1.2. Tổng quan về chủng nấm men Rhodosporidium
1.2.5. Nguyên liệu dùng trong nghiên cứu
Quá trình chuyển hoá ở nấm men chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau. Trong quá trình ứng dụng để sản xuất các sản phẩm chuyển hoá từ nấm men, bên cạnh chất lượng sản phẩm, giá thành đầu ra cũng là một vấn đề được quan tâm nhiều. Trong những năm gần đây, nguyên liệu thô và phụ phẩm ngành công nghiệp nông nghiệp được đề xuất như một nguồn cacbon thay thế giá rẻ cho chuyển hoá ở nấm men (Ginka I. Frengova và Dora M. Beskova, 2009).
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thuận lợi cho việc trồng rau và sản xuất nhiều loại rau quả. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất carotenoid. Bên cạnh đó, nguồn cacbon còn được tìm nhiều trong các nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ tìm như bã cam, chanh; vỏ xoài, vỏ dưa hấu, vỏ chuối và vỏ dứa,... được thải ra trong công nghiệp chế biến nước ép trái cây. Việc tái sử dụng vừa giúp bảo vệ môi trường vừa mang lại hiệu quả cao về kinh tế.
1.2.5.1. Vỏ dứa
14
Vỏ dứa là một nguyên liệu thô giàu dưỡng chất như chất xơ không hòa tan, pectin, đường, protein, vitamin, khoáng chất và các hợp chất phenolic và bromelain, một nhóm các protease với các ứng dụng khác nhau trong thực phẩm, dệt may, mỹ phẩm,... Myricetin, axit salicylic, axit tannic, axit trans-cinnamic và axit p-coumaric đã được xác định trong một loại bột giàu chất xơ từ vỏ dứa là một phần chất thải và những hợp chất này được báo cáo là chất chống oxy hóa mạnh (Larrauri, J.A. và cs, 1997)
Arsyada và cộng sự báo cáo rằng chiết xuất vỏ dứa có chứa các hợp chất hóa học như: flavonoid, saponin, tannin, và enzyme bromelain và flavonoid là hàm lượng hợp chất hóa học cao nhất trong chiết xuất vỏ dứa. Ngoài ra, dứa là một nguồn giàu mangan, giúp xây dựng và duy trì sức mạnh của xương và nó cũng có nhiều vitamin C. Nó cũng chứa bromelain, có thể làm giảm sưng, bầm tím, thời gian chữa lành và đau liên quan đến chấn thương và can thiệp phẫu thuật (Thanish, AS và cs, 2016). Phân tích phytochemical của vỏ dứa cho thấy, alkaloids, flavonoid và saponin có đặc tính phytochemical cao nhất; và phenolic, tannin và terpenoit có mặt vừa phải cũng như glycosid và steroid ở dạng vết (Okoh, ME và cs, 2019). Axit chlorogenic và axit ferulic trong nước chiết xuất từ dứa được coi là có vai trò quan trọng như chất khử hoặc chất chống oxy hóa.
1.2.5.2. Vỏ cam
Vỏ cam là chất thải có khối lượng lớn và dễ sử dụng nhất trong ngành sản xuất cam.
Người ta ước tính rằng khoảng 20% quả cam là vỏ cam. Do đó, người ta ước tính lượng vỏ cam tạo ra là 15,1 triệu tấn vào năm 2018. Tài liệu chỉ ra rằng vỏ cam chứa 23% đường, 22% cellulose, 25% pectins và 11% hemicellulose (Gaind, S., 2016). Thành phần hóa học của vỏ cam chủ yếu được tạo thành từ cellulose, tiếp theo là lignin và sau đó là hemicellulose. Cellulose là polyme tự nhiên đơn giản nhất để chuyển đổi thành các monome của nó, giúp cải thiện quá trình lên men.
Vỏ cam là một trong những loại trái cây được tiêu thụ nhiều nhất trên toàn cầu bởi vì nó có nhiều chất có lợi chẳng hạn như alkaloid, flavonoid, lycopene, vitamin C, pectin và tanin (Rafsanjani và Putri, 2014). Vỏ cam cũng chứa tiền chất carotenoid bao gồm geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP) liên quan đến sinh tổng hợp carotenoid bằng con đường MEP (Loto và cs, 2012).
1.2.5.3. Vỏ chuối
15
Ở nước ta, chuối là loại trái cây có diện tích và sản lượng tương đối cao, chiếm 19%
tổng diện tích cây ăn trái của Việt Nam hàng năm, cho sản lượng khoảng 1,4 triệu tấn/năm (Nguyễn Thị Kiều Duyên, 2016). Vỏ chuối chiếm 18 - 33% trọng lượng của quả chuối, theo đó sản lượng sản xuất chuối từ 8 - 10 tấn/ngày cho thấy tiềm năng nguồn nguyên liệu đầu vào rất lớn.
Một trong những yếu tố quan trọng của các chất hấp phụ tự nhiên là thành phần cellulose chiến tỷ lệ cao. Theo đó, thành phần cellulose của vỏ chuối chiếm khoảng 4,5 - 4,6% khối lượng, thành phần cấu tạo chính là các hợp chất polime được hợp thành từ các mắt xích β-glucozơ nối với nhau bởi các liên kết β - 1,4 - glycozit, phân tử cellulose không phân nhánh, không xoắn dẫn đến vỏ chuối có độ xốp cao thích hợp để làm vật liệu hấp phụ 1.2.5.4. Vỏ xoài
Xoài được xem là một trong những loại trái cây được ưa chuộng nhất trên thế giới bởi màu sắc hấp dẫn, mùi vị thơm ngon và giá trị dinh dưỡng cao. Các nước sản xuất xoài lớn nhất trên thế giới (trên 1 triệu tấn/năm) là Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Pakistan, Mexico, Brazil. Sản lượng xoài của 7 nước này chiếm 78% sản lượng xoài thế giới và có ảnh hưởng rất lớn đến thị trường xoài thế giới. Việt Nam thuộc nhóm 20 nước sản xuất xoài có tiềm năng của thế giới, sản lượng xoài của Việt Nam năm 2012 đạt 775.942 tấn trên diện tích khoảng 73.692 ha (FAO, 2013).
Xoài không những được sử dụng như một loại trái cây tươi mà còn được chế biến thành nhiều loại sản phẩm khác nhau. Do đó, một lượng rất lớn phế phẩm từ xoài được tạo ra hàng năm từ các nhà máy. Trong quá trình sản xuất, vỏ xoài là phế phẩm chính, chiếm khoảng 15 - 20% thành phần quả và được thải ra ngoài môi trường do không có giá trị kinh tế. Tuy nhiên, trong vỏ xoài chứa một lượng lớn chất xơ tổng (73,04%) và đường khử (Arumugam & Manikandan, 2011).
1.2.5.5. Vỏ dưa hấu
Vỏ dưa hấu chứa một tỷ lệ lớn các chất dinh dưỡng như: Chất chống oxy hóa, khoáng chất, vitamin C, vitamin A, vitamin B8, kali, kẽm và hoạt chất. Ngoài ra, vỏ dưa hấu cũng đậm đặc chất dinh dưỡng với chất diệp lục, citrulline, lycopene, axit amin, flavonoid và các hợp chất phenolic. Với một lượng lycopene và các flavonoid khác, vỏ dưa
16
hấu chứa nhiều chất chống oxy hóa, có thể giúp giảm tác động của các gốc tự do và giảm ứng kích oxy hóa.