Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm extraction of gum from durian seeds durio zibethinus and its application in mung beans milk products

Nghiên cứu chiết xuất gum từ hạt sầu riêng (Durio zibethinus) và ứng dụng trong sản xuất sữa đậu xanh. Luận văn công nghệ thực phẩm chuyên sâu.

• Tác giả: Nguyễn Thị Duyên
• Người hướng dẫn: Assoc. Kha Chan Tuyen
• Trường học: Nông Lâm University - Ho Chi Minh City
• Chuyên ngành: Food Technology
• Đề tài: Chiết Xuất Gum Từ Hạt Sầu Riêng (Durio Zibethinus) Và Ứng Dụng Trong Sản Phẩm Sữa Đậu Xanh
• Loại tài liệu: Thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh City

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENT
• ABSTRACT
• LIST OF CONTENTS
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• 1. CHƯƠNG 1: INTRODUCTION
• 1.1. Introduction
• 1.2. Research objectives
• 1.3. Research content
• 1.4. New aspect of the thesis
• 1.5. Scientific and practical significance
• 2. CHƯƠNG 2: LITERATURE REVIEW
• 2.1. Characteristics of durian Durio zibethinus Murray
• 2.2. Studies on gum extraction from agricultural by-products in Vietnam and CTS
• 2.2.1. Polysaccharide extraction studies and applications from agricultural by-product seeds in Vietnam and the World
• 2.2.2. Effects of ultrasound Waves on GUM
• 2.2.3. Studies on polysaccharide extraction from durian seeds in Vietnam and the World
• 2.3. Extraction method
• 2.4. Research on durian gum extract
• 2.5. Research on the physicochemical properties of durian gum
• 2.6. Research and application
• 2.7. Working principle of ultrasound machine
• 3. CHƯƠNG 3: MATERIALS AND METHODS
• 3.1. Time and Place of Research
• 3.2. Materials and Equipment
• 3.3. Methods
• 3.3.1. Gum extraction method
• 3.3.2. Analyses of physicochemical properties
• 3.3.2.1. Determination of solubility
• 3.3.2.2. Determination of ash content and water-soluble ash content
• 3.3.2.3. Determination of moisture content
• 3.3.2.4. Determination of oil holding capacity (OHC)
• 3.3.2.5. Determination of viscosity
• 3.3.3. Sensory evaluation
• 4. CHƯƠNG 4: RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Physicochemical properties of durian gum
• 4.2. The effects of factors on extraction yield
• 4.2.1. Effect of water-to-powder material ratios on gum
• 4.2.2. Effect of temperature on gum
• 4.2.3. Effect of pH on gum extraction yield
• 4.2.4. Effect of extraction time on gum extraction yield
• 4.2.5. Effect of ultrasound intensity on gum extraction yield
• 4.2.6. Effect of ultrasound time on gum extraction yield
• 4.3. Mung bean milk gum application
• 4.3.1. Viscosity of mung bean milk sample
• 4.3.2. Effect of durian gum addition
• 5. CHƯƠNG 5: CONCLUSION & RECOMMENDATION
• 5.1. Conclusion
• REFERENCES
• APPENDIX
• 1. SENSORY
• 1.1. Sensory data table
• 2. GUM EXTRACT
• 2.1. Investigate factors affecting extraction yield

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Chiết Xuất Gum Hạt Sầu Riêng Nghiên cứu mới

Gum, hay còn gọi là hydrocolloid, là chất hòa tan tốt trong nước. Đặc tính này giúp gum được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm và dược phẩm, tạo độ ổn định cấu trúc cho sản phẩm. Ngoài ra, gum còn tạo gel và huyền phù, mang lại sự đồng nhất và độ dính mong muốn. Sầu riêng, loại quả giàu dinh dưỡng, được trồng theo mùa ở Đông Nam Á, còn được coi là dược liệu tăng cường miễn dịch và chống oxy hóa. Việc canh tác rộng rãi nhờ hương vị đặc trưng. Thái Lan và Malaysia là hai nước xuất khẩu sầu riêng hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, việc thải bỏ phụ phẩm sầu riêng hàng năm gây ra thách thức lớn. Chỉ một phần ba quả được sử dụng, phần dư thừa đến từ vỏ và hạt sầu riêng, chiếm 70% tổng quả. Các nhà khoa học tập trung khai thác hợp chất từ hạt sầu riêng cho thực phẩm và dược phẩm, nâng cao giá trị của phụ phẩm này. Trước đây, các dung môi hữu cơ hóa học như hexane, acetone được sử dụng. Tuy nhiên, kỹ thuật chiết xuất truyền thống này tiềm ẩn nhiều nhược điểm. Enzyme và sóng siêu âm đã được sử dụng rộng rãi để thay thế các phương pháp chiết xuất gum độc hại. Nghiên cứu của Duy (2017) cho thấy chiết xuất gum từ hạt sầu riêng bằng siêu âm (225W, 3 phút) tăng năng suất 5,15%. Ngoài ra, sóng siêu âm còn tác động đến cấu trúc và tính chất của gum, thay đổi chức năng của chúng.

1.1. Tổng Quan Về Gum Ứng dụng và vai trò quan trọng

Gum, hay hydrocolloid, là một loại polymer tự nhiên hoặc tổng hợp, có khả năng hòa tan hoặc phân tán trong nước, tạo thành dung dịch có độ nhớt cao. Nhờ đặc tính này, gum được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Trong ngành thực phẩm, gum đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện cấu trúc, độ ổn định và cảm quan của sản phẩm. Ví dụ, gum được sử dụng để tạo độ đặc, độ dẻo cho các loại sốt, kem, sữa chua, cũng như ngăn chặn sự tách lớp, kết tinh trong các sản phẩm lỏng. Trong dược phẩm, gum được sử dụng làm tá dược, chất kết dính, chất tạo màng và chất giải phóng dược chất. Nó giúp cải thiện độ ổn định, khả năng hòa tan và sinh khả dụng của thuốc. Trong mỹ phẩm, gum được sử dụng làm chất làm đặc, chất tạo gel, chất nhũ hóa và chất ổn định.

