Luận Văn: Phương Pháp Tách Chiết Anthocyanin Từ Củ Khoai Lang Tím Có Hỗ Trợ Siêu Âm

• Tác giả: Nguyễn Thị Lan Hương
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Đức Hạnh - Phó trưởng bộ môn Bảo quản chế biến, Viện nghiên cứu rau quả Trung ương
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím có hỗ trợ siêu âm
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục đích nghiên cứu
• 1.2. Yêu cầu nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 2.1. Giới thiệu về khoai lang tím
• 2.1.1. Nguồn gốc và đặc điểm của khoai lang tím
• 2.1.2. Thực trạng phân bố, thu hoạch
• 2.1.3. Thành phần hóa học của khoai lang tím
• 2.1.4. Công dụng của khoai lang tím
• 2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới và ở Việt Nam
• 2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới
• 2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang ở Việt Nam
• 2.3. Hợp chất anthocyanin
• 2.3.1. Giới thiệu về anthocyanin
• 2.3.2. Chiết tách hợp chất màu anthocyanin
• 2.3.3. Cấu trúc và đặc tính của anthocyanin
• 2.3.4. Tính chất hóa lý, hóa học của anthocyanin
• 2.3.5. Đặc tính quang phổ
• 2.3.6. Tình hình nghiên cứu anthocyanin trên thế giới và trong nước
• 2.3.7. Ứng dụng của anthocyanin
• 2.4. Sóng siêu âm
• 2.4.1. Giới thiệu về sóng siêu âm
• 2.4.2. Thiết bị phát sóng siêu âm
• 2.4.3. Nguyên tắc và cơ chế hoạt động của siêu âm
• 2.4.4. Ứng dụng của sóng siêu âm
• 2.4.5. Ưu nhược điểm của sóng siêu âm
• 3. PHẦN 3: NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng, vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.2. Hóa chất, thiết bị, dụng cụ
• 3.2.1. Thiết bị, dụng cụ trong phòng thí nghiệm
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.4.1.1. Thí nghiệm 1 cho nội dung 1: Xác định kích thước nguyên liệu thích hợp trong quá trình chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím
• 3.4.1.2. Các thí nghiệm cho nội dung 2: Xác định hệ dung môi thích hợp trong quá trình tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím có hỗ trợ siêu âm
• 3.4.1.3. Thí nghiệm 4 cho nội dung 3: Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến quá trình chiết tách anthocyanin
• 3.4.1.4. Các thí nghiệm cho nội dung 4: Xác định điều kiện siêu âm ảnh hưởng đến quá trình chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím
• 3.4.2. Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai (TCVN 11028:2015)
• 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Nghiên cứu xác định kích thước nguyên liệu thích hợp trong tách chiết anthocyanin từ khoai lang tím có hỗ trợ siêu âm
• 4.2. Nghiên cứu xác định hệ dung môi thích hợp trong quá trình tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím có hỗ trợ siêu âm
• 4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi ethanol đến hiệu suất tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím có hỗ trợ siêu âm
• 4.2.2. Nghiên cứu xác định nồng độ HCl bổ sung trong quá trình tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím có hỗ trợ siêu âm
• 4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến quá trình chiết tách anthocyanin
• 4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện siêu âm đến quá trình thu nhận anthocyanin
• 4.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến quá trình chiết tách anthocyanin từ củ khoai lang tím
• 4.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ siêu âm đến hiệu suất chiết tách anthocyanin từ củ khoai lang tím
• 4.5. Đề xuất quy trình sử dụng sóng siêu âm nhằm nâng cao hiệu quả tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím bằng siêu âm

Nghiên cứu này tập trung vào việc tách chiết hợp chất anthocyanin từ củ khoai lang tím bằng phương pháp siêu âm. Anthocyanin là một hợp chất tự nhiên có nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm khả năng chống oxy hóa và ứng dụng trong thực phẩm chức năng. Phương pháp siêu âm được chọn vì tính hiệu quả trong việc tăng cường quá trình chiết xuất và tiết kiệm thời gian, năng lượng.

