Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của chất mang và nhiệt độ đầu vào đến bột sấy phun dịch chiết vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.)

LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của chất mang và nhiệt độ đầu vào đến bột sây phun dịch chiết vỏ lụa hạt điều Anacardium occidentale L.” là trungthực và là một

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM TP HO CHÍ MINH

KRRRKKKKKRKKRKEKKKKEKKEKE

TRAN DO KIM HUE

ANH HUONG CUA CHAT MANG VA NHIET ĐỘ DAU

VAO DEN BOT SAY PHUN DICH CHIET

VO LUA HAT DIEU

(Anacardium occidentale L.)

LUẬN VĂN THAC SĨ CÔNG NGHE THUC PHAM

Thành phố Hồ Chí MinhTháng 06/2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM TP HO CHÍ MINH

KRRRKKKKKRKKRKEKKKKEKKEKE

TRAN DO KIM HUE

ANH HUONG CUA CHAT MANG VA NHIET DO DAU

VAO DEN BOT SAY PHUN DICH CHIET

VO LUA HAT DIEU

ANH HUONG CUA CHAT MANG VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẦU

VÀO DEN BỘT SAY PHUN DỊCH CHIET

VO LUA HAT DIEU

(Anacardium occidentale L.)

TRAN DO KIM HUE

Hội đông cham luận văn:

1 Chủ tịch: PGS.TS KHA CHAN TUYEN

Trường Đại học Nông Lâm TP HCM

2 Thư ký: TS DƯƠNG THỊ NGỌC DIỆP

Trường Đại học Nông Lâm TP HCM

3 Ủy viên: TS NGUYÊN HUỲNH BẠCH SƠN LONG

Trường Đại học Nông Lâm TP HCM

Quá trình công tác (cơ quan công tác, chức vụ theo thời gian): Trung tam Kỹ

thuật Tiêu chuẩn Do lường Chất lượng 3, Nhân viên phòng thí nghiệm từ tháng

11/2015 đến tháng 05/2023

Các công trình đã công bố (nếu có):

Trịnh Ngọc Nam, Nguyễn Nhật Vinh, Lê Hồng Thía, Trần Đỗ Kim Huệ

2016 Transcriptome analysis of copper stress response 1n rice seedling using DNA microarray Tạp chi Công nghệ sinh hoc ISSN 1811-4989 (Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam), T.14(4): 629-644

Thang 08 năm 2022 theo học Cao học ngảnh Công nghệ Thực phẩm tại trường

đại

học Nông Lâm, Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

Dia chỉ liên lạc: 47 đường 9 Phường Bình Chiểu, Thành phố Thủ Đức,TPHCM

Điện thoại: 0901.188.048

Email: kimhue.0408@gmail.com

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của chất mang và nhiệt độ đầu

vào đến bột sây phun dịch chiết vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.)” là trungthực và là một phần trong đề tài cấp bộ mã số B2022 - NLS- 02 do PGS.TS Phan TạiHuân làm chủ nhiệm Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hoàn

toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bat kỳ công trình khoa học của

nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại Những số liệu trong luận vănđược phép công bô với sự đông ý của chủ nhiệm đê tài.

Tac gia luận văn

Trân Đỗ Kim Huệ

CẢM TẠ

Đề hoàn thành luận văn này, trước hết em xin gửi tới Ban Giám Hiệu TrườngĐại học Nông Lâm Thành phó Hồ Chí Minh- Khoa Công nghệ Hóa học và Thựcphẩm sự trân trọng và tự hào khi được học tập và nghiên cứu tại trường trong thờigian vừa qua Sự biết ơn sâu sắc của em xin được gửi tới Thầy PGS.TS Phan TạiHuân đã tận tình hướng dẫn và động viên Em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Em xin được đặc biệt cảm ơn tất cả Thầy cô đã hướng dẫn, đào tạo, cung cấpnền tảng trong quá trình học tập tại trường Dai học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí

Minh Đặc biệt, xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến nhóm sinh viên cùng cộng

tác thực hiện đề tài tại Phòng thí nghiệm thuộc khoa Công nghệ Hóa học va Thựcphẩm và những người ban nơi đã và đang công tác, cùng với toàn thé gia đình và các

đồng nghiệp đã luôn là chỗ dựa vững chắc, động viên, ủng hộ và tạo mọi điều kiệntốt nhất cho em trong suốt thời gian học tập vừa qua

Em xin kính chúc Quý Thầy Cô khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm và dồidao sức khỏe va thành công trong sự nghiệp cao quý.

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu "Ảnh hưởng của chất mang và nhiệt độ đầu vào đến bột sấyphun dịch chiết vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.)" được tiễn hành tạitrường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chi Minh thời gian từ 08/2023 đến 03/2024.Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang (maltodextrin, gum arabic và hỗnhợp của maltodextrin, gum arabic), tỷ lệ bé sung chất mang (12 %, 14%, 15%, 16%,18%) và nhiệt độ đầu vào (140°C, 150°C, 160°C, 170°C) đến bột say phun dich chiét

vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.) Các chỉ tiêu dé đánh giá chất lượng bộtsay bao gồm: hàm lượng polyphenol tông, hoạt tính kháng oxy hóa, hoạt tính khángkhuẩn, hiệu suất thu hồi, màu sắc và các tính chat lý hóa của bột sấy như độ am, dungtrọng, độ hút am, độ hòa tan và góc nghỉ

Kết quả đạt được sau quá trình khảo sát cho thấy chất mang và nhiệt độ đầu vào

có ảnh hưởng đến chất lượng bột sấy phun dịch chiết vỏ lụa hạt điều Bột sấy phunvan chứa hàm lượng các hợp chat có hoạt tính sinh học như catechin và epicachin và

đã được chứng minh là có khả năng kháng khuẩn trên các chủng Staphylococcusaureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Shigella spp Nghiên cứu cho thấy say phundich chiết vỏ lụa hat điều sử dung hỗn hợp chất mang maltodextrin/gum arabic 1:1,

tỷ lệ b6 sung 15% và nhiệt độ đầu vào 150°C cho kết quả tốt nhất với hàm lượngpolyphenol tổng 185,26+0,29 mg GAE/g DW, hoạt tinh kháng oxy hóa 1676,43+4,86umol TE/g DW theo DPPH va 2520,84+0,00 pmol TE/g DW theo ABTS va hiéu suat

thu hồi 72,68+0,44%, các tính chất hóa lý của bột sấy phù hợp với qua trình bao quan

và có tiềm năng ứng dụng (độ âm 4,12+0,05%, dung trọng 0,69 +0,01 g/mL, độ hút

âm 18,38 +0,04%, độ hòa tan 92,91+0,41 %, góc nghỉ 33,35 +0,58°)

The research topic "Influence of carrier and inlet temperature on spray-dried cashew nut shell liquid extract (Anacardium occidentale L.)" was conducted at the University of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh City from 08/2023 to 03/2024 The study investigated the effects of different carriers (maltodextrin, gum arabic, and

a mixture of maltodextrin, gum arabic), carrier supplementation levels (12%, 14%, 15%, 16%, 18%), and inlet temperatures (140°C, 150°C, 160°C, 170°C) on the spray- dried cashew nut shell liquid extract (Anacardium occidentale L.) Parameters for assessing the quality of the spray-dried powder included: total polyphenol content, antioxidant activity, antibacterial activity, recovery yield, color, and physicochemical properties such as moisture content, bulk density, moisture absorption, solubility, and angle of repose.

The results obtained after the survey process show that the carrier substance and input temperature affect the quality of spray-dried extract of cashew nut shell liquid The spray-dried powder still contains bioactive compounds such as catechin and epicatechin and has been shown to have antibacterial activity against strains of Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Shigella spp Research indicates that spray-dried extract of cashew nut shell liquid using a mixture of maltodextrin/gum arabic 1:1 as carrier, supplemented at 15%, and an input temperature of 150°C yielded the best results with a total polyphenol content of 185.26+0.29 mg GAE/g DW, antioxidant activity of 1676.43+4.86 umol TE/g DW

by DPPH and 2520.84+0.00 umol TE/g DW by ABTS, and a recovery efficiency of 72.68+0.44% The physicochemical properties of the spray-dried powder are suitable for preservation processes and have potential applications (moisture content 4.12+0.05%, bulk density 0.69 +0.01 g/mL, moisture absorption 18.38 +0.04%, solubility 92.91+0.41%, contact angle 33.35 40.580).

