Nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của độ chín thu hoạch và các quá trình xử lý hạt cacao đến hàm lượng oxalates, từ đó sẽ đưa ra những khuyến cáo cũng như những phương pháp hữu hiệu nhằm loại bỏ hoặc giảm thiểu hợp chất này trong bột cacao thô.

Việc nghiên cứu ra sản phẩm bột cacao thô đã được loại bỏ hoặc giảm bớt oxalates sẽ làm tiền đề cho việc sản xuất những sản phẩm thực phẩm an toàn cho bệnh nhân sỏi thận nói riêng và sức khỏe cộng đồng nói chung, nhóm nghiên cứu do TS. Nguyễn Vũ Hồng Hà, Trường Đại học Quốc tế - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của độ chín và quá trình xử lý hạt cacao đến hàm lượng oxalates và phương pháp loại bỏ oxalates khỏi bột cacao thô”.

Sau 56 tháng thực hiện, từ 10/03/2014 đến 31/12/2018, đề tài đã thu được các kết quả như sau:

1. Xác định ảnh hưởng của độ chín sinh lý và độ chín thu hái cúa trái cacao đến sự khác biệt hàm lượng oxalates và các hợp chất có hoạt tính sinh học có trong hạt cacao

Lượng oxalate hòa tan chiếm phần lớn trong tổng hàm lượng oxalates có trong hạt ca cao, chiếm 84,3 đến 92,9%. Vì oxalate hòa tan có thể liên kết dễ dàng với các khoáng chất hóa trị hai, đặc biệt là canxi, dẫn đến giảm lượng sinh khả dụng của các khoáng chất cần thiết cho sức khỏe con người.

Lượng proanthocyanidin, caffeine, theobromine, và khả năng chống oxy hóa của hạt ca cao chưa lên men tăng lên khi quả chín. Các giá trị nằm trong khoảng 16,12-27,28 g tương đương catechin (CE)/100 g trọng lượng khô (DW) cho proanthocyanidins; 99.66 - 173,61 mg / 100 g DW cho caffeine; 556,39 -948,84 mg/ 100g DW cho theobromine; 23,23-26,32 mol tương đương Trolox (TE)/100 g DW cho khả năng chống oxi hóa tương ứng.

2. Ảnh hưởng của quá trình lên men đến hàm lượng oxalates và hợp chất chống oxi hóa trong hạt cacao.

Hàm lượng oxalate hòa tan trong hạt ca cao được lên men bằng pectinase với giá trị trung bình khoảng 580,9 ± 0,6 mg/100 g DM, nhưng thấp hơn so với hạt ca cao được lên men không có enzyme với giá trị trung bình 612,6 ± 0,4 mg /100 g DM. Độ pH của bột ca cao chưa lên men dao động trong khoảng 3,31- 4.0, chủ yếu là do nồng độ axit citric cao. Trong nghiên cứu này, proanthocyanidins, các hợp chất chính trong polyphenol ca cao, caffeine và theobromine hạt ca cao, được đánh giá ở các độ chín thu hái khác nhau, áp dụng thời gian lên men khác nhau, có và không có bổ sung enzyme thương mại, Pectinex® Ultra SP-L. Lượng proanthocyanidin, caffeine, theobromine, và khả năng chống oxy hóa của hạt ca cao chưa lên men tăng lên khi quả chín. Kéo dài thời gian lên men từ ba đến bảy ngày ở cả 2 nghiệm thức có hoặc không có bổ sung pectinase làm giảm đáng kể số lượng trong hàm lượng những hợp chất này. Lên men có bổ sung enzyme làm giảm đáng kể hàm lượng proanthocyanidin và khả năng chống oxi hóa của bột ca cao, với giá trị trung bình giảm từ 8,93 đến 4,93 g CE / 100 g DW và từ 15,81 đến 212,95 g mol TE/100g DW, tương ứng. Các phân tích ANOVA two-way cho thấy proanthocyanidin, caffeine, theobromine và khả năng chống oxy hóa của hạt ca cao phụ thuộc rất nhiều vào giai đoạn trưởng thành của trái, phương pháp lên men và thời gian lên men

3. Tác động của các phương pháp sấy đến hàm lượng oxalates trong hạt cacao sau khi lên men.

Không có sự khác biệt về tổng hàm lượng oxalate giữa các mẫu được sấy khô bằng phương pháp đông lạnh, sấy đối lưu hoặc phơi nắng. Bột ca cao sấy bằng phương pháp đối lưu không khí chứa hàm lượng oxalate hòa tan cao nhất (647,7 ± 1,0 mg / 100 g DM). Khả năng oxalate có thể bị phân hủy trong quá trình sấy đang là vấn đề gây tranh cãi.

4. Ươm mầm, xử lý và thu nhận rễ mầm một số loại hạt ngũ cốc khác nhau sẵn có ở Việt Nam

Đã ươm mầm thành công, xử lý và thu nhận rễ mầm của lúa gạo, lúa nếp, đậu đỏ, đậu đen và đậu xanh sẵn có ở Việt Nam ở các khoảng thời gian nẩy mầm khác nhau. Các rễ mầm thu nhận được dùng cho những nội dung nghiên cứu tiếp sau.

