Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận isoflavone từ một số nguồn thực vật và ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:279

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận isoflavone từ một số nguồn thực vật và ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng" trình bày các nội dung chính sau: Xây dựng quy trình công nghệ thu nhận isoflavone từ nguồn nguyên liệu thực vật giàu isoflavone sẵn có tại khu vực miền Trung − Tây Nguyên, gồm có các quá trình: trích ly, tinh chế và nâng cao hàm lượng hoạt tính sinh học cao isoflavone; Kiểm tra hoạt tính sinh học và an toàn thực phẩm của cao isoflavone; Ứng dụng sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận isoflavone từ một số nguồn thực vật và ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  TRẦN THỊ NGỌC THƯ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THU NHẬN ISOFLAVONE TỪ MỘT SỐ NGUỒN THỰC VẬT VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng, 2022
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  TRẦN THỊ NGỌC THƯ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THU NHẬN ISOFLAVONE TỪ MỘT SỐ NGUỒN THỰC VẬT VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Mã số : 9 54 01 01 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hướng dẫn 1: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH Hướng dẫn 2: TS. BÙI XUÂN VỮNG Đà Nẵng, 2022
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa được công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Tác giả thực hiện Luận án
ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh – Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, TS. Bùi Xuân Vững – Đại học Sư phạm Đà Nẵng – Đại học Đà Nẵng đã nhận hướng dẫn, định hướng nội dung khoa học và giúp đỡ tôi đầy trách nhiệm trong suốt quá trình hoàn thành luận án. Xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Ban giám đốc Đại học Đà Nẵng, Ban giám hiệu các trường Đại học Bách khoa, Đại học Sư phạm, Đại học Sư phạm Kỹ thuật cùng các phòng Ban, Khoa và đồng nghiệp của các Trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành nội dung nghiên cứu. Xin được bày tỏ sự mến mộ và lòng tri ân đến: Bộ môn Công nghiệp Dược – Đại học Dược Hà Nội; Phòng thí nghiệm hoạt tính sinh học – Viện Công nghệ Sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng đậu nành Vinasoy (VSAC); Quỹ đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF) và GS.TS. Pau Loke Show – Đại học Nottingham – Malaysia đã đồng hành hỗ trợ phương pháp nghiên cứu chuyên sâu có liên quan đến nội dung trong luận án, cũng như tài trợ một phần kinh phí trong tiến trình thực nghiệm. Xin trân trọng cảm ơn các GS, PGS, TS là chủ tịch, phản biện và ủy viên hội đồng đã dành nhiều thời gian quý báu để đọc, nhận xét và tham gia hội đồng chấm luận án này. Cuối cùng, xin được tri ân thân thiết đến gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm, động viên, khích lệ và hỗ trợ đầy hiệu quả giúp tôi trong suốt tiến trình hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh
iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...........................................................................vii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... x MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... xiv MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2 3. Nội dung nghiên cứu........................................................................................... 3 4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 5 6. Bố cục của luận án .............................................................................................. 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 7 1.1. Giới thiệu về isoflavone ....................................................................................... 