Phát triển chất bảo quản thực phẩm tự nhiên từ củ nghệ vàng, curcumin

Phát triển chất bảo quản thực phẩm tự nhiên từ củ nghệ vàng

Tại sao chúng ta cần chất bảo quản thực phẩm “tự nhiên” ? cùng Top Công Nghệ tìm hiểu về tác dụng của hoạt chất này nhé.

Sự ô nhiễm vi khuẩn của thực phẩm có hai hậu quả tiêu cực lớn. Vi sinh vật là nguyên nhân phổ biến nhất gây hư hỏng thực phẩm dẫn đến lãng phí khoảng một phần ba số thực phẩm được sản xuất trên thế giới. Mặt khác, sự hiện diện tiềm tàng của mầm bệnh trong thực phẩm gây nguy hiểm cho sức khỏe, hàng năm gây ra khoảng 420.000 ca tử vong trên toàn thế giới do các bệnh truyền qua thực phẩm. Vì vậy, các phương pháp bảo quản khác nhau đã được sử dụng để kiểm soát ô nhiễm thực phẩm. Tủ lạnh là cơ sở của việc cung cấp bảo quản lạnh, nhưng một mình nó không thể đảm bảo chất lượng và an toàn của thực phẩm do sự hiện diện của các vi sinh vật gây bệnh tâm thần kháng lạnh.

Bảo quản bổ sung có nghĩa là bao gồm xử lý nhiệt như thanh trùng và sử dụng chất bảo quản hóa học và chất khử trùng. Tuy nhiên, những phương pháp này ảnh hưởng đến đặc tính dinh dưỡng và cảm quan của thực phẩm, và để lại dư lượng độc hại không mong muốn và không phổ biến với người tiêu dùng nhận thức về sức khỏe hiện đại. Ngành công nghiệp thực phẩm mong muốn tìm kiếm thêm các kỹ thuật bảo quản thân thiện với môi trường, sản phẩm thân thiện với người tiêu dùng và hiệu quả dựa trên các đại lý cung cấp thực phẩm kháng khuẩn tự nhiên. Chiết xuất kháng khuẩn có nguồn gốc từ các loại gia vị và thảo mộc được quan tâm đáng kể vì là nguồn tiềm năng của chất bảo quản “xanh” như vậy.

–  Curcumin: từ các tài liệu xa xưa đến các bài báo khoa học tiên tiến
Curcumin là một chất chống vi trùng, vi khuẩn giải quyết các nhu cầu chính ở trên. Nó là một hợp chất polyphenolic tự nhiên màu vàng sáng, thành phần hoạt động chính của củ nghệ, một loại gia vị được điều chế từ củ nghệ. Củ nghệ là một phần không thể thiếu trong di sản văn hóa và ẩm thực của Ấn Độ trong hàng ngàn năm. Bằng chứng lịch sử nói rằng củ nghệ được trồng đầu tiên ở Ấn Độ sớm nhất là vào khoảng 3000 năm trước công nguyên, và lần đầu tiên tiềm năng dược liệu của nó đã được ghi nhận vào năm 250 trước công nguyên. Nó đã được các hệ thống y học phương Đông đánh giá cao, bao gồm Ayurveda và y học cổ truyền Trung Quốc vì đặc tính chữa lành vết thương, loét, bệnh ngoài da, viêm nhiễm, v.v. viêm, kháng khuẩn, v.v … Số lượng bài báo khoa học liên quan đến chất curcumin đã tăng từ 100-150 ấn phẩm mỗi năm trong nửa đầu của thập niên 1980 lên trên 21.000 vào năm 2017.

Trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi, curcumin cho thấy cho đến nay khả năng kháng khuẩn cao nhất trong số các hợp chất phenolic được thử nghiệm. Sự kết hợp của hoạt tính kháng khuẩn cao với tình trạng phụ gia thực phẩm đã đăng ký và hợp chất GRAS (thường được công nhận là an toàn), làm cho curcumin trở thành một ứng cử viên hấp dẫn để phát triển một thế hệ bảo quản thực phẩm “xanh” mới. Công việc của chúng tôi nhằm tìm cách hiện thực hóa tiềm năng này để kiểm soát sự hư hỏng thực phẩm của vi khuẩn và ngăn ngừa các rủi ro sức khỏe liên quan đến mầm bệnh từ thực phẩm.