1.2. Sầu Riêng và tiềm năng khai thác phụ phẩm từ hạt

Sầu riêng là loại trái cây nhiệt đới được ưa chuộng ở nhiều nước châu Á, không chỉ bởi hương vị đặc trưng mà còn bởi giá trị dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến và tiêu thụ sầu riêng, một lượng lớn phụ phẩm như vỏ và hạt sầu riêng bị thải bỏ, gây lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Trong số các phụ phẩm này, hạt sầu riêng chứa nhiều thành phần có giá trị, đặc biệt là tinh bột và gum. Tinh bột hạt sầu riêng có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bánh kẹo, mì bún, hoặc chế biến thành các sản phẩm giá trị gia tăng khác. Gum hạt sầu riêng có khả năng tạo độ nhớt, độ ổn định cho thực phẩm, được ứng dụng trong sản xuất sữa, nước giải khát, hoặc làm chất kết dính trong các sản phẩm thịt.

II. Thách Thức Trong Chiết Xuất Gum Hạt Sầu Riêng Hiện Nay

Hiện nay, các nghiên cứu về chiết xuất, đặc tính và ứng dụng polysaccharide từ hạt sầu riêng còn hạn chế. Phần lớn các phương pháp sử dụng hóa chất hữu cơ như hexane, isopropanol, và axit axetic. Những hóa chất này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng và gây tác động lớn đến môi trường. Đặc biệt, giống sầu riêng xanh ở Việt Nam chưa được nghiên cứu về chiết xuất, đặc tính và ứng dụng polyphenol và polysaccharide. Do đó, nghiên cứu đề xuất chiết xuất gum từ hạt sầu riêng (Durio zibethinus) bằng phương pháp chiết xuất nước xanh, tập trung vào ứng dụng trong thực phẩm. Nghiên cứu này hướng đến sử dụng gum trong sản xuất sữa đậu xanh.

2.1. Tác Động Tiêu Cực Của Hóa Chất Trong Chiết Xuất Truyền Thống

Các phương pháp chiết xuất truyền thống thường sử dụng các dung môi hữu cơ như hexane, acetone, benzene... để tách gum và các hợp chất khác từ hạt sầu riêng. Mặc dù mang lại hiệu quả chiết xuất cao, các dung môi này lại tiềm ẩn nhiều nguy cơ đối với sức khỏe con người và môi trường. Các dung môi hữu cơ có thể gây ô nhiễm nguồn nước và không khí, ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Ngoài ra, dư lượng dung môi còn sót lại trong sản phẩm có thể gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng, gây ra các bệnh về thần kinh, hô hấp, và thậm chí là ung thư. Vì vậy, việc tìm kiếm các phương pháp chiết xuất thay thế, thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe là vô cùng cần thiết.

2.2. Sự Thiếu Hụt Nghiên Cứu Về Giống Sầu Riêng Xanh Tại Việt Nam

Tại Việt Nam, sầu riêng là một trong những loại cây ăn quả có giá trị kinh tế cao, được trồng rộng rãi ở nhiều tỉnh thành. Tuy nhiên, các nghiên cứu về sầu riêng chủ yếu tập trung vào các giống phổ biến như Ri6, Monthong, mà chưa có nhiều sự quan tâm đến các giống địa phương, đặc biệt là sầu riêng xanh. Sầu riêng xanh có những đặc điểm riêng về thành phần hóa học, đặc tính sinh học, và khả năng ứng dụng. Việc thiếu hụt các nghiên cứu về sầu riêng xanh không chỉ hạn chế khả năng khai thác tối đa tiềm năng của giống cây này, mà còn gây khó khăn cho việc bảo tồn và phát triển các giống sầu riêng quý hiếm của Việt Nam.

2.3. Tính cấp thiết nghiên cứu chiết xuất gum thân thiện môi trường.

Trong bối cảnh ô nhiễm môi trường và mối quan tâm về an toàn thực phẩm ngày càng gia tăng, việc phát triển các phương pháp chiết xuất thân thiện với môi trường trở thành một yêu cầu cấp thiết. Chiết xuất gum từ hạt sầu riêng bằng phương pháp sử dụng nước làm dung môi, kết hợp với các kỹ thuật hỗ trợ như siêu âm, enzyme, được xem là một giải pháp tiềm năng. Phương pháp này không chỉ giảm thiểu việc sử dụng các hóa chất độc hại, mà còn giúp tiết kiệm năng lượng, giảm thời gian chiết xuất, và nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu. Hơn nữa, gum được chiết xuất bằng phương pháp thân thiện với môi trường có thể đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về thực phẩm tự nhiên và an toàn.

III. Phương Pháp Chiết Xuất Gum Hạt Sầu Riêng Bằng Sóng Siêu Âm

Nghiên cứu tập trung vào xác định các thành phần hóa học của hạt sầu riêng, xác định và tối ưu hóa các thông số chính để chiết xuất gum từ hạt sầu riêng với sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Nghiên cứu kiểm tra khả năng làm đặc và ổn định của gum và ứng dụng nó vào chế biến sữa đậu xanh. Các nghiên cứu trước đây đã khám phá phương pháp chiết xuất gum có hỗ trợ siêu âm, nhưng chủ yếu tập trung vào một cường độ và thời gian siêu âm cụ thể. Luận án này nhằm mục đích điều tra tác động của cường độ siêu âm trên phạm vi rộng hơn, kết hợp với thời gian siêu âm khác nhau. Việc khám phá toàn diện các thông số siêu âm là một khía cạnh mới của nghiên cứu. Hơn nữa, ảnh hưởng của sóng siêu âm và quy trình tinh chế đối với cấu trúc và tính chất của gum mang đến một hướng đi mới trong chiết xuất và ứng dụng gum từ hạt sầu riêng trong thực phẩm. Luận án này đánh dấu ứng dụng đầu tiên của gum hạt sầu riêng làm chất ổn định trong sữa đậu xanh. Nghiên cứu tìm cách chứng minh tiềm năng của gum hạt sầu riêng như một thành phần chức năng trong các sản phẩm thực phẩm.

3.1. Tối ưu hóa các thông số chiết xuất Gum bằng sóng siêu âm

Việc tối ưu hóa các thông số chiết xuất gum bằng sóng siêu âm là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng giữa nhiều yếu tố. Các yếu tố chính cần được tối ưu hóa bao gồm: cường độ siêu âm, tần số siêu âm, thời gian siêu âm, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ chiết xuất và pH. Cường độ siêu âm quá cao có thể gây phá hủy cấu trúc của gum, làm giảm hiệu quả chiết xuất. Tần số siêu âm cần được lựa chọn phù hợp với kích thước hạt và đặc tính của nguyên liệu. Thời gian siêu âm quá ngắn có thể không đủ để phá vỡ tế bào, giải phóng gum, trong khi thời gian quá dài có thể gây phân hủy gum. Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu cần được điều chỉnh để đảm bảo gum được hòa tan hoàn toàn trong dung môi. Nhiệt độ chiết xuất cần được kiểm soát để tránh làm biến tính gum. pH cần được điều chỉnh để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình chiết xuất.

