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 TRẦN THỊ NGỌC THƯ THƯ h ại Đ ọc NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ THU NHẬN ISOFLAVONE TỪ MỘT SỐ NGUỒN THỰC VẬT VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Đ Mã số: 54 01 01 Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm ẵn N g TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng, 2022 Cơng trình hồn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh h ại Đ TS Bùi Xuân Vữngpgs TS Trương Thị Minh Hạnh TS Bùi Xuân Vững Phản biện 1: PGS.TS Trần Thanh Trúc ọc Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Hoàng Lộc Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Quang Vinh Đ N Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án tiến sĩ cấp 04 tháng 06 năm 2022 g ẵn trường họp Trường Đại học Bách khoa-Đại học Đà Nẵng vào ngày Có thể tìm hiểu luận án tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông, Trường Đại học Bách Khoa - Trung tâm Thông tin – Học liệu Truyền Thông, Đại học Đà Nẵng - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Isoflavone hợp chất thuộc nhóm flavonoid, thường có họ đậu, có hoạt tính estrogen giúp chống lại triệu chứng loãng xương, trầm cảm, ngăn ngừa bệnh tim mạch, ung thư vú, v.v…thường xuất phụ tiền mãn kinh Do đó, isoflavone giới khoa học giới quan tâm nhiều thập kỷ qua sử dụng chế biến sản phẩm thực phẩm chức năng, dược phẩm, mỹ h ại Đ phẩm, nước giải khát đồ uống nước giới Tuy nhiên, nghiên cứu nước isoflavone cịn ít, sản phẩm thực phẩm bổ sung isoflavone hầu hết nhập ngoại có giá thành cao Vì cần xây dựng quy trình thu nhận isoflavone từ nguồn nguyên liệu ọc dồi nước ứng dụng vào sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone làm đa dạng hóa sản phẩm nước, giảm Đ giá thành sản phẩm so với sản phẩm ngoại nhập, phát triển nông nghiệp công nghiệp chiết xuất hợp chất isoflavone Do đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ thu nhận isoflavone N từ số nguồn thực vật ứng dụng sản xuất thực phẩm chức Mục tiêu nghiên cứu ẵn năng” lựa chọn g Xây dựng quy trình cơng nghệ thu nhận isoflavone từ nguồn nguyên liệu cung cấp isoflavone sẵn có khu vực miền Trung-Tây Nguyên bao gồm trình trích ly, tinh chế nâng cao hàm lượng hoạt tính sinh học cao isoflavone; Kiểm tra an tồn thực phẩm hoạt tính sinh học cao isoflavone; Ứng dụng sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone Nội dung luận án Đánh giá thành phần hàm lượng isoflavone số nguyên liệu thực vật khu vực miền Trung-Tây Nguyên; Khảo sát phương pháp trích ly isoflavone từ hạt bã đậu nành; Khảo sát phương pháp tinh chế nâng cao hoạt tính cao isoflavone tinh chế; Kiểm tra chất lượng an toàn thực phẩm hoạt tính sinh học cao isoflavone; Đề xuất quy trình cơng nghệ thu nhận isoflavone; Ứng dụng cao isoflavone để sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe; Đề xuất giải pháp h ại Đ tận thu phụ phẩm bột đậu nành sau trích ly isoflavone Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu luận án phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với phân tích lý thuyết tổng hợp tài liệu ọc Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Luận án sử dụng quy hoạch thực nghiệm tồn phần 23 mơ Đ hình thực nghiệm leo dốc Box-Wilson để tìm điều kiện trích ly isoflavone tối ưu từ hạt bã đậu nành Luận án nghiên cứu cụ thể