Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.

Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.Nghiên cứu chiết tách, ổn định anthocyanin từ củ khoai lang tím, định hướng ứng dụng trong chế biến thực phẩm.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ========================================== NGUYỄN ĐỨC HẠNH NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, ỔN ĐỊNH ANTHOCYANIN TỪ CỦ KHOAI LANG TÍM, ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ========================================== NGUYỄN ĐỨC HẠNH NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, ỔN ĐỊNH ANTHOCYANIN TỪ CỦ KHOAI LANG TÍM, ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã ngành: 954.01.04 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN DUY LÂM PGS.TS HOÀNG THỊ LỆ HẰNG HÀ NỘI - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình riêng Các số liệu tài liệu luận án trung thực, phần công bố tạp chí khoa học với đồng ý đồng tác giả, phần lại chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Hà Nội, ngày Tập thể cán hướng dẫn tháng năm 2022 Tác giả luận án i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực cơng trình nghiên cứu, tơi nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo tận tình thầy, cơ, bạn bè đồng nghiệp quan Đầu tiên, xin trân trọng cảm ơn Viện Cơ điện Nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch, Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng – Viện Cơ điện Nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch, Viện Nghiên cứu rau quả, quan hữu quan, doanh nghiệp, cá nhân tập thể địa phương tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận án tiến sĩ Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Duy Lâm PGS.TS Hoàng Thị Lệ Hằng tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ tơi suốt q trình thực hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn đến anh chị đồng nghiệp Bộ mơn Sinh lý, sinh hóa Cơng nghệ sau thu hoạch nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận án Cuối cùng, tơi xin tỏ lịng biết ơn gia đình nội, ngoại, vợ, bạn bè động viên, cổ vũ, khích lệ suốt q trình thực luận án ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài 3 Đối tượng nghiên cứu .3 Địa điểm thời gian nghiên cứu 4.1 Địa điểm nghiên cứu 4.2 Thời gian thực hiện: 10/2014-10/2020 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học .4 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Những đóng góp luận án Cấu trúc luận án .5 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thành phần hóa học khoai lang tím 1.2 Thành phần, cấu trúc tính chất anthocyanin 1.2.1 Thành phần cấu trúc 1.2.2 Tính chất anthocyanin 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định anthocyanin .9 1.2.3.1 Ảnh hưởng cấu trúc phân tử: 1.2.3.2 Ảnh hưởng pH: .9 1.2.