Xác định thành phần hóa học của quả mắc ca thu hoạch ở các thời điểm khác nhau

TÓM TẮT: Mục đích của nghiên cứu này là xác định thành phần hóa học của quả Mắc ca thu hoạch ở các thời điểm 175, 195 và 215 ngày nhằm lựa chọn được thời điểm thu hoạch thích hợp. Kết quả chỉ ra tại thời điểm thu hoạch 175 ngày, quả có đường kính 2,0 ± 0,1 cm, trọng lượng hạt 7,5 ± 0,5g, tỷ lệ nhân 42,0 ± 0,3%. Tại 195 ngày, quả có đường kính 2,8 ± 0,1 cm, trọng lượng hạt 8,0 ± 0,5g, tỷ lệ nhân 47,0 ± 0,3%). Tại 215 ngày, quả có đường kính 3,0 ± 0,1 cm, trọng lượng hạt 8,5 ± 0,5g, tỷ lệ nhân 52,0 ± 0,3%). Kết quả phân tích thành phần đã xác định được trong nhân Mắc ca ở thời điểm thu hoạch 175 ngày: lipit 73,8%, protein 8,3%, gluxit 5,9%); ở 195 ngày: lipit 76,7%, protein 8,7%, gluxit 6,5% và 215 ngày: lipit 78,2%, protein 9,2%, gluxit 7,8%. Phân tích bằng phương pháp HPLC đã xác định được trong thành phần protein của nhân Mắc ca ở thời điểm 175, 195 và 215 ngày có lần lượt 13, 14 và 15 axit amin. Trong cả 3 thời điểm đều xác định được 7 axit amin không thay thế là leucine, isoleucine, lysine, methionine, valine, phenylalanine và histidine, trong đó 4 loại phenylalanine, alanine, leucine và glycine có xu hướng tăng dần theo thời gian phát triển của quả Mắc ca. Đề xuất thời điểm thu hoạch quả Mắc ca trong khoảng 195-215 ngày sau đậu quả để đảm bảo năng suất và chất lượng dinh dưỡng. 

Từ khóa: Axit amin, thành phần hóa học, thời điểm thu hoạch, quả Mắc ca. 

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây Mắc ca có tên khoa học là Macadamia được đưa vào trồng ở nước ta từ năm 1994, đến nay Việt Nam là nước đứng thứ 11 trong số 17 nước có diện tích Mắc ca lớn nhất trên thế giới. Hiện nay, một số vùng như Tây Nguyên, Tây Bắc có diện tích trồng ngày càng được mở rộng. Cây Mắc ca ở Việt Nam thường ra hoa vào cuối tháng 2, đầu tháng 3 dương lịch, quả thường chín rụng vào giữa tháng 8, đầu tháng 9. Quả Mắc ca là loại quả có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao (Hoàng Hòe, 2015). 

Từ trước đến nay ở trong nước, các nghiên cứu thường chú ý tới năng suất hoặc thay đổi hình thái quả khi thu hoạch mà ít chú ý tới chất lượng bên trong, nhất là thành phần hóa học và dinh dưỡng của quả Măc ca. Cùng với các chỉ tiêu về nông học, việc phân tích xác định các thành phần hóa học của quả Mắc ca để xác định và kiểm định thời điểm thu hoạch tối ưu có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng. 

Mục đích của nghiên cứu này là xác định một số chỉ tiêu nông học của quả, đồng thời xác định thành phần hóa học của quả Mắc ca thu hoạch ở các thời điểm 175, 195 và 215 ngày nhằm lựa chọn được thời điểm thu hoạch thích hợp.

2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên vật liệu  

Quả Mắc ca tươi, giống 246 (Keauhou) được thu hái ở các thời điểm 175, 195 và 215 ngày (tính từ khi đậu quả) tại 3 trang trại trồng cây Mắc ca của tỉnh Sơn La. Tiến hành lấy mẫu ngẫu nhiên ở 60 cây, lấy mẫu theo 4 hướng và độ cao của cây, mỗi cây lấy 12 quả ở 3 giai đoạn phát triển (175, 195 và 215 ngày). Sau đó vận chuyển về phòng thí nghiệm, bóc tách vỏ để nghiên cứu.

Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu là diethyl ether, toluen, nước cất, canxi pectat, indigocaminsex, kali mangannat,… là những loại tinh khiết do Trung Quốc sản xuất.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

– Đường kính quả và hạt được xác định bằng thước kẹp hiện số (sai số 0,1mm). Trọng lượng hạt được xác định bằng phương pháp cân từng hạt (CP224S Sartorius). Tỷ lệ vỏ quả, tỷ lệ vỏ hạt và tỷ lệ nhân được xác định bằng phương pháp tính phần trăm so với trọng lượng của quả. Quả Mắc ca sau khi thu hoạch, rửa sạch, để ráo nước, sau đó đem cân 1 kg quả tươi. Dùng dao bóc vỏ quả, tách vỏ hạt và cân lượng vỏ quả, vỏ hạt, nhân thu được và tính phần trăm. 

– Xác định hàm lượng nước trong nhân và trong vỏ quả theo phương pháp chưng cất với toluen (Nguyễn Thị Minh Tú et al., 2012). 

– Hàm lượng protein trong nhân và trong vỏ quả được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 8133-1, 2009.

– Hàm lượng gluxit trong nhân và vỏ quả được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4594- 1998. 

– Hàm lượng lipit trong nhân và trong vỏ quả được xác định theo phương pháp Soxhlet (Trần Thị Thanh Huyền et al., 2014).

– Hàm lượng K và Fe được xác định theo phương pháp hấp thụ nguyên tử trên máy AAS-3300 (Perkin Elmer). Hàm lượng Ca và Mg được xác định bằng phương pháp chuẩn độ EDTA. Hàm lượng S được xác định theo phương pháp khối lượng. Hàm lượng P được xác định bằng phương pháp so màu phức chất ở bước sóng 885nm trên máy quang phổ (Cintra 40). Hàm lượng Zn, Mn và Cu được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 1537: 2007 (Trần Thị Thanh Huyền et al., 2014).

– Hàm lượng vitamin B1 và B2 trong nhân và vỏ quả được xác định theo phương pháp cực phổ xung vi phân (Nguyễn Bích Ngân et al., 2007).

– Hàm lượng axit amin được xác định theo phương pháp HPLC với detector PAD 2996, huỳnh quang 2475. Cột sắc ký sử dụng là Symmetry axit amin RP18 (150mm x 4,6mm x 3,5pm) và cột Symmetry Shield RP18 (150mm x 4,6mm x 5pm) của hãng Water. Thành phần pha động gồm dung dịch đệm borat, acetonitril, nước cất 2 lần tinh khiết. Tốc độ dòng là lml/phút và nhiệt độ cột là 35°C. Các axit amin được định lượng bằng detector huỳnh quang với bước sóng kích thích 340nm và bước sóng phát xạ 450nm (Lê Thị Hồng Hảo et al., 2007).

– Hàm lượng tanin trong vỏ quả được xác định theo phương pháp Leventhal, hàm lượng pectin trong vỏ quả được xác định theo phương pháp canxi pectat (Hà Duyên Tư., 2009). 

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Sự thay đổi kích thước, tỷ lệ thành phần quả Mắc ca thu hoạch ở 3 thời điểm khác nhau

Kết quả xác định một số chỉ tiêu nông học (kích thước, tỷ lệ thành phần) của quả Mắc ca được trình bày ở bảng 1. Từ số liệu trong bảng thấy tại các thời điểm thu hoạch khác nhau sự biến đổi đường kính của hạt, trọng lượng hạt, tỷ lệ vỏ quả, tỷ lệ vỏ hạt và tỷ lệ nhân của quả là khác nhau. Thời điểm 175 ngày, vỏ quả có màu xanh đậm, dày, vỏ hạt có màu trắng ngà vàng (số liệu không nêu trong bảng), tỷ lệ nhân là 42,0 ± 0,3%. Thời điểm 195 ngày, vỏ quả mỏng, có lớp bên trong màu nâu vàng, vỏ hạt cứng, đường kính quả khoảng 2,8 ± 0,1cm, tỷ lệ nhân khoảng khoảng 47,0 ± 0,3%. Thời điểm 215 ngày, vỏ quả cứng, khô dần và nứt, vỏ hạt có màu nâu, cứng chắc, nhân có màu trắng sữa, phần phía trên hơi trơn nhẵn, phía dưới thô nháp có vết gợn lồi lên theo hướng dọc, tỷ lệ nhân khoảng 52,0 ± 0,3%, trọng lượng của hạt khoảng 8,5 ± 0,5g. Như vậy trong khoảng thời gian từ 175 ngày đến 215 ngày, tỷ lệ vỏ quả và vỏ hạt giảm dần, tỷ lệ nhân, trọng lượng hạt và đường kính của hạt tăng dần. 