hấp phụ giải hấp phụ hợp chất isoflavone từ cao trích ly hạt N bã đậu nành theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ẵn Freundlich Quá trình hấp phụ giải hấp phụ động học hợp thực sắc kí cột D101, sở để xây dựng quy g trình tinh chế quy mô lớn Luận án xây dựng quy trình thu nhận isoflavone từ hạt bã đậu nành với số cơng đoạn cải tiến: trích ly chiết khuấy, tinh chế nhựa macroporous D101 nâng cao hàm lượng aglycone chế phẩm enzyme Celluclast1.5L Quy trình thu nhận isoflavone dễ vận hành, chi phí thấp, an tồn giảm thiểu nhiễm mơi trường thông qua việc sử dụng dung môi ethanol nước Cao thô cao tinh chế isoflavone chứng minh hoạt tính sinh học đảm bảo an toàn thực phẩm Hai sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung giàu isoflavone từ cao isoflavone sữa chua đậu nành nước cốt dừa nectar chanh dây kiểm tra đánh giá đảm bảo tiêu chuẩn nước Bố cục luận án Luận án gồm 133 trang, 51 Bảng biểu, 61 Hình ảnh Nội dung luận án gồm: Mở đầu (5 trang); Chương 1: Tổng quan (20 trang); Chương 2: Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu (16 trang); Chương Kết h ại Đ thảo luận (89 trang); Kết luận kiến nghị (3 trang) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Trình bày nghiên cứu giới nước vấn đề: ọc 1.1 Giới thiệu isoflavone Isoflavone phân nhánh thuộc nhóm flavonoid, có nhiều Đ loại thực vật họ đậu (leguminosae) Các nguồn nguyên liệu thực vật giàu isoflavone nghiên cứu đậu nành, cỏ ba đỏ, cỏ linh lăng, đậu trắng, củ sắn dây, v.v… Các nhóm N aglycone (genistein, daidzein glycitein) có hoạt tính sinh học cao ẵn dạng -glycoside (genistin, daidzin glycitin) ổn định với nhiệt độ, chiếm lượng lớn tổng số thành phần isoflavone nên chúng g quan tâm nhiều để trích ly sử dụng 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước cơng nghệ thu nhận ứng dụng sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone Trên giới, nhằm đáp ứng hàm lượng bổ sung vào sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe isoflavone, nhiều cơng trình nghiên cứu phương pháp trích ly tinh chế công bố ứng dụng vào quy mô sản xuất cơng nghiệp, tn theo kỹ thuật trích ly “xanh”, dựa vào yếu tố nguồn nguyên liệu công nghệ khai thác “xanh” Tại Việt Nam, có lợi nguồn nguyên liệu giàu isoflavone, song nghiên cứu nước thu nhận isoflavone sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung cao isoflavone chưa nghiên cứu cách toàn diện CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU h ại Đ 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu thực vật dùng nghiên cứu trích ly isoflavone: Hạt đậu nành (Glycine max (L.) Merr), hạt đậu xanh (Vigna radiata L Wilczek) ọc thu nhận Đại Lộc-Quảng Nam, củ sắn dây (Pueraria montana var lobata (Wild) Sanjappa& Pradeep) thu nhận Thiệu Hóa, Thanh Hóa bã đậu nành thu nhận sở chế biến đậu phụ, Đ sữa đậu nành Đà Nẵng Nguyên liệu làm sạch, sấy khô, trộn đều, xay mịn bảo quản hộp kín nhiệt độ -20±2oC N 2.1.2 Hóa chất, chế phẩm sinh học thiết bị sử dụng Các chất chuẩn isoflavone, hóa chất phân tích sử dụng ẵn nghiên cứu có xuất xứ từ hãng Merck (Đức), Sigma (Hoa kỳ) g hãng khác, đạt chuẩn phân tích Các loại nhựa macroporous sử dụng để nghiên cứu gồm: D101, AB8 (Anhui Sanxing Resin Technology Co., Ltd, Trung Quốc), Diaion HP20 (Mitsubishi Chemical Corporation, Nhật Bản) Amberlite XAD4 (Acros, Pháp) Giống vi khuẩn lactic thương mại Yoflex Express 1.0 (Chr Hansen Đan Mạch), chế phẩm enzyme thương mại Celluclast 1,5L (Novozymes, Đan Mạch) sử dụng nghiên cứu 2.2 Bố trí thí nghiệm 2.2.1 Đánh giá hàm lượng isoflavone thành phần số loại nguyên liệu thực vật Khảo sát hàm lượng isoflavone số thành phần hóa học loại nguyên liệu: hạt đậu nành, hạt đậu xanh, củ sắn dây bã đậu nành Hàm lượng isoflavone loại nguyên liệu đánh giá theo hợp chất gồm: daidzein, genistein glycitein (thuộc nhóm aglycone), daidzin, glycitin genistin (thuộc nhóm -glycoside) h ại Đ 2.2.2 Khảo sát phương pháp trích ly đến hiệu thu nhận isoflavone từ hạt đậu nành bã đậu nành Khảo sát điều kiện trích ly isoflavone nguyên liệu lựa chọn phương pháp: chiết khuấy dùng sóng siêu âm; tiến ọc hành tối ưu hóa điều kiện trích ly theo hàm lượng isoflavone quy hoạch thực nghiệm toàn phần mức yếu tố leo dốc tìm cực trị Đ theo mơ hình Box-Wilson từ hạt bã đậu nành 2.2.3 Khảo sát phương pháp tinh chế cao isoflavone thu nhận N Khảo sát lựa chọn tinh chế isoflavone gồm trích ly rắn-lỏng ẵn sắc ký cột (hạt pha tĩnh loại nhựa macroporous) Khảo sát nâng cao hàm lượng aglycone thủy phân glycoside isoflavone sử dụng g chế phẩm enzyme Celluclast1.5L 2.2.4 Kiểm tra chất lượng an toàn thực phẩm hoạt tính sinh học cao isoflavone Cao isoflavone kiểm tra an toàn thực phẩm (hàm lượng kim loại nặng, độc tính cấp v.v ) kiểm tra hoạt tính sinh học (hoạt tính estrogen in vitro in vivo, hoạt tính bảo vệ gan ex vivo, hoạt tính chống peroxy hóa lipid v.v ) 2.2.5 Đề xuất quy trình thu nhận isoflavone từ hạt bã đậu nành Đề xuất quy trình cơng nghệ với số giải pháp công nghệ cải tiến 2.2.6 Ứng dụng isoflavone để sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe Xây dựng quy trình sản xuất sữa chua đậu nành-nước cốt dừa nectar chanh dây bổ sung isoflavone từ đậu nành bã đậu nành đạt chất lượng sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe theo tiêu chuẩn Việt Nam h ại Đ 2.2.7 Đề xuất giải pháp tận thu phụ phẩm bột đậu nành sau trích ly isoflavone Đánh giá thành phần hóa học đề xuất giải pháp sử dụng phụ phẩm bột đậu nành sau trích ly isoflavone ứng dụng chế biến ọc sản phẩm thực phẩm 2.3 Phương pháp nghiên cứu Đ Một số phương pháp nghiên cứu sử dụng: Phân tích isoflavone theo phân tích sắc ký lỏng cao áp HPLC (AOAC 2008.83) tiêu hóa lý, vi sinh thực theo N tiêu chuẩn Việt Nam ẵn Phương pháp đánh giá cảm quan: phép thử mơ tả đặc tính sản phẩm, phép thử cho điểm thị hiếu, phép thử so hàng thị hiếu, phép thử g tam giác thực Các thí nghiệm thực lần, kết trình bày dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, so sánh khác có nghĩa theo chuẩn Fisher mức ý nghĩa =0,05 Tính tốn quy hoạch thực nghiệm tồn phần yếu tố mức TYT23 phân tích ANOVA thực phần mềm Minitab 18 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá hàm lượng isoflavone thành phần hóa học từ số nguyên liệu thực vật Hàm lượng isoflavone tổng đậu nành cao nhất, gấp 14,30 lần so với bã đậu nành, gấp 4,25 lần so với củ sắn dây Đậu xanh hạt xuất genistein với hàm lượng thấp Mặt khác đậu nành ngắn ngày, thâm canh từ 2-3 vụ năm, cho sản lượng lớn, giá rẻ Trong sắn dây thu hoạch lần/năm nên giá thành cao h ại Đ Việc sử dụng bã đậu nành để trích ly isoflavone vừa đóng vai trị quan trọng mặt tận dụng giá trị dinh dưỡng cịn lại, vừa giảm