Luận án tiến sĩ công nghệ thực phẩm 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 ph

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu công nghệ thực phẩm nghiên cứu thu nhận một số nhóm hợp chất có hoạt tính từ vỏ quả măng cụt, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết,

• 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

Mục lục chi tiết

• 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

Tóm tắt

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.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình luận án tiến sĩ chuyên ngành Công nghệ thực phẩm (mã số: 9540101) của nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Hiền, thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Thị Minh Tú và GS. Hoàng Đình Hoà, tập trung giải quyết bài toán tận thu và nâng cao giá trị sử dụng nguồn phụ phẩm vỏ quả măng cụt tại Việt Nam.

Về tính cấp thiết, cây măng cụt (Garcinia mangostana Linn) là loại cây ăn quả nhiệt đới có giá trị kinh tế cao, được trồng phổ biến tại các tỉnh Nam Bộ và Nam Trung Bộ với sản lượng hàng chục nghìn tấn mỗi năm. Trong cấu trúc quả măng cụt, phần thịt quả ăn được chỉ chiếm khoảng 25 ÷ 30% khối lượng, trong khi phần vỏ quả chiếm tỷ lệ từ 68 ÷ 70%. Sau quá trình thu hái và tiêu thụ, phần vỏ quả hầu như bị loại bỏ hoàn toàn, tạo ra lượng rác thải sinh hoạt và phế phụ phẩm nông nghiệp lớn, gây áp lực xử lý chất thải lên môi trường. Mặc dù vỏ măng cụt được y học dân gian sử dụng làm dược liệu điều trị bệnh đường ruột và chứa nhiều nhóm chất có hoạt tính sinh học cao (polyphenol, tanin, xanthon, anthocyanin), việc nghiên cứu khai thác bài bản tại Việt Nam còn hạn chế.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định bao gồm:

1. Thiếu hụt bộ cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh, có tính so sánh hệ thống về thành phần hóa học của vỏ quả măng cụt thu thập từ các vùng sinh thái chuyên canh khác nhau tại Việt Nam.
2. Các nghiên cứu ứng dụng chiết xuất vỏ quả măng cụt trong lĩnh vực thực phẩm chủ yếu dừng lại ở dạng dịch chiết thô; các đánh giá về cơ chế tác động, mức độ an toàn tế bào và sự tương tác giữa hoạt chất tinh sạch với thành phần thực phẩm chưa được làm rõ.
3. Hợp chất chính có hoạt tính sinh học cao là $\alpha$-mangostin có độ tan rất kém trong nước và môi trường phân cực, làm giảm tính sinh khả dụng và cản trở việc bổ sung trực tiếp vào nền thực phẩm.
4. Một số nhóm chất khi sử dụng ở nồng độ cao có khả năng gây độc đối với tế bào thường, do đó cần phải xác định chính xác ngưỡng nồng độ an toàn và các thông số giải phóng có kiểm soát.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể qua 4 nội dung:

1. Lựa chọn giải pháp về quy trình công nghệ thu nhận chiết xuất giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học (polyphenol, tanin, xanthon) từ vỏ quả măng cụt Việt Nam.
2. Xây dựng cơ sở dữ liệu về hoạt tính sinh học của các chiết xuất măng cụt: chiết xuất thô, các phân đoạn và các hoạt chất phân lập tinh sạch.
3. Xây dựng cơ sở dữ liệu về điều chế, hoạt tính và đặc trưng cấu trúc của tổ hợp dạng hạt nano giữa carrageenan, chitosan và chiết xuất $\alpha$-mangostin phân lập từ vỏ quả măng cụt Việt Nam.
4. Khảo sát khả năng ứng dụng các chiết xuất thu được và tổ hợp hạt nano trong chế biến một số sản phẩm thực phẩm cụ thể (giò lụa, rượu vang nho đỏ, rượu màu).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Vỏ quả của cây măng cụt (Garcinia mangostana Linn) thu hoạch ở độ chín ăn được (vỏ màu tím đậm hoặc nâu tím, thịt quả màu trắng).
• Phạm vi không gian: Mẫu nguyên liệu được thu thập tại 6 địa phương thuộc vùng trồng măng cụt trọng điểm: Cái Mơn (Bến Tre), An Bình (Vĩnh Long), Cầu Kè (Trà Vinh), thành phố Cần Thơ, Lái Thiêu (Bình Dương) và Bảo Lộc (Lâm Đồng).
• Phạm vi thời gian: Các đợt thu mẫu thực nghiệm được tiến hành trong các vụ thu hoạch từ năm 2018 đến năm 2021.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến cấu trúc, thành phần hóa học, kỹ thuật trích ly, phân lập và ứng dụng các hợp chất tự nhiên từ vỏ quả măng cụt.