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ: .11 1.2.3.4 Ảnh hưởng ánh sáng: 11 1.2.3.5 Ảnh hưởng oxy khơng khí: 11 1.2.3.6 Ảnh hưởng số loại axit: 12 1.2.3.7 Ảnh hưởng đường: 12 1.2.3.8 Ảnh hưởng enzym: 12 1.2.3.9 Ảnh hưởng hợp chất màu: 12 1.2.4 Thành phần, cấu trúc tính chất anthocyanin khoai lang tím 13 1.2.5 Thành phần, cấu trúc tính chất tinh bột khoai lang tím .14 iii 1.2.6 Giá trị sinh học khả ứng dụng anthocyanin tinh bột chế biến thực phẩm 15 1.2.6.1 Anthocyanin 15 1.2.5.2 Tinh bột 18 1.3 Tổng hợp cơng trình nghiên cứu cơng nghệ chiết tách, làm ổn định anthocyanin từ nguồn gốc thực vật nói chung khoai lang tím nói riêng 21 1.3.1 Thế giới 21 1.3.1.1 Kết nghiên cứu công nghệ chiết tách anthocyanin .21 1.3.1.2 Kết nghiên cứu công nghệ làm anthocyanin .25 1.3.1.3 Kết nghiên cứu công nghệ ổn định anthocyanin 28 1.3.1.4 Kết nghiên cứu công nghệ chiết tách anthocyanin tinh bột từ khoai lang tím 31 1.3.1.5 Đánh giá chung thành tựu khoa học giới: 31 1.3.2 Trong nước 32 1.3.2.1 Tình hình nghiên cứu 32 1.3.2.2 Đánh giá chung thành tựu khoa học nước:…………………34 1.4 Luận giải vấn đề cần nghiên cứu 34 CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 Nguyên vật liệu nghiên cứu .37 2.1.1 Nguyên liệu 37 2.1.2 Hoá chất 37 2.1.3 Thiết bị dụng cụ .37 2.2 Nội dung nghiên cứu luận án 38 2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 39 2.3.4.1 Nghiên cứu ứng dụng vi hạt anthocyan vào sản phẩm nước khoai lang tím lên men lactic 48 2.3.4.2 Nghiên cứu ứng dụng vi hạt anthocyanin vào sản phẩm bột dinh dưỡng 49 2.4 Phương pháp phân tích 49 2.4.1 Các tiêu hóa - lý 49 2.4.1.1 Xác định độ ẩm theo TCVN 9934:2013 49 2.4.1.2 Phân tích độ nhớt nhanh RVA .49 2.4.1.3 Phân tích nhiệt vi sai DTA (Differential Thermal Analysis) 50 2.4.1.4 Hình ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 50 2.4.1.5 Phổ nhiễu xạ tia X 50 2.4.1.6 Hàm lượng chất rắn hòa tan tổng số theo TCVN 9993:2013 51 iv 2.4.1.7 Hàm lượng anthocyanin theo phương pháp pH vi sai (AOAC 2005.02) 51 2.4.1.8 Xác định độ màu anthocyanin .51 2.4.1.9 Xác định pH pH theo TCVN 12348:2018 52 2.4.1.10 Đánh giá hoạt độ hấp phụ nhả hấp phụ 52 2.4.1.11 Đánh giá tính chất vi hạt .53 2.4.2 Phương pháp phân tích vi sinh .54 2.4.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 54 2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 54 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .56 3.1 Ảnh hưởng thông số công nghệ đến trình chiết tách anthocyanin có hỗ trợ siêu âm 56 3.1.1 Ảnh hưởng đơn yếu tố đến trình chiết tách anthocyanin .56 3.1.1.1 Lựa chọn loại dung môi thích hợp .56 3.1.1.2 Lựa chọn hệ dung mơi thích hợp 58 3.1.1.3 Xác định tỷ lệ ngun liệu/dung mơi thích hợp 61 3.1.1.4 Xác định ảnh hưởng điều kiện siêu âm 63 3.1.2 Ảnh hưởng đa yếu tố đến q trình chiết tách anthocyanin có hỗ trợ siêu âm 66 3.1.2.1 Ma trận thí nghiệm .66 3.1.2.2 Kết thí nghiệm theo ma trận Box-Behnken 67 3.1.2.3 Đánh giá tương tác yếu tố nghiên cứu đến hàm mục tiêu Y1 (anthocyanin) 70 3.1.2.4 Đánh giá tương tác yếu tố nghiên cứu đến hàm mục tiêu Y272 3.1.2.5 Tối ưu hóa trình chiết tách anthocyanin tinh bột .74 3.1.2.6 Ảnh hưởng cuả siêu âm đến thành phần anthocyanin 75 3.1.3 Ảnh hưởng trình chiết tách anthocyanin có hỗ trợ siêu âm đến số tính chất tinh bột khoai lang tím .77 3.1.3.1 Ảnh hưởng đến đặc trưng RVA tinh bột khoai lang tím .77 3.1.3.2 Ảnh hưởng đến mức kháng tiêu hóa tinh bột khoai lang tím 78 3.1.3.3 Ảnh hưởng đến đặc điểm hình thái hạt tinh bột - SEM .79 3.1.3.4 Ảnh hưởng đến phổ nhiễu xạ tia X tinh bột khoai lang tím 80 3.1.3.5 Phân tích quét nhiệt vi sai DTA tinh bột .81 3.1.4 Kết luận nội dung 3.1 82 3.2 Xác định điều kiện công nghệ tinh anthocyanin sắc ký cột .83 3.2.1 Xác định chủng loại hạt nhựa hấp phụ 83 