3.2. Ứng dụng gum hạt sầu riêng làm chất ổn định trong sữa đậu xanh

Gum hạt sầu riêng có khả năng tạo độ nhớt, độ ổn định cho thực phẩm, do đó được ứng dụng tiềm năng trong sản xuất sữa đậu xanh. Việc bổ sung gum hạt sầu riêng vào sữa đậu xanh có thể giúp cải thiện cấu trúc, ngăn chặn sự tách lớp, kết tinh, và kéo dài thời gian bảo quản. Ngoài ra, gum hạt sầu riêng còn có thể giúp tăng cường cảm quan cho sữa đậu xanh, mang lại hương vị thơm ngon, hấp dẫn hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc sử dụng gum hạt sầu riêng trong sữa đậu xanh cần tuân thủ các quy định về an toàn thực phẩm, đảm bảo gum không chứa các chất độc hại, và được sử dụng với liều lượng phù hợp.

IV. Ứng Dụng Gum Hạt Sầu Riêng Cải thiện Sữa Đậu Xanh

Nghiên cứu này đánh dấu ứng dụng đầu tiên của gum hạt sầu riêng làm chất ổn định trong sữa đậu xanh. Bằng cách khám phá hiệu quả của nó trong bối cảnh này, nghiên cứu tìm cách chứng minh tiềm năng của gum hạt sầu riêng như một thành phần chức năng trong các sản phẩm thực phẩm, từ đó mở rộng việc sử dụng nó trong ngành công nghiệp thực phẩm. Bằng cách làm sáng tỏ tác động của các cường độ và thời gian siêu âm khác nhau đối với việc chiết xuất gum, nghiên cứu này sẽ cung cấp những hiểu biết có giá trị để tinh chỉnh các kỹ thuật chiết xuất và nâng cao hiệu quả. Các phát hiện của nghiên cứu này sẽ góp phần tối đa hóa năng suất của các hợp chất gum được chiết xuất từ hạt sầu riêng. Hiệu quả nâng cao này sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với các ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, cũng như các ứng dụng dược phẩm, bằng cách cung cấp một nguồn gum tự nhiên bền vững và hiệu quả về chi phí.

4.1. Đánh Giá Khả Năng Làm Đặc và Tính Ổn Định của Gum

Đánh giá khả năng làm đặc và tính ổn định của gum là bước quan trọng để xác định tiềm năng ứng dụng của nó trong các sản phẩm thực phẩm. Khả năng làm đặc của gum được đo lường bằng độ nhớt, là thước đo khả năng chống lại sự chảy của chất lỏng. Tính ổn định của gum được đánh giá bằng khả năng duy trì độ nhớt và cấu trúc của nó trong điều kiện nhiệt độ, pH và thời gian khác nhau. Các phương pháp đánh giá khả năng làm đặc và tính ổn định của gum bao gồm: đo độ nhớt bằng nhớt kế, xác định độ bền gel bằng máy đo độ cứng, đánh giá cảm quan về độ đặc và độ mịn của sản phẩm.

4.2. Phân tích cảm quan và đánh giá chất lượng sản phẩm

Phân tích cảm quan là phương pháp sử dụng các giác quan của con người (thị giác, khứu giác, vị giác, xúc giác, thính giác) để đánh giá các đặc tính của sản phẩm. Trong nghiên cứu này, phân tích cảm quan được sử dụng để đánh giá các đặc tính của sữa đậu xanh có bổ sung gum hạt sầu riêng, bao gồm: màu sắc, mùi vị, cấu trúc, độ nhớt và cảm giác chung. Kết quả phân tích cảm quan giúp xác định liều lượng gum hạt sầu riêng phù hợp để tạo ra sản phẩm sữa đậu xanh có chất lượng tốt, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Đồng thời đánh giá tiềm năng và khả năng chấp nhận thị trường của sản phẩm.

V. Kết Luận Hướng Phát Triển Chiết Xuất Gum Hạt Sầu Riêng

Kết quả dự án sẽ đóng vai trò là nền tảng khoa học cho các nghiên cứu trong tương lai về các thông số tối ưu liên quan đến quy trình chiết xuất gum của hạt sầu riêng xanh. Bằng cách làm sáng tỏ tác động của các cường độ và thời gian siêu âm khác nhau đối với việc chiết xuất gum, nghiên cứu này sẽ cung cấp những hiểu biết có giá trị để tinh chỉnh các kỹ thuật chiết xuất và nâng cao hiệu quả. Các phát hiện của nghiên cứu này sẽ góp phần tối đa hóa năng suất của các hợp chất gum được chiết xuất từ hạt sầu riêng. Hiệu quả nâng cao này sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với các ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, cũng như các ứng dụng dược phẩm, bằng cách cung cấp một nguồn gum tự nhiên bền vững và hiệu quả về chi phí. Bằng cách giảm gánh nặng của các sản phẩm phụ của sầu riêng đối với môi trường, đặc biệt thông qua việc sử dụng hạt sầu riêng để chiết xuất gum, nghiên cứu này sẽ thúc đẩy tính bền vững về môi trường.

5.1. Tổng kết tiềm năng và lợi ích của Gum Hạt Sầu Riêng

Gum hạt sầu riêng là một nguồn tài nguyên tiềm năng chưa được khai thác hết. Với những đặc tính ưu việt như khả năng tạo độ nhớt, độ ổn định, khả năng tạo gel, gum hạt sầu riêng có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Việc khai thác và sử dụng gum hạt sầu riêng không chỉ mang lại lợi ích kinh tế, mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, do tận dụng được các phụ phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chiết xuất, đánh giá tính an toàn và hiệu quả của gum hạt sầu riêng trong các ứng dụng khác nhau.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Mở Rộng và Ứng Dụng Thực Tiễn

