Nghiên cứu ứng dụng anthocyanin từ khoai lang tím trong thực phẩm

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ HỢP CHẤT MÀU ANTHOCYANIN

1.1.1. Cấu trúc của anthocyanin

1.1.2. Sự phân bố anthocyanin trong tự nhiên

1.1.3. Đặc tính quang phổ của anthocyanin

1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của anthocyanin

1.1.5. Hoạt tính sinh học của anthocyanin

1.1.6. Ứng dụng của anthocyanin trong chế biến thực phẩm

1.2. TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG TÍM

1.3. CHIẾT TÁCH ANTHOCYANIN

1.3.1. Dung môi chiết anthocyanin

1.3.2. Phương pháp chiết tách anthocyanin

1.4. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ANTHOCYANIN TỪ KLT

1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp hóa lý

2.2.2. Phương pháp sinh học

2.2.3. Phương pháp toán học

2.2.4. Phương pháp lấy mẫu nghiên cứu

2.2.5. Phương pháp đánh giá cảm quan

2.3. Sơ đồ và nội dung nghiên cứu

2.4. Phương pháp thực nghiệm

2.4.1. Nghiên cứu lựa chọn, xử lý nguyên liệu KLT

2.4.2. Nghiên cứu chiết tách anthocyanin từ KLT

2.4.3. Nghiên cứu đặc tính, thành phần anthocyanin của KLT

2.4.4. Nghiên cứu tạo chế phẩm màu anthocyanin dạng bột từ KLT

2.4.5. Nghiên cứu ứng dụng phẩm màu anthocyanin trong chế biến thực phẩm

2.4.6. Nghiên cứu tận dụng bã KLT sau khi chiết anthocyanin

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Lựa chọn, xử lý nguyên liệu KLT

3.1.1. Lựa chọn vùng nguyên liệu KLT cho hàm lượng anthocyanin cao

3.1.2. Ảnh hưởng của độ lớn nguyên liệu KLT đến hàm lượng anthocyanin

3.1.3. Một số thành phần hóa học của nguyên liệu KLT

3.1.4. Sự tổn thất của KLT sau thu hoạch

3.1.5. Xử lý nguyên liệu KLT để chiết tách anthocyanin

3.2. Chiết tách anthocyanin từ KLT

3.2.1. Chiết tách anthocyanin từ KLT

3.2.2. Chiết tách anthocyanin từ paste KLT

3.2.3. Chiết tách anthocyanin từ bột KLT

3.2.4. So sánh quá trình chiết anthocyanin từ paste KLT và bột KLT

3.2.5. Xác định hàm lượng anthocyanin trong KLT

3.2.6. Trung hòa dịch chiết giàu anthocyanin từ KLT

3.2.7. Tinh sạch dịch chiết giàu anthocyanin từ KLT

3.3. Đặc tính, thành phần anthocyanin của KLT

3.3.1. Đặc tính quang phổ của chất màu anthocyanin từ KLT

3.3.2. Xác định thành phần anthocyanin của KLT

3.3.3. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến độ bền màu của anthocyanin từ KLT

3.3.4. Hoạt tính sinh học anthocyanin từ KLT

3.4. Tạo chế phẩm màu và xây dựng tiêu chuẩn cho chế phẩm màu anthocyanin từ KLT

3.4.1. Tạo chế phẩm màu anthocyanin từ dịch chiết KLT

3.4.2. Đề xuất quy trình thu nhận chế phẩm màu anthocyanin từ KLT

3.4.3. Xác định một số chỉ tiêu chất lượng của phẩm màu anthocyanin từ KLT

3.4.4. Xây dựng tiêu chuẩn cho phẩm màu anthocyanin từ KLT

3.5. Ứng dụng phẩm màu giàu anthocyanin từ KLT trong chế biến thực phẩm

3.5.1. Ứng dụng phẩm màu giàu anthocyanin từ KLT làm phụ gia tạo màu trong sản xuất kẹo dẻo

3.5.2. Nghiên cứu sản xuất bột uống hòa tan giàu anthocyanin từ KLT như một dạng thực phẩm chức năng

3.6. Tận dụng bã KLT sau khi chiết anthocyanin

3.6.1. Xác định một số chỉ tiêu của bã KLT

3.6.2. Điều kiện thủy phân tinh bột KLT

3.6.3. Thời gian lên men ethanol bã KLT

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3.7. Những đóng góp mới của luận án

