Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu quá trình thuỷ phân tinh bột khoai lang bằng enzyme và ứng dụng trong thực phẩm

• Tác giả: Dương Hồng Quân
• Người hướng dẫn: PGS. Lương Hồng Nga
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu quá trình thuỷ phân tinh bột khoai lang bằng phương pháp enzyme tạo tinh bột tiêu hoá chậm và isomaltooligosaccharide nhằm ứng dụng trong thực phẩm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. MỤC LỤC
• 1.2. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• 1.3. DANH MỤC CÁC BẢNG
• 1.4. DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
• 2. MỞ ĐẦU
• 2.1. Tính cấp thiết của luận án
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 2.5. Những điểm mới của luận án
• 3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 3.1. Tổng quan về cây khoai lang
• 3.1.1. Nguồn gốc của cây khoai lang
• 3.1.2. Đặc điểm hình thái cây khoai lang
• 3.1.3. Giá trị dinh dưỡng của khoai lang
• 3.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang
• 3.1.5. Một số giống khoai phổ biến ở Việt Nam
• 3.2. Tổng quan về tinh bột khoai lang
• 3.2.1. Hình dạng và kích thước của hạt tinh bột khoai lang
• 3.2.2. Cấu trúc của tinh bột khoai lang
• 3.2.3. Tính chất của tinh bột khoai lang
• 3.2.4. Các sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột khoai lang và tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm
• 3.2.5. Tinh bột tiêu hóa chậm (SDS): thu nhận và tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm
• 3.2.6. Isomaltooligosaccharide (IMO): thu nhận và khả năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm
• 3.2.7. Một số nhóm enzyme tác dụng lên tính chất tinh bột
• 3.3. Tính cấp thiết và nội dung nghiên cứu
• 4. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.1. Vật liệu nghiên cứu. Nguyên liệu tinh bột khoai lang
• 4.2. Chế phẩm enzyme
• 4.3. Phương pháp nghiên cứu
• 4.3.1. Phương pháp công nghệ
• 4.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 4.3.3. Phương pháp phân tích
• 4.3.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Đặc tính tinh bột khoai lang và khả năng thu hồi tinh bột của các giống khoai lang Việt Nam
• 5.1.1. Khả năng thu hồi tinh bột các giống khoai lang Việt Nam
• 5.1.2. Thành phần amylose của tinh bột các giống khoai lang Việt Nam
• 5.1.3. Đặc điểm hình thái và cấu trúc hạt tinh bột của các giống khoai lang Việt Nam
• 5.1.4. Một số tính chất lý hóa của tinh bột khoai lang Việt Nam
• 5.2. Điều kiện thu nhận tinh bột tiêu hóa chậm và đặc tính của tinh bột tiêu hóa chậm thành phẩm
• 5.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân tinh bột khoai lang bằng enzyme pullulanase hướng tới sự hình thành tinh bột tiêu hóa chậm
• 5.2.2. Nghiên cứu chế độ thoái hóa tinh bột sau thủy phân pullulanase làm tăng hàm lượng tinh bột tiêu hóa chậm
• 5.2.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm và đưa ra quy trình sản xuất tinh bột tiêu hóa chậm từ tinh bột khoai lang
• 5.3. Nghiên cứu điều kiện thu nhận isomaltooligosaccharide
• 5.3.1. Điều kiện thu nhận isomaltooligosaccharide bằng phương pháp phân đoạn
• 5.3.2. Điều kiện thu nhận isomaltooligosaccharide bằng phương pháp đường hóa và gắn nhánh đồng thời
• 5.4. Ứng dụng tinh bột tiêu hóa chậm và isomaltooligosaccharide trong sản xuất thực phẩm
• 5.4.1. Ứng dụng bổ sung tinh bột tiêu hóa chậm vào sản phẩm miến dong
• 5.4.2. Ứng dụng bổ sung isomaltooligosaccharide vào sản phẩm sữa tươi và nước quả
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của luận án

Khoai lang là cây lương thực truyền thống có giá trị kinh tế cao tại Việt Nam, đứng thứ hai chỉ sau khoai tây. Với sản lượng ước tính hơn 1,4 triệu tấn trong năm 2019, khoai lang không chỉ được tiêu thụ trong nước mà còn xuất khẩu và chế biến thành nhiều sản phẩm thực phẩm. Tinh bột khoai lang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất mì sợi và miến nhờ khả năng kết dính tốt. Nghiên cứu cho thấy, việc nâng cao giá trị kinh tế cho khoai lang có thể thực hiện thông qua việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng từ tinh bột. Tinh bột tiêu hóa chậm (SDS) và isomaltooligosaccharides (IMO) là hai sản phẩm tiềm năng có thể giúp cải thiện sức khỏe con người, đặc biệt cho những người mắc bệnh tiểu đường và béo phì. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột khoai lang nhằm tạo ra SDS và IMO là cần thiết.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Luận án đặt ra mục tiêu cụ thể nhằm xác định đặc điểm hình thái, cấu trúc và tính chất lý hóa của tinh bột khoai lang Việt Nam. Bên cạnh đó, nghiên cứu sẽ xác định phương pháp thu nhận SDS và IMO từ tinh bột khoai lang, đánh giá khả năng ứng dụng của chúng trong sản xuất thực phẩm. Mục tiêu này không chỉ giúp làm rõ các đặc tính của tinh bột mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển sản phẩm từ khoai lang, tăng cường giá trị dinh dưỡng và khả năng tiêu thụ của sản phẩm thực phẩm. Việc nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà sản xuất và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.

III. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm việc khảo sát các đặc tính của tinh bột khoai lang và khả năng thu hồi tinh bột từ các giống khoai lang Việt Nam. Nghiên cứu cũng sẽ đi sâu vào điều kiện thu nhận SDS và IMO, bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân tinh bột bằng enzyme. Các sản phẩm SDS và IMO sẽ được đánh giá về chất lượng và khả năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm. Những kết quả từ nghiên cứu này sẽ giúp các nhà khoa học và nhà sản xuất có cái nhìn rõ ràng hơn về tiềm năng của tinh bột khoai lang trong việc phát triển sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Luận án không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin đáng tin cậy về tính chất hóa lý của tinh bột khoai lang các giống khoai lang phổ biến tại Việt Nam, giúp các nhà khoa học và nhà sản xuất trong việc lựa chọn giống và phương pháp chế biến. Việc sản xuất các sản phẩm mới từ tinh bột khoai lang với các đặc tính có lợi cho sức khỏe sẽ phù hợp với xu thế thị trường và nâng cao giá trị thương mại cho khoai lang Việt Nam. Đồng thời, nghiên cứu này cũng có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.

V. Những điểm mới của luận án

Luận án là công trình nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam về các tính chất lý hóa và cấu trúc của tinh bột khoai lang. Nó cung cấp giải pháp công nghệ sản xuất SDS và IMO từ tinh bột khoai lang, mở ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp thực phẩm. Những nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế cho khoai lang mà còn góp phần vào việc phát triển các sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng an toàn và hiệu quả cho sức khỏe. Việc ứng dụng enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột cũng được xem là một bước tiến quan trọng trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm từ khoai lang.