Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận hợp chất có hoạt tính từ vỏ măng cụt và định hướng ứng dụng trong công nghiệp 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 một số nhóm hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt (Garcinia mangostana Linn) và định hướng ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về cây măng cụt
• 2.2. Giới thiệu chung về cây măng cụt
• 2.3. Quả măng cụt
• 2.4. Vỏ quả măng cụt
• 2.5. Một số phương pháp thu nhận các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt
• 2.5.1. Phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ
• 2.5.2. Phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm
• 2.5.3. Phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng
• 2.5.4. Phương pháp trích ly có hỗ trợ enzym
• 2.5.5. Phương pháp phân lập một số hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt
• 2.5.5.1. Kết tinh phân đoạn, tách phân đoạn
• 2.5.5.2. Các phương pháp sắc ký
• 2.6. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt
• 2.6.1. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt trên thế giới
• 2.6.2. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng các hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt ở Việt Nam
• 2.7. Giới thiệu về tổ hợp kích thước nano từ các polyme tự nhiên
• 3. NGUYÊN VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu
• 3.2. Hoá chất và thiết bị
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Bố trí thí nghiệm - Phương pháp nghiên cứu
• 3.5. Nghiên cứu phân tích thành phần hoá học của vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 3.6. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 3.7. Nghiên cứu phân lập một số hoạt chất
• 3.8. Nghiên cứu chế tạo hạt nano tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG) bằng phương pháp gel hoá ion
• 3.9. Nghiên cứu sử dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm
• 3.10. Các phương pháp phân tích
• 3.10.1. Định lượng polyphenol theo TCVN 9745-1:2013
• 3.10.2. Định lượng tanin (polyphenol) bằng phương pháp Lowenthal
• 3.10.3. Xác định tổng hàm lượng chất tạo màu anthocyanin dạng monome bằng phương pháp pH vi sai
• 3.10.4. Phân tích hàm lượng cellulose theo TCVN 5103:1990
• 3.10.5. Phân tích hàm lượng tinh bột bằng phương pháp hoá học
• 3.10.6. Phân tích hàm lượng pectin bằng phương pháp kết tủa canxi pectat
• 3.10.7. Phân tích hàm lượng tro theo TCVN 9939:2013
• 3.10.8. Phương pháp thử hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp bẫy các gốc tự do tạo bởi DPPH
• 3.10.9. Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật
• 3.10.10. Phương pháp thử hoạt tính gây độc và ức chế sự tăng sinh tế bào dòng Vero
• 3.10.11. Phương pháp kiểm tra vi sinh vật hiếu khí tổng số theo TCVN 4885:2005
• 3.10.12. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của hạt nano tổ hợp carrageenan-chitosan-α-mangostin (CCG)
• 3.10.13. Đánh giá màu của giò bằng hệ thống Computer vision
• 3.10.14. Đánh giá màu của rượu bằng phương pháp đo quang
• 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Nghiên cứu phân tích thành phần hoá học của vỏ quả măng cụt
• 4.2. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 4.2.1. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất bằng phương pháp trích ly với dung môi thông thường
• 4.2.2. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất bằng phương pháp trích ly có hỗ trợ xúc tác enzym
• 4.2.3. Nghiên cứu thu nhận chiết xuất giàu hoạt chất bằng phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm
• 4.2.4. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu nhận các hợp chất có hoạt tính sinh học từ vỏ quả măng cụt Việt Nam
• 4.3. Phân lập một số hoạt chất từ vỏ quả măng cụt
• 4.3.1. Phân lập các hoạt chất từ vỏ quả măng cụt
• 4.3.2. Xác định cấu trúc của các chất tinh sạch phân lập được
• 4.4. Đánh giá hoạt tính sinh học của các chiết xuất măng cụt
• 4.4.1. Hoạt tính chống oxy hoá của các chiết xuất măng cụt
• 4.4.2. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 4.4.3. Hoạt tính ức chế sự tăng sinh của tế bào dòng Vero
• 4.5. Nghiên cứu chế tạo hạt nano tổ hợp carrageenan-chitosan-α-mangostin
• 4.5.1. Đánh giá hiệu suất tải α-mangostin
• 4.5.2. Nghiên cứu cấu trúc hoá học của vật liệu và hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 4.5.3. Sự phân bố kích thước của hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 4.5.4. Hình thái cấu trúc của hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 4.5.5. Đặc tính kỵ nước ưa nước của chiết xuất α-mangostin và các hạt tổ hợp carrageenan, chitosan và α-mangostin (CCG)
• 4.5.6. 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
• 4.5.7. Nghiên cứu động học giải phóng α-mangostin từ các hạt tổ hợp CCG
• 4.5.8. Đánh giá hoạt tính của các hạt tổ hợp carrageenan, chitosan, α-mangostin (CCG)
• 4.6. Nghiên cứu sử dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm
• 4.6.1. Nghiên cứu ứng dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất giò
• 4.6.2. Nghiên cứu ứng dụng chiết xuất măng cụt trong sản xuất rượu vang nho đỏ và rượu màu
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về vỏ măng cụt