 – Curcumin-Cyclodextrin: một cặp chiến thắng
Tuy nhiên, độ hòa tan trong dung dịch nước của curcumin kém gây trở ngại cho việc khai thác hoạt tính sinh học của nó. Trong công việc của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng cyclodextrin để tăng cường khả năng hòa tan trong nước của curcumin. Cyclodextrin là các hợp chất GRAS, oligosacarit tuần hoàn được sản xuất từ ​​tinh bột. Chúng có bề mặt ngoài ưa nước (hấp thu nước) và khoang bên trong kỵ nước (chống nước). Do đó, cyclodextrin có thể tạo thành các phức hợp hòa tan trong nước với các hợp chất kỵ nước như curcumin, cung cấp cho chúng “một chiếc phao” trong môi trường nước (Hình 2). Đặc biệt, methyl–cyclodextrin có hiệu quả trong việc điều chế các công thức curcumin có thể hòa tan trong nước và cung cấp hoạt động của nó cho các tế bào vi khuẩn.

Phức hợp bao gồm Curcumin-cyclodextrin (CCD) thể hiện tác dụng kháng khuẩn mạnh. Hơn nữa, chiếu sáng bằng ánh sáng xanh làm tăng đáng kể hiệu quả diệt khuẩn của CCD. Phơi nhiễm Escherichia coli dưới ánh sáng xanh với nồng độ curcumin nhỏ tới 0,12 mM (0,04 mg curcumin mỗi ml dung dịch CCD nước) dẫn đến sự biến mất hoàn toàn của vi khuẩn khả thi trong vòng 1,5 giờ. Hiệu quả kháng khuẩn phụ thuộc vào ánh sáng của CCD có liên quan đến việc sản xuất các loại oxy phản ứng (ROS) dẫn đến cái chết của vi khuẩn. Hiệu ứng Curcumin thể hiện rõ trong cả điều kiện làm lạnh và không làm lạnh.

 – Kiểm tra các ứng dụng
Hiệu quả bảo quản của phức hợp curcumin-cyclodextrin đã được thử nghiệm với nước ép cà rốt mới chế biến – một mô hình thực phẩm dễ bị hư hỏng bởi vi khuẩn. Giữ nước trái cây chưa tiệt trùng trong một ngày ở 20°C dẫn đến sự gia tăng 3 log (nghìn lần) số lượng vi sinh vật. Ngay cả trong điều kiện làm lạnh, số lượng vi sinh vật của nước ép như vậy đã tăng gấp 10 lần. Thêm curcumin (0,4 mM) ở dạng CCD đã ngăn chặn sự tăng của vi sinh vật trong nước ép ở 20°C. Hơn nữa, sự kết hợp của curcumin và làm lạnh dẫn đến sự suy giảm số lượng vi sinh vật, tức là sau một ngày bảo quản trong tủ lạnh, chất lượng vi sinh của nước ép có thêm chất curcumin tốt hơn ngay sau khi ép. Sự phát triển của nấm men và nấm mốc trong nước ép cũng được kiểm soát bởi CCD.

Ngoài việc chuẩn bị các công thức bảo quản dựa trên chất curcumin, công việc của chúng tôi bao gồm phát triển các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm kháng khuẩn dựa trên curcumin. Các cơ chế khác nhau đã được sử dụng để gắn curcumin lên bề mặt vật liệu nhựa và thủy tinh, ví dụ: liên kết cộng hóa trị, lắng đọng bằng siêu âm, tương tác tĩnh điện. Trong bóng tối, các bề mặt liên kết ngang được phủ curcumin cho thấy hoạt động kháng khuẩn thấp hơn so với các dung dịch CCD nước. Mặt khác, các bề mặt được phủ curcumin duy trì hoạt động diệt khuẩn gây ra ánh sáng dựa trên sản xuất ROS. Hiệu lực của các bề mặt như vậy không giảm ngay cả sau ba ngày ngâm nước. Kết quả là, khi chiếu sáng, lớp phủ curcumin đã ức chế sự bám dính của vi khuẩn vào bề mặt làm việc và sự chuyển vi khuẩn (nhiễm chéo) từ chất nền bị ô nhiễm sang thực phẩm. Thật thú vị, một số loại lớp phủ hoạt động này có thể cho phép tải curcumin lặp đi lặp lại. Do đó, những phát hiện của chúng tôi cho thấy tiềm năng kháng khuẩn của curcumin có thể cung cấp nhiều giải pháp “xanh” mới lạ để giảm hư hỏng thực phẩm bởi vi khuẩn và kiểm soát sự lây lan của các bệnh truyền qua thực phẩm.

Trên đây là những thông tin mà Top Công Nghệ đã sưu tập để mang đến cho độc giả những kiến thức và xu hướng mới trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm, công nghệ nông nghiệp, cảm ơn các bạn đã theo dõi nội dung.

Ý kiến bạn đọc (0)

facebook
gplus
twiter
tumblr
reddit-icon
linkedin
Quay lại đầu trang
© 2019 Top 5 Viet Nam - Design by Top5vn