Chương TTI A « «eesueeeekedeuonodHo ki ns tenant enemnnccnen ened 3

LoL Témg ao nỶễšăẩảảä$A44 21.1.1 Giới thiệu về cây điỀu 2 2¿+2s+2E+2E2EE92E12E1223121127121121121211 21121 xe 51.1.2 Đặc điểm phân bồ và sản lượng 2-52 5222Ec2xszsezxerserssrsersrrsreeeee Ổ1.1.3 Tổng quan về vỏ lụa hạt điều -22©2252225222zz2zszxersesrrersersrsrscrs xe31.2 Tổng quan về các hợp chất polyphenol 2-2 22522 2s2E+2E+2E+zz+zzzxzzzzzsz 4I8 ii 4 D2 Patt MOAT cc: creas cca nes kcikGBi SuGGEHStđÖctsa sai ögeoojelhseop-sihsilodtslpoftepilatoddj2aàisad4bgisagisiasagi 5

1.2.4 Tác dung khang oxy hóa của polyphenol -++-++<£++£+e£+zeexeeerrerrrs 7 1.2.5 Tác dụng kháng vi sinh vật của polyphenol -++-++<c+scseceereerexrs 71.3 Téng quan a ấễ 8

13 LS tap hyVlOCOCCUS GUI CUS thái tg850581612813334013513584383E3EESGESEESSä3EAS1ASE8BSELESRA3EERESE13853.0388358 8 153.2: BOCIIUS COPCUS lootbassgdiAtNNGGIGIGVDGESGORSRSEISMDIAGARSAESQiQQS3Gstsdioslstosbstabitselsllisdtpsstt 9

1.3.3 Escherichia coÏi - ¬ 10

IS 3/2/2001 1]1.4 Tổng quan-ve say phưn dịch chiẾ, scsscnscessencsancninsnsesrnsrnennetieonnistiensasenenvarseawensn 111.4.1, Tổng quan các nghiên cứu về sấy phun dich chiết giàu các hop chat

1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun 222 2222222222222 141.4.3, Maltodextrin 0 15 14:4 Gunn ata ĐT so se i6t1gEtg ans 141g 2D sh cise ek az Ea MGR CDC HATTA PERROTT EULER 16Chương 2 NOI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 182.1 Dia điểm và thời gian nghiên cứu -2- 2 2+22z+2++2z++2++2E+zzxerxrzrrerrees 182.2 Nguyên vật liệu và dung cụ, hĩa chất, thiết bị 2-2 2+2+2s2£z2zzzzzzzzzz 18

ID Doc lg IN HUYỂTT TIỂU -sz2zs:gsbsssoailisiogipxilcptilgliditgxgtEAotttpqgiitiippsilisl8g2sg0ssEnsssfisSbesfuzsag 182.2.2 Dung cu, hĩa chất, thiết Bi 2.0 ccc csc eesessessessessessessessesstestesnteeseeeseeees 19

23, PHUGHS pPhap HE NICH CU Wisse secs cscmnsuncsswenesuesuy sramesonara se smememranvavensueessmeesemuneswny 22 2.3.1 Quy trình thi nghiỆm ce Ă +22 E323 S1 221 S21 TH ng nh ng ngư 222.3.2 BG trí thí mghigim oo eee eccccccceccessessessessessessessessessesseseessessessessessesseseeseesaeeaees 292.4 Phuong phap phan tie essessaesgtecsesogs520600iG88338-0398i2345.88gi3408655.0i404SE53g.4usg8ip:ig02/72.4.1 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol téng số (TPC), hoạt tínhkháng oxy hĨa -.- 2G 2 22212211231 121 1311111211 111011111 11111 HH Hà nh nà cuc 22.4.2 Phương pháp sấy phun dịch chiẾt 2- 2 55255s22ssszeszsszseesse-sc 382.4.3 Phương pháp giữ giống vi sinh vật -¿-2 2222+22z+2E2zxzzxrzrrerxees 39

2.4.4 Phương pháp điều chỉnh số lượng vi khuẩn bằng độ đục chuẩn McFarlandSEYES6359NB9EDIOSSESSEEEESSSEEHEHGHIDHGUTGEDNIGREIISSSIGG20G015LRESESIS-ESSHSI.EUESHGAISĐSGNĐDJSN.S80100000353/0806 40 2.4.5 Phương pháp đo các chỉ tiêu lý hố ects cece eneeseeeeseeenenes 402.4.6 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả 2-22 2+222+2z+zxzz+zzxzex 43

Chương 3 KET QUA VÀ THẢO LUẬN -2-©22222+2E22E22EE22EE2EE.EEzrxrree 44

3.1 Ảnh hưởng của loại chất mang đến hàm lượng polyphenol tổng, hoạt tínhkháng oxy hĩa, hiệu suất thu hồi và tính chất ly hĩa của bột say phun 44

3.1.1 Ảnh hưởng của loại chất mang đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt

000)8410 5v .3.1.2 Ảnh hưởng của loại chất mang đến hiệu suất thu hồi và màu sắc bột sấy

3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chất mang đến hàm lượng polyphenol tổng,

hoạt tính kháng oxy hóa, hiệu suất thu hồi và tính chất lý hóa của bột sấy

3.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ b6 sung chất mang đến hàm lượng polyphenol tổng

và hoạt tính kháng oxy hóa 2À <5 22 22122312311 131 1 1 13111 E11 11 H1 g3 ng.3.2.2 Anh hưởng của tỷ lệ bỗ sung chất mang đến hiệu suất thu hồi và màu sắc08580n 077 na 3.2.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chat mang đến tính chat lý hóa bột sấy phun

KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ - - 2-52 S 9 E1 EE21511211111211111211211121 21c ce

TÀI LIEU THAM KHẢO 2-52 SE 221 +ESEE2EEESEE2EEEE2121112112121221151 211111 cxePHU LỤC -2-5222E2EE22122122122122122122121 2121121211112 11errrree

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIET TAT

Chữ viết tắt Nguyên văn tiếng anh Nghĩa tiếng việt

Maltodextrin:Gum arabic

Maltodextrin Gum arabic Minimum inhibitory concentrations

Mueller Hinton Agar Distilled water

Materials/Solvents Total polyphenols content Trolox equivalent antioxidant capacity

Dry weight Revolutions per minute Cashew nut testa

Ty lệ enzyme cellulase và pectinase

Duong kinh Khang sinh gentamicin

Vi khuan Gram 4m

Vi khuan Gram duong

Vi khuẩn Escherichia coliVikhuan Staphylococcus aureusVikhuan Bacillus cereus

Ty lệ chat mang maltodextrin và

gum arabic

Chat mang maltodextrin

Chat mang gum arabicNong độ tối thiểu ức chế sự pháttriển của vi khuẩn

Thạch Mueller — HintonNước cat

Nguyên liệu/Dung môiTổng hàm lượng polyphenolHoạt tính kháng oxy hoá tinh theo đương lượng của trolox

Khối lượng tính theo chất khôVòng/phút

Vỏ lụa hạt điều

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANGHình 2.1 Hình ảnh vỏ lụa hạt điều thô 222 52 +S22E22E2E2E2EzEzrrez 18Hình 2.2 Thành phan vỏ lụa hạt điều thô -2- 2-52 2S2E+2E£2E+2E2EzEzzzzzze- 18Hình 2.3 Sơ đồ quy trình thu nhận bột vỏ lụa hạt điều -ccccccccccccceee 22

Hình 2.4 So đồ quy trình trích ly polyphenol từ vỏ lụa hạt điều - 23

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình sấy phun dịch chiết giàu polyphenol từ vỏ lụa hạt

_ —— Te 25Hình 2.6 So đồ cách tiến hành thí nghiệm kháng khuẩn của dich cô đặc từ vỏ

lua hạt điều (Bauer va ctv, 1966, Hudzicki, 2009) 2- 2 s+5s+z+szzszez 27Hình 2.7 Sơ đồ cách tién hành thí nghiệm kháng khuẩn của bột vỏ lụa hạt điều

vi bao (Bauer và ctv, 1966, Hudzicki, 2009) - 555225 +S2<<++zc+sxc++ 28Hình 2.8 Đường chuẩn xác định hàm lượng polyphenol tổng theo acid gallic 33Hình 2.9 Đường chuẩn DPPH 2-22 5S22S222E22Ec2EzzErzsrerxrrsrersrrxrerrerxr- 36Hình 2.10 Đường chuẩn ABTS 2-2 ©2222222222212212222212232221221222 22x 37Hình 2.11 Minh hoa cách đo dung trọng - - 5-55 +5 *++++sseeeeeerrerrrrs 41Hình 2.12 Mẫu chứa trong ống ly tâm trước khi ly tâm -: -z=-+¿ 42Hình 2.13 Bồ trí đo góc nghỉ 42

quét SEM Trong đó: a,b: hình ảnh hat bột say phun MD-E: Dịch chiẾT, - 5 St 1 SE 152121121121 1121111 11111111 21111111121112111 12111 re 53Hình 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chất mang đến hàm lượng polyphenol téng 54