3.2. Thành phần hóa học của nhân quả Mắc ca thu hoạch ở 3 thời điểm khác nhau 

Kết quả xác định thành phần hóa học của nhân quả Mắc ca được trình bày ở bảng 2. Kết quả trong bảng 2 cho thấy quả Mắc ca ở thời điểm 175 ngày có hàm lượng lipit 73,8%, protein 8,3%, gluxit 5,9%. Thời điểm 195 ngày có hàm lượng lipit 76,7%, protein 8,7%, gluxit 6,5% và thời điểm 215 ngày có hàm lượng lipit 78,2%, protein 9,2%, gluxit 7,8%. Ngoài các thành phần lipit, protein và gluxit, ở thời điểm 215 ngày, hàm lượng vitamin B1, B2 đều tăng cao so với thời điểm 175 ngày và 195 ngày. Thời điểm 195 ngày và 215 ngày hàm lượng nước giảm vì quả đã đạt giai đoạn già hóa và chín, vỏ quả khô và nứt, lượng nước chiếm khoảng 2,5% so với trọng lượng khô. Kết quả nghiên cứu này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Hays (2001).

3.3. Sự thay đổi hàm lượng các axit amin của nhân quả Mắc ca thu hoạch ở 3 thời điểm khác nhau

Kết quả xác định sự thay đổi hàm lượng các axit amin trong nhân quả Mắc ca thu hoạch ở ba thời điểm khác nhau được trình bày ở bảng 3. Từ kết quả trong bảng thấy rằng tại thời điểm 175 ngày đã xác định được 13 axit amin, trong đó có một số axit amin chiếm tỷ lệ cao như phenylalanine (10,43%), leucine (9,42%), valine (9,24%), alanine (9,19%) và glycine (9,17%). Trong 13 axit amin thu được ở thời điểm thu hoạch 175 ngày, có 7 axit amin không thay thế là leucine, isoleucine, lysine, methionine, valine, phenylalanine và histidine. Đây là những axit amin cơ thể người không tự tổng hợp được mà bắt buộc phải lấy từ thực phẩm qua con đường ăn uống.

Trong nhân Măc ca thu hoạch tại thời điểm 195 ngày đã xác định được 14 axit amin. Ngoài 13 axit amin như ở thời điểm thu hoạch 175 ngày, còn thu được một axit amin nữa là serine, chiếm 4,37%. Kết quả nghiên cứu trong bảng 3 cho thấy trong 14 axit amin thu đươc, có 7 axit amin không thay thế, những axit min này chiếm tỷ lệ cao trong nhân Mắc ca.

Trong nhân Mắc ca thu ở thời điểm 215 ngày đã xác định được 15 axit amin, trong đó có 7 axit amin không thay thế. So với thời điểm 175 ngày thì ở thời điểm 215 ngày có thêm 2 axit amin là serine và cysteine. Trong 15 axit amin thu được, có một số axit amin chiếm tỷ lệ cao là phenylalanine (14,05%), glycine (13,72%), alanine (12,76%) và leucine (12,54%). 

Kết quả từ bảng 3 cho thấy trong 3 thời điểm trên thì hàm lượng phenylalanine, alanine, leucine, glycine có xu hướng tăng dần trong các giai đoạn phát triển của quả Mắc ca. Còn các axit amin khác không có sự thay đổi nhiều ở các thời điểm thu hoạch khác nhau. Do đó dựa vào hàm lượng các axit amin thấy rằng nếu thu hoạch Mắc ca ở thời điểm từ 195-215 ngày thì quả sẽ chất lượng dinh dưỡng protein tốt hơn.