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ anthocaynin 84 v 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đường đẳng nhiệt hấp phụ 85 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ axit dịch rửa đến trình giải hấp phụ 87 3.2.5 Ảnh hưởng etanol đến trình giải hấp phụ anthocyanin 88 3.2.6 Ảnh hưởng tốc độ dòng nạp liệu đến khả hấp phụ cột 89 3.2.7 Ảnh hưởng tốc độ dòng rửa giải đến hiệu giả hấp phụ 90 3.2.8 Kết luận nội dung 3.2 92 3.3.1 Xác định vật liệu bao gói thích hợp để tạo vi hạt anthocyanin .93 3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy phun đến chất lượng vi hạt anthocyanin 95 3.3.3 Xác định tốc độ nạp liệu thích hợp cho q trình tạo vi hạt 97 3.3.4 Đánh giá độ bền vi hạt điều kiện khác 99 3.3.5 Lựa chọn bao bì thích hợp để bảo quản bột màu anthocyanin 100 3.3.6 Xác định thời hạn bảo quản bột màu anthocyanin 103 3.3.7 Đề xuất quy trình cơng nghệ chế biến bột màu anthocyanin từ khoai lang tím 105 3.3.7.1 Sơ đồ quy trình 106 3.3.7.2 Thuyết minh quy trình 107 3.3.7 Kết luận nội dung 3.3 108 3.4 Ứng dụng anthocyanin chế biến số sản phẩm thực phẩm 108 3.4.1 Nghiên cứu ứng dụng vi hạt anthocyan vào sản phẩm nước khoai lang tím lên men lactic 108 3.4.1.1 Nghiên cứu xác định thời điểm bổ sung anthocyanin thích hợp 108 3.4.1.2 Nghiên cứu xác định nồng độ anthocyanin bổ sung phù hợp 116 3.4.2 Nghiên cứu ứng dụng viên vi hạt anthocyanin vào sản phẩm bột dinh dưỡng giàu anthocyanin 119 3.4.3 Kết luận 4: 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127 Kết luận 127 Kiến nghị 128 DANH MỤC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CƠNG BỐ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 PHỤ LỤC 1: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 144 PHỤ LỤC 2: QUY TRÌNH 146 PHỤ LỤC 3: XỬ LÝ SỐ LIỆU .154 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ Tiếng Anh Tên đầy đủ Tiếng Việt ANTHO Anthocyanin ANOVA Analysis of Variance Phân tích phương sai gôm Arabic gôm Arabic AM AMD1 Hỗn hợp gôm Arabic maltodextrin 60:40 AMD2 Hỗn hợp gôm Arabic maltodextrin 50:50 AL - Foil AL/PE BOPP/AL/PE BOPP/PE BV Aluminum - Foil Màng nhôm mỏng Aluminum/ Polyetylen Màng nhôm/nhựa PE Oriented Polypropylen/ Bao bì lớp nhựa PP, nhơm Aluminum/ Polyetylen PE Oriented Polyetylen Polypropylen/ Bao bì lớp nhựa PP PE Đơn vị tính theo thể tích phần hạt nhựa cột sắc ký Bed Volume BVTV Bảo vệ thực vật CT CV DTA DE GTADI MD Công thức Coeff Var Hệ số biến động (Differential Thermal Analysis Phân tích nhiệt vi sai Dextrose Đương lượng dextrose Acceptable Daily Intake Lượng dùng hàng ngày chấp nhận Maltodextrin DE 10 Đường Maltodextrin DE 10 ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐC Đối chứng EE Encapsulation efficiency Hiệu vi bao EP Encapsulation productivity Năng suất vi bao LSD Least Significant Difference Sai khác đáng kể Polyetylen Nhựa PE PLE Pressurised Liquid Extraction Chiết áp lỏng SDS Slowly Digestible Starch Tinh bột tiêu hóa chậm PE vii SEM Scanning Electron Microscope TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TS RDS RS RVA Tổng số Rapidly Digestible Starch Tinh bột tiêu hóa nhanh Resistant Starch Tinh bột kháng Rapid Visco Analyser Phân tích độ nhớt nhanh Phần trăm khối lượng / thể tích % w/v % Vol Kính hiển vi điện tử quét Phần trăm tính theo thể tích %Volume viii