7 1.1.1. Cấu trúc hóa học của isoflavone ................................................................... 7 1.1.2. Công dụng của isoflavone trong sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe ........ 8 1.2. Một số nguồn thực vật giàu isoflavone .............................................................. 12 1.2.1. Đậu nành (Glycine max (L) Merrill) .......................................................... 12 1.2.2. Sắn dây (Pueraria benth thomsonii Benth) ................................................ 12 1.2.3. Đậu xanh (Vigna radiata L. Wilczek) ......................................................... 13 1.2.4. Bã đậu nành ................................................................................................ 13 1.2.5. Cỏ ba lá đỏ (Trifolium pratense L) ............................................................. 14 1.3. Cơ sở về công nghệ thu nhận isoflavone ........................................................... 14 1.3.1. Xử lý nguyên liệu ....................................................................................... 15 1.3.2. Trích ly ........................................................................................................ 15
iv 1.3.3. Thủy phân glycoside ................................................................................... 17 1.3.4. Tinh sạch ..................................................................................................... 17 1.3.5. Hoàn thiện sản phẩm .................................................................................. 18 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ thu nhận và ứng dụng sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone ......................................... 18 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 18 1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................... 22 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 25 2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 25 2.1.1. Nguyên liệu ................................................................................................. 25 2.1.2. Hóa chất, chế phẩm sinh học và nhựa macroporous .................................. 26 2.1.3. Thiết bị sử dụng chính ................................................................................ 28 2.2. Nội dung nghiên cứu và bố trí thí nghiệm ......................................................... 28 2.2.1. Đánh giá hàm lượng isoflavone và và một số thành phần hóa học của một số nguồn thực vật .................................................................................................. 30 2.2.2. Khảo sát các phương pháp trích ly isoflavone từ hạt và bã đậu nành ........ 30 2.2.3. Khảo sát một số phương pháp tinh chế và nâng cao hoạt tính cao isoflavone tinh chế ................................................................................................ 31 2.2.4. Kiểm tra hoạt tính sinh học và tính an toàn thực phẩm của cao isoflavone (TN7) .................................................................................................................... 32 2.2.5. Đề xuất quy trình công nghệ thu nhận isoflavone từ hạt và bã đậu nành ... 32 2.2.6. Ứng dụng cao isoflavone để sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe ............ 32 2.2.7. Đề xuất giải pháp tận thu phụ phẩm bột đậu nành sau trích ly isoflavone . 34 2.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 34 2.3.1. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ............................................................ 34 2.3.2. Phương pháp toán học ................................................................................ 37 2.3.3. Phương pháp đánh giá cảm quan ................................................................ 41 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................... 41
v CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 42 3.1. Đánh giá hàm lượng isoflavone và thành phần hóa học từ một số nguyên liệu thực vật ...................................................................................................................... 42 3.1.1. Hàm lượng isoflavone................................................................................. 42 3.1.2. Thành phần hóa học của nguyên liệu ......................................................... 45 3.2. Ảnh hưởng của một số phương pháp trích ly đến hiệu quả thu nhận isoflavone từ hạt đậu nành .......................................................................................................... 47 3.2.1. Phương pháp chiết khuấy............................................................................ 47 3.2.2. Phương pháp dùng sóng siêu âm ................................................................ 52 3.2.3. So sánh hiệu quả thu nhận isoflavone từ 2 phương pháp trích ly ............... 55 3.3. Tối ưu hóa điều kiện trích ly isoflavone từ hạt và bã đậu nành bằng phương pháp chiết khuấy ....................................................................................................... 57 3.3.1. Hạt đậu nành ............................................................................................... 57 3.3.2. Bã đậu nành ................................................................................................ 61 3.4. Ảnh hưởng của phương pháp tinh chế cao isoflavone thô thu nhận từ hạt và bã đậu nành .................................................................................................................... 64 3.4.1. Tinh chế cao isoflavone thô thu nhận từ hạt đậu nành bằng phương pháp trích ly lỏng-rắn .................................................................................................... 64 3.4.2. Khảo sát một số loại nhựa macroporous dùng tinh chế isoflavone từ hạt đậu nành ................................................................................................................ 66 3.4.3. Nghiên cứu tinh chế isoflavone từ cao thô thu nhận từ hạt đậu nành bằng nhựa macroporous D101 ....................................................................................... 69 3.4.4. Nâng cao hàm lượng aglycone trong cao isoflavone tinh chế bằng chế phẩm enzyme cellulase ......................................................................................... 76 3.4.5. Nghiên cứu tinh chế isoflavone thu nhận từ bã đậu nành bằng nhựa macroporous D101 ................................................................................................ 81 3.5. Kiểm tra hoạt tính sinh học và tính an toàn thực phẩm của cao isoflavone ...... 85 3.5.1. Kiểm tra hoạt tính sinh học của cao isoflavone .......................................... 86
vi 3.5.2. Kiểm tra tính an toàn thực phẩm của cao isoflavone.................................. 93 3.6. Đề xuất quy trình thu nhận isoflavone từ hạt và bã đậu nành ............................ 97 3.7. Ứng dụng cao isoflavone trong sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe ............... 99 3.7.1. Thử nghiệm sản xuất sữa chua đậu nành nước cốt dừa bổ sung isoflavone thu nhận từ đậu nành ............................................................................................. 99 3.7.2. Thử nghiệm sản xuất nectar chanh dây bổ sung cao isoflavone tinh chế từ bã đậu nành ......................................................................................................... 115 3.8. Đề xuất giải pháp tận thu phụ phẩm bột đậu nành sau trích ly isoflavone ...... 130 3.8.1. Chỉ tiêu chất lượng phụ phẩm của phụ phẩm bột đậu nành ..................... 130 3.8.2. Đề xuất quy trình công nghệ chế biến các sản phẩm thực phẩm từ phụ phẩm bột đậu nành sau trích ly ........................................................................... 131 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 134 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ........................................... 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 140
vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang bảng 2.1 Đặc tính vật lý của các loại nhựa macroporous 27 2.2 Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 28 2.3 Mức quy hoạch thực nghiệm của các yếu tố 37 3.1 Thành phần và hàm lượng nhóm isoflavone đậu nành hạt 42 3.2 Thành phần và hàm lượng nhóm isoflavone củ sắn dây 44 3.3 Thành phần và hàm lượng nhóm isoflavone bã đậu nành 45 3.4 Thành phần hóa học của các loại nguyên liệu trong nghiên cứu 45 3.5 Hàm lượng của 6 hợp chất isoflavone ở các mẫu phân tích 47 Hiệu quả quét gốc tự do DPPH• của các dịch trích ly ứng với 3.6 56 mỗi phương pháp Kết quả thực nghiệm hàm lượng thu nhận isoflavone từ hạt đậu 3.7 58 nành theo mô hình thí nghiệm TYT 23 Kết quả phân tích phương sai hàm lượng isoflavone tổng trích 3.8 58 ly từ hạt đậu nành (Minitab 18) 3.9 Bảng quy hoạch theo hướng gradient từ hạt đậu nành 60 Kết quả thực nghiệm theo mô hình thí nghiệm TYT23 của hàm 3.10 61 lượng isoflavone từ bã đậu nành Kết quả phân tích phương sai hàm lượng isoflavone trích ly ở 3.11 62 bã đậu nành (Minitab 18) 3.12 Bảng quy hoạch theo hướng gradient từ bã đậu nành 63 Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich của 3.13 70 isoflavone thu nhận từ hạt đậu nành Các đại lượng hấp phụ trên cột mở D101 isoflavone hạt đậu 3.14 73 nành
viii Số hiệu Tên bảng Trang bảng Các đại lượng giải hấp phụ trên cột nhồi D101 của isoflavone 3.15 74 thu nhận từ hạt đậu nành 3.16 Thành phần cao isoflavone tinh chế và thô từ hạt đậu nành 74 Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich của 3.17 82 isoflavone từ bã đậu nành Các đại lượng hấp phụ của sắc kí cột mở D101 (isoflavone bã 3.18 83 đậu nành) Các đại lượng giải hấp phụ trên cột mở D101 của isoflavone 3.19 84 thu nhận bã đậu nành 3.20 Thành phần cao isoflavone tinh chế và cao thô từ bã đậu nành 85 3.21 Tỉ lệ tế bào tăng sinh dưới tác động của các mẫu nghiên cứu 86 3.22 Khối lượng chuột trước và sau thử nghiệm 88 3.23 Khối lượng tử cung chuột ở các lô thí nghiệm 88 3.24 Hiệu quả bảo vệ tế bào HepG2 của các mẫu nghiên cứu 91 Khả năng ức chế quá trình peroxy hóa lipid của các mẫu 3.25 92 nghiên cứu trên dịch đồng thể gan 3.26 Giá trị IC50 % của các mẫu 93 So sánh các chỉ tiêu hóa học của cao isoflavone thô và tinh từ 3.27 94 hạt và bã đậu nành 3.28 Đặc tính cảm quan của các loại mẫu cao isoflavone 95 3.29 Chỉ tiêu vi sinh vật của các mẫu bột cao isoflavone 95 3.30 Khối lượng của chuột ở các lô thử nghiệm độc tính cấp 96 Ảnh hưởng của liều lượng nước cốt dừa bổ sung lên các chỉ 3.31 101 tiêu hóa lý của các mẫu sữa chua 3.32 Phân tích cảm quan các mẫu sữa chua đậu nành-nước cốt dừa 103
ix Số hiệu Tên bảng Trang bảng Một số chỉ tiêu hóa lý của các mẫu sữa chua đậu nành-nước 3.33 105 cốt dừa 3.34 Hàm lượng isoflavone của sản phẩm mẫu sữa chua 105 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến các chỉ tiêu hóa lý và 3.35 107 số lượng chủng VSV khởi động của sữa chua Chất lượng cảm quan sữa chua đậu nành-dừa bổ sung 3.36 109 isoflavone theo thời gian bảo quản Các chỉ tiêu hóa lý chất lượng sữa chua đậu nành nước cốt dừa 3.37 110 bổ sung isoflavone Chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm sữa chua đậu nành-nước cốt 3.38 110 dừa bổ sung isoflavone 3.39 Kí hiệu các mẫu bổ sung GG-NaC 119 3.40 So sánh các chỉ tiêu giữa các mẫu nectar chanh