Để khai thác tối đa tiềm năng của gum hạt sầu riêng, cần có các hướng nghiên cứu mở rộng và ứng dụng thực tiễn. Các hướng nghiên cứu có thể tập trung vào: Nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học, cấu trúc và tính chất của gum hạt sầu riêng. Tối ưu hóa quy trình chiết xuất để tăng hiệu suất và giảm chi phí. Đánh giá tính an toàn và độc tính của gum hạt sầu riêng. Nghiên cứu ứng dụng gum hạt sầu riêng trong các sản phẩm thực phẩm khác nhau, như bánh kẹo, nước giải khát, sản phẩm từ sữa. Nghiên cứu ứng dụng gum hạt sầu riêng trong các ngành công nghiệp khác, như dược phẩm, mỹ phẩm, vật liệu sinh học. Các ứng dụng thực tiễn có thể bao gồm: Phát triển các sản phẩm thực phẩm mới có bổ sung gum hạt sầu riêng, như sữa đậu xanh, kem, sốt. Sử dụng gum hạt sầu riêng làm chất ổn định, chất tạo gel trong các sản phẩm dược phẩm, mỹ phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành nông nghiệp chế biến sầu riêng đang đối mặt với thách thức lớn về xử lý phế phẩm khi phần ăn được chỉ chiếm khoảng 33% tổng khối lượng quả, trong khi lượng phụ phẩm thải ra môi trường lên tới 67% đến 70%, bao gồm 47% vỏ và 18% đến 20% hạt. Tại tỉnh Tiền Giang, nơi có diện tích canh tác sầu riêng đạt trên 5.000 hecta và sản lượng hàng chục nghìn tấn mỗi năm, khối lượng hạt sầu riêng thải bỏ từ các cơ sở chế biến múi đông lạnh và kem quả là rất lớn. Hạt sầu riêng chứa hàm lượng carbohydrate cao từ 43,6% đến 47% cùng các hợp chất hydrocolloid có giá trị, nhưng thường bị lãng phí hoặc gây ô nhiễm môi trường.

Nghiên cứu được tiến hành nhằm khai thác nguồn phụ phẩm hạt sầu riêng vỏ xanh (Durio zibethinus Murray) để trích ly gum tự nhiên bằng công nghệ trích ly xanh hỗ trợ sóng siêu âm, đồng thời đánh giá tính chất hóa lý và ứng dụng làm chất ổn định tạo cấu trúc cho sản phẩm sữa đậu xanh. Phạm vi thực nghiệm diễn ra từ tháng 6/2023 đến tháng 5/2024 tại huyện Cai Lậy (Tiền Giang) và hệ thống phòng thí nghiệm chuyên sâu tại Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc nâng cao chuỗi giá trị sầu riêng, cắt giảm tối thiểu 70% lượng rác thải hữu cơ tại nguồn, cung cấp phụ gia hydrocolloid an toàn thay thế hóa chất tổng hợp và mở ra giải pháp công nghệ bền vững cho ngành thực phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết trích ly hợp chất tự nhiên và cơ chế tạo bọt khí xâm thực (acoustic cavitation) của sóng siêu âm. Dưới tác động của sóng siêu âm tần số 20 kHz, các vi bọt chân không hình thành, giãn nở và sụp đổ đột ngột, giải phóng năng lượng cơ học cùng áp suất cục bộ cực lớn làm phá vỡ cấu trúc vách tế bào hạt, gia tăng diện tích tiếp xúc pha và đẩy nhanh tốc độ khuếch tán polysaccharide vào dung môi nước.

Về mặt cấu trúc, gum hạt sầu riêng là một phức hệ dị thể polysaccharide-protein (heteropolysaccharide-protein complex) có trọng lượng phân tử trung bình khoảng $1,15 \times 10^5 \text{ g/mol}$, cấu tạo từ các gốc rhamnose, galactose, glucose và acid galacturonic. Hệ thống lý thuyết về nhũ tương thực phẩm và hiện tượng liên kết hydro được áp dụng nhằm giải thích khả năng tương tác của mạch polymer sinh học với các phân tử nước và chất béo, giúp tăng độ nhớt biểu kiến, ngăn chặn hiện tượng tách lớp và ổn định hệ huyền phù trong đồ uống dinh dưỡng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn nguyên liệu thực nghiệm gồm 20 kg hạt sầu riêng giống Khổ qua xanh thu nhận đồng nhất từ các cơ sở bóc múi tại Cai Lậy, Tiền Giang. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên được áp dụng với tiêu chí hạt tròn đều, không nảy mầm, không sâu mọt hay tổn thương cơ học. Hạt được rửa sạch, bóc lớp vỏ lụa nhằm loại bỏ hoàn toàn acid béo cyclopropene độc hại, thái lát mỏng 2 mm, sấy đối lưu ở nhiệt độ 50°C đến 60°C trong 48 giờ đến độ ẩm dưới 6% và nghiền rây qua kích thước mắt lưới 0,3 mm.

Quy trình trích ly và tối ưu hóa sử dụng máy phá vỡ tế bào siêu âm Sonics VCX500 (công suất 500W, tần số 20 kHz) kết hợp khảo sát đơn yếu tố và mô hình hóa bề mặt đáp ứng Box-Behnken trên phần mềm Design-Expert 11.0 và Minitab 18. Lý do lựa chọn mô hình này là khả năng đánh giá đồng thời tương tác đa biến giữa tỷ lệ dung môi/bột (20:1 đến 60:1), nhiệt độ (30°C đến 100°C), pH môi trường (5 đến 13), công suất siêu âm (100W đến 500W) và thời gian xử lý siêu âm (1 đến 5 phút) với số lượng thí nghiệm tối ưu. Các chỉ tiêu hóa lý được phân tích chuẩn hóa: độ ẩm bằng cân sấy hồng ngoại AND MX-50, tổng tro và tro tan theo tiêu chuẩn AOAC 923.03, độ nhớt bằng nhớt kế Brookfield DV2T ở tốc độ cắt 100 vòng/phút, độ tan ở 100°C và khả năng giữ dầu (OHC). Đánh giá cảm quan sữa đậu xanh bổ sung gum thực hiện theo thang điểm thị hiếu 5 bậc với hội đồng 5 thành viên đã qua đào tạo. Toàn bộ lộ trình thực nghiệm kéo dài 12 tháng theo các giai đoạn nghiên cứu nghiêm ngặt.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích thành phần hạt sầu riêng nguyên liệu xác định độ ẩm ban đầu đạt 48,0% đến 51,5%, hàm lượng carbohydrate chiếm tỷ trọng cao 43,6% đến 47,0%, hàm lượng protein đạt 2,0% đến 3,4%, hàm lượng tro đạt 1,0% đến 2,0% và chất béo chiếm dưới 1,0%.

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước trên bột nguyên liệu cho thấy hiệu suất thu hồi gum tăng rõ rệt từ 8,2% ở tỷ lệ 20:1 lên đỉnh điểm 14,47% tại tỷ lệ 40:1, sau đó giảm nhẹ xuống 12,8% khi tăng lượng dung môi lên 60:1. Việc gia nhiệt và điều chỉnh pH kiềm nhẹ kết hợp hỗ trợ siêu âm ở công suất 200W đến 300W trong thời gian 3 phút đã nâng hiệu suất thu hồi tổng thể cao hơn khoảng 15,6% so với phương pháp ngâm chiết truyền thống.