Về thành phần hóa học, các nghiên cứu quốc tế đã ghi nhận hơn 85 hợp chất thứ cấp có trong vỏ măng cụt với tổng hàm lượng polyphenol trung bình khoảng 5027,7 ± 188,0 mg/kg nguyên liệu khô. Trong đó, nhóm xanthon chiếm 6,6 ÷ 7,6% khối lượng chất khô với hơn 68 dẫn xuất đã được định danh, tiêu biểu là $\alpha$-mangostin (chiếm 0,02 ÷ 0,2%), $\beta$-mangostin và $\gamma$-mangostin (chiếm 0,016 ÷ 0,07%). Nhóm tanin chiếm từ 7 ÷ 14% chất khô, chủ yếu là tanin ngưng tụ gồm các đơn vị procyanidin, prodelphinidin, catechin và epicatechin. Nhóm anthocyanin tập trung ở lớp vỏ ngoài với hàm lượng khoảng 179,49 mg cyanidin-3-glucoside/100g, chủ yếu là cyanidin-3-sophoroside và cyanidin-3-glucoside. Ngoài ra, vỏ măng cụt còn chứa 60 ÷ 70% cellulose, trên 80% carbohydrate tổng số, 7,5% protein và 7 ÷ 9% pectin.

Về phương pháp trích ly và phân lập, tác giả điểm lại các kỹ thuật:

• Trích ly bằng dung môi (SE): Sử dụng các hệ dung môi như ethanol, methanol, nước, ethyl acetate, acetone, n-hexan, dichloromethane hoặc dung môi xanh (dimethylcarbonate - DMC, methyltetrahydrofuran - MeTHF).
• Trích ly hỗ trợ siêu âm (UAE): Sử dụng sóng siêu âm tần số 20 kHz đến vài GHz, tạo hiện tượng tạo hốc (cavitation), lực cắt cơ học và hiệu ứng nhiệt cục bộ phá vỡ thành tế bào thực vật, nâng cao hiệu suất thu hồi polyphenol và anthocyanin (tăng tương ứng 8,8% và 45,5% so với trích ly tĩnh).
• Trích ly hỗ trợ vi sóng (MAE): Tác động bức xạ điện từ làm bay hơi nước nội bào sinh áp suất phá hủy cấu trúc mô, giúp tăng hiệu suất thu nhận $\alpha$-mangostin lên 3,96%.
• Trích ly hỗ trợ enzym (EAE): Sử dụng các chế phẩm cellulase, pectinase, amylase, protease thủy phân các liên kết polyme thành tế bào, giải phóng các hợp chất phenolic liên kết.
• Phân lập và sắc ký: Ứng dụng sắc ký cột (silica gel pha thường, pha đảo RP-18, lọc gel Sephadex LH-20) và sắc ký lớp mỏng (TLC silica gel 60 F254). Công trình của Sakai và cộng sự (1993) đã dùng TLC để phân tích garcinone E và $\gamma$-mangostin.

Về hoạt tính sinh học và ứng dụng, các nghiên cứu chứng minh chiết xuất xanthon có khả năng kháng khuẩn, kháng viêm, chống oxy hóa dọn gốc tự do, giảm nếp nhăn do tia UVB, kháng tế bào ung thư và ức chế enzyme $\alpha$-glucosidase. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng ghi nhận độc tính ở liều cao: hỗn hợp 3,98% xanthon và 2,2% tanin gây độc tế bào nguyên bào sợi BHK 21. Trong lĩnh vực thực phẩm, một số công bố bước đầu ứng dụng chiết xuất măng cụt chống oxy hóa chất béo trong sữa bột và dầu hướng dương, hoặc dùng tanin măng cụt làm trong và tạo vị chát cho rượu vang.

Về công nghệ nano polyme sinh học, tác giả điểm lại các nghiên cứu bao gói $\alpha$-mangostin bằng polyvinylpyrrolidone (PVP) của Abdalrahim và cộng sự (2011, 2015), nâng độ tan từ 0,2 ± 0,2 $\mu$g/mL lên 2743 ± 11 $\mu$g/mL, cùng các hệ mang hạt nano từ cellulose, PLGA, chitosan và carrageenan (công trình của Ana Grenha và cộng sự, 2009).

Khoảng trống luận án tập trung giải quyết là: Nghiên cứu đối chiếu thực nghiệm toàn diện các phương pháp trích ly phù hợp với điều kiện Việt Nam; phân lập và xác định cấu trúc chi tiết các hợp chất xanthon từ nguồn nguyên liệu nội địa; chế tạo vi hạt/hạt nano tổ hợp từ carrageenan và chitosan mang $\alpha$-mangostin; và kiểm chứng hiệu quả kỹ thuật khi ứng dụng trực tiếp vào chế biến, bảo quản các sản phẩm thực phẩm cụ thể.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên (cấu trúc, độ phân cực, độ bền nhiệt của xanthon, polyphenol, anthocyanin), động học quá trình trích ly rắn - lỏng, cơ chế tương tác tĩnh điện giữa các polyelectrolyte trái dấu tạo phức tổ hợp nano, và nguyên lý bảo quản thực phẩm bằng các chất chống oxy hóa, kháng khuẩn tự nhiên.

1. Phương pháp phân tích thành phần hóa học nguyên liệu

• Hàm lượng ẩm: Sấy đến khối lượng không đổi ở 105°C.
• Polyphenol tổng số: Xác định theo tiêu chuẩn TCVN 9745-1:2013 và phương pháp chuẩn độ thể tích Lowenthal (dùng dung dịch $\text{KMnO}_4$ chuẩn độ dịch chiết với chỉ thị màu indigo carmine).
• Anthocyanin tổng số: Xác định bằng phương pháp đo quang phổ pH vi sai ở bước sóng 510 nm và 700 nm tại hai giá trị pH 1,0 và pH 4,5.
• Hàm lượng cellulose: Phân tích theo tiêu chuẩn TCVN 5103:1990.
• Hàm lượng pectin: Phân tích bằng phương pháp kết tủa canxi pectat.
• Hàm lượng tinh bột: Phân tích bằng phương pháp hóa học (thủy phân acid và chuẩn độ đường khử).
• Hàm lượng tro tổng số: Xác định theo tiêu chuẩn TCVN 9939:2013 (nung ở 550°C).

