. Nhiều hợp chất trong số này đã được chứng minh có khả năng loại bỏ gốc tự do và ức chế hiệu quả các quá trình oxy hóa, peroxy hóa lipid, hình thành sắc tố melanin, cũng như hoạt tính của vi sinh vật và enzyme PPO (Zheng et al., 2017). Đáng chú ý, các dẫn xuất của axit gallic và pyrocatechol (một dạng catechin) thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh, khả năng ức chế peroxy hóa lipid và ức chế enzyme tyrosinase trong mô thịt cá (Nirmal & Benjakul, 2011). Bên cạnh đó, farrerol cũng cho thấy đặc tính chống oxy hóa nổi bật, trong khi axit hydroxycinnamic và 2,3-dihydroquinazolin-4(1H)-ones thể hiện khả năng loại bỏ gốc tự do vượt trội (Zheng et al., 2017; Nirmal & Benjakul, 2011). Nhìn chung, các hợp chất hoạt tính sinh học có trong chiết xuất PF-E thể hiện tiềm năng chống oxy hóa và ức chế tyrosinase rõ rệt, qua đó mở ra khả năng ứng dụng hiệu quả trong bảo quản tôm thẻ chân trắng, thay thế cho các chất bảo quản tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sinh vật.
Bảng 2. Xác định các hợp chất hóa học trong dịch chiết PF-E bằng phương pháp phân tích HPLC-MS.
| No. | Các hợp chất | Công thức phân tử | Thời gian lưu giữ (giây) | m/z | Sai số khối lượng (ppm) |
Diện tích đỉnh (%) |
| 1 | Farrerol,(S) | C 17 H 16 O 5 | 7.747 | 300.0997 | -0,42 | 6,78 |
| 2 | O-(5,6,7-triamino-8- mercaptoquinolin-4- y1)hydroxylammonium | C 9 H 12 N 5 OS | 1,093 | 238.0753 | 1,29 | 1,76 |
| 3 | 2-cyclohexyl-8- mercaptoquinolin-4-olate |
C 15 H 16 NOS | 1,085 | 258,0955 | -1,69 | 8.16 |
| 4 | 2-cyclopentyl-8- mercaptoquinolin-4-olate |
C 14 H 14 NOS | 1.090 | 244.0798 | -2,3 | 7.20 |
| 5 | Pyrocatechol | C 6 H 6 O 2 | 1,224 | 110.0340 | 20.13 | 1,94 |
| 6 | Theobromine | C 7 H 8 N 4 O 2 | 1,378 | 180.0573 | 6,61 | 2.12 |
| 7 | Axit hydroxycinnamic | C 16 H 22 O 4 | 12.707 | 278.1578 | -1,84 | 8.04 |
| 8 | axit 2-(chloromethyl) gallic | C 8 H 7 ClO 5 | 1,479 | 217,8615 | 0,43 | 3,81 |
| 9 | Vinyl- l -proline | C 7 H 15 NO 2 | 1,391 | 145.1099 | -1,34 | 4.07 |
| 10 | Dimethylaminoisopropanol | C 5 H 15 NO 2 | 1,276 | 103.0996 | -3,6 | 1,69 |
| 11 | 2, 3-Dihydroquinazolin-4(1H)- ones |
C 12 H 16 N 2 O 3 | 1,098 | 235,9825 | -6,48 | 2,80 |
| 12 | Đường sucrose | C 12 H 22 O 11 | 1,405 | 342.1099 | 0,2 | 0,46 |
| 13 | Axit butanoic | C 4 H 8 O 2 | 22.171 | 87,9172 | 1,26 | 2,80 |