Vỏ măng cụt (Garcinia mangostana Linn) là một phần của quả măng cụt, chiếm khoảng 68-70% trọng lượng quả. Vỏ măng cụt chứa nhiều hợp chất hoạt tính như xanthon, tanin và anthocyanin, có nhiều tác dụng sinh học như chống oxy hóa, kháng khuẩn và kháng viêm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vỏ măng cụt có thể được sử dụng trong các bài thuốc dân gian để điều trị các bệnh về viêm da và đường ruột. Theo một số tài liệu, các chiết xuất từ vỏ măng cụt có khả năng ức chế tế bào ung thư và có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong y dược. Việc khai thác hợp chất hoạt tính từ vỏ măng cụt không chỉ mang lại lợi ích cho sức khỏe mà còn mở ra cơ hội cho ngành công nghiệp thực phẩm.

1.1. Các hợp chất phenolic trong vỏ măng cụt

Các hợp chất phenolic trong vỏ măng cụt bao gồm xanthon, catechin và tanin, được biết đến với nhiều tác dụng sinh học. Chúng có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. Nghiên cứu cho thấy rằng các chiết xuất từ vỏ măng cụt có thể làm giảm nồng độ lipid máu, chống xơ vữa động mạch và có tác dụng kháng viêm. Việc phân lập và nghiên cứu các hợp chất hoạt tính này có thể dẫn đến việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng, mang lại lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng.

II. Phương pháp thu nhận hợp chất hoạt tính

Nghiên cứu thu nhận hợp chất hoạt tính từ vỏ măng cụt được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau như trích ly bằng dung môi hữu cơ, trích ly có hỗ trợ siêu âm và vi sóng. Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi và hoạt tính của các hợp chất hoạt tính. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình thu nhận mà còn đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trích ly có hỗ trợ enzym và siêu âm có thể tăng cường hiệu suất thu hồi các hợp chất hoạt tính từ vỏ măng cụt, mở ra hướng đi mới cho việc khai thác nguồn nguyên liệu này trong công nghiệp thực phẩm.

2.1. Trích ly bằng dung môi hữu cơ

Phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để thu nhận hợp chất hoạt tính từ vỏ măng cụt. Dung môi như ethanol, methanol thường được sử dụng để chiết xuất các hợp chất phenolic. Nghiên cứu cho thấy rằng hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào nồng độ dung môi, thời gian trích ly và nhiệt độ. Việc tối ưu hóa các yếu tố này có thể giúp tăng cường khả năng thu hồi và hoạt tính của các hợp chất hoạt tính, từ đó nâng cao giá trị ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

III. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm

Các hợp chất hoạt tính từ vỏ măng cụt có tiềm năng ứng dụng lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm. Chúng có thể được sử dụng như một phụ gia tự nhiên để cải thiện chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất từ vỏ măng cụt có khả năng chống oxy hóa, giúp bảo vệ thực phẩm khỏi sự hư hỏng do oxy hóa. Việc bổ sung chiết xuất măng cụt vào sản phẩm thực phẩm không chỉ nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn mang lại lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng.

3.1. Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng

Chiết xuất từ vỏ măng cụt có thể được sử dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng nhờ vào các tác dụng sinh học của chúng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất này có thể giúp cải thiện sức khỏe tim mạch, hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường và tăng cường hệ miễn dịch. Việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng từ vỏ măng cụt không chỉ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sản phẩm tự nhiên mà còn góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho ngành nông nghiệp.