2. Phương pháp khảo sát quy trình trích ly

Bố trí thí nghiệm đơn yếu tố để tối ưu hóa ba phương pháp trích ly:

• Phương pháp SE: Khảo sát nồng độ ethanol (30 ÷ 96% v/v), tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (1/10 ÷ 1/40 w/v), nhiệt độ (30 ÷ 70°C), thời gian (30 ÷ 150 phút).
• Phương pháp EAE: Sử dụng chế phẩm enzym thương mại Pectinex® Ultra SP-L (Novozymes, hoạt độ 3800 PGNU/mL, gồm phức hệ pectinase, hemicellulase, $\beta$-glucanase). Khảo sát tỷ lệ enzym (0,5 ÷ 1,0 mL/100g bột), pH môi trường (4 ÷ 7), nhiệt độ xử lý (40 ÷ 70°C), thời gian xử lý (15 ÷ 90 phút).
• Phương pháp UAE: Khảo sát trên thiết bị siêu âm Qsonica C75E với tần số siêu âm (1/3 max ÷ max), nhiệt độ (30 ÷ 60°C), thời gian siêu âm (10 ÷ 30 phút).

3. Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hóa học

• Tách phân đoạn: Cất thu hồi dung môi ethanol dưới áp suất giảm thu cao tổng; hòa cao tổng vào nước cất và chiết phân bố lỏng - lỏng lần lượt với n-hexan, ethyl acetate (EtOAc), n-butanol (n-BuOH), thu các cặn phân đoạn tương ứng.
• Sắc ký cột (CC): Sử dụng cột sắc ký thường nhồi silica gel (cỡ hạt 0,040 ÷ 0,063 mm / 197 ÷ 400 mesh), sắc ký cột nhanh (silica gel 70 ÷ 200 mesh), sắc ký cột pha đảo RP-18 và sắc ký lọc gel Sephadex LH-20. Hệ dung môi rửa giải thay đổi độ phân cực: $\text{CH}_2\text{Cl}_2 : \text{MeOH}$, n-hexan : EtOAc.
• Sắc ký lớp mỏng (TLC): Bản mỏng silica gel 60 $\text{F}_{254}$, hiện màu bằng dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ 10% hoặc thuốc thử vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$, soi dưới đèn tử ngoại ở các bước sóng 254 nm, 302 nm và 365 nm.
• Thiết bị phân tích cấu trúc:
  • Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR): Đo dạng viên nén KBr trên máy Spectrum Two (PerkinElmer) và Nicolet iS10 (Thermo Scientific).
  • Quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Đo phổ $^1\text{H-NMR}$ (499,84 MHz), $^{13}\text{C-NMR}$ (125 MHz) và DEPT trên máy Bruker AM500 và Bruker Avance 500 trong dung môi $\text{CD}_3\text{OD}$ hoặc $\text{CDCl}_3$.
  • Khối phổ: Đo phổ ESI-MS trên hệ thống Agilent 6420 Triple Quad, Agilent LC-MSD-Trap SL, AMD 402; đo phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS trên máy FT-ICR-MS Varian.
  • Đo nhiệt độ nóng chảy: Thiết bị VEB Analytik Dresden HMK 73/4470.
  • Đo năng suất quay cực: Thiết bị phân cực kế tự động Jasco P-2000.

4. Phương pháp thử hoạt tính sinh học và độc tính tế bào

• Hoạt tính chống oxy hóa: Thử nghiệm bẫy gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 517 nm, tính phần trăm khử gốc tự do $\text{SC}%$ và nồng độ ức chế 50% gốc tự do ($\text{SC}{50}$ hoặc $\text{IC}{50}$).
• Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: Đánh giá khả năng ức chế đối với các chủng vi khuẩn và nấm chỉ thị, xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC), nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) và nồng độ diệt nấm tối thiểu (MFC).
• Độc tính tế bào: Thử nghiệm độc tính và khả năng ức chế tăng sinh tế bào trên dòng tế bào biểu mô thận khỉ xanh châu Phi bình thường (dòng tế bào Vero), tính tỷ lệ ức chế tế bào $\text{CI}%$.

5. Phương pháp chế tạo và đặc trưng hạt nano tổ hợp CCG

• Chế tạo: Điều chế bằng phương pháp gel hóa ion dựa trên tương tác tĩnh điện giữa cationic polysaccharide (chitosan hòa tan trong acid acetic), anionic polysaccharide (carrageenan hòa tan trong nước ấm), chất tạo liên kết chéo natri triphosphat (STPP) và $\alpha$-mangostin.
• Đặc trưng hạt nano:
  • Kích thước hạt trung bình và thế zeta: Phân tích trên thiết bị Zetasizer SZ-100Z2 (Horiba).
  • Hình thái cấu trúc: Quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FESEM S-4800 (Hitachi).
  • Góc tiếp xúc (tính ưa/kỵ nước): Đo trên thiết bị Phoenix-150.
  • Hiệu suất tải hoạt chất và động học giải phóng: Đo quang phổ UV-Vis trên máy Biochrom Libra S80 tại các môi trường đệm pH khác nhau có bổ sung 50% ethanol.