1.1. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là xây dựng quy trình tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím bằng siêu âm nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm. Quy trình này hướng đến việc ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là sản xuất các sản phẩm có chứa chất màu tự nhiên.

1.2. Yêu cầu nghiên cứu

Nghiên cứu yêu cầu xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết, bao gồm kích thước nguyên liệu, hệ dung môi, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, và điều kiện siêu âm. Các thí nghiệm được thiết kế để tối ưu hóa quy trình, đảm bảo hiệu suất chiết xuất cao nhất.

II. Tổng quan về khoai lang tím và anthocyanin

Khoai lang tím là một loại cây lương thực quan trọng, chứa nhiều chất dinh dưỡng và hợp chất chống oxy hóa, đặc biệt là anthocyanin. Anthocyanin là một hợp chất màu tự nhiên, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng quan về nguồn gốc, đặc điểm, và thành phần hóa học của khoai lang tím, cũng như vai trò của anthocyanin trong việc bảo vệ sức khỏe.

2.1. Nguồn gốc và đặc điểm của khoai lang tím

Khoai lang tím có nguồn gốc từ Nhật Bản, được trồng phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long. Củ khoai lang tím có màu tím đậm, chứa nhiều chất dinh dưỡng và hợp chất chống oxy hóa, đặc biệt là anthocyanin.

2.2. Thành phần hóa học và công dụng của khoai lang tím

Khoai lang tím chứa nhiều tinh bột, protein, vitamin, và các nguyên tố vi lượng. Đặc biệt, hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím cao, giúp cải thiện sức khỏe tim mạch, giảm huyết áp, và chống lão hóa. Nghiên cứu này cũng nhấn mạnh vai trò của khoai lang tím trong việc phòng ngừa các bệnh mãn tính.

III. Phương pháp siêu âm trong tách chiết anthocyanin

Phương pháp siêu âm được sử dụng trong nghiên cứu này nhằm tăng cường hiệu quả tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím. Siêu âm giúp phá vỡ cấu trúc tế bào, giải phóng các hợp chất màu một cách nhanh chóng và hiệu quả. Phương pháp này cũng tiết kiệm thời gian và năng lượng so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Nguyên tắc và cơ chế hoạt động của siêu âm

Siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra sóng âm tần số cao, gây ra hiện tượng cavitation (tạo bọt khí) trong dung dịch. Hiện tượng này giúp phá vỡ cấu trúc tế bào, giải phóng các hợp chất anthocyanin một cách hiệu quả.

3.2. Ưu điểm và ứng dụng của siêu âm

Phương pháp siêu âm có nhiều ưu điểm như thời gian tách chiết ngắn, tiết kiệm dung môi, và ít ảnh hưởng đến cấu trúc của hợp chất. Nghiên cứu này cũng đề cập đến việc ứng dụng siêu âm trong các quy trình công nghệ thực phẩm, đặc biệt là trong chiết xuất các hợp chất tự nhiên.

IV. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã đạt được kết quả khả quan trong việc tách chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím bằng siêu âm. Các yếu tố như kích thước nguyên liệu, hệ dung môi, và điều kiện siêu âm đã được tối ưu hóa, mang lại hiệu suất chiết xuất cao. Nghiên cứu cũng đề xuất quy trình tách chiết hiệu quả, có thể ứng dụng trong sản xuất công nghiệp.

4.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tách chiết. Nguyên liệu được cắt nhỏ giúp tăng diện tích tiếp xúc với dung môi, từ đó tăng hiệu suất chiết xuất anthocyanin.

4.2. Ảnh hưởng của điều kiện siêu âm

Thời gian và nhiệt độ siêu âm là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình tách chiết. Nghiên cứu đã xác định được điều kiện tối ưu để đạt hiệu suất cao nhất.