Maltodextrin-Hình 3.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ b6 sung chat mang đến hoạt tính kháng oxy hóa

theo phương pháp DPPH và ABTS - 55 5+ 2+2 set 35Hình 3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ bố sung chất mang đến hiệu suất thu hồi 56

Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào đến hàm lượng polyphenol tổng 60Hình 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào đến hoạt tính kháng oxy hóa theo

phương pháp DPPH và ABTS c1 12161110 H20 41D 041681422885103048688.32 61Hình 3.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào đến hiệu suất thu hồi 62

DANH SÁCH CÁC BANG

BANG TRANG

Bảng 1.1 Thanh phần một sé hợp chat sinh học quan trọng có trong vỏ lụa hạt điều(Hettiarachchi va Cis, 2013) esc can Di 2a tiệt 2E 0ietrdfcBEUEUSSSESdôtngSEtBghuileRosdkrdiiSRatUDrtiRotcw 4Bang 2.1 Danby sách bia clit lb aging sisiincrosvesninecneveneseronncenavenvicnctansanenuecsienivencess 19Bang 2.2 Danh sach dung cu, thiét bi str OTs: sererarsoemecmneenesemen sneranewanniowaoenmenmaensors 20

Bang 2.3 Bảng các bước tiến hành xác định hàm lượng polyphenol téng 33

Bang 2.4 Xây dựng đường chuẩn bằng phương pháp DPPH

(Diphenyl pier hyd 2a |) seaessessssssssndesssiendsskgbrclgsudirtEoSbiprgdySs3sepssilo tgiologi3k3opssilSs 35

Bang 2.5 Xây dựng đường chuẩn bằng phương pháp ABTS

(2,2-azinobis(3-cthylbenzothiazoline-6-sulfOnaf€)) - 52222 + +22 3221 22£+2E£zEskErerrkrrrrrxee 37Bang 3.1 Ảnh hưởng của loại chất mang đến màu sắc bột sấy phun 48Bảng 3.2 Ảnh hưởng của loại chất mang đến một số tính chất lý hóa bột sấy

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ bố sung chất mang đến mau sắc bột sấy phun 57Bang 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ bồ sung chất mang đến một số tinh chat ly hóa bột

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào đến màu sắc bột say phun 63Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào đến một số tính chất lý hóa bột sấy

[DHŨẨH s06666068666 42 0161616 18063 45566336 462006893155S5EERE.41380:436490381390833E893ã00153LESE1AGD0180.81304420H2 64Bảng 3.7 Kết quả định tính các thành phần có hoạt tính sinh học trong dịch chiết

Bang 3.8 Kết quả đường kính vòng kháng khuẩn (mm) sau 24 giờ - 67

MO DAU

Cây điều (Anacardium occidentale L.) được trồng nhiều ở các tỉnh khu vực Đông

Nam Bộ, Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ, đặc biệt là ở Tỉnh Bình Phước.Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu điều cao nhất thế giới với lượng xuấtkhẩu chiếm khoảng 95%, cụ thé năm 2022 Việt Nam xuất khẩu hơn 520.000 tấn điều

Vỏ lụa hạt điều được tách ra trong quá trình chế biến được xem là phụ phẩm củanghành công nghiệp, chiếm 1-3% khối lượng của hạt điều (Oliveira và ctv, 2015).Theo nghiên cứu của Neel và Fereidoon (2011) bên trong vỏ lụa hạt điều chứa rấtnhiều thành phần kháng oxy hóa như catechin, epicatechin và epigallocatechin vớihàm lượng tương ứng là 47.28, 28.29, và 2.0 mg/g Trong khi đó, có rất ít nghiên cứu

về các hoạt tính sinh học có trong vỏ lụa hạt điều và lượng vỏ lụa hạt điều thải ra ởViệt Nam rất lớn Do đó, việc nghiên cứu sử dụng nguồn phụ phẩm vỏ lụa hạt điềuđược tách ra trong quá trình chế biến để sản xuất ra các chế phẩm có giá trị gia tăng

là mang tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn cao Nhằm mở rộng tính ứng dụng cho chếphẩm giàu polyphenol từ vỏ lụa hạt điều có thé sử dụng phương pháp sấy phun Sảnphẩm bột sấy phun từ dịch chiết vỏ lụa hạt điều sẽ có thời gian sử dụng lâu hơn phùhợp phối chế vào các thực phẩm nhằm tăng cường khả năng kháng oxy hóa Vì những

lý do trên, nghiên cứu “Ảnh hưởng của chất mang và nhiệt độ đầu vào đến bột sấyphun dịch chiết vỏ lua hạt điều (Anacardium occidentale L.)” đã được thực hiện

vx Mục tiêu nghiên cứu:

Xác định chất mang phù hợp có thé giữ được hàm lượng polyphenol, hoạt tínhkháng oxy hóa tối ưu và đánh giá các tính chất hóa lý bột sấy phun

Xác định ty lệ chat mang phù hợp có thé giữ được hàm lượng polyphenol, hoạttính kháng oxy hóa tối ưu và đánh giá các tính chất hóa lý bột sấy phun

Xác định nhiệt độ đầu vào của quá trình sấy phun có thé giữ được hàm lượngpolyphenol, hoạt tính kháng oxy hóa tối ưu và đánh giá các tính chất hóa lý bột sấyphun.

Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của bột sây phun từ dịch chiết vỏ lụa hạt điều

Chương 1

TỎNG QUAN

1.1 Tổng quan về điều

1.1.1 Giới thiệu về cây điều

Thuộc họ quả hạch: Anacardiaceae

Tên khoa học: Anacardium occidentale L.

Tên khác: Đào lộn hột

Cây điều có nguồn gốc từ vùng đông bắc của Brazil, một trong những vùng

thích hợp nhất đề cây điều phát triển (Oliveira và ctv, 2015) Ban đầu, cây điều đượctrồng với mục đích là che phủ, chống xói mòn, nhưng sau khi tìm thấy giá trị kinh tế

thì loài cây này được nhân giống và trở thành cây công nghiệp Điều được vận chuyềnđến nhiều nơi khác nhờ các nhà thám hiểm người Bồ Đào Nha

Cây điều có những chiếc lá hình elip, màu xanh lá cây, xếp thành hình xoắn

ốc trên cành Cây ra hoa xếp thành cum hoa nhiều nhánh, mỗi cụm khoảng vài chụcđến vài trăm hoa Thời điểm cây điều ra hoa là vào cuối mùa mưa đầu mùa khô Cây

ra ba loại hoa: đực, cái và hoa hỗn hợp (hoa chứa cả hai loại cơ quan sinh sản) Banđầu hoa có màu xanh lục, nhưng sau một thời gian sẽ chuyển sang mau đỏ Doi và côn

trùng là những loài thụ phấn chính của hoa Cây điều được chia làm hai loại là câyđiều dạng lùn và cây điều dạng thông thường Đối với cây điều đạng thông thường thì

có kích thước trung bình, ít nhánh và có độ cao từ 10 đến 15 m Đối với cây điều dạnglùn thì có quả khoảng 6 tháng, chiều dài tối đa khoảng 6m, thân nhỏ và các tán câyđồng nhất Đường kính của những tán cây trưởng thành có thể dao động đến 20m vàcho ra qua từ 5 đến 7 tháng (Johnson DV, 1973)

1.1.2 Đặc điểm phân bố và sản lượng

Theo Dendena và ctv (2014), điều được trồng rất nhiều nơi trên thế giới nhưngnhiều nhất ở Châu Á và Châu Phi Ở Việt Nam, cây điều có thê sinh trưởng trên đấtkhô can, đất chai sạn, đất xấu, loại cây này gồm khoảng 60-74 chi và 400-600 loài.Điều được trồng từ nhiều loại khác nhau từ những loại cây bụi đến các loại cây lớnkhác nhau và nó được trồng chủ yếu ở những vùng có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt

đới, cụ thể điều được trồng giữa 15 độ Nam và 15 độ Bắc ở xích đạo (Cavalcanti va

ctv, 2007) San luong điều năm 2011 trên thé giới đạt 4,27 triệu tấn, đa số ở khu vựcChâu Á và châu Phi, trong đó Việt Nam chiếm khoảng 30% Sản lượng điều trongnhững năm gan đây đều gia tăng ôn định (Dendena, 2014)

Khoảng 5 năm trở lại đây, sản lượng điều trên toàn thé giới không ngừng tăng

do nhu cầu của thị trường vào năm 2020 sản lượng điều trên toàn thế giới chạm mốc

5.535.510 tân (FAOSTAT, 2022) Sruthi và Naidu (2023) nhận định cùng với sảnlượng khai thác điều không ngừng tăng thì lượng vỏ lụa thải ra trong quá trình sản

xuất cũng tăng nhanh chóng, ước tính 80kg hạt điều sẽ thu được khoảng 1 kg vỏ lụa(Mohod và ctv., 2011) Hiện tại, loại phụ phẩm này được sử dụng một phần làm thức

ăn gia súc hoặc làm nhiên liệu đốt để duy trì hoạt động nồi hơi (Hurtado, 1986), tuy

nhiên chất đốt nguồn gốc hữu cơ này là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễmmôi trường, hiệu ứng nhà kính và sức khỏe cộng đồng tại nhiều quốc gia trên thế giới

( Jeandet và ctv., 2010).