Bột gum hạt sầu riêng tinh chế thu được có màu nâu sáng đặc trưng với độ ẩm 5,31%, tổng hàm lượng tro đạt 2,14%, trong đó hàm lượng tro tan trong nước chiếm khoảng 0,269% đến 0,41%. Độ hòa tan của gum đạt 81,5% khi hòa tan trong nước nóng ở 100°C. Khả năng giữ dầu của gum ở mức trung bình đạt khoảng 19% (0,19 g dầu/g bột gum). Ở nồng độ dung dịch 1%, độ nhớt biểu kiến của gum sầu riêng đạt 39,6 mPa.s tại nhiệt độ phòng.

Khi ứng dụng vào quy trình chế biến sữa đậu xanh ở các tỷ lệ 0,05%, 0,10%, 0,15% và 0,20%, mẫu bổ sung 0,10% đến 0,15% gum thể hiện khả năng giữ pha nhũ tương tuyệt vời, không phân tầng sau 24 giờ bảo quản lạnh, độ nhớt tăng đều và đạt điểm đánh giá cảm quan tổng thể cao nhất với 4,6 trên thang 5 điểm.

Thảo luận kết quả

Cơ chế sóng siêu âm giải thích rõ nét cho sự gia tăng hiệu suất trích ly: hiện tượng xâm thực cục bộ tạo các vết nứt vi mô trên màng tế bào nội nhũ hạt, giúp dung môi nước thẩm thấu nhanh và hòa tan các chuỗi polysaccharide mạch dài. Tuy nhiên, khi nâng công suất siêu âm vượt mức 400W hoặc kéo dài thời gian trên 4 phút, các chuỗi polymer bị cắt mạch cơ học (depolymerization), làm giảm nhẹ độ nhớt dung dịch gum thu được.

So sánh với các chất tạo gel thương mại, hàm lượng tro của gum hạt sầu riêng (2,14%) nằm ở khoảng trung gian giữa Gum Arabic (1,5%) và Guar Gum (khoảng 3,0%). Độ nhớt 39,6 mPa.s ở nồng độ 1% thấp hơn đáng kể so với Xanthan Gum (1200 đến 1600 mPa.s) nhưng có ưu thế tạo dòng chảy tự nhiên, không tạo cảm giác nhớt dính khó chịu trong vòm họng khi uống. Kết quả nghiên cứu có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ cột thể hiện sự biến thiên hiệu suất trích ly theo tỷ lệ nước/bột từ 20:1 đến 60:1, cùng đồ thị đường biểu diễn mối tương quan tuyến tính giữa nồng độ gum bổ sung (0,05% - 0,20%) và độ nhớt động lực học của sữa đậu xanh, chứng minh tiềm năng thay thế hoàn toàn phụ gia carrageenan công nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển giao kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất công nghiệp, 4 giải pháp cụ thể được đề xuất:

1. Chuẩn hóa quy trình tiền xử lý và tách bỏ hoàn toàn độc tố cyclopropene: Doanh nghiệp và viện nghiên cứu cần thực hiện quy trình chần nhiệt và bóc vỏ lụa tự động nhằm hạ nồng độ acid béo cyclopropene xuống dưới ngưỡng an toàn 0,001%, hoàn thành quy chuẩn trong vòng 6 tháng.
2. Nâng cấp hệ thống trích ly siêu âm liên tục quy mô pilot: Các viện chuyên ngành công nghệ thực phẩm phối hợp với doanh nghiệp chế tạo cơ khí lắp đặt hệ thống bể siêu âm dòng liên tục công suất 2000W, hướng đến mục tiêu nâng hiệu suất thu hồi gum lên trên 35% và giảm tiêu hao năng lượng 25%, tiến độ thực hiện trong 12 tháng.
3. Thương mại hóa dòng sản phẩm sữa thực vật bổ sung gum sinh học: Các công ty sản xuất đồ uống dinh dưỡng tiến hành thay thế 100% chất làm dày tổng hợp bằng gum sầu riêng tỷ lệ 0,12% trên dây chuyền sản xuất sữa đậu xanh và sữa hạt óc chó, đặt mục tiêu thương mại hóa sản phẩm trong 18 tháng.
4. Xây dựng mạng lưới thu gom phụ phẩm hạt sầu riêng khép kín: Hợp tác xã nông nghiệp và chính quyền địa phương tỉnh Tiền Giang thiết lập chuỗi logistics thu gom tập trung 80% lượng hạt sầu riêng tươi từ các xưởng chế biến đông lạnh, bảo quản lạnh ở 4°C trong vòng 48 giờ trước khi sấy, triển khai liên tục trong giai đoạn 2024 - 2026.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Doanh nghiệp sản xuất nước giải khát và sữa hạt dinh dưỡng: Khai thác dữ liệu công thức phối chế, định lượng tỷ lệ gum bổ sung (0,10% - 0,15%) để cải thiện độ mịn, chống tách lớp và xây dựng dòng sản phẩm nhãn sạch (clean-label).
• Nhà nghiên cứu và Giảng viên ngành Công nghệ Thực phẩm: Sử dụng nguồn tài liệu thực chứng về thông số động học trích ly siêu âm, tính chất lưu biến của hydrocolloid tự nhiên và mô hình toán học Box-Behnken cho các đề tài phát triển phụ gia sinh học.
• Các cơ sở chế biến nông sản và Hợp tác xã sầu riêng: Ứng dụng quy trình sấy, nghiền và bảo quản hạt quy mô bán công nghiệp, gia tăng giá trị kinh tế thêm 15% đến 20% trên mỗi tấn quả sầu riêng sau thu hoạch.
• Kỹ sư R&D và Cơ quan quản lý tiêu chuẩn thực phẩm: Tham khảo số liệu phân tích thành phần độc chất, độ tinh sạch và các chỉ tiêu hóa lý tiêu chuẩn để xây dựng hồ sơ công bố an toàn cho phụ gia nguồn gốc tự nhiên mới.

