Hạt điều (Anacadium occidentale L.) là một trong những mặt hàng nông sản của Việt Nam được sản xuất và xuất khẩu lớn nhất thế giới. Ngành điều luôn giữ vững ngôi vị đứng đầu thế giới về xuất khẩu nhiều năm liền, các mặt hàng về hạt điều luôn đa dạng về chủng loại. Những năm qua sự chuyển dịch về cơ cấu sản xuất cũng diễn ra mạnh mẽ, cùng với đó là các phế phụ phẩm của quá trình sản xuất cũng gia tăng. Trong quá trình sản xuất hạt điều nhân, lượng vỏ lụa hạt điều được thải ra khá lớn. Các hướng xử lý loại phế phụ phẩm này hiện nay chủ yếu là làm thức ăn gia súc, phân bón sinh học, làm chất đốt hoặc thải bỏ ra môi trường. Vỏ lụa hạt điều chiếm từ 1 - 3% trọng lượng của hạt và là một nguồn giàu chất tannin dạng cao phân tử bao gồm các chất polyphenol. Hàm lượng các chất tanin, polyphenol, catechin trong vỏ lụa hạt điều được tìm thấy cao hơn trà xanh và socola đen. Đây là những hợp chất có khả năng kháng oxy hóa, kháng khuẩn, chống viêm và chống dị ứng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các gốc tự do trong cơ thể sống gây ra quá trình oxy hóa đối với các phân tử khác nhau như lipid, protein, axit nucleic và chúng tham gia vào các giai đoạn phát triển của nhiều bệnh mãn tính. Bên cạnh đó, việc hình thành các gốc oxy hóa hoạt động có nguồn gốc từ oxy hay còn gọi là các oxy phản ứng ROS (Reactive oxygen species) cũng ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nồng độ ROS thấp có vai trò trong việc truyền tín hiệu nội bào và bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh, trong khi lượng ROS cao hơn là nguyên nhân của một số bệnh ở người như lão hóa, ung thư, xơ vữa động mạch, bệnh tiểu đường, thiếu máu cục bộ, suy giảm chức năng miễn dịch và nội tiết. Chất chống oxy hóa là những chất làm trì hoãn hoặc ngăn cản quá trình oxy hóa các chất nền có thể oxy hóa tế bào và các loại phản ứng nitơ (RNS). Các chất chống oxy hóa tự nhiên từ thực vật là nguồn cung cấp để làm chậm quá trình oxy hóa gây ra bởi ROS. Do đó, ngày càng có nhiều sự quan tâm đến các chất chống oxy hóa tự nhiên có nguồn gốc thực vật giúp cải thiện sức khỏe con người và phòng chống bệnh tật. Các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học nằm chủ yếu ở thành tế bào và liên kết với các thành phần chính của thành tế bào như cellulose, hemicelluloses, và lignin. Vì vậy, các enzyme cellulase, hemicellulases, xylanases và pectinases thường được sử dụng để phá hủy các polyme thành tế bào nhằm giải phóng các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học.

Các dung môi hữu cơ được sử dụng phổ biến để trích ly catechin và các hoạt chất sinh học khác ra khỏi tế bào thực vật. Tuy nhiên, phương pháp sử dụng dung môi hữu cơ có nhược điểm là không thân thiện với môi trường. Phương pháp trích ly có hỗ trợ enzyme cũng được nghiên cứu rộng rãi nhằm thủy phân các hợp chất polyme ở thành tế bào, tăng hiệu quả khuếch tán, lôi kéo các hoạt chất vào trong dung môi thân thiện với môi trường. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là xác định điều kiện thủy phân thích hợp nhằm trích ly tối đa các hợp chất có hoạt tính sinh học có trong vỏ lụa hạt điều khi sử dụng phương pháp trích ly có hỗ trợ enzyme và so sánh hiệu quả trích ly của chế phẩm Viscozyme L và Pectinex ultra-L đối với quá trình trích ly catechin từ vỏ lụa hạt điều.

Nguyên liệu: Vỏ lụa hạt điều được sử dụng trong nghiên cứu này có nguồn gốc từ tỉnh Bình Phước, Việt Nam. Mẫu thu nhận từ cơ sở sản xuất hạt điều vận chuyển về phòng thí nghiệm, tiến hành sơ chế để loại bỏ tạp chất. Mẫu được nghiền nhỏ với tốc độ 3000 vòng/phút trong thời gian 1 phút bằng thiết bị nghiền khô (Cosuai, Trung Quốc), mẫu sau khi nghiền được rây qua rây có kích thước 1 mm. Các mẫu được chia nhỏ, đựng trong túi PA và được hút chân không. Mẫu được bảo quản trong tủ đông -20oC.

Ảnh minh họa

Hóa chất: Chế phẩm enzyme Viscozyme L và enzyme Pectinex ultra-L của hãng Novozymes; Folin-Ciocalteu (Merch-Đức); DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) xuất xứ Sigma-Mỹ; chuẩn catechin (Sigma-Mỹ), vanillin (Sigma-Mỹ); chuẩn acid gallic (Sigma-Mỹ); chuẩn Rutin (Đức).

Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng enzyme để thủy phân sẽ giúp phá vỡ cấu trúc cellulose và pectin trong tế bào qua đó làm tăng hiệu suất thu hồi của chất trích ly, nhờ đó làm tăng khả năng thu nhận catechin và các hoạt chất sinh học có trong vỏ lụa hạt điều. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở cùng một điều kiện xử lý nhưng mỗi chế phẩm enzyme sẽ cho hiệu quả hỗ trợ trích ly khác nhau. Khi trích ly hoạt chất từ vỏ lụa hạt điều, điều kiện phù hợp nhất khi sử dụng enzyme Pectinex ultral-L đó là: tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/20, nồng độ enzyme là 2%, nhiệt độ trích ly là 50oC, thời gian trích ly là 60 phút, còn đối với enzyme Viscozyme L đó là: tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30 (w/v), nồng độ enzyme là 2%, nhiệt độ trích ly là 50oC, thời gian trích ly là 60 phút. Từ kết quả nghiên cứu trên có thể kết luận sử dụng enzyme Pectinex ultral-L cho hiệu quả trích ly catechin từ vỏ lụa hạt điều cao hơn so với khi sử dụng enzyme Viscozyme L.