thiểu nhiễm mơi trường Hình 3.1 3.3 mơ tả sắc kí đồ hợp chất isoflavone đậu nành bã đậu nành Do nghiên cứu chọn nguyên ọc Đ N chất isoflavone ẵn liệu đậu nành bã đậu nành để tiến hành khảo sát trích ly nhóm hợp nhận isoflavone từ hạt đậu nành g 3.2 Ảnh hưởng số phương pháp trích ly đến hiệu thu 3.2.1 Phương pháp chiết khuấy Nghiên cứu khảo sát đơn biến yếu tố ảnh hưởng đến q trình trích ly sử dụng phương pháp chiết khuấy Giữa mẫu trích ly có khác pH môi trường (pH 2,5, pH 7,1; pH 9), mẫu có pH 7,1 cho hàm lượng isoflavone cao khơng có khác biệt có nghĩa mẫu (p>0,05) Kết cho yếu tố nồng độ ethanol, tỉ lệ DM/NL, nhiệt độ thời gian trích ly có tác dụng đáng kể đến hàm lượng isoflavone thu nhận (hình 3.5 3.7) h ại Đ 3.2.2 Phương pháp dùng sóng siêu âm Qua phân tích chiều ANOVA hàm lượng isoflavone ọc mẫu thí nghiệm, nghiên cứu chọn điều kiện siêu âm đạt Đ giá trị hàm lượng isoflavone tổng cao 70% mức NLSA-15 phút (1773,0±21,7g/g chất khơ) N (hình 3.11) ly thực nghiệm siêu âm mức NLSA 70% giữ g Trích ly isoflavone sóng ẵn 3.2.3 So sánh hiệu thu nhận isoflavone từ phương pháp trích hoạt tính chống oxi hóa hợp chất isoflavone rút ngắn thời gian trích ly khó ứng dụng cơng nghiệp Phương pháp trích ly chiết khuấy cho hiệu trích ly cao đơn giản, dễ vận hành, 11 loại nhựa nằm khoảng 76,1-82,1% isoflavone tổng số, 64,0-71,0% daidzin 79,3-85,1% genistin (hình 3.18b) loại nhựa khơng có khác có nghĩa (p>0,05) h ại Đ Tương tự, khả giải hấp tỷ lệ giải hấp tổng số isoflavone, genistin daidzin giảm theo thứ tự Amberlite® XAD4> ọc D101> AB-8> HP-20 Khả giải hấp daidzin, genistin tổng số isoflavone nhựa D101 1,45 mg/g hạt nhựa, 2,21 mg/ Đ g hạt nhưa 4,48 mg/g hạt nhựa có khác biệt khơng đáng kể (p> 0,05) nhựa D101 Amberlite® XAD4 (hình 3.19) g ẵn N So với nhựa Amberlite® XAD4 có thành cao, nhựa D101 lại có giá thành rẻ lực hấp phụ giải hấp phụ tương tự XAD-4 Do đó, nhựa D101 lựa chọn nguyên liệu cho trình tinh chế isoflavone 12 3.4.3 Nghiên cứu tinh chế isoflavone từ cao thô thu nhận từ hạt đậu nành nhựa macroporous D101 Theo đồ thị hình 3.20 cho thấy trình hấp phụ đẳng nhiệt isoflavone từ đậu nành phù hợp với mô hình Langmuir Freundlich h ại Đ ọc Trên mơ hình hấp phụ sắc kí cột (hình 3.22) chọn thể tích dung dịch isoflavone hấp phụ 3,75 BV, tức 750ml với tốc độ với tốc độ hấp phụ 1,5 BV/h Đ ẵn N g Kết thực nghiệm khảo sát khả giải hấp phụ qua cột D101 (hình 3.23) cho thấy lượng ethanol 70% cần để rửa giải hợp chất isoflavone hoàn toàn 2,5BV với tốc độ rửa giải BV/h Trong đó, đường cong rửa giải tập trung từ 0,5BV đến 1,5BV, đạt đỉnh 0,625BV cho daidzin, genistin isoflavone tổng cho thấy khả rửa giải hấp phụ nhanh chóng (hình 3.22 3.23) Cao isoflavone tinh chế đạt 144,664±1,214 (mg/g), gấp 8,73±0,06 lần so với cao thô gấp lần so với cao dichlomethane/ethanol thực phương 13 pháp trích ly rắn lỏng 3.4.4 Khảo sát điều kiện nâng cao hàm lượng aglycone từ cao isoflavone tinh chế chế phẩm enzyme Celluclast 1.5L Nghiên cứu nhằm mục tiêu nâng cao hàm lượng aglycone cao isoflavone tinh chế phương pháp thủy phân nhóm -glycoside sử dụng chế phẩm enzyme Celluclast1.5 L Khảo sát cho thấy yếu tố thủy phân nồng độ enzyme, nồng độ chất thời gian thủy phân ảnh hưởng đến hiệu chuyển hóa hợp h ại Đ chất -glycoside sang hợp chất aglycone tương ứng Tại thời điểm thủy phân 360 phút, hiệu