6. Phương pháp đánh giá ứng dụng trên sản phẩm thực phẩm

• Sản phẩm giò lụa: Bổ sung các dạng chiết xuất măng cụt vào khối giò sống; đánh giá sự biến đổi màu sắc bằng hệ thống Computer Vision sau 12 giờ bảo quản lạnh (<10°C); đếm tổng số vi sinh vật hiếu khí theo tiêu chuẩn TCVN 4885:2005 sau 120 giờ bảo quản lạnh (<10°C).
• Sản phẩm rượu vang nho đỏ Ninh Thuận và rượu màu: Bổ sung chiết xuất $\alpha$-mangostin và hạt nano CCG10; theo dõi hàm lượng polyphenol và các chỉ số màu sắc qua đo quang phổ UV-Vis sau 10 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng thuật toàn diện cơ sở lý luận và các công bố khoa học trong nước và quốc tế liên quan đến đối tượng nghiên cứu:

• Giới thiệu đặc điểm thực vật học, nguồn gốc phân bố, tình hình canh tác và sản lượng quả măng cụt trên thế giới và tại Việt Nam (tổng diện tích cả nước năm 2021 đạt trên 7.000 ha; sản lượng xuất khẩu toàn cầu đạt khoảng 230.000 tấn vào năm 2020).
• Phân tích cấu trúc hình thái của vỏ quả măng cụt (gồm lớp biểu bì ngoài có cutin dày, mô mềm và mô cứng chứa tinh thể canxi oxalat và các khối nhựa màu).
• Đánh giá tổng quan về hóa thực vật: Tổng hợp các nhóm chất polyphenol, xanthon, anthocyanin và tanin ngưng tụ đã được phân lập từ vỏ măng cụt.
• Trình bày cơ chế và thông số kỹ thuật của các phương pháp trích ly hợp chất tự nhiên (trích ly dung môi hữu cơ SE, trích ly hỗ trợ siêu âm UAE, trích ly hỗ trợ vi sóng MAE, trích ly hỗ trợ enzym EAE).
• Tổng quan về kỹ thuật bao gói kích thước nano bằng các polyme tự nhiên (chitosan, carrageenan, alginate) nhằm cải thiện độ tan và sinh khả dụng cho các hoạt chất xanthon kém tan.

Chương 2: Nguyên vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết nguồn gốc nguyên liệu, hóa chất, danh mục thiết bị và thiết kế thực nghiệm:

• Quy trình xử lý mẫu nguyên liệu: Thu hái 30 ÷ 50 kg quả măng cụt chín tại 6 địa phương (Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Cần Thơ, Bình Dương, Lâm Đồng), tách vỏ, thái lát dày 1 ÷ 2 mm, hong khô tự nhiên trước quạt đến độ ẩm < 12%, nghiền lọt sàng d = 1 mm, đóng gói hút chân không trong túi PE bảo quản ở nhiệt độ phòng hoặc -21°C.
• Thông số kỹ thuật của hóa chất phân tích (độ tinh khiết $\ge 96 ÷ 99,8%$) và các thiết bị phân tích hiện đại (Bruker AM500, Agilent LC-MSD-Trap SL, Horiba Zetasizer SZ-100Z2, Hitachi FESEM S-4800, Thermo Nicolet iS10).
• Thiết kế sơ đồ bố trí thí nghiệm cho quá trình trích ly đơn yếu tố (SE, EAE, UAE), quy trình chiết phân đoạn phân lập sắc ký cột nhiều cấp và quy trình phối chế thực nghiệm cho các sản phẩm giò lụa, rượu vang nho đỏ, rượu màu.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương này tập trung trình bày và thảo luận toàn bộ các kết quả thực nghiệm thu được:

1. Thành phần hóa học của vỏ quả măng cụt khô thu thập tại 6 tỉnh

Kết quả phân tích định lượng cho thấy không có sự chênh lệch quá lớn về các thành phần cơ bản giữa các vùng sinh thái, phản ánh nguồn nguyên liệu tương đối đồng nhất:

Thành phần hóa học (% theo chất khô)	Khoảng dao động tại 6 tỉnh nghiên cứu
Độ ẩm bột nguyên liệu (%)	10,21 ÷ 11,85
Polyphenol tổng số (%)	19,29 ÷ 23,34
Tanin tổng số (%)	11,54 ÷ 14,50
Anthocyanin monome (mg Cyn-3-glu/100g)	142,30 ÷ 178,50
Cellulose (%)	28,45 ÷ 33,12
Pectin (%)	6,85 ÷ 8,72
Tinh bột (%)	1,12 ÷ 1,68
Tro tổng số (%)	2,15 ÷ 2,84

2. Tối ưu hóa điều kiện trích ly và so sánh 3 phương pháp

Qua khảo sát đơn yếu tố:

• Phương pháp SE: Điều kiện thích hợp là ethanol 45% (v/v), tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20 (w/v), nhiệt độ 60°C, thời gian 120 phút.
• Phương pháp EAE: Điều kiện tối ưu của quá trình xử lý bằng Pectinex® Ultra SP-L trước khi trích ly là nồng độ enzym 0,8 mL/100g nguyên liệu, pH 5,0, nhiệt độ 55 ÷ 60°C, thời gian xử lý 45 phút; sau đó trích ly bằng ethanol 45% ở 60°C trong 120 phút.
• Phương pháp UAE: Điều kiện tối ưu là xử lý siêu âm ở tần số cực đại trong 20 phút ở 60°C với dung môi ethanol 45% (tỷ lệ 1/20), sau đó ngâm chiết ở 60°C trong 120 phút.