| 14 | L-2-henicosyl-3,4-dihydroxyphenylalanine | C 30 H 53 NO 4 | 15.951 | 491,3973 | 0,67 | 1,89 |
| Tổng cộng | 53,52 | |||||
3.4. Thử nghiệm độc tính (trong ống nghiệm)
Ảnh hưởng của chiết xuất ở các nồng độ khác nhau lên dòng tế bào HEK293 và HepG2 được đánh giá sau 24 giờ xử lý thông qua phép thử MTT nhằm xác định khả năng sống sót của tế bào (Hình S1). Kết quả cho thấy tỷ lệ sống của các tế bào tiếp xúc với chiết xuất ở nồng độ từ 12,5–100 µg/mL không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nhóm đối chứng (p > 0,05). Ở cả nhóm bổ sung và không bổ sung, tỷ lệ sống của tế bào đều đạt 100%, cho thấy không ghi nhận hiện tượng chết tế bào. Bên cạnh đó, quan sát hình thái cho thấy các tế bào HEK293 và HepG2 có bổ sung chiết xuất ở các nồng độ khác nhau không xuất hiện sự thay đổi đáng kể so với đối chứng (Hình S2). Những kết quả này chứng minh rằng chiết xuất, trong khoảng nồng độ khảo sát, không gây ảnh hưởng đến khả năng sống của tế bào HEK293 và HepG2. Do đó, việc áp dụng chiết xuất trong các thử nghiệm trên tôm được xem là có tiềm năng an toàn đối với người tiêu dùng trong tương lai.
3.5. Tác dụng của chiết xuất bã frutescens trong việc giảm thiểu hiện tượng nhiễm sắc tố đen và bảo quản chất lượng tôm
3.5.1. Làm chậm quá trình tiến triển của bệnh tăng sắc tố
Hình ảnh tại thời điểm 0 giờ và 12 giờ, cùng với sự biến đổi màu sắc trong suốt 12 giờ và 8 ngày bảo quản của các mẫu tôm được bổ sung chiết xuất PF-E khác nhau, SMS và mẫu đối chứng, lần lượt được trình bày trong Hình S3, Bảng S2, Hình 2 và Bảng 3. Tại thời điểm 0 giờ, không ghi nhận sự khác biệt đáng kể; tuy nhiên, sau 12 giờ bảo quản, các giá trị a* và ∆E cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (Bảng S2). Đáng chú ý, các mẫu có bổ sung PF-E-2, PF-E-3 và SMS không khác biệt đáng kể về mặt thống kê, trong khi các mẫu bổ sung PF-E-1 và mẫu đối chứng thể hiện sự khác biệt rõ rệt. Kết quả này cho thấy các nồng độ PF-E 0,25% (w/v) và 0,5% (w/v) có hiệu quả tương đương trong việc ức chế hoạt tính PPO, đồng thời cho thấy nồng độ 0,25% đã đạt ngưỡng hiệu quả gần tối đa và trạng thái bão hòa. Dựa trên những kết quả này, PF-E-2 đã được lựa chọn để sử dụng trong các thí nghiệm bảo quản lạnh tiếp theo.
Bảng 3. Giá trị L*, a*, b* và ∆E của tôm được xử lý bằng các chiết xuất khác nhau trong quá trình bảo quản 8 ngày.
