Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận hoạt chất từ vỏ quả măng cụt và ứng dụng trong ngành thực phẩm

• Tác giả: Nguyễn Thị Hiền
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Minh Tú
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Thu Nhận Hoạt Chất Từ Vỏ Quả Măng Cụt Và Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
• 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về cây măng cụt
• 1.2. Giới thiệu chung về cây măng cụt
• 1.3. Quả măng cụt
• 1.4. Vỏ quả măng cụt
• 1.5. Một số phương pháp thu nhận các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt
• 1.6. Phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ
• 1.7. Phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm
• 1.8. Phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng
• 1.9. Phương pháp trích ly có hỗ trợ enzym
• 1.10. Phương pháp phân lập một số hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt
• 1.11. Kết tinh phân đoạn
• 1.12. Tách phân đoạn
• 1.13. Các phương pháp sắc ký
• 1.14. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt
• 1.15. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt trên thế giới
• 1.16. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt ở Việt Nam
• 1.17. Giới thiệu về tổ hợp kích thước nano từ các polyme tự nhiên
• 2. NGUYÊN VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Hoá chất và thiết bị
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Bố trí thí nghiệm- Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Nghiên cứu phân tích thành phần hoá học của vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 2.4.2. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 2.4.3. Nghiên cứu phân lập một số hoạt chất
• 2.4.4. Nghiên cứu chế tạo hạt nano tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG) bằng phương pháp gel hoá ion
• 2.4.5. Nghiên cứu sử dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm
• 2.5. Các phương pháp phân tích
• 2.6. Định lượng polyphenol theo TCVN 9745-1:2013
• 2.7. Định lượng tanin (polyphenol) bằng phương pháp Lowenthal
• 2.8. Xác định tổng hàm lượng chất tạo màu anthocyanin dạng monome bằng phương pháp pH vi sai
• 2.9. Phân tích hàm lượng cellulose theo TCVN 5103:1990
• 2.10. Phân tích hàm lượng tinh bột bằng phương pháp hoá học
• 2.11. Phân tích hàm lượng pectin bằng phương pháp kết tủa canxi pectat
• 2.12. Phân tích hàm lượng tro theo TCVN 9939:2013
• 2.13. Phương pháp thử hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp bẫy các gốc tự do tạo bởi DPPH
• 2.14. Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật
• 2.15. Phương pháp thử hoạt tính gây độc và ức chế sự tăng sinh tế bào dòng Vero 51 2
• 2.16. Phương pháp kiểm tra vi sinh vật hiếu khí tổng số theo TCVN 4885:2005
• 2.17. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của hạt nano tổ hợp carrageeenan- chitosan-α-mangostin (CCG)
• 2.18. Đánh giá màu của giò bằng hệ thống Computer vision
• 2.19. Đánh giá màu của rượu bằng phương pháp đo quang
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu phân tích thành phần hoá học của vỏ quả măng cụt
• 3.2. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 3.2.1. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất bằng phương pháp trích ly với dung môi thông thường
• 3.2.2. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất bằng phương pháp trích ly có hỗ trợ xúc tác enzym
• 3.2.3. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất bằng phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm
• 3.3. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 3.4. Phân lập một số hoạt chất từ vỏ quả măng cụt
• 3.4.1. Phân lập các hoạt chất từ vỏ quả măng cụt
• 3.4.2. Xác định cấu trúc của các chất tinh sạch phân lập được
• 3.5. Đánh giá hoạt tính sinh học của các chiết xuất măng cụt
• 3.5.1. Hoạt tính chống oxy hoá của các chiết xuất măng cụt
• 3.5.2. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 3.5.3. Hoạt tính ức chế sự tăng sinh của tế bào dòng Vero
• 3.6. Nghiên cứu chế tạo hạt nano tổ hợp carrageenan-chitosan-α-mangostin
• 3.7. Đánh giá hiệu suất tải α-mangostin
• 3.8. Nghiên cứu cấu trúc hoá học của vật liệu và hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 3.9. Sự phân bố kích thước của hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 3.10. Hình thái cấu trúc của hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 3.11. Đặc tính kỵ nước ưa nước của chiết xuất α-mangostin và các hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 3.12. Nghiên cứu khả năng hoà tan và động học giải phóng α-mangostin từ của các hạt tổ hợp carrageenan, chitosan với α-mangostin (CCG) trong các dung dịch khác nhau
• 3.13. Nghiên cứu động học giải phóng α-mangostin từ các hạt tổ hợp CCG
• 3.14. Đánh giá hoạt tính của các hạt tổ hợp carrageenan, chitosan, α-mangostin (CCG)
• 3.15. Nghiên cứu sử dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm
• 3.15.1. Nghiên cứu ứng dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất giò
• 3.15.2. Nghiên cứu ứng dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất rượu vang nho đỏ và rượu màu
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Dữ liệu phổ xác định chất 1 (α -mangostin, GM1)
• Phụ lục 2- Dữ liệu phổ của chất 2 (γ-mangostin, GM2)
• Phụ lục 3- Dữ liệu phổ của chất 3 (Garcinone D, GM3)
• Phụ lục 4- Dữ liệu phổ của chất 4 (Garcinone C, GM6)
• Phụ lục 5- Dữ liệu phổ của chất 5 (Mangostanol, GM7)
• Phụ lục 12- Dữ liệu phổ của chất 6 (Banaxanthones A, GM9)
• Phụ lục 7- Dữ liệu phổ của chất 7 (Chất mới Garcinoxanthone V, GM10)
• Phụ lục 8- Dữ liệu phổ của chất 8 (8-Deoxygartanin, GM5a)
• Phụ lục 9-Dữ liệu phổ của chất 9 (chất mới, deoxygartanin A, GM5b)
• Phổ hồng ngoại IR của chitosan, carrageenan, α-mangostin và các hạt tổ hợp CCG