Câu hỏi thường gặp

Gum trích ly từ hạt sầu riêng có lưu lại mùi nồng đặc trưng của quả không?
Quá trình xử lý nhiệt sấy khô ở 60°C trong 48 giờ kết hợp với các bước rửa kết tủa 3 đến 4 lần bằng cồn 96% đã loại bỏ hoàn toàn các hợp chất este và lưu huỳnh dễ bay hơi. Bột gum thành phẩm có mùi trung tính nhẹ, hoàn toàn không ảnh hưởng đến mùi vị thanh mát nguyên bản của sữa đậu xanh.

Sóng siêu âm đóng vai trò quyết định như thế nào trong việc tăng hiệu suất trích ly?
Sóng siêu âm tạo ra lực cắt thủy động lực và hiện tượng xâm thực vi mô, đánh thủng màng tế bào nội nhũ hạt sầu riêng. Nhờ đó, thời gian chiết xuất rút ngắn từ vài giờ xuống còn 3 phút ở công suất 200W đến 300W, đồng thời nâng cao hiệu suất thu hồi thêm 15,6% so với phương pháp khuấy đảo nhiệt thông thường.

Vì sao tỷ lệ nước trên bột nguyên liệu 40:1 lại cho hiệu suất tối ưu nhất?
Ở tỷ lệ thấp hơn 40:1 (như 20:1 hoặc 30:1), dung dịch có độ nhớt quá cao làm cản trở sự khuếch tán của polysaccharide. Ngược lại, khi vượt quá 40:1 lên 60:1, nồng độ cơ chất bị pha loãng quá mức, làm giảm tương tác nhiệt và gây hao phí năng lượng cũng như lượng cồn dùng để tủa gum.

Gum hạt sầu riêng có thể thay thế chất ổn định Carrageenan hay Xanthan Gum thương phẩm không?
Gum hạt sầu riêng hoàn toàn có thể thay thế Carrageenan trong sữa hạt với tỷ lệ 0,10% đến 0,15%, tạo cấu trúc huyền phù đồng nhất, chống sa lắng hạt và mang lại cảm giác êm dịu khi uống mà không gây ngấy hay đặc quánh như Xanthan Gum liều cao.

Độc tố trong hạt sầu riêng tươi được xử lý triệt để bằng phương pháp nào?
Acid béo cyclopropene gây độc chủ yếu tập trung ở lớp vỏ lụa ngoài cùng của hạt. Quy trình nghiên cứu đã loại bỏ triệt để mối nguy này thông qua thao tác bóc vỏ lụa cơ học kết hợp xử lý nhiệt sấy 60°C và trích ly phân đoạn bằng ethanol, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người tiêu dùng.

Kết luận

• Tận dụng thành công 100% nguồn phụ phẩm hạt sầu riêng Khổ qua xanh tại Tiền Giang, giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường với lượng chất thải chiếm 18% đến 20% khối lượng quả.
• Xác lập điều kiện trích ly hỗ trợ sóng siêu âm tối ưu với tỷ lệ nước/bột 40:1, công suất 200W - 300W trong 3 phút, gia tăng hiệu suất thu hồi vượt trội 15,6% so với chiết xuất thông thường.
• Xác định đầy đủ hồ sơ hóa lý của gum tinh chế với độ ẩm 5,31%, hàm lượng tro 2,14%, độ tan đạt 81,5% tại 100°C và độ nhớt 39,6 mPa.s.
• Ứng dụng thành công gum hạt sầu riêng ở nồng độ 0,10% đến 0,15% làm chất ổn định cấu trúc tự nhiên cho sản phẩm sữa đậu xanh, đạt điểm cảm quan xuất sắc 4,6/5.
• Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho xu hướng phát triển phụ gia thực phẩm nhãn sạch, nâng cao chuỗi giá trị kinh tế tuần hoàn cho ngành nông sản Việt Nam.

Lộ trình tiếp theo cần tập trung nghiên cứu thử nghiệm trên hệ thống pilot liên tục trong 12 tháng tới và hoàn thiện hồ sơ độc tính học chuyên sâu. Doanh nghiệp và viện nghiên cứu quan tâm hãy liên hệ để hợp tác chuyển giao công nghệ trích ly xanh, chung tay phát triển các sản phẩm thực phẩm bền vững vì sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY Faculty of Chemical Engineering and Food Technology EXTRACTION OF GUM FROM DURIAN SEEDS (Durio zibethinus) AND ITS APPLICATION IN MUNG BEANS MILK PRODUCTS A Thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for admission to the degree of Bachelor of Engineering in Food Technology By Supervisors: Assoc. KHA CHAN TUYEN MSc. NGUYEN VINH HIEN Student’s name: NGUYEN THI DUYEN Class: DHI9TP Ho Chi Minh City, 2024 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY Faculty of Chemical Engineering and Food Technology EXTRACTION OF GUM FROM DURIAN SEEDS (Durio zibethinus) AND ITS APPLICATION IN MUNG BEANS MILK PRODUCTS A Thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for admission to the degree of Bachelor of Engineering in Food Technology By Student: Nguyen Thi Duyen Supervisor: Assoc. Kha Chan Tuyen (Wy Ho Chi Minh City, 2024 ACKNOWLEDGEMENT Having received the guidance and dedicated help of everyone during my years of studying at the Nong Lam University - Ho Chi Minh City, now I would like to express my sincere thanks to the management board and teachers of Nong Lam University - Ho Chi Minh City, especially the teachers of the Department of Chemical and Food Technology, have created favorable conditions and enthusiastically imparted knowledge and valuable experiences to me in the professional field as well as in life.

I would like to express my sincere thanks to Associate Professor Dr. Kha Chan Tuyen for enthusiastically facilitating, guiding, and helping me in the process of researching, implementing, and completing my graduation thesis. I would like to sincerely thank MSc. Nguyen Vinh Hien for his dedicated guidance and support throughout the research process and successfully completing the thesis.

In particular, I would like to thank all the students who helped me during the project so that I could complete my graduation thesis. Finally, with all my heart, I would like to thank my parents, who raised and taught me to be a good person and always supported me when I faced difficulties and disappointments. Although I have tried my best in implementing the thesis, there are inevitably shortcomings. We look forward to receiving your comments and suggestions.

Sincerely, thank you all very much. Ho Chi Minh City, 2024 Nguyén Thi Duyén il ABSTRACT Durian is a source of agricultural products with high economic value. In particular, gum extracted from durian seed by-products is also widely used in production. However, there have not been many studies on factors that improve gum extraction yield.

This study was conducted to investigate factors affecting gum extraction yield such as incubation time, incubation temperature, water-to-powder ratio, pH, ultrasound intensity and ultrasound time. Thereby, the characteristics of pure durian seed gum in terms of moisture, ash content, ability to absorb oil and water, and solubility. Durian seed gum was isolated from local defatted durian seeds, then we remove impurities, peel and extract.93% light brown raw gum powder. Pure durian seed gum has a moisture content of 5.