| Mẫu | Ngày bảo quản | ||||||
| Ngày 0 | Ngày 2 | Ngày 4 | Ngày 6 | Ngày 8 | |||
| Thông số | L* | PF-E-2 | 53,21 ±0,34 a | 50,07 ±0,52 độ C | 48,7 ±0,06 c | 46,12 ±0,83 c | 45,87 ± 0,41 c |
| SMS | 53,71 ±0,23 a | 47,85 ±0,44 b | 46,53±0,13 b | 43,43 ±0,43 b | 43±0,64 b | ||
| Đối chứng | 53,22 ±0,07 a | 45,73 ±0,27 a | 43,12±0,88 a | 41,47 ±0,11 a | 39,41±0,45 a | ||
| a* | PF-E-2 | −1,32±0,60 a | −0,07±0,77 a | 0,3 ±0,08 a | 1,02±0,24 ab | 1,52 ±0,08 ab | |
| SMS | −0,96±0,01 a | 0,23 ±0,43 a | 0,47 ±0,12 a | 0,72 ±0,12 a | 2,3 ±0,64 a | ||
| Đối chứng | −1,36±0,12 a | 0,98 ±0,64 a | 0,92 ±0,42 a | 0,45 ±0,42 a | 0,36 ±0,68 a | ||
| b* | PF-E-2 | 2,68 ±0,15 a | 4,54 ±0,54 a | 5,1 ±0,04 a | 5,94 ±0,56 a | 6,21 ±0,29 a | |
| SMS | 2,53 ±0,02 a | 4,58 ±0,58 a | 5,16 ±0,78 a | 6,78 ±0,56 b | 6,94 ±0,56 a | ||
| Đối chứng | 2,67 ±0,02 a | 5,18 ±0,14 a | 6,88 ±0,85 a | 8,25 ±0,18 c | 10,64±2,84 b | ||
| ∆E (giữa ngày 0 và ngày nghiên cứu) | PF-E-2 | − | 3,86 ±0,37 a | 5,37 ±0,26 a | 8,15 ±0,52 a | 8,63 ±0,21 a | |
| SMS | − | 6,39 ±0,30 b | 7,84 ±0,20 b | 11,52 ±0,18 b | 12,11±0,08 b | ||
| Đối chứng | − | 8,24 ±0,39 c | 11,17±0,68 c | 13,13 ±0,08 c | 16,04±0,11 c | ||
SMS (1,25%, w/v); PE-E-2 (0,25%, w/v) và mẫu đối chứng (không bổ sung).
Kết quả được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (SD) ( n = 3). Các giá trị trung bình được ký hiệu bằng chữ cái viết hoa (ac) khác biệt đáng kể ở mức p < 0,05, phù hợp với phép thử khoảng đa bội Duncan.
Hình ảnh tôm tại các thời điểm 0, 2, 4, 6 và 8 ngày được trình bày trong Hình 2. Trong suốt thời gian nghiên cứu, nhóm đối chứng ghi nhận sự thay đổi màu sắc rõ rệt nhất, tiếp theo là các mẫu được xử lý bằng SMS và PF-E-2 (Bảng 3). Đáng chú ý, các thông số màu a* và b* của mẫu xử lý bằng SMS (a*: −0,96 đến −0,47; b*: 2,53 đến 5,16) và PF-E-2 (a*: −1,32 đến −0,30; b*: 2,68 đến 5,10) không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê trong giai đoạn từ ngày 0 đến ngày 4. Tuy nhiên, vào ngày thứ 6, giá trị b* của tôm xử lý bằng PF-E-2 (5,94 ± 0,56) thấp hơn so với mẫu xử lý bằng SMS (6,78 ± 0,56). Sau 8 ngày bảo quản, giá trị L* của các mẫu xử lý có xu hướng giảm, trong khi b* tăng lên. Trong đó, các thông số L* và b* của mẫu PF-E-2 (L*: 53,21–45,87; b*: 2,68–6,21) được duy trì tốt hơn so với nhóm đối chứng (L*: 53,22–39,41; b*: 2,67–10,64). Đồng thời, giá trị a* của các mẫu xử lý bằng PF-E-2 (−1,32 đến 1,52) và SMS (−0,96 đến 2,30) tăng dần theo thời gian bảo quản, trong khi ở mẫu đối chứng, giá trị này giảm sau 2 ngày. Mặc dù vậy, giá trị a* của mẫu PF-E-2 (1,52 ± 0,08) thấp hơn không đáng kể so với mẫu SMS (2,30 ± 0,64). Đặc biệt, mức độ thay đổi màu tổng thể (∆E) của mẫu PF-E-2 là thấp nhất trong ba nhóm. Hiệu quả ức chế sự hình thành các đốm đen có thể liên quan đến sự hiện diện của một số hợp chất chính, bao gồm 2-cyclohexyl-8-mercaptoquinolin-4-olate (8,16%), axit hydroxycinnamic (8,04%), 2-cyclopentyl-8-mercaptoquinolin-4-olate (7,20%), farrerol (S) (6,78%), axit 2-(chloromethyl) gallic (3,81%), 2,3-dihydroquinazolin-4(1H)-ones (2,80%) và pyrocatechol (1,94%), được xác định bằng kỹ thuật LC-MS. Những kết quả này khẳng định vai trò quan trọng của các polyphenol trong chiết xuất PF-E đối với khả năng ức chế hiện tượng nhiễm sắc tố đen ở tôm thẻ chân trắng. Kết luận này phù hợp với các nghiên cứu trước đây, trong đó hiện tượng nhiễm sắc tố đen của tôm được kiểm soát hiệu quả trong quá trình bảo quản lạnh 8 ngày ở 4 °C nhờ các hợp chất phenolic có trong chiết xuất hạt bơ (Persea americana Mill., 0,025% w/v) và chiết xuất rong biển Sargassum horneri (0,2% w/v). Các polyphenol như axit trans-5-O-caffeoyl-D-quinic, procyanidin B1, catechin và epicatechin đã được xác định trong hạt bơ, trong khi chiết xuất S. horneri chứa axit sargaquinoic, epigallocatechin, epicatechin, dalbergin, catechin, dihydrobiochanin A và glycitein-7-O-glucuronide. Nhìn chung, các kết quả cho thấy dung dịch PF-E-2 (0,25% w/v) có tiềm năng trở thành một chất thay thế tự nhiên cho SMS trong việc hạn chế sự phát triển của hiện tượng nhiễm sắc tố đen trong quá trình bảo quản lạnh tôm.
3.5.2. Quá trình peroxy hóa lipid và hàm lượng nitơ trong tôm
Trong suốt quá trình bảo quản, mẫu đối chứng ghi nhận giá trị các chất phản ứng với axit thiobarbituric (TBARS) cao hơn đáng kể so với các mẫu được xử lý bằng PF-E-2 và SMS. Cụ thể, giá trị TBARS của mẫu đối chứng đạt 0,61 ± 0,06 mg MDA/kg tôm, trong khi ở các mẫu xử lý bằng PF-E-2 và SMS lần lượt là 0,30 ± 0,01 mg MDA/kg và 0,26 ± 0,01 mg MDA/kg (Hình 3a). Ở nhóm đối chứng, nồng độ TBARS tăng dần và đạt cực đại vào ngày thứ 4 (1,10 ± 0,04 mg MDA/kg), sau đó giảm mạnh xuống 0,75 ± 0,04 mg MDA/kg vào ngày thứ 6, trước khi tăng trở lại 0,89 ± 0,02 mg MDA/kg vào ngày thứ 8. Ngược lại, các mẫu được xử lý bằng SMS và PF-E-2 chỉ ghi nhận sự gia tăng TBARS đến ngày thứ 6, với giá trị lần lượt là 0,62 ± 0,03 và 0,61 ± 0,03 mg MDA/kg, rồi giảm xuống 0,46 ± 0,01 và 0,43 ± 0,04 mg MDA/kg vào ngày thứ 8. Đáng chú ý, mẫu xử lý bằng PF-E-2 cho giá trị TBARS tương đương với mẫu xử lý bằng SMS và thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng tại thời điểm ngày thứ 8.