suất thủy phân daidzin, glycitin genistin đạt 96% đạt hiệu suất thu hồi daidzein, glycitein genistein 91,8, 71,6 84,3 khơng có khác biệt có ọc nghĩa (p>0,05) so với thời điểm 420 phút 480 phút Kết nghiên cứu cho thấy chế phẩm enzyme Celluclast1.5 nồng độ với nồng Đ độ enzyme 0,16%, thời gian 360 phút nồng độ chất 17,5 mg/ml thủy phân hồn tồn nhóm -glycoside thu hàm lượng nhóm aglycone chiếm 95% hàm lượng isoflavone tổng N Hình 3.27 thể hàm lượng aglycone tăng pic hàm g ẵn lượng glycoside không xuất sau thủy phân 3.4.5 Nghiên cứu tinh chế isoflavone thu nhận từ bã đậu nành nhựa macroporous D101 Isoflavone từ bã đậu nành cho thấy phù hợp với mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich (hình 3.30) 14 Trên mơ hình sắc kí cột, cao isoflavone tinh chế từ bã đậu nành đạt 36,216 (mg isoflavone /g cao), tăng gấp 7,090 lần so với cao thô, đạt hiệu suất thu hồi 74,82% h ại Đ Như kết tinh chế isoflavone từ hạt bã đậu nành nhựa D101 thu đáp ứng mục tiêu đề nhằm gia tăng hàm lượng isoflavone để bổ sung vào sản phẩm thực phẩm Mặt khác, ọc phương pháp sử dụng nhựa hấp phụ D101 để tinh isoflavone phương pháp hiệu công nghệ kinh tế sử dụng dung dung môi, hiệu suất thu hồi cao Đ mơi nước cất ethanol nên an tồn, không gây độc hại, dễ thu hồi 3.5 Kiểm tra hoạt tính sinh học tính an tồn thực phẩm cao N tinh chế ẵn 3.5.1 Kiểm tra hoạt tính sinh học cao isoflavone Thử nghiệm hoạt tính estrogen in vitro loại cao isoflavone g dòng tế bào MCF7 cho thấy cao tinh chế từ hạt đậu nành tăng sinh 14,94% tế bào từ bã đậu nành 7,41% tế bào Kết thực nghiệm thử nghiệm hoạt tính estrogen in vivo cao isoflavone từ hạt đậu nành chuột chủng dòng BALB/c làm suy giảm buồng trứng 4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD) cho thấy lơ chuột có bổ sung mẫu cao chiết không ảnh hưởng đến trọng lượng thể chuột, làm tăng khối lượng tử cung chuột so với mẫu đối chứng bệnh lý bị suy giảm buồng trứng 15 Hình 3.33 thể tử cung chuột mẫu thử nghiệm có biểu bị teo nhỏ so với mẫu đối chứng âm lơ chuột sử dụng VCD Hình 3.33: Hình ảnh tử cung chuột lơ thí nghiệm Mặt khác mẫu cao chiết isoflavone làm tăng phát triển h ại Đ nang trứng, hàm lượng estradiol huyết so với lô chuột đối chứng bệnh lý Như cao chiết isoflavone thể chức estrogen, cải thiện tình hình chuột suy giảm buồng trứng cao so với chuột xử lý VCD ọc Thử nghiệm hoạt tính chống peroxy hóa lipid ex-vivo tế bào gan chuột, mẫu cao tinh chế có giá trị EC50(µg/ml) Đ 360,65±17,49 (g/ml) 418,13±9,19(g/ml), thể khả chống peroxide hóa lipid Ngồi ra, bốn mẫu cao isoflavone thử hoạt tính bảo vệ gan mơ hình ni cấy tế bào HepG2 tác N động CCl4 ẵn Kết khảo sát hiệu quét gốc tự DPPH cao isoflavone cho thấy hiệu quét gốc tự tỉ lệ thuận với hàm lượng g isoflavone mẫu Giá trị IC50(µg/ml) cao tinh chế từ hạt đậu nành bã đậu nành đạt 352,3 (µg/mL) 853,6 (µg/mL) 3.5.2 Kiểm tra tính an tồn thực phẩm cao tinh chế Kết thử nghiệm hoạt tính độc cấp mẫu cao isoflavone khả gây độc cấp tính cho chuột nhắt trắng dịng BALB/c theo đường uống thử nghiệm uống liều cao 10 gram/kg thể trọng, đảm bảo an toàn thực phẩm Kết phân tích hàm lượng kim loại nặng Pb, Cd, As Hg 16 cao tinh chế đậu nành bã đậu nành giới hạn định lượng phương pháp phân tích (AOAC 999.10) Tóm lại, qua phân tích cho thấy cao isoflavone từ đậu nành bã đậu nành đảm bảo an toàn