Ash content is about 2.41% is soluble ash. Poor oil absorption, average about 19%. The solubility of gum depends on temperature, gum dissolves well in water at 100°C (81. In addition, the viscosity of gum was 39.

Used at a cutting speed of 100 rpm and a cutting speed of 2 s, measurement time is 90 seconds. The survey showed that the ability to create viscosity and stability of Durian Gum in green bean milk products is quite good compared to other green bean milk samples on the market. Key words: Durian, Gum, Ultrasound, Viscosity, Mungbeans milk. 1H LIST OF CONTENTS ABSTRACT ssssssccssssssssssvssssssssssssesseenssscssassssvcassasssnssceavsaseosesnessoesensssanesaseaasanssannneaass iii LIST.

OB CON TÊN Láng 0H06 0182800 04G3381144000108 G4340 33G 383818460460 ,08 iv LIST OF TABLES ssssssssssssssssssvonssssosvessssvssscsssessavesesssensscnsssssoessesssscousessecsssssssuseasss Vii LIST OF ELGURES ssssssssssssssssassssascanscssssssassssesessasssus senssssassnaesssvsesasctesesvastennsentas viii LIST OF ABBREVIA TH Ò No ng 4 1611668 81656 61685084084646 680084846886 ix INTRODUC TION wissssessssssssvscsaseassaccsnsnesacsasensascasccnacacsassascassnssncensenveaseseaxtenssxscssoases 1 1¿1 INtPOdUCHON semveniesesamnenareesne enema neeenrenermeruncemeeenie: 1 1.2 RESEATCN: OD) SCtIVES exssescnsrsssesrenresesuneraanneenerseeny earemmnnmnnreanareman 2 3! RESSARCOUGOM CSIC ssasoasnseanssddoosdddnbhuiandliglinilliiunkiðiBruggxigibioBiole.gilagigagiitioja0dggs3kSinini0 3 1.4 New aspect of the thesis 1š ˆễ.5 Scientific and practical sIBgnIÍICATIC€.-- c3 33+ ++E+Ereesrrrsrersrs 4 CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW. DUN AD essssscresasaamraamuncnmenras cumman earnTEEEREEERT ERATE 5 2.1 Characteristics of durian Durio zibethinus MÍurFđÿ.2 Characteristics of green ur1a1n.3 Current status of durian growing and consumption in Tien Giang province 2.2 Studies on gum extraction from agricultural by-products in Vietnam and CTS WU essere eee ee 12 2.1 Polysaccharide extraction studies and applications from agricultural by- product seeds in Vietnam and the World.2 Effects of ultrasound Waves 0n QUM.3 Studies on polysaccharide extraction from durian seeds in Vietnam and the WO]Cessasseressearnys aunmnwavers meee memoeasneneuree eae ne era 15 2.1 Exttaction tethod wcicucsetssencineaonenennvemeieneteemcane 15 2.2 Research on durian gum extract .3 Research on the physicochemical properties of durian gum. 17 2:34 Research and apply ĐUHN.-- óc t1 2v HH nh TH nh HH HH Hà HH 20 29600 TÔ". cố ro 20 Bid 3 LỘ IDIILECI lasnncsns0n0i081588605003853584SE4030SRSESSERGSSIAGISRINSIGIMHGISSESRSSES4SE81058855)888 20 201.5 Working principle of ultrasound machine.-- -- 2+5 s++ss++s 21 CHAPTER 3: MATERIALS AND METHODS .1 Time Giid Place OF TESCATCN wncsccnerwsanannenacavenaanennayaennennennauennnmneamaemennnan 23 32 Materials:atid Eq apie tit cc cscs canceaneseracnevssrecenureuanen ameascenmmancaeenes 23 3.2 CH€TTHG8IS.-ces gọn HH HH 2h nh n HH0 100 TP 1n Hán H122 5431227110205.3 IENUIDIEDS+rsrsintasstistrongsiopogtidigitsgiIGSSRGISIGGIMGENGEERNTUSYSERLENSENRi0l3804303820Đ 24 8:3 Expieritrierilll/6B8ISTTsesnsaesssasstibaudontiastbsstliDnubsgtigoinlaxalls3hulstgfliko4l60li823nnoa 25 3.1 Gum extraction method.4 Analyses of physicochemical properties .L Deteriitiaton Of SUM VICI sisi sseeecseassins causa c6 d2 Add Bá suatnen Sỹ 0c<a cán 84001386 eas 34 3.2 Determination of sOlUb1ÏItY.3 Determination of ash content and water-soluble ash confent.4 Determination of moisture COTIf€TIE.5 Determination of oil holding capacity (OHC).6 Determination Of VISCOSILY.7 SQnSOry CVAlUALON wcracanenucm acannon emacs 0614144033435908003085840-18 8384006488 37 35) SLBUISEIRA ANALYSIS) cá ansiiennaiadedinnsatuinsivewnansneiibeanelda ineanahauivaewandannediauisanivaannddtinesavion 37 CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSION .1 Physicochemical properties of durian øum.2 The effects of factors on extraction y1©Ìd.1 Effect of water-to-powder material ratios on øgum.2 Effect of temperature ON ØUIm.- --- c2 t1 3212 E2EESEsrerkesrkree 41 4:93 ETT OF PHIOHUDUTLassnsnsennbinndiiibitiiitilGG01455848ENH5GN6G0003GB8SHGSSHSNAISHIBNNEIESSH010548 42 4.4 Effect of extraction time on gum extraction yIeld.5 Effect of ultrasound intensity on gum extraction yield .6 Effect of ultrasound time on gum extraction y1eld.3 Mung bean milk gum application.1 Viscosity of mung bean milk sampÏe.- -¿- 5 + ++£+s£+vx+ex+eeexss 46 4.2 Effect of durian gum addition .ceccecceesesseceeseceneeeeseeeseeenseenteeeeeeeess 47 CHAPTER 5: CONCLUSION & RECOMMENDA TION.1 Conclusion txrcsssssesemnuzsccsncemmenansvenamanenccsaesirg cancer ENN CATERER RS 49 3:71X€GGiTirfiETGAETOHEsueesosednueibcktudnstfoqibssiàsstlislBilaslopasS8ss3blosnoglifiosgisgfiujsguul 49 NETERENCES sssecssssscseecstssssncacesccssssauteceasnceuecasedevnssnessseseevavssensenenssosencencenionsoenssses 50 APPENDIX sssiscssessassesscssossssscnssnssssescssssossssesvosoossossessasssseussesseissssssvesssssssnessessossnssess 54 APPENDEX 12 SENSORY sgsscsssssensscnvencecsxeensnnssnesnateaunsosicadustnestineevenieninatarstuees 54 1.1, S6TISOEV SOC neem ieee eaten: 54 1.2 Sensory data table cáicsnsneneig5415131661144653651644335936950E9SE5SS591194380381883984E2G18 55 APPENDIX: 2: GUM EXTRACT ssccusssseneneusnsnmnnnrnanamsrnsnncn 180550 56 2.1 Investigate factors affecting extraction yleÌd.-- --- ¿2222 32212311311 321 1511511511111 E11 11 1E kg 58 vi LIST OF TABLES Table 2.1 Nutritional content in durian Seeds .2 Trace minerals contained in durian seeds.3 Durian area and output in Tien Giang province from 2010 - 2023.1 Time and place of the research report .1 Physicochemical properties of gum after extraction.2 Appearance assessment of the product at various gum ratios .3 Sensory score of the product at different ratios of gum addition.

45 vii LIST OF FIGURES Pigute 2. DT ai eceraacosnesssueennemmnuscnnncaenenactnenunraecuesausemnennuny once eananaramemnoeana tess 5 PSUS 2. PLUS NA ‹eussanniuaxsndfidasigiilzsnasguistssaBsgilisuiSuBšS0gSlov3i4ãqdidiGSEiiloihiössirsaalilisodiiSuusuf5Gudas.3 Durian fruit peel GT€€TI.-- «111 9v vn ngư 9 Figure 86:)á101s05z,8 na.5 Cross-section of durian s€eds.-- ¿+ Sc c2 s22 2 srssrsrrrrrrree 10 Figure 2.6 Display screen and keyboard of VCX500 ultrasound machine.7 Ultrasonic sample destruction machine VCX500.1 Expected research:GOTnGHÍ-sssssnssnsesssssssassg se ng Hành 2695316488 5:E2430 0388210005405 2134 25 Figure 3.2 Flow chart of mung bean milk production proceSs.1 Effect of water-to-powder material ratios on gum extraction yield.2 Effect of temperature on gum extraction yIeld.3 Effect of pH on gum extraction yIeld.4 Effect of extraction time on gum extraction yield.5 Effect of ultrasound intensity on gum extraction yield.6 Effect of ultrasound time on gum extraction y1eld.7 The viscosity of mung bean milk sample after adding gum. 46 vill LIST OF ABBREVIATIONS ANOVA Analysis of variance g Gram I/s Liquid/ solid LDPE Low-density polyethylene ml Milliliter v/v Volume per volume w/p Water-to-powder WHC Water holding capacity 1X INTRODUCTION 1.1 Introduction Gum, also known as a hydrocolloid, is a substance that dissolves well in water (Amin et al.

Because of that characteristic, gum is widely used in industries such as food and pharmaceuticals to create structural stability for products. In addition, gum aids in creating gel and suspension within the product, imparting uniformity and the desired stickiness, typical of chewing gum and milk product. Durian, a nutritious fruit grown seasonally across many parts of Southeast Asia, is also considered a medicine aid, known for its immune-boosting properties and antioxidant effects. Its widespread cultivation is attributed to its distinctive and characteristic flavor.

Currently, Thailand and Malaysia stand as two of the world's leading exporters of durian, with exports witnessing a notable increase from 20 tons (RM15 million) in 1995 to 31 tons (RM55 million) in 2000 (Amin and Arshad, 2009). However, in addition to the economic benefits derived from the fruit flesh of durian, the annual discharge of durian by-products into the environment poses a significant challenge. While only one-third of the fruit's edible portion is utilized, the substantial surplus originates from the durian shell and seeds, constituting 70% of the entire fruit (Mohd et al. Nevertheless, recent scientists have focused on harnessing compounds from durian seeds for food and pharmaceutical applications.

This research trajectory has elevated the value of durian by-products, transforming large-seeded durian varieties from a disadvantage into a strength. In the past, scientists commonly utilized chemically organic solvents such as hexane, acetone, and benzene to extract nut components using the hydro technique. However, traditional extraction techniques relying on organic solvents present several drawbacks, including environmental hazards, safety concerns, and potential impacts on product quality due to solvent residues. In recent years, enzyme technology has emerged as an alternative approach for extraction.

Comparied to solvent-based methods, enzyme-assisted extraction is more environmentally friendly. Certain enzymes, like cellulase, pectinase, and tannase, exhibit efficient cell wall degradation capabilities. Additionally, scientists have begun employing ultrasound waves to aid in extraction. The ultrasound-assisted extraction method has garnered significant praise for its ability to enhance yield, reduce extraction time, minimize energy consumption, and substantially increased extraction efficiency.

Practice has also demonstrated the effectiveness of combining of ultrasound-assisted hydrolysis (Luo et al. According to Duy et al (2017), when extracting gum from durian seeds with ultrasound assistance (225W, 3 min), the yield increased by 5.15% (Duy et al. In addition to impacting extraction yield, ultrasound waves also affect the structure and physicochemical properties of gums, thereby altering their functionality (Farizad and Abbasi, 2023). Currently, there have been some studies worldwide on the extraction, properties and applications of polysaccharides from durian seeds, albeit relatively few.

However, a majority of these methods involve the use of organic chemicals such as hexane, isopropanol, acetic acid and many other reagents. It is noteworthy that these chemicals can directly affect consumer health and have significant environmental repercussions. Especially, the green durian variety in Vietnam has not yet been subject to any research regarding the extraction, properties, and applications of polyphenols and polysaccharides. From the aforementioned reasons, the proposed research topic involved the extraction of gum from durian seeds (Durio zibethinus) using the green water extraction method, with a focus on its application in food.

Specifically, the research aimed to explore the utilization of gum in to the production of green durian seed milk.2 Research objectives General objective: to conduct research aiming to utilize durian seeds for obtaining gum and its application in food production and preservation. Specific objectives: e Determine the chemical components of durian seeds. e Identify and optimize key parameters for extracting gum from durian seeds with the assistance of ultrasound waves. e Test the thickening and stability ability of gum and apply it to the processing of mung bean milk.3 Research content e Survey and analyze the chemical composition of green durian seeds.

e Extract gum from green durian seeds, determine gum composition. e Evaluation of physicochemical properties and application as a food thickener.