dây 122 Thành phần các isoflavone trong nectar chanh dây bổ sung 3.41 123 isoflavone Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến các chỉ tiêu hóa lý của 3.42 124 nectar chanh dây bổ sung isoflavone Ảnh hưởng thời gian bảo quản đến các đặc tính cảm quan 3.43 125 nectar chanh dây Các chỉ tiêu hóa lý chất lượng nectar chanh dây giàu 3.44 125 isoflavone 3.45 Chỉ tiêu vi sinh vật của nectar chanh dây bổ sung isoflavone 126 Thành phần hóa học của bột đậu nành trước và sau khi trích ly 3.46 130 isoflavone 3.47 Thành phần các acid béo trong các mẫu dầu trích ly 131
x DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang hình Công thức cấu tạo của các hợp chất isoflavone trong đậu 1.1 7 nành 1.2 Sơ đồ chuyển hóa giữa các hợp chất isoflavone 8 Công thức cấu tạo và cấu hình không gian của 17-estradiol 1.3 9 và S-equol Quy trình tổng quát sản xuất chế phẩm isoflavone thương 1.4 14 mại Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly (phương pháp truyền 1.5 15 thống) 2.1 Nguyên liệu giàu isoflavone dùng trong nghiên cứu 25 2.2 Các loại nhựa macroporous sử dụng 27 2.3 Sơ đồ tóm tắt nội dung nghiên cứu và bố trí thí nghiệm 29 3.1 Sắc ký đồ HPLC isoflavone đậu nành 42 3.2 Sắc ký đồ HPLC isoflavone đậu xanh 43 3.3 Sắc ký đồ HPLC isoflavone của củ sắn dây 44 3.4 Sắc ký đồ HPLC isoflavone bã đậu nành 45 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến khả năng thu nhận 3.5 48 isoflavone Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả năng thu 3.6 49 nhận isoflavone Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến khả năng thu nhận 3.7 50 isoflavone Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến khả năng thu nhận 3.8 51 isoflavone
xi Số hiệu Tên hình Trang hình Ảnh hưởng của điều kiện siêu âm đến hàm lượng glycoside 3.9 52 của các mẫu phân tích Ảnh hưởng của mức NLSA và thời gian siêu âm đến hàm 3.10 53 lượng aglycone của các mẫu phân tích Ảnh hưởng của mức NLSA và thời gian siêu âm đến hàm 3.11 54 lượng isoflavone tổng của các mẫu phân tích So sánh hiệu quả giữa các phương pháp trích ly đến hàm 3.12 55 lượng isoflavone Phương trình hồi quy của isoflavone từ hạt đậu nành trên 3.13 59 mặt phẳng không gian 3 chiều. Phương trình hồi quy của isoflavone từ bã đậu nành trên mặt 3.14 62 phẳng không gian 3 chiều 3.15 Hàm lượng isoflavone trong các mẫu cao phân đoạn 64 3.16 Hiệu suất thu hồi isoflavone trong cao trích ly phân đoạn 65 3.17 Sắc kí đồ HPLC của các dịch cân bằng và rửa giải D101 66 Đồ thị biểu diễn đại lượng giải hấp của các loại nhựa đối với 3.19 68 các isoflavone từ đậu nành. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich của 3.20 69 isoflavone hạt đậu nành trên nhựa D101 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến khả năng giải hấp 3.21 71 isoflavone từ cao thô hạt đậu nành. Đường cong hấp phụ trên sắc kí cột D101 của isoflavone từ 3.22 72 hạt đậu nành Đường cong giải hấp phụ trên sắc kí cột D101 của 3.23 73 isoflavone từ hạt đậu nành 3.24 Các dịch và cao khô hạt đậu nành trước và sau tinh chế 75
xii Số hiệu Tên hình Trang hình Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu quả chuyển hóa 3.25 76 glycoside 3.26 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hiệu quả thủy phân 78 3.27 Sắc kí đồ HPLC mẫu dịch trước và sau thủy phân 79 3.28 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thủy phân 80 3.29 Tổng hợp kết quả tinh chế isoflavone từ hạt đậu nành 81 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich trên 3.30 82 nhựa D101 của isoflavone từ bã đậu nành Đường cong hấp phụ trên sắc kí cột D101 của isoflavone từ 3.31 83 bã đậu nành Đường cong giải hấp phụ trên sắc kí cột D101 của 3.32 84 isoflavone từ bã đậu nành 3.33 Hình ảnh tử cung của chuột ở các lô thí nghiệm 88 3.34 Hình ảnh noãn trứng của chuột ở các lô thí nghiệm 89 Tác động của các mẫu nghiên cứu đến sự phát triển của nang 3.35 89 trứng Tác động của các mẫu nghiên cứu đến sự sản sinh estradiol 3.36 90 trong huyết thanh chuột Khả năng bao vây gốc tự do DPPH• của các mẫu cao 3.37 93 isoflavone 3.38 Các mẫu cao isoflavone sấy thăng hoa từ hạt và bã đậu nành 95 3.39 Quy trình thu nhận isoflavone từ hạt và bã đậu nành 97 3.40 Hình ảnh các mẫu sữa chua đậu nành nước cốt dừa 103 Sắc ký đồ HPLC isoflavone của sữa chua SoCY và mẫu đối 3.41 105 chứng