So sánh hiệu quả trích ly và hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết thô:

• Cả hai phương pháp EAE và UAE đều đạt hiệu suất trích ly polyphenol tổng số vượt trên 90% (cao hơn rõ rệt so với phương pháp SE truyền thống).
• Tuy nhiên, phương pháp UAE bảo tồn hoạt tính sinh học tốt hơn: Giá trị $\text{IC}_{50}$ đối với khả năng bẫy gốc tự do DPPH của dịch chiết thu từ phương pháp UAE đạt 59,84 $\mu$g/mL (hoạt tính chống oxy hóa mạnh hơn so với dịch chiết thu từ phương pháp EAE).

3. Phân lập và xác định cấu trúc 9 hợp chất từ cặn ethyl acetate

Từ phân đoạn cặn EtOAc của vỏ măng cụt khô, qua sắc ký cột nhiều cấp đã phân lập tinh sạch và xác định cấu trúc hóa học của 09 hợp chất xanthon:

1. $\alpha$-Mangostin ($\text{C}{24}\text{H}{26}\text{O}_6$, ký hiệu GM1) - hợp chất chiếm tỷ lệ chính.
2. $\gamma$-Mangostin ($\text{C}{23}\text{H}{24}\text{O}_6$, ký hiệu GM2).
3. Garcinone D ($\text{C}{24}\text{H}{28}\text{O}_7$, ký hiệu GM3).
4. Garcinone C ($\text{C}{23}\text{H}{26}\text{O}_7$, ký hiệu GM6).
5. Mangostanol ($\text{C}{24}\text{H}{26}\text{O}_7$, ký hiệu GM7).
6. Bannaxanthones A ($\text{C}{23}\text{H}{26}\text{O}_7$, ký hiệu GM9).
7. Garcinoxanthone V ($\text{C}{24}\text{H}{26}\text{O}_8$, ký hiệu GM10) - hợp chất mới phân lập từ vỏ quả măng cụt Việt Nam.
8. 8-Deoxygartanin ($\text{C}{23}\text{H}{24}\text{O}_5$, ký hiệu GM5a).
9. Deoxygartanin A ($\text{C}{23}\text{H}{24}\text{O}_6$, ký hiệu GM5b) - hợp chất mới phân lập từ vỏ quả măng cụt Việt Nam.

4. Đánh giá hoạt tính sinh học và độc tính tế bào

• Khả năng chống oxy hóa: Các hoạt chất $\alpha$-mangostin, $\gamma$-mangostin và mangostanol thể hiện hoạt tính dọn gốc tự do DPPH rất mạnh với giá trị $\text{SC}_{50}$ thấp.
• Kháng vi sinh vật kiểm định: Chiết xuất $\alpha$-mangostin (GM1) thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh trên các chủng Staphylococcus aureus (MIC = 15 $\mu$g/mL), Bacillus subtilis XL62 (ức chế >80%), Escherichia coli DH5$\alpha$ (nồng độ tối thiểu 800 $\mu$g/mL).
• Độc tính tế bào dòng Vero: Ở nồng độ thấp đến trung bình, các chiết xuất không thể hiện độc tính đáng kể; tuy nhiên ở nồng độ cao, $\alpha$-mangostin gây ức chế tăng sinh tế bào Vero, thiết lập ngưỡng nồng độ giới hạn an toàn khi ứng dụng.

5. Chế tạo và đặc tính của hạt nano tổ hợp CCG (Carrageenan - Chitosan - $\alpha$-mangostin)

• Tạo thành công phức tổ hợp hạt nano CCG bằng phương pháp gel hóa ion. Phổ FT-IR chứng minh sự hình thành liên kết ion giữa nhóm mang điện tích âm sulfate của carrageenan, phosphate của STPP với nhóm mang điện tích dương amin ($-\text{NH}_3^+$) của chitosan, tạo mạng lưới polyelectrolyte bao gói $\alpha$-mangostin.
• Kích thước hạt phân bố trong thang nanomet/micromet nhỏ gọn, đồng đều; bề mặt hạt quan sát trên ảnh FESEM có dạng hình cầu liên kết.
• Phép đo góc tiếp xúc với nước cho thấy hạt nano CCG có tính ưa nước cao hơn đáng kể so với bột $\alpha$-mangostin tự do (bột GM1 có tính kỵ nước mạnh).
• Động học giải phóng hoạt chất: Khảo sát trong các dung dịch đệm mô phỏng ở các dải pH khác nhau chứa 50% ethanol cho thấy hạt nano CCG có khả năng giải phóng chậm, có kiểm soát $\alpha$-mangostin theo thời gian, phù hợp với các mô hình động học bậc cao (hệ số hồi quy $R^2$ đạt độ tương thích tốt).
• Hạt tổ hợp nano CCG vẫn duy trì hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn tương đương $\alpha$-mangostin tự do nhưng giảm thiểu độc tính tức thời đối với tế bào dòng Vero.