5. Xác định khả năng loại bỏ oxalates trong bột cacao thô của các loại rễ mầm hạt ngũ cốc

Trong hạt mầm gạo, mức giảm cao nhất của oxalate hòa tan trong cacao đạt được sau 1 ngày nảy mầm, tương đương khoảng 60,31% đối với mẫu sấy bằng không khí đôi lưu và 23,24% đối với mẫu sấy đông khô. Tuy nhiên, ở mầm lúa nếp, hoạt tính của oxalate oxidase đi theo chiều ngược lại, tăng dần khi tăng thời gian nẩy mầm.

6. Xác định ảnh hưởng của việc xử lý sóng siêu âm đến hàm lượng oxalates trong bột cacao thô.

Ảnh hưởng của siêu âm ở các kết hợp khác nhau của nhiệt độ (40, 60 và 80^oC) và thời gian (1 - 6h) đối với hàm lượng oxalate của bột ca cao đã được nghiên cứu. Xử lý two-way cho thấy có sự tương tác đáng kể giữa thời gian và nhiệt độ xử lý siêu âm (p,0.001). Kéo dài thời gian siêu âm đã làm giảm tổng hàm lượng oxalate và hòa tan, tương ứng lên tới 53,14% và 39,96%. Tuy nhiên, kéo dài thời gian xử lý (> 4h) ở 60 và 80^oC sẽ dẫn đến sự gia tăng hàm lượng oxalate.

Bên cạnh oxalate, siêu âm cũng giảm 0 - 21,3% hàm lượng phenolic tổng và 13,3 - 17,4% khả năng chống oxi hóa của bột cacao thô. Sự tương tác giữa nhiệt độ và thời gian siêu âm ảnh hưởng có ý nghĩa đối với hàm lượng oxalate và khả năng chống oxi hóa của bột cacao, nhưng không được ghi nhận trên hàm lượng tổng polyphenols. Những kết quả này cho thấy rằng sonication có thể là một phương pháp tiềm năng để giảm oxalate thực phẩm để ngăn ngừa nguy cơ hình thành sỏi thận, trong khi vẫn giữ lại hầu hết hợp chất chống oxi hóa.

Sự phân hủy oxalate diễn ra thậm chí còn nhiều hơn khi được xử lý ở 60^oC và 80^oC trong 4 giờ đầu tiên. Bột ca cao được xử lý siêu âm nhiệt ở 80^oC trong 4 giờ đã khử 46,3% tổng oxalate và 37,8% oxalate hòa tan trong bột ca cao, tương đương với 6h ở 40^oC. Sự phân hủy sonolytic của axit butyric, axit oxalic chỉ được phát hiện sau 5 giờ phản ứng và nồng độ của nó tiếp tục tăng theo thời gian. Oxalate được hình thành sau 2 - 10h khi nồng độ thuốc nhuộm giảm xuống 10% giá trị ban đầu, và sau đó tăng đều. Hàm lượng oxalate tối đa được quan sát sau 20 - 34h, sau đó giảm tuyến tính. Lượng oxalate hòa tan hàng ngày cao có thể làm tăng nguy cơ tăng urê máu và hình thành sỏi thận.

7. Nghiên cứu tác động của calcium từ các nguồn khác nhau đến hàm lượng oxalates trong bột cacao thô.

Canxi dùng cho nghiên cứu là CaCO3, CaCl2, CaSO4 và nguồn thực phẩm (sữa bò nguyên kem, sữa bò loại béo và sữa bò nhiều can xi). Kết quả thu được cho thấy hàm lượng oxalate hòa tan trong bột cacao thô được giảm nhiều nhất khi phối trộn bột cacao thô với CaSO4 hoặc sữa bò nguyên kem. Sau khi phối trộn với CaCO3, CaCl2, CaSO4, sữa bò nguyên kem, sữa bò loại béo và sữa bò nhiều can xi, hàm lượng còn lại lần lượt là 580, 34; 560,93; 420,28; 580,75; 536,46; 485,83 mg/100 g DW. Như vậy, CaSO4 và sữa bò chứa nhiều canxi cho hiệu quả cao nhất trong việc giảm thiểu oxalate trong bột cacao thô. Việc phối trộn thực phẩm có chứa nhiều canxi với thực phẩm chứa nhiều oxalate trong quá trình chế biến nên được đầu tư nghiên cứu nhằm tạo ra những loại thực phẩm an toàn, phù hợp cho người bị bệnh thận hoặc những người có nguy cơ cao. Tuy nhiên không nên ăn cùng một lúc thức ăn chứa nhiều canxi với thức ăn chứa nhiều oxalate, điều này sẽ càng đẩy nhanh việc hình thành sỏi thận trong cơ thể.

Như vậy, việc nghiên cứu ra sản phẩm bột cacao thô đã được loại bỏ hoặc giảm bớt oxalates sẽ làm tiền đề cho việc sản xuất những sản phẩm thực phẩm an toàn cho bệnh nhân sỏi thận nói riêng và sức khỏe cộng đồng nói chung.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15722/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)