1.1.3 Tổng quan về vỏ lụa hạt điều

Khi tất cả các nhà sản xuất đều tập trung vào hạt điều, trái điều thì việc ứng dụng,trích ly các nguồn phụ phẩm từ điều là một hướng đi mới, cụ thé đó là vỏ lụa hạt điều

Theo Oliveira và ctv (2015), vỏ lụa hạt điều là một lớp vỏ mỏng màu đỏ nâu, bao phủ

bên ngoài nhân hạt điều, chiếm 1-3% tổng trọng lượng hạt điều Trong quá trình sảnxuất nhân hạt điều, lượng phụ pham vỏ lụa được tạo ra khá lớn, ước tính khoảng 80

kg hạt thô sẽ thu được 1 kg vỏ lụa (Mohod và ctv, 2011) Hiện tại, loại phụ phẩm nàyđược sử dụng một phần làm thức ăn gia súc hoặc làm nhiên liệu đốt dé duy trì hoạt

động nôi hơi Kết qua của nhiều nghiên cứu cho thấy, vỏ lụa hạt điều là nguồn nguyênliệu giàu các hợp chất polyphenol với TPC nhiều hơn cả trà xanh và socola đen Cụthé, hàm lượng (+)-catechin và (-)- epicatechin trong vỏ lụa điều cao gap 20 lần và 5

lần so với các hợp chất polyphenol trong socola đen (Natsume và ctv, 2000) Ngoài

ra, trong vỏ lụa điều còn nổi bật các nhóm terpene, flavonoid, terpenoid, tanin vàsterol (Oliveira và ctv, 2015) Đây là các hợp chất chính tạo ra hoạt tính sinh học, cụthé là khả năng kháng oxy hóa, chống viêm, chống dị ứng và kha năng kháng khuẩn(Kwon và ctv, 2007) Theo Hettiarachchi và ctv (2013), bên trong vỏ lụa còn có thành

phần của một số hợp chất sinh học quan trọng, được biểu thị ở Bảng 1.3 Do đó, việc

nghiên cứu tận dụng phụ phẩm với số lượng lớn này dé trích các hợp chat polyphenol

là một hướng đi đầy tiềm năng

Bảng 1.1 Thành phần một số hợp chất sinh học quan trọng có trong vỏ lụa hạt điều(Hettiarachchi và ctv, 2013)

1.2.2 Phan loại

Theo Ozcan và ctv (2014), polyphenol được phân thành bốn nhóm chính nhưsau: axit phenolic (hydroxybenzoid axit và hydroxylcinamic axit), flavonoid(flavonol, flavone, flavanone, anthocyanidin va isoflavone), tannins (g6m tannin thuyphan va tannin ngung tu) va Stilbenes.

1.2.2.1 Axit phenolic

Axit phenolic gồm hai nhóm là axit hydroxybenzoid và axit hydroxylcinamic.Hydroxybenzoic axit bao gồm axit gallic, p-hydroxybenzoic, protocatechuic, axitvanillic và syringic, thường có cau trúc C6-C1 Mặt khác, axit hydroxycinnamic làcác hợp chất thơm với chuỗi bên ba carbon (C6-C3), thông thường như axit caffeic,ferulic, p-coumaric và sinapic (Balasundram và ctv, 2006) C ác nguồn chính chứa

nhiều axit phenolic là táo, cam, bưởi, chanh, đào, khoai tây, rau diếp, rau bina, hat ca

phê và trà Axit hydroxycinnamic là một nhóm chính trong lớp chat phenolic(Gonthier và ctv, 2006).

1.2.2.2 Flavonoids

Flavonoids là polyphenol có nhiều nhất trong chế độ ăn uống hang ngày của conngười, chiếm hơn một nửa trong số tám nghìn hợp chất phenolic tồn tại trong quả

mâm xôi, nho đen, quả việt quất, dâu tây, anh dao, man, nam việt quất, lựu Đây là

hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, bao gồm mười lăm nguyên tử carbon, mang

cau trúc C6-C3-C6 Flavonoids chủ yêu được chia thành hai lớp: (a) anthocyanins

(dẫn xuất glycosyl hóa của anthocyanidin, hiện diện trong hoa và trái cây nhiều màusắc); (b) anthoxanthins (một nhóm các hợp chất có ít màu sắc hơn, được chia thành

nhiều loại, bao gồm flavones, flavans, flavonols, isoflavones và glycoside của chúng)

(Lotito va B Frei., 2006).

1.2.2.3 Tannins

Tannin là các hợp chat trọng lượng phân tử tương đối cao, được tìm thấy trongcác phức hợp với các ancaloit, polysacarit và protein, là một nhóm các polyphenol

tan trong nước Tannins được phan chia thành tannin thủy phân và tannin ngưng tu Cac tannin thủy phân là este của axit gallic (gallo- và ellagi-tannin), trong khi tannin ngưng tu (còn được gọi là proanthocyanidin) là các polyme cua polyhydroxyflavan-3-ol Một phân khu thứ ba, các phlorotannin bao gồm phloroglucinol, được phân lập

từ một số chi của tảo nâu Các nguồn tannin chính được tìm thay trong quả nho, tao,dâu tây, quả lựu, mận, đậu xanh, rượu vang, ca cao, trà, hạt cà phê, các loại quả còn xanh (Balasundram và ctv, 2006).

1.2.2.4 Stilbenes

Stilbenes được đặc trưng cấu trúc bởi sự hiện diện của một nhân diphenylethylene với các nhóm thế hydroxyl trên các vòng thơm Chúng tồn tại ởdạng monome hoặc oligome Các hợp chất được biết đến nhiều nhất là trans-resveratrol sở hữu cấu trúc trihydroxystilbene (Han và ctv, 2007) Các nguồn chínhcủa stilbenes bao gồm nho, rượu vang, đậu nành, đậu phộng và các sản phẩm từ đậuphông (Cassidy và ctv, 2000).

1,2-1.2.3 Tính chất

Polyphenol là các phân tử có khả năng hấp thụ các bước sóng thuộc vùng tửngoại do có nhiều nhân thơm với khả năng liên hợp các ø —electron Chúng có thé tựphát huỳnh quang, đặc biệt là các chất lignin và phan phenol của suberin Polyphenol

cũng có thé tham gia phan ứng oxi hóa, có ái lực liên kết hóa học với protein rất đặc

trưng, điều này có thé tạo ra phức chất giữa protein tan hoặc không tan

Quá trình sinh tổng hợp và trao đổi chat: polyphenol kết hợp với các khối nhỏhơn từ các phenol tự nhiên đơn giản, có nguồn gốc từ con đường phát sinh sinh họcphenyl propanoid cho các axit phenolic hoặc con đường axit ashikimic cho ra cácgallotanin và các chất tương tự Các flavonoids và các dẫn xuất của axit caffeic đượcsinh tổng hợp từ phenylalanin va malonyl-CoA Hợp chất phức gallotamin phát triểnthông qua quá trình ôxy hóa 1,2,3,4,6-pentagalloyl-glucose hoặc quá trình dinner hóatạo ra tannin thủy phân Đối với các anthocyanidin, một chất đầu của quá trình sinhtổng hợp tạo ra tanin cô đặc, các enzyme quan trọng là dihydroflavonol reductase và

leucoanthocyanidin reductase (LAR) với việc cộng hợp liên tiếp với catechin và

epicatechin để tạo ra phân tử lớn hơn chính là tannin không thủy phân Dạng bị

glucoside hóa phát triển từ hoại tính của enzyme glucosyltransferase và làm tăng độtan của polyphenol.

1.2.4 Tác dụng kháng oxy hóa của polyphenol

Các hợp chất polyphenol là chất kháng oxy hóa xuất hiện hầu hết trong các loạiquả, vỏ và hạt của thực vật như các loại cây họ đậu, trà xanh, rượu vang Nhiềuyếu tô như giống, độ chin tại thời điểm thu hoạch, môi trường, quá trình chế biến và

bảo quản có thé ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol của thực vật Tổng lượng

polyphenol nạp vào cơ thê có thể lên tới 1 gam/ngay, cao hơn nhiều so với tat cả cácnhóm chất phytochemical và chất kháng oxy hóa đã biết, con số này cao hơn gần gấp

10 lần so với lượng vitamin C và gấp 100 lần lượng vitamin E va carotenoids (Scalbert

và ctv, 2005).