Trong quá trình bảo quản, mẫu tôm được xử lý bằng chiết xuất PF-E-2 ghi nhận giá trị TVB-N thấp nhất (18,07 ± 0,05 mg N/100 g tôm), tiếp đến là mẫu xử lý bằng SMS (18,56 ± 0,00 mg N/100 g), trong khi nhóm đối chứng có giá trị cao nhất (20,33 ± 0,14 mg N/100 g) (Hình 3b). Trong suốt 8 ngày bảo quản, giá trị TVB-N của cả ba nhóm đều tăng theo xu hướng tương tự, bắt đầu từ thứ tự đã ghi nhận ở ngày 0. Đáng chú ý, tốc độ gia tăng TVB-N của mẫu xử lý bằng PF-E-2 là chậm nhất, đạt 23,21 ± 0,00 mg N/100 g tôm, thấp hơn so với mẫu xử lý SMS (25,00 ± 0,14 mg N/100 g) và nhóm đối chứng (35,05 ± 0,08 mg N/100 g). Kết quả này nhiều khả năng xuất phát từ hoạt tính ức chế vi sinh vật và protease của các hợp chất polyphenol trong PF, qua đó hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và sự hình thành các hợp chất kiềm trong suốt thời gian bảo quản. Nhìn chung, các kết quả cho thấy chiết xuất PF-E có khả năng duy trì sự ổn định của các hợp chất chứa nitơ trong tôm thông qua việc ức chế hoạt động của các enzyme phân hủy nội sinh và vi sinh vật, với hiệu quả tương đương SMS.
3.5.3. Phân tích vi sinh vật và độ pH của tôm
Như minh họa ở Hình 3c, các mẫu xử lý bằng PF-E-2 và SMS thể hiện khả năng ức chế tổng số vi khuẩn sống (TVC) cao hơn so với nhóm đối chứng tại cả ngày thứ nhất và ngày thứ tám. Ở ngày thứ nhất, giá trị TVC của các mẫu xử lý bằng PF-E-2, SMS và nhóm đối chứng lần lượt là 3,519; 3,568 và 3,756 log cfu/g, không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê. Đến ngày thứ tám, mẫu xử lý bằng PF-E-2 có giá trị TVC 5,24 log cfu/g, thấp hơn khoảng 8,40% so với mẫu xử lý bằng SMS (5,68 log cfu/g) và thấp hơn 16,83% so với nhóm đối chứng (6,12 log cfu/g). Những kết quả này nhiều khả năng liên quan đến hàm lượng polyphenol chống oxy hóa cao trong PF, có vai trò ức chế và trung hòa các tác nhân oxy hóa có nguồn gốc từ vi sinh vật (Do, Bui & Phan, 2022). Bên cạnh đó, các hợp chất flavonoid trong PF còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp – những yếu tố thiết yếu cho sự sinh trưởng của vi sinh vật (Kejík et al., 2021).
Ngược lại, giá trị pH của tất cả các mẫu tôm đều tăng dần trong suốt 8 ngày bảo quản (Hình 3d). Tại thời điểm ban đầu (ngày 0), pH ở mức tương đối thấp và không có sự khác biệt đáng kể giữa ba mẫu, dao động trong khoảng 6,84 ± 0,08 đến 6,88 ± 0,07. Sau thời điểm này, pH của các mẫu tăng đều theo thời gian, nhiều khả năng do sự tích tụ các hợp chất có tính kiềm như amoniac và trimethylamine, hình thành từ quá trình tự phân giải protein dưới tác động của enzyme nội sinh và vi sinh vật, dẫn đến sự gia tăng pH (Do, Bui & Phan, 2022). Đến ngày bảo quản thứ 8, các mẫu được xử lý bằng PF-E-2 và SMS ghi nhận giá trị pH tương đương nhau (7,32 ± 0,03 và 7,39 ± 0,05) và thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng (7,58 ± 0,05). Kết quả này cho thấy các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn trong chiết xuất PF-E có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật cũng như hoạt động của enzyme nội sinh và vi sinh vật, từ đó hạn chế sự hình thành các hợp chất kiềm, làm chậm quá trình tăng pH và kéo dài thời gian bảo quản tôm.