6. Ứng dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

• Ứng dụng trong sản xuất giò lụa: Bổ sung chiết xuất cô đặc, $\alpha$-mangostin và hạt nano CCG giúp kiểm soát hiệu quả sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí sau 120 giờ bảo quản lạnh (<10°C) so với mẫu đối chứng không bổ sung (theo TCVN 4885:2005). Đánh giá màu sắc qua hệ thống Computer Vision sau 12 giờ cho thấy sự thay đổi màu sắc của lát giò nằm trong giới hạn cảm quan chấp nhận được.
• Ứng dụng trong sản xuất rượu vang nho đỏ Ninh Thuận và rượu màu: Việc bổ sung chiết xuất $\alpha$-mangostin và hạt nano CCG10 giúp tăng hàm lượng polyphenol có hoạt tính chống oxy hóa, ổn định chỉ số màu sắc của rượu vang đỏ và tạo màu vàng đặc trưng, trong suốt, bền màu cho rượu màu sau 10 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã công bố những đóng góp mới về mặt cơ sở khoa học và ứng dụng thực tiễn:

1. Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu định lượng đầy đủ về các thành phần hóa học cơ bản (polyphenol, tanin, anthocyanin, cellulose, pectin, tinh bột, tro) của vỏ quả măng cụt trồng tại 6 địa phương (Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Cần Thơ, Bình Dương, Lâm Đồng); xác định hàm lượng polyphenol chiếm 19,29 ÷ 23,34% chất khô và tanin chiếm 11,54 ÷ 14,50% chất khô.
2. Chứng minh phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm (UAE) và trích ly có hỗ trợ enzym (EAE bằng Pectinex® Ultra SP-L) đều đạt hiệu suất trích ly polyphenol tổng số trên 90%, trong đó phương pháp UAE bảo tồn hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tốt hơn phương pháp EAE ($\text{IC}_{50}$ đạt 59,84 $\mu$g/mL).
3. Phân lập và xác định cấu trúc 09 hợp chất thuộc nhóm xanthon từ cặn phân đoạn ethyl acetate của vỏ quả măng cụt Việt Nam, trong đó có 07 hoạt chất đã biết ($\alpha$-mangostin, $\gamma$-mangostin, garcinone D, garcinone C, mangostanol, bannaxanthones A, 8-deoxygartanin) và 02 hoạt chất lần đầu tiên được phân lập từ vỏ măng cụt tại Việt Nam: Garcinoxanthone V ($\text{C}{24}\text{H}{26}\text{O}8$) và Deoxygartanin A ($\text{C}{23}\text{H}_{24}\text{O}_6$).
4. Thiết lập quy trình chế tạo hạt nano tổ hợp trên cơ sở hai polyme tự nhiên carrageenan và chitosan mang chiết xuất $\alpha$-mangostin (CCG) bằng phương pháp gel hóa ion; làm rõ đặc trưng cấu trúc, hình thái, kích thước hạt, tính ưa nước, hoạt tính kháng vi sinh vật, hoạt tính chống oxy hóa, ngưỡng an toàn tế bào dòng Vero và động học giải phóng $\alpha$-mangostin trong môi trường mô phỏng.

2. Ý nghĩa và giải pháp thực tiễn

1. Cung cấp quy trình công nghệ trích ly sử dụng dung môi xanh (ethanol thực phẩm) kết hợp siêu âm, dễ triển khai trong thực tế sản xuất nhằm tận thu phế phụ phẩm vỏ măng cụt quy mô công nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
2. Cung cấp dữ liệu thực nghiệm chứng minh tính khả thi của việc sử dụng dịch chiết cô đặc, $\alpha$-mangostin và hạt nano CCG như phụ gia tự nhiên có chức năng kháng vi sinh vật trong bảo quản giò lụa, cũng như chất chống oxy hóa và tạo màu tự nhiên trong chế biến rượu vang nho và rượu màu.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và các nội dung thực nghiệm đã thực hiện trong văn bản luận án, các hạn chế và định hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo bao gồm:

1. Hạn chế của nghiên cứu

• Các thử nghiệm ứng dụng trên sản phẩm thực phẩm (giò lụa, rượu vang, rượu màu) mới dừng lại ở quy mô thực nghiệm phòng thí nghiệm với cỡ mẫu nhỏ.
• Thời gian theo dõi bảo quản thực phẩm thực nghiệm còn ngắn (120 giờ đối với giò lụa bảo quản lạnh và 10 ngày đối với các sản phẩm rượu ở nhiệt độ phòng), chưa đánh giá toàn diện sự biến đổi chất lượng trong suốt hạn sử dụng dài hạn.
• Đánh giá độc tính tế bào mới thực hiện in vitro trên dòng tế bào biểu mô thận khỉ xanh châu Phi bình thường (dòng tế bào Vero), chưa triển khai các thử nghiệm độc tính bán trường diễn và trường diễn in vivo trên động vật thực nghiệm.
• Động học giải phóng hạt nano CCG được thực hiện trong dung dịch mô phỏng có chứa 50% ethanol do đặc tính kỵ nước của $\alpha$-mangostin, chưa mô phỏng hoàn toàn môi trường tiêu hóa nước 100%.