Polyphenol đóng vai trò quan việc ngăn ngừa các bệnh thoái hóa như ung thư

và các bệnh tim mạch, thần kinh Nó cũng ảnh hưởng đến sự hấp thụ ở đường ruột,

hệ bai tiết và ruột già Tại đây, polyphenol được chuyên hóa nhanh chóng bởi các

enzyme của ruột và gan và bởi hệ vi sinh vật đường ruột Tùy vào mỗi nhóm thực vật

mà hàm lượng và khả năng kháng oxy hóa của polyphenol cũng khác nhau Hơn nữa,không phải tất cả các polyphenol được hấp thụ vào cơ thể với hiệu quả như nhau(Manach và ctv, 2004).

Trong thực phẩm, polyphenol tồn tại ở dạng hỗn hợp phức tạp và có hoạt tínhkhác nhau Ví dụ, táo có chứa monome flavanol (chủ yếu là epicatechin) hoặcoligomers (procyanidin B2), axit chlorogen va một lượng nhỏ axit hydroxycinnamic,phloretin, glycoside quercetin va anthocyanin Trong vỏ lụa hạt điều có chứa tannin

và phenolic (Pandey va ctv, 2011).

1.2.5 Tac dung khang vi sinh vật của polyphenol

Các hợp chat polyphenol có kha năng kháng khuan chống lại một số mầm bệnhnguy hiểm ở người Polyphenol hoạt động trực tiếp chống lại vi sinh vật và bằng cách

ức chế các yếu tố độc lực của chúng Polyphenol hoạt động phối hợp kết hợp vớikháng sinh chống lại mầm bệnh kháng thuốc (Daglia và ctv, 2012).

Polyphenol có thê ức chế sự phát triển của các vi sinh vật Trong nghiên cứu củaEl-Chaghaby và ctv (2014), dịch chiết của lá mãng cầu trong các dung môi acetone,ethanol, metanol, nước được tiên hành đánh giá khả năng kháng khuan bằng phươngpháp khuếch tán trên đĩa thạch Kết quả cho thấy dịch chiết có khả năng kháng lạiStaphylococcus aureus, Bacillus subtilis và Enterococcus faecalis Trong quả nhogiàu hàm lượng flavan-3-ol (GSE), thành phan nay làm chậm sự phát triển của một

số vi khuẩn axit lactic (LAB) va bifidobacteria (Tabasco va ctv, 2011)

Polyphenol trong rượu vang đỏ va trà xanh ức chế mạnh độc tô VacA, ảnh hưởngđến sự tăng sinh của vi khuẩn và làm hỏng màng tế bảo vi khuẩn Polyphenol trongquả nho trắng (phenols, flavonoids, catechins, flavanols) có khả năng kháng lại cácdòng vi khuan Gram dương (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus) và vi khuẩngram âm (Escherichia coli O157: H7, Salmonella Infantis, Campylobacter coli ).Nong độ ức chế tối thiểu (MIC), được tìm thấy trong khoảng 0.011 GAE/mL (Prabhakar và ctv, 2010).

Trong nghiên cứu của Hai và ctv (2013), tỏi (Allium sativum L.) là một nguyên

liệu giàu thành phần polyphenol được tiến hành chiết trong 7 dung môi khác nhau

(nước cất, axit acetic 5%, ethanol 35%, ethanol 70%, methanol 70%, axeton 70%,axetonitrile 70%) thử hoạt tinh kháng khuẩn đối với vi khuẩn Escherichia coli Kếtquả cho thay cả 7 loại dung môi đều có thé thu được dịch chiết tỏi có khả năng tiêudiệt các chủng Escherichia coli Trong đó có 3 dung môi dùng dé thu dịch chiết chokết quả diệt khuân đạt độ man cảm cao (đường kính vòng vô khuẩn > 20mm) là:axetonitrile 70%, axit axetic 5%, axeton 70%.

1.3 Tông quan vi sinh vật

1.3.1 Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus (S aureus) thuộc giới Eubacteria, ngành Firmicutes, lớp Bacilli, bộ Bacillales, họ Staphylococcaceae, chi Staphylococcus, loài aureus, tên khoa hoc 1a Staphylococcus aureus.

Đặc điểm hình thái : Staphylococcus aureus là cầu khuân ki khí tuỳ ý, hình

cầu, không di động, Gram dương, không sinh nha bào, tế bào xếp thành hình chùm

nho, đôi khi có thể đứng riêng rẽ hoặc thành từng đôi hay từng chuỗi ngắn Tụ cầuthường không có vỏ, không có lông, đường kính vào khoảng 0.8 — 1 um (Masalha va ctv, 2001).

Trên phương diện gây bệnh, tụ cầu khuẩn được chia thành hai nhóm chính : tụcầu có men coagulase và tụ cầu không có men coagulase Staphylococcus aureus nhờmen coagulase này mà trên môi trường nuôi cấy có máu, vi khuẩn tạo nên các khuanlạc màu vàng Do vậy vi khuẩn nay còn gọi là tụ cầu vàng

Tụ cầu khuẩn mọc dễ dàng trên các môi trường nuôi cấy ở nhiệt độ 37° C Màuđặc trưng của các khuẩn lạc là màu trắng như sứ hoặc màu trắng ngà Khả năng tanmáu của vi khuẩn được nuôi cấy cung cấp gợi ý quan trọng về tính chất của vi khuannày.

Đặc điểm sinh hóa: Hau hết các dòng vi khuẩn này có thé tổng hợp enterotoxintrong môi trường có nhiệt độ trên 15°C Độc tố ruột enterotoxin sản xuất bởiStaphylococcus aureus là một protein ôn định nhiệt, nhất là khi tăng trưởng ở nhiệt

độ 35 - 37°C và có thé tồn tại ở 100°C trong vòng 30 - 70 phút

1.3.2, Bacillus cereus

Bacillus cereus thuộc giới Bacteria, Ngành Firmicutes, lớp Bacilli, bộ Bacillales,

ho Bacillaceae, chi Bacillus, loai Bacillus cereus.

Đặc điểm hình thái: Bacillus cereus là trực khuan Gram dương, hình que, có

khả năng sinh nội bào tử, tồn tai đơn lẻ hoặc thành chuỗi ngắn, ky khí tùy nghỉ

(Nakano MM, Zuber P 1998) Bên cạnh đó, chúng có kha năng di chuyển dé chốngchịu các điều kiện bất thường của môi trường sống Chúng được tìm thấy trong đất

và đường tiêu hóa của động vật nhai lại và con người Bacillus cereus là một trongnhững nhà vô địch vi khuẩn trong sản xuất enzyme và được sử dụng với quy môcông nghiệp ở các công ty công nghệ sinh học.

Đặc điểm sinh hóa:

Thử nghiệm indol (-), Voges Proskauer (+), nitrate (+), H2S (-), NH3 (+), catalase (+) Nhiệt độ tối ưu là 37°C, pH=7.0 - 7.4.

Phát triển ở hầu hết trên các môi trường dinh dưỡng cơ bản

Khi nuôi cay trên môi trường thạch dinh dưỡng thông thường, khuẩn lạc hình

tròn của vi khuẩn này có dang san sùi, đục, mau trắng mờ hoặc hơi vàng (Ming H

2008, Bai Y Q và ctv, 2013).

Trên môi trường canh TBS (Trypticase soy broth): vi khuẩn phát triển làm đục

môi trường, tạo màng nhăn, lắng cặn, khó tan khi lắc đều.

Trên môi trường giá đậu-pepton: khuẩn lạc dạng tròn lồi, nhẫn bóng, đội khi lanrộng, ria rang cưa không đều, đường kính 3 - 4 cm sau 72 giờ nuôi cấy

1.3.3 Escherichia coli

Escherichia coli thuộc giới Bacteria, ngành Proteobacteria, 6p Gammaproteobacteria, bộ Gammaproteobacteria, chi Escherichia, loài Escherichia coli.

Đặc điểm hình thái: Escherichia coli là trực khuẩn Gram âm, có hình que, haiđầu tròn, kích thước dai ngắn khác nhau, thường đứng riêng lẻ từng tế bao nhưng

cũng có khi kết thành từng đôi một, đôi khi kết hợp với nhau thành một đám hoặcmột chuỗi ngắn Chúng thường có tiên mao mọc khắp bề mặt nên có khả năng diđộng, không có khả năng hình thành bào tử (Colson va ctv, 2007).