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu sử dụng sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên ngày càng gia tăng trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng chú trọng đến sức khỏe. Việc khai thác hợp chất thiên nhiên từ thực vật, đặc biệt từ các bộ phận không được sử dụng, đã trở thành xu hướng quan trọng trong nghiên cứu. Cây măng cụt (Garcinia mangostana Linn) nổi bật với vỏ quả chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như xanthon, tanin và anthocyanin. Những hợp chất này có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là thực phẩm và y dược. Việc nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất từ vỏ quả măng cụt không chỉ giúp tăng giá trị kinh tế mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Điều này thể hiện rõ trong các nghiên cứu gần đây về hoạt tính chống oxy hóa và kháng vi sinh vật của các chiết xuất từ vỏ quả măng cụt. Những thông tin này khẳng định tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu, nhằm phát triển sản phẩm an toàn và hiệu quả từ nguồn nguyên liệu tự nhiên.

II. Tổng quan tài liệu

Tổng quan về cây măng cụt và các phương pháp thu nhận hợp chất từ vỏ quả măng cụt đã được nghiên cứu sâu rộng. Cây măng cụt, được trồng chủ yếu ở các nước Đông Nam Á, đã trở thành một loại trái cây được yêu thích nhờ vào giá trị dinh dưỡng và hương vị đặc trưng. Vỏ quả măng cụt, chiếm tỷ lệ lớn trong quả, chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe. Các phương pháp thu nhận như trích ly bằng dung môi hữu cơ, hỗ trợ siêu âm, vi sóng và enzym đã được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi các hoạt chất. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc lựa chọn phương pháp thu nhận phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến hoạt tính sinh học của các chiết xuất. Qua đó, có thể thấy rằng việc nghiên cứu tổng quan về cây măng cụt và các phương pháp thu nhận hợp chất là rất cần thiết để phát triển các sản phẩm thực phẩm an toàn và hiệu quả.

III. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Nguyên vật liệu nghiên cứu bao gồm vỏ quả măng cụt và các hóa chất, thiết bị cần thiết cho quá trình phân tích và thu nhận hợp chất. Nội dung nghiên cứu được bố trí rõ ràng, từ việc phân tích thành phần hóa học đến thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất. Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng bao gồm trích ly với dung môi thông thường và các phương pháp hiện đại như trích ly có hỗ trợ enzym và siêu âm. Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp không chỉ đảm bảo tính chính xác của kết quả mà còn tối ưu hóa hiệu suất thu hồi các hợp chất có hoạt tính. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm từ vỏ quả măng cụt, nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và an toàn cho người tiêu dùng.

IV. Kết quả và bàn luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy vỏ quả măng cụt chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao, với khả năng chống oxy hóa và kháng vi sinh vật đáng kể. Các phương pháp thu nhận đã được áp dụng thành công, cho thấy hiệu suất cao trong việc chiết xuất các hợp chất quý từ vỏ quả. Phân lập các hoạt chất như α-mangostin đã mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng trong ngành thực phẩm. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc bổ sung chiết xuất từ vỏ quả măng cụt vào thực phẩm không chỉ cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn kéo dài thời gian bảo quản. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu, góp phần vào việc phát triển các sản phẩm thực phẩm an toàn và có lợi cho sức khỏe.

V. Kết luận và kiến nghị

Luận án đã khẳng định được tiềm năng của vỏ quả măng cụt trong việc cung cấp các hợp chất có hoạt tính sinh học, mở ra cơ hội ứng dụng trong ngành thực phẩm. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu về liều lượng và mức độ an toàn khi sử dụng các chiết xuất này. Bên cạnh đó, việc phát triển các sản phẩm thực phẩm từ vỏ quả măng cụt cần được chú trọng hơn nữa để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sản phẩm an toàn và hiệu quả. Các kiến nghị cho nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc mở rộng quy mô sản xuất và thử nghiệm thực tế để đánh giá hiệu quả của các sản phẩm chế biến từ vỏ quả măng cụt trên thị trường.