2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Mở rộng nghiên cứu độc tính in vivo (độc tính cấp, bán trường diễn và trường diễn) của các phân đoạn hoạt chất và hạt nano CCG trên mô hình động vật.
• Tối ưu hóa và nâng cấp quy trình chế tạo hạt nano tổ hợp carrageenan - chitosan - $\alpha$-mangostin ở quy mô pilot và công nghiệp.
• Mở rộng phạm vi ứng dụng của hạt nano CCG và chiết xuất măng cụt trên các nền sản phẩm thực phẩm khác (sản phẩm nhũ tương, đồ uống chức năng, màng bao sinh học bảo quản nông sản).
• Nghiên cứu sâu hơn về sự thay đổi các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, vi sinh và thời hạn bảo quản của thực phẩm bổ sung chiết xuất măng cụt trong điều kiện thương mại thực tế.

---

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo khoa học và ứng dụng thực tiễn cho nhiều đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Công nghệ sinh học:

  • Tham khảo phương pháp luận chuẩn xác trong việc trích ly hỗ trợ (UAE, EAE) và các quy trình sắc ký cột phân lập hợp chất xanthon.
  • Bộ dữ liệu phổ chi tiết ($^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT, FT-IR, ESI-MS, HR-ESI-MS) của 9 hợp chất xanthon tinh sạch (đặc biệt là dữ liệu phổ của Garcinoxanthone V và Deoxygartanin A tại các phụ lục phổ) là tư liệu đối chiếu cấu trúc cho các nghiên cứu hóa thực vật.
  • Quy trình tổng hợp hạt nano polyme sinh học bằng phương pháp gel hóa ion polyelectrolyte.

• Giảng viên và cán bộ nghiên cứu tại các trường đại học, viện nghiên cứu:

  • Cung cấp tài liệu giảng dạy chuyên đề về tận dụng phế phụ phẩm chế biến nông sản, kỹ thuật trích ly xanh và công nghệ nano sinh học ứng dụng trong bảo quản thực phẩm.

• Các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm, dược phẩm và cơ quan quản lý nông nghiệp:

  • Tham khảo giải pháp công nghệ chế biến sâu nhằm gia tăng chuỗi giá trị cho quả măng cụt Việt Nam.
  • Sử dụng cơ sở dữ liệu về hoạt tính và độc tính để xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho việc phát triển phụ gia tự nhiên, chất màu tự nhiên và thực phẩm chức năng từ vỏ măng cụt.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hàm lượng polyphenol và tanin trong vỏ quả măng cụt tại 6 tỉnh nghiên cứu ở Việt Nam dao động trong khoảng nào?

Theo kết quả phân tích trên mẫu bột vỏ măng cụt khô thu thập tại 6 địa phương (Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Cần Thơ, Bình Dương, Lâm Đồng), hàm lượng polyphenol tổng số dao động trong khoảng từ 19,29% đến 23,34% chất khô, và hàm lượng tanin tổng số dao động từ 11,54% đến 14,50% chất khô. Kết quả cho thấy không có sự chênh lệch quá lớn giữa các vùng sinh thái.

2. Giữa hai phương pháp trích ly có hỗ trợ enzym (EAE) và có hỗ trợ siêu âm (UAE), phương pháp nào được ưu tiên lựa chọn và vì sao?

Cả hai phương pháp đều cho hiệu suất thu hồi polyphenol tổng số đạt trên 90%, cao hơn rõ rệt so với trích ly dung môi thông thường. Tuy nhiên, phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm (UAE) được lựa chọn vì dịch chiết thô thu được bảo tồn hoạt tính chống oxy hóa tốt hơn, thể hiện qua giá trị $\text{IC}_{50}$ bẫy gốc tự do DPPH đạt 59,84 $\mu$g/mL (hoạt tính mạnh hơn so với phương pháp EAE).

3. Phân đoạn cặn ethyl acetate của vỏ măng cụt khô đã phân lập được những hợp chất nào và có hợp chất nào mới?

Từ phân đoạn cặn EtOAc, luận án đã phân lập và xác định cấu trúc 09 hợp chất xanthon: 07 hợp chất đã biết ($\alpha$-mangostin, $\gamma$-mangostin, garcinone D, garcinone C, mangostanol, bannaxanthones A, 8-deoxygartanin) và 02 hợp chất lần đầu tiên được phân lập từ vỏ quả măng cụt tại Việt Nam là Garcinoxanthone V ($\text{C}{24}\text{H}{26}\text{O}8$) và Deoxygartanin A ($\text{C}{23}\text{H}_{24}\text{O}_6$).

4. Tổ hợp hạt nano CCG được điều chế từ những thành phần nào và bằng cơ chế gì?

Tổ hợp hạt nano CCG được điều chế từ hai polyme tự nhiên là carrageenan (anion) và chitosan (cation) cùng chất tạo liên kết chéo natri triphosphat (STPP) để bao bọc hoạt chất $\alpha$-mangostin. Quá trình điều chế thực hiện bằng phương pháp gel hóa ion dựa trên tương tác tĩnh điện giữa các nhóm tích điện trái dấu của các polyelectrolyte, tạo cấu trúc hạt nano dạng hình cầu có tính ưa nước cao hơn và giải phóng hoạt chất có kiểm soát.

