Đánh giá sự thay đổi hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của malt trong quá trình sản xuất từ một số giống lúa ở đồng bằng sông Cửu Long
Nghiên cứu này nhằm đánh giá sự thay đổi polyphenol (TPC) và đặc tính chống oxy hóa của malt trong quá trình sản xuất từ 5 giống lúa OM4900, Jasmine85, IR50404, OM6976, OM5451. Lúa được ngâm trong 24 giờ và nảy mầm ở 30±20C, thời gian nảy mầm từ 0-8 ngày. Kết quả cho thấy, quá trình nảy mầm và rang ảnh hưởng rất lớn đến thành phần TPC và hoạt tính chống oxi hóa của malt lúa. Hàm lượng TPC đạt cao nhất sau 6 ngày nảy mầm (6,4-7,87 mgGAE/g) ở các giống ngoại trừ giống OM5451 là 4 ngày (5,27 mgGAE/g). Hơn nữa, hàm lượng TPC cao nhất khi rang malt ở nhiệt độ 60-700C (2,97-5,54 mgGAE/g) tùy theo giống. Sự thay đổi đặc tính chống oxi hóa thông qua khả năng bắt gốc tự do (DPPH) đạt cao nhất trong dịch chiết từ mẫu rang ở nhiệt độ 50-600C và khác nhau theo nhiệt độ rang và giống. Giá trị IC50 thấp nhất là 221,5 mg/g ở mẫu rang ở 600C thấp hơn so với các mức xử lý nhiệt độ khác (224,75-361,00 mg/g). Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin về khả năng chế biến malt lúa gạo bằng việc kiểm soát các điều kiện vật lý giúp cải thiện đặc tính chống oxi hóa trong malt
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Tóm tắt nội dung tài liệu: Đánh giá sự thay đổi hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của malt trong quá trình sản xuất từ một số giống lúa ở đồng bằng sông Cửu Long
0) và chúng có thể là chất chống oxy hóa sơ cấp hoặc thứ cấp (Zhao et al., 2008). Bảng 1. Ảnh hưởng thời gian nảy mầm đến hàm lượng polyphenol tổng số (mgGAE/g) Thời gian nảy mầm (ngày) IR50404 OM4900 OM5451 OM6976 Jasmine85 0 3,24±0,13 aA 3,09±0,27bA 2,98±0,18cA 2,62±0,1dA 3,14±0,18bcA 2 3,95±0,21 aB 3,92±0,2bB 3,67±0,15cB 3,2±0,06dB 3,78±0,19bcB 4 4,24±0,13 aC 4,16±0,14bC 5,27±0,09cC 3,63±0,11dC 4,51±0,17bcC 6 7,87±0,15 aD 6,21±0,42bD 5,22±0,12cD 4,93±0,14dD 6,4±0,14bcD 8 6,04±0,21 aE 5,86±0,23bE 5,21±0,25cE 4,67±0,18dE 5,12±0,22bcE Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5 ; a, b, c, và A, B, C, thể hiện sự khác biệt theo giống và thời gian. Tuy nhiên, hàm lượng TPC có xu hướng giảm vào giai đoạn sau của quá trình nảy mầm, có thể là do việc tăng hoạt động của enzyme α-amylase (Lasekan, 1996) khi nảy mầm, làm thay đổi các chất dinh dưỡng không hòa tan được lưu trữ trong lá mầm thành các chất dinh dưỡng hòa tan thông qua quá trình thủy phân các đại phân tử. Song song đó, việc giảm tannin của hạt nảy mầm có thể là do sự hòa tan của tannin do nước và liên kết polyphenol với các chất hữu cơ khác như carbohydrate hoặc protein (Saharan et al., 2002). Đồng thời, sự giảm hàm lượng này còn có thể là do để huy động các phenol được lưu trữ bằng cách kích hoạt các enzyme như polyphenol oxyase trong quá trình nảy mầm dẫn đến suy thoái và mất liên kết của Polyphenol (Saxena et al., 2003). 3.3. Ảnh hưởng quá trình rang ở nhiệt độ thấp đến chất lượng malt 3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ rang đến hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) Bảng 2. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng theo giống lúa và nhiệt độ rang Nhiệt độ rang (0C ), ±2 IR 50404 OM 4900 OM 5451 OM 6976 Jasmine 85 50 3,70±0,15 aA 3,90±0,69aA 5,37±0,15bA 2,48±0,1cA 2,71±0,12dA 60 4,48±0,14 aB 4,74±0,12aB 5,47±0,13bB 2,97±0,12cB 3,80±0,16dB 70 4,32±0,09 aC 3,67±0,08aC 5,54±0,11bC 2,65±0,1cC 3,29±0,13dC 80 3,57±0,25 aA 3,26±0,13aA 5,21±0,11bA 2,43±0,09cA 3,2±0,09dA 90 2,86±0,1 aD 3,18±0,17aD 4,98±0,15bD 2,28±0,08cD 2,82±0,07dD 100 2,19±0,08 aE 2,82±0,28aE 4,74±0,13bE 2,04±0,07cE 2,53±0,09dE Ghi chú: Các chữ cái khác nhau cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5 ; a, b, c, và A, B, C, thể hiện sự khác biệt theo giống và nhiệt độ. Bảng 2 cho thấy, nhiệt độ rang và giống có ảnh hưởng rõ rệt đến sự biến động hàm lượng polyphenol tổng số, điều này thể hiện ở tất cả 5 giống lúa khảo sát. Trong đó, hàm lượng TPC cao nhất khi tiến hành KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 11/2020 71 rang ở nhiệt độ 600C (2,97-5,47 mgGAE/g) tùy theo giống ngoại trừ giống OM 5451 là ở 700C (5,54 mgGAE/g) và thấp nhất khi rang ở nhiệt độ 1000C đối với tất cả các giống. Sự gia tăng TPC trong quá trình chế biến malt ngoài sự biến đổi và giải phóng các hợp chất phenolic là nhóm hợp chất chính góp phần vào hoạt động chống oxy hóa của ngũ cốc (Zhao et al., 2008) mà còn cũng bởi sự hình thành các chất chống oxi hóa mới, các sản phẩm của phản ứng Maillard. Hàm lượng TPC tăng đáng kể trong mẫu malt rang ở giai đoạn đầu, sau đó thì giảm xuống khi rang ở nhiệt độ cao đó là do các chất chống oxi hóa nhạy cảm với nhiệt độ cao và dễ dàng thất thoát. 3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ rang đến hoạt động chống oxy hóa của malt lúa Kết quả hoạt động quét gốc DPPH của dịch trích từ các mẫu malt được thể hiện qua bảng 3. Bảng 3. Khả năng bắt gốc tự do DPPH của malt rang Nhiệt độ rang (±20C ) IR 50404 OM 4900 OM 5451 OM 6976 Jasmine 85 50 19,0±0,91 aA 20,6±0,36bA 16,85±0,47cA 19,95±0,16dA 19,4±0,36aA 60 17,55±0,62 aB 17,74±0,41bB 16,16±0,33cB 19,12±0,36dB 18,87±0,28aB 70 16,30±0,2 aC 17,21±0,42bC 14,96±0,08cC 18,86±0,58dC 16,91±0,3aC 80 15,57±0,43 aD 16,64±0,46bD 13,25±0,54cD 17,31±0,15dD 15,22±0,32aD 90 14,78±0,34 aE 15,49±0,43bE 10,12±0,23cE 16,52±0,27dE 13,93±0,13aE 100 12,17±0,35 aF 13,68±0,49bF 9,21±0,40cF 15,49±0,41dF 12,39±0,51aF Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5 ; a, b, c, và A, B, C, thể hiện sự khác biệt theo giống và nhiệt độ. Bảng 3 cho thấy, đặc tính chống oxi hóa của dịch chiết từ các loại malt thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) giữa các giống và các nhiệt độ rang. Nhìn chung ở các giống lúa, giống OM4900 có hoạt tính chống oxi hóa cao nhất đạt 20,6 cao hơn so với 4 giống còn lại khi rang ở 500C, đồng thời ở cùng nhiệt độ rang đó giống OM5451 có hoạt tính chống oxi hóa thấp nhất (16,85 ) trong 5 giống lúa khảo sát. Tại các mức nhiệt độ rang khác nhau thì khả năng bắt gốc DPPH giảm nhanh thể hiện cao ở mức nhiệt 500C sau đó giảm dần ở các mức nhiệt độ rang cao hơn từ 60-1000C. Mức độ giảm của hoạt tính nhiều hay ít khác nhau trên từng giống lúa. Sự giảm đáng kể của các hợp chất chống oxi hóa có thể được giải thích là kết quả của các phản ứng trùng hợp xảy ra ở nhiệt độ cao. Mặt khác, việc giảm khả năng chống oxy hóa trong dịch chiết xuất đã phản ánh sự hiện diện