thực phẩm thể hoạt tính sinh học bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng 3.6.1 Đề xuất quy trình sản xuất isoflavone từ hạt bã đậu nành 3.6.1 Đề xuất quy trình trích ly, tinh chế nâng cao chất lượng cao isoflavone từ hạt bã đậu nành ọc h ại Đ Đ g ẵn N 17 Quy trình cơng nghệ trích ly, tinh chế nâng cao chất lượng cao isoflavone từ hạt bã đậu nành trình bày hình 3.39 cho nhóm sản phẩm: sản phẩm bột cao isoflavone thô, sản phẩm bột cao isoflavone tinh chế sản phẩm bột cao giàu aglycone 3.6.2 Đề xuất giải pháp tận thu phụ phẩm bột đậu nành sau ọc h ại Đ trích ly isoflavone So với mẫu bột đậu nành nguyên liệu, bột đậu nành sau trích ly isoflavone giữ lại hầu hết thành phần hóa học protein tổng (32,692g/100g), lipid (17,810g/100g), xơ tổng(12,897g/100g) khoáng chất (Ca, P, K, Mg) Hàm lượng acid béo linoleic chiếm gần 50%, oleic acid palmitic acid, tương tự bột đậu nành Từ phân tích cho thấy bột đậu nành sau trích ly isoflavone nguồn nguyên liệu giàu thành phần protein lipid, đề xuất ứng dụng chế biến cao protein đậu nành dầu ăn 3.7 Ứng dụng cao isoflavone sản xuất thực phẩm bảo vệ sức Đ khỏe 3.7.1 Thử nghiệm sản xuất sữa chua đậu nành-nước cốt dừa bổ N sung isoflavone thu nhận từ đậu nành ẵn Nghiên cứu lựa chọn công thức phối chế sữa chua đậu nành-nước cốt dừa với tỉ lệ nước cốt dừa bổ sung 15% so với dịch g sữa đậu nành phù hợp để dùng sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone Sản phẩm sữa chua đậu nành-nước cốt dừa với liều lượng cao isoflavone thô bổ sung g cao thơ/100g sản phẩm (kí hiệu SoCY) kiểm tra đảm bảo tiêu hóa lý, tiêu vi sinh lượng (theo QCVN 5-5:2010/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia sản phẩm sữa lên men, Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7030:2016 Sữa lên men) Hàm lượng isoflavone có sản phẩm 21,15 mg/100g sản phẩm, đạt 15% so với liều dùng tối thiểu 18 khuyến cáo ngày từ 3090 mg/ngày Hình 3.42 thể sắc ký đồ HPLC isoflavone mẫu sữa chua, minh chứng cho gia tăng hàm lượng isoflavone mẫu bổ sung cao thô isoflavone (SoCY) so với mẫu đối chứng không bổ sung isoflavone Sản phẩm h ại Đ sữa chua đậu nành-nước cốt dừa bổ sung isoflavone Hội đồng cảm quan thị hiếu cho điểm đạt điểm cho tiêu (trạng thái, màu, mùi, vị mức chấp nhận chung), cao có nghĩa so với mẫu sữa chua khác (p7,5 điểm tiêu cảm quan (trạng thái, màu, mùi, vị mức chấp nhận chung), khơng có khác biệt có nghĩa so với sản phẩm đối chứng không bổ sung isoflavone (p>0,05) Hội đồng đánh giá cảm quan gồm 100 thành viên Điều chứng minh sản phẩm bổ sung h ại Đ isoflavone khơng ảnh hưởng đến tính chất cảm quan tiêu hóa lý sản phẩm nectar chanh dây ọc Đ g ẵn N 21 Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm bảo vệ sức khỏe nectar chanh dây bổ sung isoflavone đề xuất hình 3.53 Với kết nghiên cứu này, sản phẩm nectar chanh dây xây dựng “Bản công bố sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe bổ sung isoflavone”, đáp ứng điều kiện cần thực phẩm bảo vệ sức khỏe KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ h ại Đ A Kết luận 1- Từ loại nguyên liệu thực vật có sản lượng lớn khu vực miền Trung-Tây Nguyên, nghiên cứu chọn hạt đậu nành bã đậu ọc nành làm nguyên liệu để thu nhận isoflavone Hàm lượng hợp chất hạt đậu nành 1.579,1 (µg/g chất khơ) bã đậu nành chứa Đ 111,5(µg/g chất khơ) 2- Luận án cho