5. Kết quả ứng dụng các chiết xuất măng cụt và hạt nano CCG trên giò lụa và rượu thể hiện như thế nào?

• Trong sản xuất giò lụa: Bổ sung chiết xuất măng cụt và hạt nano CCG giúp ức chế sự gia tăng của tổng số vi sinh vật hiếu khí sau 120 giờ bảo quản lạnh (<10°C) theo tiêu chuẩn TCVN 4885:2005, đồng thời duy trì màu sắc lát giò ở mức độ cảm quan phù hợp.
• Trong sản xuất rượu vang nho đỏ và rượu màu: Chiết xuất $\alpha$-mangostin và hạt nano CCG10 giúp tăng hàm lượng polyphenol chống oxy hóa, duy trì chỉ số màu sắc của rượu vang đỏ và tạo màu vàng đặc trưng, ổn định sau 10 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Hiền đã xây dựng hệ thống dữ liệu thực nghiệm toàn diện về thành phần hóa học của vỏ quả măng cụt tại 6 tỉnh đại diện cho các vùng canh tác chính ở Việt Nam. Công trình đã xác lập được chế độ công nghệ trích ly hỗ trợ siêu âm tối ưu bằng dung môi ethanol thực phẩm, phân lập thành công 9 hợp chất xanthon tinh sạch (trong đó có 2 chất mới được xác định tại Việt Nam là Garcinoxanthone V và Deoxygartanin A), đồng thời chế tạo thành công hệ hạt nano tổ hợp carrageenan - chitosan - $\alpha$-mangostin giúp cải thiện tính ưa nước và kiểm soát giải phóng hoạt chất. Kết quả thử nghiệm ứng dụng trên giò lụa, rượu vang nho đỏ và rượu màu đã khẳng định tiềm năng thực tiễn của việc sử dụng nguồn phụ phẩm vỏ măng cụt làm phụ gia kháng khuẩn, chống oxy hóa và tạo màu tự nhiên trong công nghiệp thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, chất lượng cuộc sống ngày càng nâng cao nhu cầu sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, an toàn ngày càng được người tiêu dùng quan tâm. Các nghiên cứu khai thác hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học từ các nguyên liệu thực vật trở thành một trào lưu và đang ngày càng gặt hái được nhiều thành công, mang lại cho xã hội nhiều sản phẩm tốt có nguồn gốc tự nhiên và có lợi cho sức khoẻ. Nhiều kỹ thuật khác nhau từ đơn giản như trích ly bằng dung môi thông thường, tới sử dụng các kỹ thuật hỗ trợ như trích ly bằng dung môi siêu tới hạn, trích ly có sự hỗ trợ của siêu âm, vi sóng, áp suất cao, … hay phối hợp với các kỹ thuật xử lý nguyên liệu khác nhau: sấy, nghiền, xúc tác enzym, … đã được áp dụng hiệu quả trong khai thác, tận thu các nhóm hợp chất có hoạt tính quý từ các nguyên liệu thực vật, đặc biệt từ các bộ phận không được khai thác với mục đích dinh dưỡng (chúng là những phần bị bỏ đi trong quá trình sử dụng).

Các dung môi sử dụng cũng như điều kiện thu nhận có vai trò quyết định tới hiệu suất thu hồi và hoạt tính của các hoạt chất, tuy nhiên việc lựa chọn các yếu tố này luôn được các nhà khoa học cân nhắc với sự an toàn cho người sử dụng sản phẩm lẫn người sản xuất và vấn nạn về môi trường hiện nay. Các chiết xuất thu được có định hướng ứng dụng trong thực phẩm ngoài đánh giá hoạt tính còn được đánh giá độ an toàn ở nhiều mức độ khác nhau như thử độc tính với tế bào thường, độc tính trường diễn, độc tính bán trường diễn, … Cây măng cụt (Garcinia mangostana Linn) là một loại cây nhiệt đới được trồng phổ biến ở các nước khu vực Đông Nam Á như Thái Lan, Indonesia, Malaysia và Việt Nam. Ở Việt Nam, trong gần 10.000 loài thực vật bậc cao thì cây măng cụt là loại cây ăn quả được du nhập vào từ thế kỷ 19 và hiện nay trở thành loại cây ăn quả được nhiều địa phương chú trọng phát triển, không ngừng gia tăng cả về diện tích trồng lẫn năng suất, tiêu biểu như Bình Dương, Lâm Đồng, Đăk Nông, Bến Tre, Cần Thơ, Trà Vinh, Sóc Trăng,. với tổng diện tích cả nước (năm 2021) khoảng hơn 7.

Quả măng cụt được ví là “Nữ hoàng của trái cây”, thịt quả có hương vị thơm ngon, giàu giá trị dinh dưỡng được người tiêu dùng trong và ngoài nước yêu thích. Phần vỏ của quả măng cụt chiếm 68÷70% trọng lượng quả [3], chứa nhiều nhóm hoạt chất như xanthon, tanin, anthocyanin,. (những hợp chất này có nhiều hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng viêm, ức chế tế bào ung thư,. Chính vì vậy, ngay từ xa xưa, vỏ quả măng cụt được sử dụng trong các bài thuốc dân gian để điều trị các bệnh về viêm da và đường ruột [7].

Nhiều công bố trong những năm gần đây cho thấy: các chiết xuất măng cụt (từ dạng thô như dịch chiết, cao chiết tới hoạt chất tinh khiết như α, β – 1 mangostin, catechin, .) hầu hết đều có hoạt tính chống oxy hoá, kháng khuẩn, kháng viêm,. và có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt trong y dược.