3.5.4. Phân tích đặc điểm cấu trúc của tôm
Như minh họa trong Hình 3e, tại thời điểm ngày 0, độ cứng của tôm giữa các nghiệm thức không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê. Tuy nhiên, sau 8 ngày bảo quản, độ cứng của tôm có xu hướng suy giảm rõ rệt và sự khác biệt giữa các nhóm trở nên có ý nghĩa thống kê. Mức suy giảm độ cứng thấp nhất được ghi nhận ở các mẫu xử lý bằng PF-E-2 (13–28%) và SMS (19–28%), tiếp theo là nhóm đối chứng với mức giảm cao hơn (35–45%). Điều này cho thấy việc xử lý bằng chiết xuất PF-E giúp duy trì độ ổn định cấu trúc của tôm tốt hơn so với mẫu không xử lý. Hiệu quả này có thể được giải thích bởi khả năng của các hợp chất polyphenol trong PF tạo thành mạng gel bền vững với protein sợi cơ, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật cũng như hoạt động của các enzyme phân hủy nội sinh, bao gồm collagenase, protease phụ thuộc canxi và các enzyme cathepsin B, D và L trong suốt quá trình bảo quản (Do, Bui & Phan, 2022). Đáng chú ý, chiết xuất PF-E thể hiện khả năng duy trì độ ổn định cấu trúc tương đương với SMS thương mại, cho thấy tiềm năng ứng dụng của PF-E như một chất bảo quản thay thế trong bảo quản lạnh tôm.
3.6. Vai trò của chiết xuất P. frutescens trong bảo quản tôm
Tía tô (Perilla frutescens) là một loại gia vị phổ biến, giàu tinh dầu và các hợp chất chống oxy hóa có giá trị, được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực Việt Nam và nhiều quốc gia châu Á. Quá trình chưng cất hơi nước được áp dụng để chiết xuất tinh dầu từ lá tía tô, đồng thời tạo ra lượng lớn bã thải sau chưng cất. Phần phụ phẩm này chủ yếu chứa cellulose, lignin và các hợp chất hoạt tính sinh học còn sót lại như polyphenol và flavonoid, do đó được xem là an toàn và thân thiện với môi trường.
Trong nghiên cứu này, bã sau chưng cất được tiếp tục chiết xuất bằng dung môi ethanol cấp thực phẩm, sau đó cô đặc để loại bỏ dung môi và thu được dịch chiết PF-E. Trong số các nồng độ khảo sát, PF-E-2 (0,25% w/v) được sử dụng để bảo quản tôm thẻ chân trắng trong điều kiện lạnh và được so sánh với sodium metabisulfite (SMS, 1,25% w/v) – chất bảo quản đang được sử dụng phổ biến trong thương mại. Toàn bộ quy trình chiết xuất được thiết kế theo hướng “xanh”, cho thấy PF-E là an toàn, không độc và không gây dị ứng đối với người tiêu dùng.
Hằng năm, hoạt động chưng cất tinh dầu từ lá P. frutescens thải ra một lượng lớn phụ phẩm vẫn còn chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học bền nhiệt, mở ra tiềm năng nâng cao giá trị sử dụng của nguyên liệu này. Trong bối cảnh đó, việc tận dụng phụ phẩm tía tô để bảo quản hải sản được xem là một giải pháp kinh tế và thân thiện với môi trường. Nguồn nguyên liệu dồi dào, chi phí thấp, quy trình chiết xuất đơn giản cùng hàm lượng polyphenol tự nhiên cao là những lợi thế nổi bật thúc đẩy việc ứng dụng dịch chiết P. frutescens trong bảo quản chất lượng tôm trong điều kiện ướp đá hoặc bảo quản lạnh.