xiii Số hiệu Tên hình Trang hình Số lượng vi khuẩn lactic trong mẫu sữa chua theo thời gian 3.42 108 bảo quản. Điểm thị hiếu các chỉ tiêu cảm quan sữa chua nước cốt dừa 3.43 111 bổ sung isoflavone và các mẫu đối chứng Quy trình công nghệ chế biến sữa chua đậu nành nước cốt 3.44 113 dừa bổ sung isoflavone 3.45 Độ lắng của các mẫu nectar chanh dây 116 3.46 Các mẫu nectar chanh dây bổ sung gellan gum 117 3.47 Độ nhớt của các mẫu nectar chanh dây 118 Ảnh hưởng của liều lượng GG-NaC đến chỉ số độ lắng các 3.48 120 mẫu nectar chanh dây theo thời gian bảo quản 3.49 Các mẫu nectar chanh dây bổ sung GG- NaC 120 Ảnh hưởng của liều lượng GG-NaC đến độ nhớt biểu kiến 3.50 121 của các mẫu nectar chanh dây theo thời gian bảo quản Điểm thị hiếu các chỉ tiêu cảm quan của nectar chanh dây bổ 3.51 127 sung isoflavone và mẫu đối chứng Quy trình công nghệ chế biến nectar chanh dây bổ sung 3.52 128 isoflavone Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm thực phẩm từ phụ 3.53 132 phẩm bột đậu nành Phụ phẩm bột đậu nành trước và sau khi trích ly chất béo và 3.54 132 sản phẩm dầu đậu nành so với bột đậu nành nguyên liệu
xiv MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt bằng tiếng Việt DM : Dung môi DM/NL : Tỉ lệ Dung môi/Nguyên liệu HL : Hàm lượng NL : Nguyên liệu NLSA : Năng lượng siêu âm TN : Thí nghiệm TYT23 : Quy hoạch thực nghiệm toàn phần 2 mức 3 yếu tố VSV : Vi sinh vật Chữ viết tắt bằng tiếng Anh ANOVA : Analysis of Variance AOAC : Association of Official Analytical Chemists ATPS : Aqueous Two-Phase Extraction BALB/c : Bagg Albino/c mice BV : Bed-Volume ACN : Acetonitril CH2Cl2 : Dichloromethane CMC : Carboxymethyl Cellulose D : Daidzin De : Daidzein DMEM : Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium DMSO : Dimethyl sulfoxide (CH3)2SO DPPH : 2,2-Diphenyl-2-picrylhydrazyl EFSA : European Food Safety Authority ER : Estrogen Receptor EtOAC : Ethyl Acetate
xv EtOH : Ethanol FRAP : Ferric Reducing Antioxidant Power G : Genistin Ge : Genistein GG : Gellan gum Gle : Glycitein Gly : Glycitin HPLC : High-Performance Liquid Chromatography HRT : Hormone Replacement Therapy LDL : Low density lipoprotein cholesterol LOD : Limit of Detector LOQ : Limit of Quantitation MBMA : Model Based Meta-Analysis MCF-7 : Michigan Cancer Foundation-7 MDA : Malondialdehyde MeOH : Methanol NaC : Natri Citrate (Na3C6H5O7) PTFE : Polytetrafluoroethylene R2 : Regression Sum of Squares RNI : Recommended Nutrition Intakes RSD : Relative Standard Deviation SD : Standard Deviation
xvi SDVB : Polystyrene-Divinylbenzene TLC : Thin Layer Chromatography TPTZ : 2,4,6-Tripyridyl-s-triazine UV : Ultraviolet VCD : 4-Vinylcyclohexene Diepoxide WHC : Water Holding Capacity
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nhiều quốc gia châu Á có tín ngưỡng đạo Phật như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc từ bao đời nay sử dụng phổ biến dòng thực phẩm có nguồn gốc từ các loại hạt họ đậu, đặc biệt là từ đậu nành [1][2]. Do đó, thực phẩm có xuất xứ thuần thực vật này đã và sẽ là tâm điểm cho nhiều đề tài nghiên cứu chuyên sâu nhằm khai thác những lợi ích còn ẩn chứa nhiều tiềm năng chưa được biết đến. Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, giá trị cốt lõi của các sản phẩm được sản xuất từ đậu nành đã được khẳng định. Đây không chỉ là nguồn cung cấp hàm lượng protein thực vật cùng với các khoáng chất cần thiết, mà nó còn bổ sung nhiều kiến thức mới cho nhân loại trong việc tìm nguồn và phương thức bổ sung các hoạt chất mang hoạt tính sinh học mà đậu nành là đại diện tiêu biểu. Phát hiện này đã khơi mào cho việc tìm kiếm nguồn isoflavone thực vật và sự ra đời dòng sản phẩm bảo vệ sức khỏe có bổ sung hoạt chất này. Isoflavone là các hợp chất chuyển hóa thứ cấp, được phân bố nhiều trong các cây họ đậu Leguminosae như đậu nành, đậu trắng, củ sắn dây, cỏ linh lăng, cỏ ba lá đỏ, đậu xanh và một lượng nhỏ isoflavone cũng được chứa trong các sản phẩm thực vật khác như ở quả hạch [3][4]. Với cấu trúc hóa học gần với estrogen-nội tiết tố nữ có vai trò quan trọng đối với phụ nữ tiền mãn kinh, isoflavone giúp chống lại các triệu chứng như loãng xương, trầm cảm, ngăn ngừa các bệnh tim mạch, ung thư vú, v.v…mà không gây tác dụng phụ như các loại hormone tổng hợp. Vì vậy isoflavone được sử dụng phổ biến trên thế giới và trong nước dưới dạng các sản phẩm thực phẩm chức năng, dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát và đồ uống [3][5]. Ngành công nghiệp thu nhận isoflavone hiện nay đã và đang ứng dụng nhiều phương pháp trích ly, tinh chế nhằm đạt được hiệu quả thu nhận isoflavone cao nhất đồng thời đảm bảo sự phát triển bền vững [6]. Isoflavone được chia thành 4 nhóm chính, trong đó nhóm aglycone không chứa gốc đường, có hoạt tính sinh học cao nên cũng là một phần cần quan tâm trong nghiên cứu tinh chế [7]. Tại Việt Nam, nguồn đậu nành hạt nói riêng và phong phú các loại thực vật
2 họ đậu và có sản lượng lớn. Theo báo cáo của Tổng cục Thống kê (GSO), sản lượng đậu nành trung bình đạt 150 ngàn tấn/năm [8]. Do đó, những nghiên cứu theo định hướng nêu trên có cơ sở để phát triển thành công và bền vững. Mặc dù các nguồn nguyên liệu giàu isoflavone như đậu nành, củ sắn dây là loại thực vật sẵn có ở nước ta, nhưng các nghiên cứu trong nước về thu nhận và sản xuất thực phẩm chức năng giàu isoflavone còn khá mới mẻ. Các công trình công bố trong nước về isoflavone còn ít, chủ yếu nghiên cứu về thành phần các hợp chất isoflavone và trích ly isoflavone từ hạt đậu nành nảy mầm, củ sắn dây và các phương pháp trích ly, tinh chế [9][10]. Bên cạnh đó, một lượng lớn các phế liệu trong ngành chế biến các sản phẩm từ đậu nành hiện nay, cụ thể là bã đậu nành chỉ dùng trong chăn nuôi gia súc hay làm phân bón, trong khi chúng vẫn còn chứa một lượng các chất dinh dưỡng đáng kể như protein, hàm lượng xơ, glucid v.v…và đặc biệt là chứa isoflavone [11]. Ngoài ra, những nghiên cứu về thực phẩm bảo vệ sức khỏe có bổ sung isoflavone ở Việt Nam chỉ mới dừng ở mức nghiên cứu cơ bản. Do đó, các sản phẩm thực phẩm chức năng bổ sung isoflavone hiện nay trên thị trường Việt Nam hầu hết đều là nhập ngoại giá thành cao, chưa có nhiều dòng sản phẩm thực phẩm chức năng. Do đó “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận isoflavone từ một số nguồn thực vật và ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng” nhằm mục đích góp phần làm phong phú thêm định hướng nghiên cứu ứng dụng, tạo ra những sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe trên nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước. Các sản phẩm này với chất lượng đảm bảo sẽ tạo được sự cạnh tranh bền vững, đồng thời giúp cho phụ nữ - chiếm tỉ lệ gần 50% của nhân loại sẽ trẻ hơn, đẹp hơn và khỏe mạnh hơn. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát của luận án là xây dựng quy trình công nghệ thu nhận isoflavone và quy trình sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone, góp phần tạo ra các sản phẩm bảo vệ sức khỏe từ nguồn nguyên liệu dồi dào trong nước. Từ đó, luận án đặt ra các mục tiêu cụ thể như sau: