Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và quy trình chế biến sản phẩm từ cua lột Scylla để tăng cường sức khỏe

• Tác giả: Nguyễn Thị Phương Lan
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quyết Chiến
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên Cứu Hóa Học Và Quy Trình Chế Biến Sản Phẩm Từ Cua Lột Scylla Tăng Cường Sức Khỏe
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CUA Scylla spp
• 1.1. Giới thiệu chung về cua
• 1.2. Giới thiệu về chi cua bùn Scylla
• 1.3. Giới thiệu chung về cua lột và nghề nuôi cua lột
• 1.4. Tình hình sử dụng, chế biến cua lột
• 1.5. Các nghiên cứu hóa học về cua
• 1.5.1. Nghiên cứu về thành phần hóa học các loài cua biển trên thế giới
• 1.5.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài cua bùn Scylla
• 1.5.3. Nghiên cứu về các chất có hoạt tính sinh học của các loài cua
• 1.5.3.1. Hoạt tính chống oxy hóa
• 1.5.3.2. Hoạt tính kháng vi sinh vật
• 1.5.3.3. Các hoạt tính khác
• 1.5.3.4. Hoạt tính của lipid và phospholipid
• 1.6. Công nghệ thuỷ phân protein trong chế biến thực phẩm
• 1.6.1. Giới thiệu chung
• 1.6.2. Tính chất hóa lý của protein thủy phân
• 1.6.3. Hoạt tính sinh học của protein thủy phân
• 1.6.4. Ứng dụng của protein thủy phân
• 1.6.5. Các phương pháp thủy phân protein
• 1.7. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm và tối ƣu hóa quy trình công nghệ hóa học
• 1.7.1. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm (Phương pháp bề mặt đáp ứng – RSM)
• 1.7.2. Phần mềm quy hoạch thực nghiệm Design Expert 12
• 1.7.3. Định hƣớng nghiên cứu
• 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Các phương pháp xác định thành phần hóa học
• 2.2.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
• 2.2.3. Phương pháp thủy phân bằng công nghệ enzym
• 2.2.4. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa quy trình công nghệ
• 2.3. Sơ chế và xử lý mẫu cua lột
• 2.4. Sơ đồ nghiên cứu mẫu cua lột
• 2.5. Phân tích các thành phần hóa học cơ bản
• 2.5.1. Xác định hàm lượng ẩm
• 2.5.2. Xác định hàm lượng tro
• 2.5.3. Xác định hàm lượng protein
• 2.5.4. Xác định hàm lượng lipid t ng
• 2.6. Xác định khoáng chất
• 2.6.1. Xác định Ca, Mg, Na, K, P, Fe, Zn
• 2.6.2. Phương pháp xác định Cu, Mn
• 2.7. Xác định cholesterol, ecdysone
• 2.8. Phân tích thành phần và hàm lƣợng axit amin
• 2.9. Xác định thành phần và hàm lƣợng các axit béo
• 2.10. Xác định thành phần và hàm lƣợng các lớp chất lipid trong lipid tổng
• 2.11. Phân tích các dạng phân tử của lipid phân cực
• 2.12. Xác định các nhóm chất trong từng phân lớp lipid phân cực
• 2.13. Xác định các dạng phân tử của phân lớp phospholipid
• 2.14. Thử nghiệm hoạt tính sinh học
• 2.14.1. Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư
• 2.14.2. Thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp đo malondialdehyde (MDA)
• 2.14.3. Thử nghiệm hoạt tính kháng viêm
• 2.14.4. Thử nghiệm hoạt tính chống loãng xương của sản phẩm thủy phân cua lột và sản phẩm thực phẩm chức năng từ bột cua lột thuỷ phân
• 2.15. Nghiên cứu và tối ƣu hóa quá trình thủy phân cua lột bằng enzym
• 2.15.1. Thiết bị và nguyên liệu
• 2.15.2. Quy trình chung cho phản ứng thủy phân
• 2.15.3. Xác định độ thủy phân (phương pháp OPA) và hàm lượng peptid
• 2.15.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng
• 2.15.5. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân
• 2.16. Nghiên cứu và tối ƣu hóa quá trình sấy phun
• 2.16.1. Thiết bị và nguyên liệu
• 2.16.2. Quy trình chung
• 2.16.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun
• 2.16.4. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy phun
• 2.17. Sản xuất bột cua lột thủy phân ở qui mô pilot
• 2.18. Sơ đồ định hƣớng nghiên cứu quy trình công nghệ tạo sản phẩm có tác dụng tăng cƣờng sức khỏe quy mô phòng thí nghiệm
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần hóa học của cua lột Scylla paramamosain
• 3.1.1. Các thành phần hóa học cơ bản
• 3.1.2. Hàm lượng ẩm và tro của cua lột
• 3.1.3. Hàm lượng protein
• 3.1.4. Hàm lượng lipid
• 3.1.5. Hàm lượng vitamin
• 3.1.6. Hàm lượng khoáng chất
• 3.2. Thành phần và hàm lượng các axit amin
• 3.3. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid của cua lột
• 3.4. Thành phần và hàm lượng các axit béo
• 3.5. Xác định các dạng phân tử của lớp chất phospholipid
• 3.6. Hàm lượng cholesterol và ecdysone trong quá trình lột xác của cua lột
• 3.7. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học của các lớp chất lipid của cua lột
• 3.7.1. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng viêm
• 3.7.2. Kết quả đánh giá hoạt tính chống oxy hóa
• 3.7.3. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư
• 3.8. Xây dựng và tối ƣu hóa quy trình thủy phân cua lột bằng enzym
• 3.8.1. Nghiên cứu lựa chọn enzym cho quá trình thủy phân
• 3.8.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các đơn yếu tố đến hàm mục tiêu của quá trình
• 3.8.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH
• 3.8.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ
• 3.8.2.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung vào nguyên liệu
• 3.8.2.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzym/cơ chất (E/S)
• 3.8.2.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân
• 3.8.3. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
• 3.8.3.1. Thiết lập mô hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm
• 3.8.3.2. Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình
• 3.8.3.3. Tối ưu hóa quy trình thủy phân
• 3.8.3.4. Kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa
• 3.9. Xây dựng và tối ƣu hóa quy trình sấy phun sản phẩm thủy phân cua lột
• 3.9.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của quá trình sấy phun
• 3.9.1.1. Ảnh hưởng của tốc độ đầu phun đến chất lượng sản phẩm
• 3.9.2. Thiết lập mô hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm
• 3.9.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí sấy đầu vào đến chất lượng sản phẩm
• 3.9.4. Ảnh hưởng của tốc độ bơm dịch đến chất lượng sản phẩm
• 3.9.5. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy phun bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
• 3.9.5.1. Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình
• 3.9.5.2. Tối ưu hóa quy trình sấy phun
• 3.9.5.3. Kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa
• 3.10. Sản xuất bột cua lột thủy phân ở quy mô pilot
• 3.10.1. Quy trình sản xuất
• 3.10.2. Thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân cua lột
• 3.10.2.1. Thành phần và hàm lượng dinh dưỡng chính
• 3.10.2.2. Thành phần và hàm lượng khoáng chất
• 3.10.3. Hoạt tính chống loãng xương của sản phẩm thủy phân cua lột và sản phẩm thực phẩm chức năng Boness từ bột cua lột thuỷ phân
• 3.11. Bào chế sản phẩm có tác dụng tăng cƣờng sức khỏe từ bột cua lột thủy phân
• 3.11.1. Sản phẩm “Forté Kid” chống còi xương ở trẻ em
• 3.11.1.1. Các nguyên liệu chính sử dụng để bào chế sản phẩm Forté Kid
• 3.11.1.2. Quy trình bào chế bột dinh dưỡng Forté Kid
• 3.11.1.3. Đánh giá cảm quan kết quả của bột dinh dưỡng
• 3.11.1.4. Công thức sản phẩm Forté Kid
• 3.11.2. Sản phẩm “Boness” chống loãng xương
• 3.11.2.1. Các nguyên liệu chính sử dụng để bào chế sản phẩm Boness
• 3.11.2.2. Xác định tá dược độn
• 3.11.2.3. Quy trình bào chế sản phẩm chống loãng xương Boness
• 3.11.2.4. Công thức sản phẩm chống loãng xương Boness
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về cua lột Scylla