3.4. Thành phần hóa học của vỏ quả Mắc ca thu hoạch ở 3 thời điểm khác nhau

Để xác định thời điểm thu hoạch thích hợp, ngoài việc dựa vào thành phần hóa học trong nhân Mắc ca, còn có thể dựa vào sự biến đổi các thành phần hóa học trong vỏ. Kết quả xác định thành phần hóa học trong vỏ quả Mắc ca được trình bày ở bảng 4. Kết quả trong bảng 4 cho thấy trong vỏ quả Mắc ca, cũng có nhiều thành phần dinh dưỡng. Ở thời điểm 175 ngày, vỏ quả chứa nhiều nước, vỏ quả còn xanh non, tanin chiếm tới 16,5%, vỏ quả thường chát, các thành phần hóa học khác đều thấp hơn so với thời điểm 195- 215 ngày. Thời điểm từ 195- 215 ngày là thời điểm già hóa và quả chín nứt vỏ, thời điểm này nước ở vỏ quả đều giảm. Hàm lượng gluxit tổng số, lipit tổng số, chất khoáng và vitamin trong vỏ quả đều tăng dần theo các giai đoạn phát triển của quả, nhưng hàm lượng protein tổng số lại không thay đổi ở thời điểm 215 ngày. Cụ thể là ở thời điểm 215 ngày, hàm lượng lipit tổng số chiếm 6,9% và gluxit tổng số chiếm 8,9%. 

4. KẾT LUẬN

Quả Mắc ca thu hoạch tại thời điểm 175 ngày có đường kính 2,0 ± 0,1 cm, trọng lượng hạt 7,5 ± 0,5g, tỷ lệ nhân 42,0 ± 0,3%. Thu hoạch tại 195 ngày, quả có đường kính 2,8 ± 0,1 cm, trọng lượng hạt 8,0 ± 0,5g, tỷ lệ nhân 47,0 ± 0,3%). Thu hoạch tại 215 ngày, quả có đường kính 3,0 ± 0,1 cm, trọng lượng hạt 8,5 ± 0,5g, tỷ lệ nhân 52,0 ± 0,3%). Thành phần nhân Mắc ca ở thời điểm thu hoạch 175 ngày có hàm lượng lipit 73,8%, protein 8,3%, gluxit 5,9%. Thu hoạch ở 195 ngày có lipit 76,7%, protein 8,7%, gluxit 6,5%. Thu hoạch ở 215 ngày có lipit 78,2%, protein 9,2%, gluxit 7,8%. Thành phần protein của nhân Mắc ca ở thời điểm 175, 195 và 215 ngày có chứa lần lượt 13, 14 và 15 axit amin. Trong cả 3 thời điểm đều xác định được 7 axit amin không thay thế là leucine, isoleucine, lysine, methionine, valine, phenylalanine và histidine, trong đó 4 loại phenylalanine, alanine, leucine và glycine có xu hướng tăng dần theo thời gian phát triển của quả Mắc ca. Thời điểm thu hoạch quả Mắc ca trong khoảng 195-215 ngày sau đậu quả là thích hợp nhất để đảm bảo năng suất và chất lượng dinh dưỡng. 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

Trần Thị Thanh Huyền, Cao Phi Bằng (2014). Xác định hàm lượng lipit, chất khoáng, axit béo và các chỉ số hóa sinh trong hạt vừng (Sesamum indincum L). Tạp chí Khoa học và Phát triển, 12(7), 1029-1033. 

2.

Nguyễn Thị Minh Tú, Nguyễn Văn Lợi (2012). Nghiên cứu sử dụng saponin thu nhận từ bã hạt du trà trong bảo quản quả có múi. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 3A, 247-253.

3.

Nguyễn Bích Ngân, Nguyễn Thị Việt Hương, Từ Vọng Nghi (2007). Xác định hàm lượng vitamin B1, B2, B6 bằng phương pháp cực phổ xung vi phân. Tạp chí Phân tích hóa, lý và sinh học, 12(3), 44-47.

4.

Lê Thị Hồng Hảo, Nguyễn Thúy Dung (2007). Xác định hàm lượng một số axit amin trong đậu tương và sản phẩm chế biến bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao áp. Tạp chí Dinh dưỡng và Thực phẩm- Hội Dinh dưỡng Việt Nam, 3(4), 68-77.

5.

Hoàng Hòe (2015). Ngành công nghiệp Mắc ca trên thế giới và những bài học cho Việt Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

6.

Hays M. (2001). Macadamia nuts. American Journal of Botany, 95 (7), 843- 870.

7.

Hà Duyên Tư (2009). Phân tích hóa học thực phẩm. NXB Khoa học và Kỹ thuật.

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 22 năm 2016, trang 78-82.