của các chất cho điện tử, có thể hoạt động như chất chống oxy hóa chính và phụ (Coghe et al., 2004). Thiết lập biểu đồ tương quan giữa khả năng loại bỏ gốc tự do để xác định giá trị IC50 (Hình 2). Chỉ số IC50 thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) giữa các mức nhiệt độ rang, tuy nhiên chỉ số này lại không thể hiện sự khác biệt giữa các giống lúa khảo sát. Cụ thể, dịch chiết từ mẫu rang ở nhiệt độ 50-600C có đặc tính chống oxi hóa tốt hơn các mức nhiệt độ còn lại. Chỉ số IC50 ở giống IR50404 là 232,95 mg/g có trong mẫu rang ở 500C (thấp hơn từ 1,01 đến 2,38 lần so với các mức nhiệt độ còn lại). Trong khi với cùng một giống, việc rang ở các mức nhiệt độ khác nhau, chỉ số IC50 dao động ở mức 234,25-554,63 mg/g; đối với giống OM 4900 là 285,88 mg/g trong mẫu rang ở 500C, thấp hơn từ 1,001 đến 1,34 lần so với các mức nhiệt độ còn lại (286,44-384,33 mg/g); giống OM 5451 cần 232,2 mg/g trong mẫu rang ở 500C, thấp hơn từ 1,19 đến 1,68 lần so với các mức nhiệt độ còn lại (276,38-389,67 mg/g); giống OM 6976 cần 226,55 mg/g lượng chất chống oxi hóa có trong mẫu rang ở 500C, thấp hơn từ 1,01-1,64 lần so với các mức nhiệt độ còn lại (229,55-372,17 mg/g) và giống Jasmine 85 cần 221,5 mg/g lượng chất chống oxi hóa có trong mẫu rang ở 600C, thấp hơn từ 1,01- 1,63 lần so với các mức nhiệt độ còn lại (224,75-361 mg/g). Như vậy, trong quá trình rang malt lúa ở nhiệt độ thấp, hàm lượng TPC đạt cao nhất ở 60-700C, bên cạnh đó hoạt tính chống oxi hóa của các mẫu rang cao nhất ở 50-600C, đồng thời độ màu của malt tăng nhẹ khi nhiệt độ rang tăng. Qua đó cho thấy nhằm giữ các hợp chất chống oxi hóa cũng như hoạt tính mạnh của chúng và tạo điều kiện để các hệ enzyme có hoạt tính cao, thì 50-600C là nhiệt độ rang phù KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 11/2020 72 hợp cho việc xây dựng quy trình chế biến malt từ một số giống lúa khảo sát. Hình 2. Sự thay đổi chỉ số IC50 theo nhiệt độ rang và giống lúa 4. KẾT LUẬN Điều kiện xử lý và chế biến (nảy mầm và rang) có ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số và hoạt tính chống oxi hóa của malt được chế biến từ các giống lúa IR 50404, OM 4900, OM 6976, OM 5451, Jasmine 85. Quá trình nảy mầm (4-6 ngày), làm gia tăng hàm lượng polyphenol tổng số và đạt cao nhất ở giống IR 50404 là 7,87 mg GAE/g, tăng 2,42 lần so với lúa nguyên liệu và giống OM 5451 là 5,27 (mgGAE/g) tăng 1,62 lần so với lúa nguyên liệu. Malt sau khi ủ nhiệt, hàm lượng polyphenol tổng số đạt cao nhất trong 5 giống lúa là 5,54 mg GAE/gCK (ở giống OM 5451, 700C) và 4,74 mg GAE/gCK (ở giống OM 4900, 600C). Bên cạnh đó, nhiệt độ rang cũng tác động mạnh mẽ đến hàm lượng TPC của malt. TPC cao nhất khi rang malt ở nhiệt độ 60-700C (2,97-5,54 mg GAE/g) tùy theo giống. Mặt khác, sự thay đổi khả năng chống oxi hóa thông qua khả năng bắt gốc tự do DPPH giảm nhanh theo nhiệt độ rang và đạt cao nhất ở mức nhiệt 500C, trong đó giống OM 4900 có hoạt tính chống oxi hóa cao nhất đạt 20,6 cao hơn khoảng 1,03-1,22 lần so với 4 giống lúa còn lại. Dịch chiết từ mẫu malt rang ở nhiệt độ 50-600C có đặc tính chống oxi hóa tốt hơn các mức nhiệt độ còn lại và khác nhau đối với giống Jasmine 85 có giá trị IC50 thấp nhất (221,5 mg/g) ở mẫu rang ở 600C, thấp hơn từ 1,01-1,63 lần so với các mức nhiệt độ còn lại (224,75-361,00 mg/g). Như vậy, malt non được rang ở nhiệt độ thấp giúp cải thiện màu sắc, hàm lượng polyphenol tổng số và sự thay đổi hoạt tính chống oxi hóa cũng được nhận thấy ở malt trong suốt quá trình xử lý và chế biến. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu này được tài trợ bởi Dự án Nâng cấp Trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 bằng nguồn vốn vay ODA từ Chính phủ Nhật Bản. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ayernor, G. S., & Ocloo, F. C. K. (2007). Physico-chemical changes and diastatic activity associated with germinating paddy rice (PSB.Rc 34). African Journal of Food Science, 1(3), 037–041. 2. Capanzana, M. V., & Buckle, K. A. (1997). Optimisation of germination conditions by response surface methodology of a high amylose rice (Oryza sativa) cultivar. LWT - Food Science and Technology, 30(2), 155–163. 3. Chavan, J. K., Kadam, S. S. (1989). Nutritional improvement of cereals by sprouting. Rit. Rev. Food Sci. Nutr.28(5), 401–437. 4. Coghe, S., Derdelinckx, G. and Delvaux, F. R. (2004). Effect of non-enzymatic browning on flavour, colour and antioxidative activity of dark specialty malt - A review. Monatsschrift Fur Brauwissenschaft, 57(5-6), 25-38. 5. Correia, I., Nunes, A., Barros, A. S., Delgadillo, I. (2008). Protein profi le and malt activities during sorghum ger-mination. J. Sci. Food Agric., 88, 2598–2605. 6. Dabina-Bicka, I., Karklina, D., & Kruma, Z. (2011). Polyphenols and vitamin e as potential antioxidants in barley and malt. 6th Baltic Conference on Food Science and Technology: Innovations for Food Science and Production, Foodbalt-2011 - Conference Proceedings, 121–126. 7. Egli, I., Davidsson, L., Zeder, C., Walczyk, T., H., & R. (2004). Dephytinization of a complementary foods based on wheat and soy increases zinc, but not copper apparent absorption in adults. J. Nutr., 134, 1077–1080. 8. Giaouris, E., Chorianopoulos, N., Skandamis, P. y Nychas, G. (2012). World’s largest Science, Technology & Medicine Open Access book publisher : Salmonella: A Dangerous Foodborne Pathogen, 450. 9. Hùng, N. T., Ngọc, N. T. B., Uyên, L. T. Y., & Hà, N. C. (2018). Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nẩy mầm đến sự thay đổi thành phần acid amin hòa tan và hoạt tính enzyme protease của một số giống KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 11/2020 73 lúa ở đồng bằng sông Cửu Long. Can Tho University, Journal of Science, 54 (Nông nghiệp, 164). 10. Jirapa, K., Jarae, Y., Phanee, R., & Jirasak, K. (2016). Changes of bioactive components in germinated paddy rice (Oryza sativa L.). International Food Research Journal, 23(1), 229–236. 11. Lasekan, O. O. (1996). Effect of germination on α-amylase activities and rheologcal properties of sorghum (Sorghum biocolar) and acha (Digitaria exilis) grains. J. Food Sci. Technol., 33, 329–331. 12. Moongngarm, A., & Saetung, N. (2010). Comparison of chemical compositions and bioactive compounds of germinated rough rice and brown rice. Food Chemistry, 122(3), 782–788. 13. Pascale Goupy, Mireille Hugues, P. B. M. J. (1999). Antioxidant composition and activity of barley (Hordeum vulgare) and malt extracts and of isolated phenolic compounds. 