Đặc điểm sinh hóa: Lên men các đường glucose, lactose, levulose, galactose,xylose, ramnose, manit kèm theo sinh hoi, không lên men đường adonit và inozit.Escherichia coli phát trién dé dàng trên các môi trường nuôi cây thông thường.Một số có thé phát triển trên môi trường tổng hợp rất nghèo chất dinh dưỡng Hiểu

khí và ky khí tuỳ tiện Có thé phát triển ở nhiệt độ từ 5 — 40°C

Trong những điều kiện thích hop, Escherichia coli phát triển rất nhanh, thời gianthé hệ chỉ khoảng 20 đến 30 phút Cay vào môi trường lỏng sau 3 — 4 giờ đã làm đụcnhẹ môi trường, sau 24 giờ làm đục đều, sau hai ngày trên mặt môi trường có vángmỏng Những ngày sau dưới đáy ống có thé thay cặn Trên môi trường thạch thường,

sau khoảng 8 — 10 giờ, dùng kính lúp đã có thể quan sát được khuẩn lạc Sau 24 giờkhuan lạc khoảng 1,5 mm Dun 55°C trong 1 giờ hoặc 60°C trong 30 phút thìEscherichia coli sẽ bị tiêu điệt Dễ bi diệt bởi các thuốc sát trùng thông thường.

1.3.4 Shigella spp.

Shigella spp được xếp vào giới Bacteria, ngành Proteobacteria, lớp Gramma

Proteobacteria, bộ Enterobacteriales, họ Enterobacteriaceae, chi Shigella, loài Shigella spp

Đặc diém sinh hóa:

Không sinh hơi, lên men manitol, không lên men đường lactose, không sinh H2S(-), Indol (+); Xitrat (-); VP (-); RM (+) Shigella spp cho phản ứng kiém trén bé matthạch nghiêng và axit ở phan sâu pH thích hợp dé phát triển là 7.8 nhưng có thénphát triển ở pH 6.6 - 8.8 Trên môi trường lỏng, vi khuẩn mọc sớm và làm đục đều

môi trường Trên môi trường thạch, khuẩn lạc tròn, lồi, bờ đều, sau 2 giờ đường kính

khoảng 2 mm Trên môi trường phân lập có đường lactose, khuẩn lạc có mau trùngvoi môi trường.

Tính kháng:

Shigella spp có thê tồn tại ở nhiệt độ 7- 46°C, nhiệt độ thích hợp là 37 °C, chúng

có kha năng chịu được các tác động ngoại cảnh tốt tuy nhiên dé bị tiệu diệt bang

phương pháp khử trùng, trong dung dịch phenol 5 % shigella sẽ chết ngay

Shigella spp là một trong số các vi khuẩn có tỷ lệ kháng kháng sinh rất cao.Những chủng Shigella spp mang plasmid chứa các gen kháng lại nhiều kháng sinh.1.4 Tống quan về sấy phun dịch chiết

Hiện nay, phương pháp nhằm làm tăng thời hạn sử dụng và cải thiện các đặc tínhcủa một dẫn xuất thực vật là biến đổi nó sang dạng bột khô ồn định bang cách sấy

phun với chất mang thích hợp (Ersus va Yurdagel, 2007) Từ góc độ công nghệ thựcphẩm, vi bao là sự bao bọc siêu nhỏ trong lớp polymer/lớp phủ hoặc nhúng trong hỗnhợp polymer sẽ làm giảm độ âm/nước và hoạt động như một rào cản vật lý để ức chếoxy và các phân tử hóa học nhỏ, các enzyme suy thoái (Wang và ctv, 2009) Hơn nữa,

vi bao, tùy thuộc vào các polyme được sử dụng, có thé làm tăng tốc độ hòa tan của

sản phẩm và kiểm soát các biến đổi về cảm quan (Chiou và Langrish, 2007) Về van

đề này, sấy phun là một kỹ thuật vi bao thích hợp cho các thành phần nhạy cảm với

nhiệt như polyphenol, thường được sử dụng trong ngành được phẩm và thực phẩm

(Cal và Sollohub, 2010) Thành phần thực phẩm và phụ gia trong sấy phun tạo radạng bột khô đã giúp làm giảm trọng lượng và kích thước, ôn định sinh học lâu đài,giúp cho quá trình vận chuyển và xử lý dé dàng hon

Su thay đối về thành phan trong các sản phẩm bột say phun phụ thuộc vào nhiềuyếu tố xảy ra trong quá trình sấy phun, bao gồm: nhiệt độ đầu vào/đầu ra, tốc độ dongnhập liệu, tốc độ dong khí, loại chất mang, ap suat dau phun Tuy nhién, trongnghiên cứu nay, chúng tôi tiễn hành nghiên cứu chủ yếu trên loại chat mang Các chatmang phổ biến cho quá trình say phun bao gồm gelatin, gum arabic, maltodextrin,tinh bột biến tính, dẫn xuất cellulose bán tổng hợp và polyme tông hợp (Ersus va

Yurdagel, 2007; Kha và ctv, 2010) Mỗi loại chất mang đều có ưu điểm và nhượcđiểm riêng về thành phan tính chat, chi phí và hiệu quả vi bao Trong số những loại

chat mang kể trên, gum arabic va maltodextrin được sử dụng rộng rãi nhất hiên nay

vì khả năng ổn định, bảo vệ thành phan polyphenol trong mẫu đồng thời tiết kiệm chiphí.

1.4.1 Tổng quan các nghiên cứu về sấy phun dịch chiết giàu các hợp chất

polyphenol

Zhongxiang Fang và ctv (2011) nghiên cứu ảnh hưởng của sấy phun và bảo quản

đến thành phan polyphenol tông trong dich quả bayberry sử dụng chat mang là

maltodextrin (DE=10) Dịch chiết bayberry và maltodextrin được phối trộn với tỉ lệ1:1 và đạt độ brix là 1 Thiết bị sấy phun hiệu Biichi B-290 dạng nhỏ, tốc độ dòngnhập liệu 35 m3/gid, tốc độ dòng khí 439 L/giờ, nhiệt độ đầu vào là 150°C, nhiệt độ

đầu ra 80°C Kết qua do hàm lượng polyphenol tổng và anthocyanins sau sáu thángbao quản ở nhiệt độ 25°C chỉ giảm 6-9% và 9-37%, nếu bảo quản ở nhiệt độ 5°C thìchỉ giảm 6-8% và 7-27% Nghiên cứu đã chỉ ra thành phan kháng khuẩn polyphenolcủa mẫu giảm không nhiều sau một khoảng thời gian bảo quản khá dài, vì thế, việc

sử dụng sấy phun kết hợp với maltodextrin làm chất mang là một biện pháp cần thiếtgiúp giữ được thành phần polyphenol với tỉ lệ hao hụt thấp

Trong nghiên cứu của Sansone và ctv (2011), dịch chiết từ cây Fadogia

ancylantha, Melissa officinalis và Tussilago farfara được tiến hành say phun cùng

với chất mang là maltodextrin, pectin Các thí nghiệm về chất mang được thực hiênnhư sau: maltodextrin: pectin: dich chiết lần lượt theo tỉ lệ 10:1:3 và 10:0:3 Kết quả

cho thay, đối với tỉ lệ 10:1:3, hiệu suất toàn bộ quá trình khá cao (62,6-67,0%), kha

năng giữ lại thành phan kháng khuẩn (polyphenol tổng) cao (66,57%) và ở tỉ lệ 10:0:3,polyphenol tổng còn lại trong vi bao thấp hơn nhiều (45,1%) Vì thế, sự kết hợp giữamaltodextrin và pectin sẽ làm giảm tôn hao thành phan polyphenol tổng trong dịchchiết và nâng cao toàn bộ hiệu suất cho quá trình sấy phun

Le Pham Tan Quoc, Nguyen Van Muoi (2018) nghiên cứu tính chất của bột sấyphun từ dịch chiết rễ cây hà thủ 6 (Polygonum multiflorum Thunb.) so sánh trên hai

loại chất mang là maltodextrin và gum arabic Mỗi mẫu dịch cô đặc (với dung môi

acetone 57,35%, tỉ lệ nguyên liệu: dung môi là 1:40) sau khi được lọc và cô đặc đếnnồng độ chất khô 4% thì được phối trộn với gum arabic và maltodextrin để đạt nồng

độ chất khô lần lượt là 15 và 25% Thiết bị sây phun sử dụng hiệu Labplant SD-06,tốc độ dong nhập liệu 500 L/giờ, nhiệt độ đầu vào/ra là 160/170, tốc độ dòng khí là 5m/s Kết qua đo cho thấy, khi so sánh với dịch chiết thì hàm lượng polyphenol tổng

và chất kháng oxy hóa còn lại trong mẫu sấy phun khoảng 43 và 38% (mẫu vớimaltodextrin), 83 và 44% (mẫu với gum arabic) Vì thế, việc sử dụng gum arabic hiệuquả hơn là sấy phun với maltodextrin, tuy nhiên, mẫu sấy phun với maltodextrin thì

có hàm âm thấp hơn (1,26%) so với gum arabic (4,01%) Gum arabic là một lựa chọnkhá tốt khi tiến hành say phun các dịch chiết có hàm lượng polyphenol cao