Đáng chú ý, dịch chiết PF-E thu được có hàm lượng polyphenol tổng (TPC) và flavonoid tổng (TFC) cao, thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh và khả năng ức chế tyrosinase hiệu quả (Hình 1 và Bảng 1). Như thể hiện ở Bảng 3 và Hình 2, PF-E-2 và PF-E-3 cho thấy khả năng ức chế hình thành sắc tố melanin tương đương nhau, cho thấy nồng độ PF-E-2 đã đạt hiệu quả gần mức tối đa và bão hòa. Việc sử dụng PF-E-2 do đó không chỉ đảm bảo hiệu quả bảo quản mà còn giúp giảm chi phí sản xuất dịch chiết cũng như chi phí chế biến tôm.
Bên cạnh đó, PF-E-2 thể hiện khả năng ức chế quá trình peroxy hóa lipid, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí, đồng thời góp phần ổn định pH, hàm lượng nitơ và cấu trúc cơ thịt của tôm. Những kết quả này cho thấy PF-E-2 có tiềm năng trở thành chất bảo quản tự nhiên thay thế cho phụ gia SMS trong bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng. Tuy nhiên, để hoàn thiện khả năng ứng dụng thực tế, cần tiếp tục đánh giá các điều kiện chiết xuất tối ưu (dung môi, nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ nguyên liệu:dung môi), các chỉ tiêu vật lý bổ sung (như độ đàn hồi và độ dai), các phân tích vi sinh mở rộng (bao gồm Pseudomonas aeruginosa và vi sinh vật khử sulfite), cũng như các yếu tố kỹ thuật liên quan đến mở rộng quy mô và những biến đổi tiềm ẩn trong thành phần carbonyl protein của tôm trong quá trình bảo quản.
4. Kết luận
Nghiên cứu này có ý nghĩa tiên phong khi đánh giá một cách hệ thống hiệu quả bảo quản của các chiết xuất từ C. zeylanicum, P. frutescens, C. longa và C. nardus thông qua các phép thử hoạt tính chống oxy hóa (DPPH, FRAP và ức chế PPO). Trong số các chiết xuất được khảo sát, Perilla frutescens (PF) thể hiện hoạt tính chống oxy hóa và khả năng ức chế tyrosinase vượt trội nhất. Hiệu quả này có thể liên quan đến sự hiện diện của các hợp chất sinh học như polyphenol, flavonoid, alkaloid, axit amin, axit cacboxylic và benzoquinone, được xác định bằng các phương pháp FT-IR và HPLC-MS. Đáng chú ý, trong suốt 8 ngày bảo quản ở nhiệt độ 1–3°C, các chỉ tiêu liên quan đến sự tiến triển của hiện tượng nhiễm sắc tố đen, giá trị pH, mức độ peroxy hóa lipid, mật độ vi sinh vật, hàm lượng nitơ và độ cứng của tôm xử lý bằng PF-E-2 (0,25%, w/v) đều thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (p < 0,05), đồng thời không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nhóm xử lý bằng 1,25% SMS (p > 0,05). Nhìn chung, chiết xuất Perilla frutescens cho thấy tiềm năng trở thành một giải pháp tự nhiên và an toàn thay thế các phụ gia công nghiệp như SMS, góp phần duy trì chất lượng tôm trong quá trình bảo quản bằng đá hoặc trong điều kiện làm lạnh.
Theo Quy Van Nguyen , Dao Thi Anh Phan
Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772753X25003223
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh
Xem thêm:
- Ảnh Hưởng Của Vi Tảo Scenedesmus Đến Tôm Thẻ Chân Trắng Và Cá Rô Phi Trong Môi Trường Biofloc
- Yếu Tố Threonine Trong Khẩu Phần Ăn Ảnh Hưởng Đến Năng Suất Phi Lê Cá Rô Phi
- Các Chiến Lược Kiểm Soát Hội Chứng Hoại Tử Gan Tụy Cấp Tính (AHPNS/EMS) Và Bệnh Vibrio Gây Tử Vong Cao (HLVD/GPD/TPD) (Phần 1)