thấy hai phương pháp trích ly isoflavone từ đậu nành, phương pháp chiết khuấy có gia nhiệt 45 phút-70oC N cho hàm lượng isoflavone (1843,8 g/gchấtkhô) cao trích ly siêu ẵn âm (1773,0 g/gchất khơ) 3- Q trình trích ly isoflavone phù hợp với mơ hình quy hoạch thực g nghiệm với mức yếu tố ảnh hưởng (TYT23), thể ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian tỉ lệ dung mơi/ngun liệu Điều kiện trích ly isoflavone tối ưu theo mơ hình BoxWilson: + Hạt đậu nành: 72,5°C - 67,5 phút, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu= 26,5/1 đạt hàm lượng isoflavone dịch trích ly 1932,44 g /gchất khô NL + Bã đậu nành: 74,5oC -79 phút, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 22 = 26,5/1 đạt hàm lượng isoflavone dịch trích ly 160,21g /gchất khô NL 4- Qua khảo sát khả tinh chế loại nhựa macroporous (D101, Amberlite XAD-4, Diaion HP-20 AB-8), nhựa D101 lựa chọn để tinh chế isoflavone Luận án nghiên cứu giải thích cụ thể hấp phụ hợp chất isoflavone từ hạt đậu nành bã đậu nành nhựa D101 theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Freundlich, tính dung lượng hấp phụ cực đại h ại Đ isoflavone từ đậu nành bã đậu nành 7,396 (mg/g hạt D101) 3,786 (mg/ghạt D101) 5- Bằng mơ hình sắc kí cột D101 tinh chế hợp chất isoflavone với hàm lượng isoflavone cao tinh chế đậu nành ọc (144,664 mg/g) bã đậu nành ( 36,216 mg/g) gấp từ 7-9 lần so với cao thô ban đầu, đạt hiệu suất thu hồi xấp xỉ 80% Kết Đ nghiên cứu cao so với phương pháp trích ly với hệ dichlomethanol/ethanol (1/3 v/v) có hàm lượng cao trích ly đạt 35,456±0,313 mg/g hiệu suất thu hồi 53,33% N 6- Q trình thủy phân nhóm β-glycoside xảy hồn tồn ẵn chế phẩm enzyme Celluclast®1.5L với nồng độ enzyme 0,16%, thời gian 360 phút nồng độ chất 17,5 mg/ml, thu tổng số g hàm lượng nhóm aglycone chiếm 95% hàm lượng isoflavone 7- Đánh giá chất lượng cao thô cao tinh chứa isoflavone thu nhận từ hạt bã đậu nành + Hoạt tính nội tiết tố estrogen: − Tỉ lệ tăng sinh tế bào MCF-7 cao tinh/cao thô (%) đạt 14,94/3,90 từ hạt đậu nành 7,41/1,07 từ bã đậu nành 23 − Bằng phương pháp in vivo lô chuột trắng nhận thấy bổ sung isoflavone [cao thô (M1)/cao tinh (M3)] với liều lượng 2.000/1.000 (mg/kg thể trọng chuột) cho phục hồi khối lượng tử cung chuột bị xử lý VCD (mg/10g thể trọng chuột) từ 20,7 lên 27,3/từ 20,7 lên 26,6 + Hoạt tính sinh học: − Hoạt tính bảo vệ dòng tế bào gan HepG2 cao tinh/cao thô (%) đạt giá trị 15,39/2,32 từ hạt đậu nành; h ại Đ 22,17/4,55 từ bã đậu nành − Sử dụng phương pháp MDA-test đánh giá khả chống peroxy hóa lipid màng tế bào isoflavone cao tinh thông qua giá trị IC50 (g/ml): 360,65 từ hạt đậu nành ọc 418,13 từ bã đậu nành 8- Đề xuất cải tiến cơng đoạn trích ly chiết khuấy tinh chế Đ hoạt chất isoflavone nhựa macroporous D101 dây chuyền trích ly isoflavone từ hạt bã đậu nành Nâng cao hàm lượng aglycone chế phẩm enzyme Celluclast 1.5L N 9- Đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm bổ sung ẵn isoflavone sữa chua đậu nành-nước cốt dừa nectar chanh dây Hai quy trình đề xuất xây dựng công bố Sản phẩm B Những đóng góp luận án g thực phẩm bảo vệ sức khỏe theo Nghị định 15/2018 NĐ-CP 1- Q trình trích ly isoflavone từ hạt đậu nành bã đậu nành chiết khuấy đạt thơng số trích ly tối ưu, với việc tăng nhiệt độ trích ly lượng dung mơi sử dụng nên rút ngắn thời gian trích ly 2- Tinh