Dịch chiết từ vỏ quả nho Bordo (Vitis labrusca L.) được Kuck và ctv (2016) tiếnhành thử nghiệm sấy phun và sấy lạnh với các loại chất mang bao gồm: gum arabic,guar gum thủy phân và polydextrose Thiết bị sấy phun là Mini Spray Dryer LM

MSDI 1.0 LABMAQ, dau phun 1,0 mm, bơm nhập liệu có vận tốc 0.6 L/g1ờ, nhiệt

độ dòng khí khô 140°C, áp suất dòng khí 3,5 kgf/cm7, tốc độ dong khí là 40,5 L/giờ.Kết quả đo đạc hàm lượng phenolic tổng trong dịch chiết ban đầu là 26,26+0.12mgGAE/g, trong mẫu sấy phun với Gum arabic 10% là 25,03+ 0,07 mgGAE/g,chiếm ham lượng cao nhất trong tất cả các mẫu thử nghiệm (bao gồm 8 mau, 4 mẫuthử nghiệm với sấy phun và 4 mẫu thử nghiệm với sấy lạnh cùng với các tỉ lệ chấtmang khác nhau cho từng phương pháp say) Đối với nghiên cứu nay, gum arabic làmột lựa chọn hiệu quả vì có khả năng giữ lại hàm lượng polyphenol tổng cao

(95,32%), là đề xuất tốt cho các nghiên cứu bảo quản thực phẩm và thuốc có nguồn

gốc thực vật

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, maltodextrin được dùng để giảm thiểu sự dính và

đóng cặn trên bề mặt của các sản phẩm sấy phun với nguyên liệu giàu đường như quả

mơ, cam, thịt quả xoài, dưa hấu (Goula và ctv, 2010), đồng thời đem lại hàm âm thấp,

thời gian bảo quản đài mà ít thất thoát các thành phần vốn có trong mẫu Gum arabiccũng là một lựa chọn được rất nhiều nhà nghiên cứu hiện nay sử dụng trong bảo quản

các thành phan dễ bị oxi hóa như polyphenol, anthoxyanins với chi phí thực hiện

thấp và hiệu quả cao Vỏ lụa hạt điều có thành phần đường cao, cùng với các hợp chấtquí vốn có như phenolics, ankaloids, saponins, flavonoids vì thế, việc sử dụngmaltodextrin và gum arabic là cần thiết để giữ đồng thời làm tăng hiệu quả bảo vệcác thành phần có ích bên trong nguyên liệu cũng như việc nâng cao tính chất cảmquan của sản phẩm

1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun

1.4.2.1 Nồng độ chất khô của nguyên liệu trước khi sấy

Nồng độ cao: giảm được thời gian bốc hơi nhưng lại tăng độ nhớt của nguyênliệu, gây khó khăn cho quá trình sấy phun

Nồng độ thấp: tốn nhiều thời gian và năng lượng cho quá trình say Khi tỷ lệ bổsung maltodextrin thấp, tính đính của dịch quả chưa được cải thiện nên sản phẩm bámnhiều lên thành thiết bị làm quá trình say phun thực hiện khó khăn và hiệu suất thuhồi sản phẩm thấp Khi tăng tỷ lệ maltodextrin thì quá trình sấy phun được thực hiện

dễ dàng hơn, nhưng lượng maltodextrin bổ sung thêm nhiều sẽ làm tăng độ nhớt củanguyên liệu, gây khó khăn cho quá trình sấy (Minh và ctv, 2011)

1.4.2.2 Nhiệt độ đầu vào của quá trình sấy phun

Đây là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến độ âm của sản phẩm sau khi sấy phun

Khi cố định các yếu tô khác, nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều bat lợi cho quá trìnhsay dich Độ âm của bột sản phẩm thu được sẽ giảm đi nếu ta tăng nhiệt độ đầu vào Nhiệt độ không khí say dau vao thap thi độ âm các hạt vật liệu say van còn khá cao,nên bám nhiều lên thành buông sấy làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy.Nhiệt độ không khí say cao mặc dù đạt độ âm của bột san phâm khá tốt nhưng sẽ cómột ít vật liệu say bị cháy, bám lên thành, sản phẩm sau sấy giảm mùi thơm, màu sắc(Azharul và Hawlader, 2005) Tuy nhiên, việc gia tăng nhiệt độ cao có thể gây phânhủy một số cấu tử trong nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt và làm tăng mức tiêu haonăng lượng cho toàn bộ quá trình.

1.4.3 Maltodextrin

1.4.3.1 Khái niệm

Maltodextrin là polysacarit được sử dụng làm phụ gia thực pham Chúng đượcsản xuất từ tinh bột bằng cách thủy phân một phần và thường được tìm thấy dưới

dạng bột khô, màu trắng và có khả năng hút âm cao Maltodextrin dé tiêu hóa, được

hấp thu nhanh như glucose và có vị ngọt vừa phải hoặc gần như không có hương vị.1.4.3.2 Đặc điểm

Được thủy phân từ tinh bột, maltodextrin chứa amylose mạch thang vàamylopectin mach phân nhánh Maltodextrin được coi là polyme D-glucose, trong

đó, các phân tử D-glucose được nối với nhau bởi liêu kết (1 — 4) a-D-glucopyranosly

tạo mạch thang va (1 — 6) a-D-glucopyranosly tao mạch nhánh Tỷ lệ của các phân

tử chuỗi amyloza mạch thang với amylopectin phân nhánh khác nhau theo loại tinh

bột (ngô, yến mạch, gạo, bột sắn, khoai tây, ) Phần lớn tinh bột chứa từ 15 đến 35%

amyloza.

Maltodextrin có DE (Dextrose Equivalent)< 20 (DE là đương lượng dextrose

-đại lượng chi kha năng khử đối với chuẩn là 100% ở đường glucoza (dextrose), hay

là số gam đương lượng D-glucoza trong 100 gam chất khô của sản phẩm Tinh bột

có DE = 0, các dạng siro tinh bột có DE từ 20 — 99.4, DE = 100 là đường glucose tinhkhiết) Độ hút 4m, độ hòa tan, thâm thấu tăng khi maltodextrin có DE tăng, độ nhớt,

độ kết dính tăng khi DE giảm Maltodextrin có khả năng tao gel và tao sol Sự chuyển

đổi giữa dạng sol-gel là sự tăng lên của các chuỗi D-glucose dài, xoắn 6c hoặc các

chuỗi phân đoạn Quá trình chuyên đổi này có kèm theo sự mat nước (Chronakis va

ctv, 1998).

1.4.3.3 Ứng dụng

Maltodextrin là hóa chất được dùng trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm, đồuống, thuốc thú y, thủy sản Đối với thực phẩm, maltodextrin sử dụng trong nước giảikhát, đường ăn kiêng, sản xuất chewing gum Nó còn là chất tạo ngọt, được dùng

trong dược phẩm, thực phẩm, bánh kẹo, các sản phẩm sô cô la, kem, sữa, thức ăn trẻ

em Hiện nay, công nghệ vi bao sử dung maltodextrin rất phố biến trong ngành côngnghiệp thực phẩm va dược phẩm dé tạo ra nhiều sản phẩm mới như bột hòa tan,thuốc

1.4.4 Gum arabic

1.4.4.1 Khái niệm

Gum arabic còn gọi là kẹo cao su A Rập, được tiết ra từ một loại cây hoang dãnhiệt đới có tên Acacia senegal L ở các nước Ả Rap Gum arabic không vi, ton tại ởdạng hình bầu dục, màu từ vàng nhạt đến đỏ Chúng có cấu trúc phân tử phức tạp,bao gồm: D-galactose 44%, L-arabinose đường 24%, D- Axit glucuronic 14,5%, L-rhamnose 13%, 4-O-methyl-axit O-glucuronic 15% Trọng lượng phân tử của chúng khoảng 250000 — 750000 đvC, khi thủy phân tạo thành galactoza, arabinoza, axiteglucoroic và rhamnoza Trang thái tinh chế thông dụng nhất là dang bột mau trắnghoặc mau trang ngà.

1.4.4.2 Đặc điểm

Gum arabic tan được trong nước, không tan trong chất béo, độ nhớt thấp Có thé

hòa tan đến nồng độ dung dịch 55% Gum arabic hoàn toàn có thể hòa tan trong nướclạnh trong khi các loại gum khác không thé hoặc bị tạo huyền phù ở dạng keo hoặchòa tan không hoàn toàn.

