Luận án tiến sĩ: Ứng dụng kỹ thuật lên men và xử lý nhiệt nano trong chế biến tỏi

• Tác giả: Nguyễn Ái Thạch
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Minh Thủy
• Trường học: Trường Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nâng cao giá trị hoạt chất sinh học trong tỏi bằng kỹ thuật lên men và xử lý nhiệt nano
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Cần Thơ

• LỜI CẢM TẠ
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.1.1. Mục tiêu chung
• 1.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.2.1. Nội dung 1: Khảo sát sự thay đổi đặc tính lý học và hợp chất có hoạt tính sinh học của củ tỏi (Allium sativum L.) trong quá trình thuần thục và tồn trữ
• 1.2.2. Nội dung 2: Nâng cao các chất có hoạt tính sinh học trong củ tỏi thông qua quy trình chế biến sản phẩm tỏi đen và tỏi lên men lactic
• 1.2.3. Nội dung 3: Ứng dụng công nghệ nano nhằm cải thiện sinh khả dụng của các hợp chất sinh học từ sản phẩm tỏi đen
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa của luận án
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tế
• 1.5. Những điểm mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu tổng quan
• 2.1.1. Tổng quát về tỏi
• 2.1.2. Áp dụng các biện pháp xử lý nhiệt trong chế biến tỏi đen
• 2.1.3. Chế biến theo phương pháp lên men lactic
• 2.1.4. Một số sản phẩm tỏi khác
• 2.1.5. Kỹ thuật nano trong công nghệ thực phẩm
• 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.2.1. Các nghiên cứu liên quan đến điều kiện thu hoạch và tồn trữ củ tỏi sau thu hoạch
• 2.2.2. Các nghiên cứu nâng cao hoạt chất sinh học trong tỏi liên quan đến chế biến tỏi đen
• 2.2.3. Các nghiên cứu nâng cao hoạt chất sinh học trong tỏi liên quan đến chế biến tỏi lên men acid lactic
• 2.2.4. Các nghiên cứu tạo hạt nano mang chất có hoạt tính sinh học từ tỏi hoặc sản phẩm tỏi và thử nghiệm hoạt tính có liên quan
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Phương tiện nghiên cứu
• 3.1.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
• 3.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Nội dung 1: Khảo sát sự thay đổi đặc tính lý học và hợp chất có hoạt tính sinh học của củ tỏi (Allium sativum L.) trong quá trình thuần thục và tồn trữ
• 3.2.2. Nội dung 2: Nâng cao các chất có hoạt tính sinh học trong củ tỏi thông qua quy trình chế biến sản phẩm tỏi đen và tỏi lên men lactic
• 3.2.3. Nội dung 3: Ứng dụng công nghệ nano nhằm cải thiện sinh khả dụng của các hợp chất sinh học từ các sản phẩm tỏi chế biến
• 3.3. Phân tích dữ liệu
• 3.3.1. Xây dựng các mô hình động học
• 3.3.2. Xây dựng các mô hình bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology)
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Sự thay đổi đặc tính lý học và hợp chất có hoạt tính sinh học của củ tỏi (Allium sativum L.) trong quá trình thuần thục và tồn trữ
• 4.1.1. Chất lượng củ tỏi ở các độ tuổi thu hoạch
• 4.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tồn trữ đến sự thay đổi thành phần hóa lý của củ tỏi
• 4.1.3. Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự hao hụt khối lượng của củ tỏi trong quá trình tồn trữ
• 4.2. Nâng cao các chất có hoạt tính sinh học trong củ tỏi thông qua quy trình chế biến sản phẩm tỏi đen và tỏi lên men lactic
• 4.2.1. Nâng cao các chất có hoạt tính sinh học trong củ tỏi thông qua quy trình chế biến sản phẩm tỏi đen
• 4.2.2. Nâng cao các chất có hoạt tính sinh học trong tỏi thông qua quy trình chế biến sản phẩm tỏi lên men lactic
• 4.3. Ứng dụng công nghệ nano nhằm cải thiện sinh khả dụng của các hợp chất sinh học từ các sản phẩm tỏi chế biến
• 4.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly các chất có hoạt tính sinh học trong tỏi đen
• 4.3.2. Đặc trưng và tính chất của hệ nano tỏi đen
• 4.3.3. Hoạt tính trong thử nghiệm in-vitro và in-vivo về khả năng hấp thu và tác dụng của các hoạt chất sinh học của hệ nano tỏi đen
• 4.3.3.1. Thử nghiệm in-vitro
• 4.3.3.2. Thử nghiệm in-vivo
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về hoạt chất sinh học trong tỏi

Tỏi (Allium sativum L.) là một loại thực phẩm không chỉ được sử dụng trong ẩm thực mà còn nổi bật với các hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe. Các hoạt chất sinh học trong tỏi như allicin, flavonoid và polyphenol đã được chứng minh có tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây hại. Việc nâng cao giá trị của các hoạt chất sinh học này thông qua các phương pháp chế biến như kỹ thuật lên men và xử lý nhiệt là rất cần thiết để tối ưu hóa lợi ích sức khỏe từ tỏi. Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng các công nghệ hiện đại, bao gồm nano, để cải thiện khả năng hấp thụ và hiệu quả của các hoạt chất sinh học trong tỏi.

II. Kỹ thuật lên men và xử lý nhiệt trong chế biến tỏi

Việc áp dụng kỹ thuật lên men và xử lý nhiệt trong chế biến tỏi đã cho thấy những kết quả tích cực trong việc nâng cao hàm lượng các hoạt chất sinh học. Trong quá trình lên men vi sinh, tỏi được xử lý với vi khuẩn Lactobacillus plantarum, giúp tăng cường hàm lượng polyphenol và flavonoid. Nghiên cứu cho thấy, sau 6 ngày lên men, hàm lượng thiosulfinate giảm dần, trong khi các hoạt chất sinh học khác lại tăng lên đáng kể. Bên cạnh đó, xử lý nhiệt ở nhiệt độ 70°C trong quá trình chế biến tỏi đen đã làm tăng hàm lượng polyphenol lên đến 6,5 lần so với tỏi tươi. Điều này chứng tỏ rằng, việc kết hợp giữa kỹ thuật lên men và xử lý nhiệt có thể tạo ra những sản phẩm tỏi với giá trị dinh dưỡng cao hơn.

III. Ứng dụng công nghệ nano trong sản phẩm tỏi

Công nghệ nano đã mở ra hướng đi mới trong việc nâng cao giá trị của các hoạt chất sinh học trong tỏi. Hệ nano tỏi đen được chế tạo từ alginate có kích thước hạt từ 60-80 nm, cho thấy khả năng phân tán ổn định và hoạt tính sinh học vượt trội. Các hạt nano này không chỉ có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase mà còn thể hiện hoạt tính trên nhiều dòng tế bào ung thư. Nghiên cứu cho thấy, hạt nano tỏi đen có thể hạ đường huyết ở chuột bệnh tiểu đường, từ 421 mg/dL xuống còn 195 mg/dL sau 21 ngày điều trị. Điều này chứng tỏ rằng, việc ứng dụng công nghệ nano không chỉ nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn mở ra tiềm năng trong điều trị bệnh.

IV. Tác động của nhiệt độ và thời gian chế biến đến hoạt chất sinh học

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nhiệt độ và thời gian chế biến có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng các hoạt chất sinh học trong tỏi. Việc xử lý nhiệt ở nhiệt độ 58,78°C trong 12,25 giờ là điều kiện tối ưu để sấy tỏi đen, giúp duy trì hàm lượng các hoạt chất sinh học ở mức cao nhất. Ngoài ra, việc bảo quản tỏi ở nhiệt độ mát (5°C) trong bao bì nhôm cũng giúp duy trì chất lượng sản phẩm trong thời gian dài. Những phát hiện này không chỉ có ý nghĩa trong việc chế biến tỏi mà còn trong việc bảo quản và sử dụng tỏi một cách hiệu quả.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu

Nghiên cứu đã khẳng định rằng, việc nâng cao giá trị của các hoạt chất sinh học trong tỏi thông qua kỹ thuật lên men, xử lý nhiệt và ứng dụng công nghệ nano là khả thi và có tiềm năng lớn. Các sản phẩm từ tỏi như tỏi đen và tỏi lên men không chỉ có giá trị dinh dưỡng cao mà còn có thể được ứng dụng trong y học và thực phẩm chức năng. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các phương pháp chế biến và bảo quản để tối ưu hóa lợi ích sức khỏe từ tỏi.