14. Saharan, K., Khetarpaul, N., Bishnoi, S. (2002). Antinutrients and protein digestibility of Faba bean and Rice bean as affected by soaking, dehulling and germination. J. Food Sci. Techn., 39, 418–422. 15. Saxena, A. K., Chadha, M., Sharma, S. (2003). Nutrients and antinutrients in chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars after soaking and pressure cooking. J. Food Sci.Techn., 40, 493–497. 16. Sharma, P., Gujral, H. S. (2010). Antioxidant and polyphenols oxidase activity of germinated barley and its mill-ing fractions. Food Chem., 120(3), 673–678. 17. Nguyễn Thạch Minh, Trịnh Xuân Ngọ (2009). Ảnh hưởng của quá trình sấy malt thóc đến hoạt tính của enzyme. Tạp chí Khoa học và Phát triển, 7(3), 340–347. 18. Vanderhaegen, B., Neven, H., Verachtert, H., & Derdelinckx, G. (2006). The chemistry of beer aging - A critical review. Food Chemistry, 95(3), 357– 381. 19. Zhao, H., Fan, W., Dong, J., Lu, J., Chen, J., Shan, L. (2008). Evaluation of antioxidant activities and total phenolic contents of typical malting barley varieties. Food Chem., 107, 296–304. THE CHANGE IN POLYPHENOL CONTENT AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF PADDY MALT DURING PROCESSING FROM SOME RICE VARIETIES CULTIVATED IN THE MEKONG DELTA Nguyen Tan Hung, Nguyen Cong Ha Summary Polyphenols (TPC) and antioxidant activity in malt (80 in beer) play an important role in maintaining beer quality stability. This study was conducted on the basis of assessing the TPC change and antioxidant properties in malting of 5 rice varieties OM4900, Jasmine85, IR50404, OM6976 and OM5451. Paddy is soaked for 24 hours and germinate at 35±2 0C, germination time is from 0-8 days. Green malt was tempered at 50oC for 60 minutes and was roasted at temperatures of 50-1000C until moisture content reaches 5-7 . The results showed that germination and roasting process greatly influenced TPC and antioxidant activity of rice malt. TPC content reached the highest after 6 days of germination (6.4-7.87 mgGAE/g) in the varieties except OM5451 for 4 days (5.27 mgGAE/g). Moreover, the highest TPC content when roasted malt at 60- 700C (2.97-5.54 mgGAE/g) depends on the variety. The change in antioxidant properties through the ability to scavenging capacity (DPPH) reaches the highest in the extract from roasted samples at 50-600C and varies by roasting and variety. The lowest IC50 value is 221.5 mg/g in roasted samples at 60 0C lower than other temperature treatment levels (224.75-361.00 mg/g). Thus, the change in TPC and the antioxidant activity showed a statistically significant difference (p<0.05) according to the rice variety and the impact temperature during malt processing. The research results provide information on the ability to process rice malt by controlling physical conditions to improve the antioxidant properties in malt. Keywords: Antioxidant, germination, malt, roasted, total polyphenols. Người phản biện: PGS.TS. Nguyễn Duy Lâm Ngày nhận bài: 14/8/2020 Ngày thông qua phản biện: 15/9/2020 Ngày duyệt đăng: 22/9/2020
File đính kèm:
- danh_gia_su_thay_doi_ham_luong_polyphenol_va_hoat_tinh_chong.pdf