Độ nhớt của gum arabic phụ thuộc vào pH và nồng độ muối Ở nồng độ cao,chúng là chất keo Gum arabic rất ôn định trong môi trường axit, vì vậy chúng được

sử dụng rat tốt cho việc 6n định mùi của nước quả Giá trị pH tự nhiên của dung dich

gum arabic là 3,9 — 4,9 là do sự hiện diện của axite gluconic Khi thêm axit hoặc kiềm

có thê làm thay đổi độ nhớt và diện tích tiếp xúc của dịch keo, pH thấp thì độ nhớt

thấp và ngược lại Độ nhớt đạt tối đa khi pH= 5,5

Gum arabic là tác nhân tăng độ dày, tạo gel, tạo bọt, tạo dung dịch có độ nhớt,giữ mùi, giữ âm cho các sản phẩm thực phẩm

1.4.4.3 Ứng dụng

Gum arabic được sử dụng chủ yếu trong các ngành công nghiệp thực phẩm nhưmột chất ôn định Gum arabic có thể ăn được và có số E414 Gum arabic là một thànhphan quan trọng trong việc khắc truyền thống và được sử dụng trong in ấn, sản xuấtsơn, keo, mỹ phẩm và các ứng dụng công nghiệp khác nhau, bao gồm cả kiểm soát

độ nhớt trong mực va trong ngành công nghiệp dệt may Hiện nay, gum arabic cònđược sử dụng để trong công nghiệp sản xuất kẹo, các loại nước giải khát, sản phẩm

hệ nhũ và đặc biệt là sản phẩm vi bao

Chương 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu là vỏ lụa hạt điều đã được sao

rang tách nhỏ (Anacardium occidentale L.) với thành phần gồm vỏ cứng, vỏ lụa,nhân hạt điều được mua từ công ty cô phần Hanfimex Việt Nam, chi nhánh Binh

Phước Vỏ lụa hạt điều được mua là những loại vỏ không có hiện tượng ầm mốc,

không bị sâu mọt, màu vàng nâu (xem Hình 2.1).

Hình 3.1 Hình ảnh vỏ lụa hạt điều thô _ Hình 3.2 Thanh phan vỏ lụa hạt điều thô

(1: vỏ cứng, 2: nhân hạt điều, 3: vỏ lụa hạt diéu)

Hình 3.3 Bột vỏ lụa hạt điều thu được

6 Glycerol Trung Quéc 99.5 %

Nutrient Broth Agar

STT Hóa chất Nguồn gốc Độ tỉnh khiết

11 C2HsOH Trung Quôc 98%

12 FeCl; Trung Quéc 98%

13 BaCh Trung Quốc 99.5%

14 HzSO¿ Trung Quốc 98%

15 NaCl Trung Quốc 99.8%

16 NaCO3 Trung Quéc 99.8%

17 NaOH Trung Quéc 96%

18 CHCl Trung Quéc 96%

19 (CH:COO);O Trung Quốc 98.5%

20 HCl Trung Quéc 95%

21 CsHi20 Trung Quéc 96.5%

22 NH,OH Trung Quốc 25-28%

23 Benzen Trung Quốc 99.5%

24 NHạ Trung Quốc 25-28%

25 Nước cất Hóa chất Hóa Nam 95%

26 Cồn Hóa chất Hóa Nam 96%

Bảng 3.2 Danh sách dụng cụ, thiết bị sử dụng

STT Thiết Bị Thông Số Xuất xứ

1 Cân phan tích 4 so lẻ Sartorius CPA324S Đức

2 Máy nghiền búa Trung Quốc

Máy đo quang UV-VIS

3 Máy do màu UV-VIS Model: Genesys 10S UV-Vis My

4 Thiét bi say SHELLAB Model: 1330 FX My

6 Máy cô quay Hiệu: BIBBY Anh

STT Thiết Bị Thông Số Xuất xứ

Model: RE 301Thể tích phiêu lọc 300mL- ThểMáy lọc chân không

¬ NOI HAP TIỆT TRÙNG

-9 Nôi hap tiệt trùng Nga

Autoclave / Modem: BK 75

TU CAY VO TRUNG Vertical

10 Tu cay Laminar Flow Hood Model: Phap

16 Máy sấy phun SD- Basic Lab Plant Đức

17 Máy đồng hóa Silverson Anh

18 Bép nung Alma Nhat

19 Máy ép chân không DZ Vacuum Packager Trung Quéc

21 May say phun Labplant SD06 Duc

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Hình 3.3 Sơ đồ quy trình thu nhận bột vỏ lụa hạt điều

e Thuyết minh quy trình:

Thu hoạch hạt điều: hạt điều thuộc giống điều vàng được thu hoạch tại tỉnh

Bình Phước, thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Tách vỏ hạt điều: vỏ hạt điều được tách bằng máy có lưới sàng rung đề phântách phần nhân hạt và phần vỏ hạt

Sàng lọc: hỗn hợp vỏ hạt điều sau khi tách sẽ được mang đi phân loại bằngphương pháp thủ công rồi ray qua kích thước 0,5 mm dé thu nhận được phan bột vỏlụa.

Đóng gói và bảo quản: bột vỏ lụa thu nhận được bảo quản trong túi nhựa PE

ở điều kiện nhiệt độ thấp (0 — 40C), tránh ánh sáng và bồ sung gói hút âm silica gel

dé ngăn ngừa tái hút âm nguyên liệu

3.3.1.2 Quy trình trích ly các hợp chất polyphenol từ vỏ lụa hạt điều

Phương pháp trích ly dựa theo nghiên cứu Tuyền và ctv (2022), “Sử dụng enzymepectinase và cellulase trích ly các hợp chất kháng oxy hóa trong vỏ lụa hạt điều.” Quytrình trích ly được thực hiện theo hình 2.4.

Hình 3.4 Sơ đồ quy trình trích ly polyphenol từ vỏ lụa hạt điều

e Thuyết minh quy trình:

Trích ly: Chuan bị đệm có pH = 4,0, sử dung pipet 10 mL và 5 mL hút lầnlượt 108 mL dung dich đệm vào trong bình tam giác 250 mL, sau đó boc mang boc

thực phẩm lại rồi mang vào trong bề ủ nhiệt dé tiến hành gia nhiệt sơ bộ Gia nhiệt sơ

bộ dung dịch đệm đến khi nhiệt độ đạt 49°C

- Cân 2 gam mẫu nguyên liệu, pha hỗn hợp dung dịch enzyme (Pectinase/Cellulase = 1/1) với tỉ lệ 0,22%

- Trích ly mẫu: Cho lần lượt 2 gam bột nguyên liệu và hút 2 mL hỗn hợpenzyme vào từng bình tam giác, đảo nhẹ và cạo phần bột dính trên thành bình xuốngrồi bọc miệng bình lại bằng màng bọc thực phẩm và giấy bạc Tránh ánh sáng Thờigian trích là 60 phút, nhiệt độ duy tri 49°C.

Bắt hoạt enzyme: Cho các cốc mẫu đã trích ly vào trong nồi nước sôi (T =100°C) được gia nhiệt bởi bếp từ (P = 2000W, t = 5 phút), đợi khoảng 7 phút dé gianhiệt lên 90°C và diét hoàn toàn enzyme.

Bao quan dịch chiết trong ngăn mát tủ lạnh dé thực hiện các bước tiếp theo.3.3.1.3 Quy trình sấy phun dịch chiết giàu polyphenol từ vỏ lụa hạt điều

Nhằm tăng thời gian bảo quản, dịch chiết được cô đặc, phối trộn với chất mang

và tiến hành sấy phun Dựa vào cơ sở nghiên cứu trước (Quoc và ctv, 2018, Silva vàctv, 2014, Tolun va ctv, 2016) Quy trình say phun từ dich chiết vỏ lụa hạt điều theohình 2.5.

Dịch trích từ vỏ

lụa hạt điêu

Bồ sung chất mang

|v

Hình 3.5 Sơ đồ quy trình say phun dịch chiết giàu polyphenol từ vỏ lụa hạt điều

e _ Thuyết minh quy trình

- Cô đặc đạt 4°Bx: Mục đích là tăng nồng độ chất khô trong dịch chiết nhằm

chuẩn bị cho quá trình sấy, làm giảm một lượng nước khá lớn trong dịch chiết trướckhi đưa vào sấy phun, giảm chi phí về năng lượng và thời gian sấy Dịch chiết vỏ lụa

hạt điều được cho vào tủ sấy đối lưu với nhiệt độ 45°C Ở nhiệt độ cao và không khí

khô bên trong máy sấy làm bay hơi nước, tăng hàm lượng vật chất khô, sau khoảng

từ 10 — 12 giờ trong tủ sấy, dịch đạt độ brix là 4

- Bố sung chất mang và khuấy trộn: Dịch cô đặc sẽ được bổ sung thêm chatmang đề hỗ trợ cho quá trình sấy, cũng như tạo màng bảo vệ cho các polyphenol củasản pham cuối Quá trình khuấy giúp chat mang tan trong dịch cô đặc