chế isoflavone từ đậu nành bã đậu nành sắc ký cột D101 đề xuất cho quy trình tinh chế isoflavone quy mô công nghiệp, đáp ứng “SẢN XUẤT XANH” 24 3- Đề xuất quy trình sản xuất sữa chua đậu nành- nước cốt dừa nectar chanh dây đáp ứng tiêu chuẩn thực phẩm bảo vệ sức khỏe C Kiến nghị 1- Tiếp tục tìm kiếm nguồn nguyên liệu thực vật chứa isoflavone 2- Tiếp tục nghiên cứu nâng cao độ tinh khiết isoflavone phương pháp kết tinh, sắc kí cột với loại hạt pha tĩnh có độ phân giải cao để ứng dụng dược phẩm h ại Đ 3- Tiếp tục nghiên cứu nâng cao độ ổn định thời gian bảo quản cho sản phẩm nectar chanh dây bổ sung isoflavone sử dụng kết hợp với chất ổn định 4- Triển khai tận thu nguồn đậu nành sau trích ly isoflavone để khai ọc thác thành phần khác xơ, polypeptide, protein, lipid, giảm thiểu phụ phẩm quy trình thu nhận isoflavone Đ g ẵn N CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ọc h ại Đ Trương Thị Minh Hạnh, Trần Thị Ngọc Thư (2016) “Nghiên cứu điều kiện chiết isoflavones từ bã đậu nành dung môi ethanol” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn Số Chuyên đề "Nông nghiệp xanh, trang 219-224 Trần Thị Ngọc Thư, Trương Thị Minh Hạnh (2016) “Research on conditions for isoflavones extration from okara using ultrasound in combination with conventional shaking” Kỷ yếu hội thảo khoa học toàn quốc 2016 “Tiến kỹ thuật thực phẩm kỹ thuật sinh học: từ nghiên cứu đến sản xuất”, ISBN:978-604-95-0038-1, trang 199-207 Trần Thị Ngọc Thư, Trần Ái Phúc Nguyên (2017).”Ứng dụng vi khuẩn Lactobacillus plantarum chế biến sữa chua bổ sung cao chiết giàu isoflavone từ bã đậu nành” Kỷ yếu Hội thảo Khoa học toàn quốc " Hóa học với phát triển bền vững: Khai thác nguồn lợi tài nguyên thiên nhiên, sản phẩm thực phẩm dược phẩm", ISBN 978-604-82-2242-0, trang 190-196 Trần Thị Ngọc Thư, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Xuân Vững, Nguyễn Thị Đông Phương, Lê Thị Tuyết Anh (2018) “Ảnh hưởng thời gian mức lượng siêu âm đến hiệu chiết isoflavone từ hạt đậu nành” Tạp chí khoa học công nghệ Đại học Đà Nẵng ISSN 1859-1531 Số: 11 (132) 2; trang: 157-161 Trần Thị Ngọc Thư, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Xuân Vững, Nguyễn Thị Đông Phương (2021) “Nâng cao hàm lượng aglycone cao isoflavone tinh chế chế phẩm enzyme cellulase” Kỷ yếu hội nghị Cơng nghệ sinh học tồn quốc 2021, ISBN:978-604-9987-88-5, trang 394-399 Thi Ngoc Thu Tran, Kit Wayne Chew, Xuan Vung Bui, Thi Dong Phuong Nguyen, Thi Tuyet Anh Le, Thi Minh Hanh Truong, Pau L Show (2019) Optimization of isoflavones extraction from soybeans using full factorial design Journal of Food Processing and Preservation e14078 https://doi.org/10.1111/jfpp.14078 Đ g ẵn N ... ? ?Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ thu nhận isoflavone N từ số nguồn thực vật ứng dụng sản xuất thực phẩm chức Mục tiêu nghiên cứu ẵn năng? ?? lựa chọn g Xây dựng quy trình cơng nghệ thu nhận. .. Đề xuất quy trình thu nhận isoflavone từ hạt bã đậu nành Đề xuất quy trình cơng nghệ với số giải pháp cơng nghệ cải tiến 2.2.6 Ứng dụng isoflavone để sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe Xây dựng. .. isoflavone ít, sản phẩm thực phẩm bổ sung isoflavone hầu hết nhập ngoại có giá thành cao Vì cần xây dựng quy trình thu nhận isoflavone từ nguồn nguyên liệu ọc dồi nước ứng dụng vào sản xuất thực