Cua lột, thuộc chi Scylla, là một trong những loại hải sản có giá trị dinh dưỡng cao. Chúng được biết đến với hàm lượng protein và axit béo omega-3 phong phú, có tác dụng tích cực đến sức khỏe con người. Nghiên cứu cho thấy, cua lột không chỉ là nguồn thực phẩm ngon mà còn chứa nhiều chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây hại. Việc chế biến cua lột thành các sản phẩm dinh dưỡng có thể nâng cao giá trị sử dụng của chúng. Các sản phẩm từ cua lột có thể được phát triển thành thực phẩm chức năng, hỗ trợ tăng cường sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật.

1.1. Đặc điểm sinh học của cua lột

Cua lột có đặc điểm sinh học đặc trưng, với lớp vỏ mềm sau khi lột xác. Điều này làm cho chúng dễ hấp thụ các chất dinh dưỡng từ môi trường. Các nghiên cứu hóa học cho thấy, cua lột chứa nhiều vitamin và khoáng chất, cần thiết cho sự phát triển và duy trì sức khỏe. Việc khai thác và chế biến cua lột cần được thực hiện một cách bền vững để bảo vệ nguồn tài nguyên này. Sự phát triển của công nghệ chế biến hiện đại có thể giúp tối ưu hóa quy trình chế biến, từ đó tạo ra các sản phẩm an toàn và chất lượng cao cho người tiêu dùng.

II. Nghiên cứu hóa học về cua lột

Nghiên cứu thành phần hóa học của cua lột Scylla đã chỉ ra rằng chúng chứa nhiều protein và lipid có giá trị dinh dưỡng cao. Các nghiên cứu đã xác định được hàm lượng cholesterol và ecdysone trong cua lột, cho thấy tiềm năng của chúng trong việc phát triển các sản phẩm chức năng. Việc phân tích các thành phần hóa học này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về giá trị dinh dưỡng của cua lột mà còn mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm mới từ cua lột, như bột dinh dưỡng và thực phẩm chức năng. Các sản phẩm này có thể giúp tăng cường sức khỏe, hỗ trợ điều trị một số bệnh lý.

2.1. Thành phần dinh dưỡng của cua lột

Thành phần dinh dưỡng của cua lột rất phong phú, bao gồm các axit amin thiết yếu và các axit béo không bão hòa. Nghiên cứu cho thấy, cua lột có thể cung cấp một lượng lớn dinh dưỡng cho cơ thể, đặc biệt là trong việc hỗ trợ phát triển cơ bắp và tăng cường sức đề kháng. Các sản phẩm chế biến từ cua lột có thể được sử dụng như thực phẩm chức năng, giúp cải thiện sức khỏe tổng thể. Việc phát triển các sản phẩm này cần được chú trọng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và bổ dưỡng.

III. Quy trình chế biến sản phẩm từ cua lột

Quy trình chế biến sản phẩm từ cua lột bao gồm nhiều bước, từ sơ chế đến chế biến thành phẩm. Công nghệ chế biến hiện đại, đặc biệt là công nghệ enzym, được áp dụng để tối ưu hóa quy trình này. Việc sử dụng enzym trong chế biến không chỉ giúp bảo toàn các chất dinh dưỡng mà còn tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học cao. Các sản phẩm từ cua lột có thể được chế biến thành bột dinh dưỡng, thực phẩm chức năng, và các sản phẩm khác có tác dụng tăng cường sức khỏe. Điều này không chỉ nâng cao giá trị kinh tế của cua lột mà còn đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao của thị trường.

3.1. Công nghệ chế biến và an toàn thực phẩm

Công nghệ chế biến cua lột cần đảm bảo an toàn thực phẩm, từ khâu thu hoạch đến chế biến. Việc áp dụng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm trong quy trình chế biến là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các sản phẩm từ cua lột cần được kiểm tra chất lượng định kỳ để đảm bảo không có chất độc hại và đáp ứng các tiêu chuẩn dinh dưỡng. Sự phát triển của công nghệ chế biến hiện đại sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó tạo ra các sản phẩm an toàn và có giá trị dinh dưỡng cao cho người tiêu dùng.