3.8. Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo

Các công trình khoa học đã công bố

Tài liệu tham khảo

I. Tổng quan về anthocyanin và khoai lang tím

Anthocyanin là nhóm hợp chất màu tự nhiên tan trong nước, có nguồn gốc từ thực vật. Chúng không chỉ tạo màu sắc đẹp mà còn có nhiều hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, kháng khuẩn, và ngăn ngừa ung thư. Khoai lang tím (KLT) là nguồn nguyên liệu giàu anthocyanin, được trồng phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là giống HL491. Nghiên cứu này tập trung vào việc chiết tách anthocyanin từ KLT và ứng dụng trong thực phẩm, nhằm thay thế các chất màu tổng hợp tiềm ẩn nguy cơ gây hại.

1.1. Cấu trúc và đặc tính của anthocyanin

Anthocyanin là glycoside của anthocyanidin, có cấu trúc gồm hai vòng benzen và một vòng pyran. Chúng có khả năng thay đổi màu sắc theo pH, từ đỏ trong môi trường acid đến xanh trong môi trường kiềm. Đặc tính này làm cho anthocyanin trở thành chất màu lý tưởng trong thực phẩm. Ngoài ra, anthocyanin còn có hoạt tính chống oxy hóa mạnh, giúp bảo vệ tế bào khỏi các gốc tự do.

1.2. Khoai lang tím và hàm lượng anthocyanin

Khoai lang tím (KLT) là nguồn nguyên liệu giàu anthocyanin, đặc biệt là giống HL491. Hàm lượng anthocyanin trong KLT phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt và phương pháp chiết tách. Nghiên cứu này sử dụng KLT giống HL491 để chiết tách anthocyanin, nhằm tạo ra chất màu tự nhiên an toàn và có giá trị dinh dưỡng cao.

II. Phương pháp chiết tách và ứng dụng anthocyanin

Quá trình chiết tách anthocyanin từ khoai lang tím bao gồm các bước xử lý nguyên liệu, chiết tách bằng dung môi, và tinh chế. Phương pháp chiết tách được tối ưu hóa để đảm bảo hàm lượng anthocyanin cao và độ bền màu tốt. Anthocyanin chiết xuất từ KLT được ứng dụng trong thực phẩm như phụ gia tạo màu và thực phẩm chức năng, mang lại lợi ích về sức khỏe và cảm quan.

2.1. Chiết tách anthocyanin từ khoai lang tím

Phương pháp chiết tách anthocyanin từ KLT bao gồm sử dụng dung môi ethanol và nước, kết hợp với điều chỉnh pH và nhiệt độ. Quá trình này được tối ưu hóa để đạt hiệu suất chiết cao nhất. Kết quả cho thấy, anthocyanin chiết xuất từ KLT có độ bền màu tốt và hoạt tính chống oxy hóa mạnh.

2.2. Ứng dụng anthocyanin trong thực phẩm

Anthocyanin từ KLT được ứng dụng trong thực phẩm như phụ gia tạo màu tự nhiên cho kẹo dẻo và bột uống hòa tan. Các sản phẩm này không chỉ có màu sắc hấp dẫn mà còn mang lại lợi ích về sức khỏe nhờ hoạt tính chống oxy hóa và dinh dưỡng của anthocyanin. Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu tự nhiên.

III. Giá trị và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ nâng cao giá trị của khoai lang tím mà còn tạo ra chất màu tự nhiên an toàn, thay thế các chất màu tổng hợp. Anthocyanin từ KLT có tiềm năng lớn trong thực phẩm chức năng và thực phẩm an toàn, góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Đồng thời, việc tận dụng bã KLT sau chiết tách cũng mang lại lợi ích kinh tế và môi trường.

3.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này đóng góp vào việc xác định điều kiện chiết tách anthocyanin từ KLT, đồng thời thiết lập quy trình sản xuất chất màu tự nhiên. Anthocyanin từ KLT không chỉ an toàn mà còn có hoạt tính sinh học quý, mang lại giá trị cao trong thực phẩm chức năng và dinh dưỡng.

3.2. Tận dụng bã khoai lang tím

Sau quá trình chiết tách anthocyanin, bã KLT được tận dụng để sản xuất ethanol và các sản phẩm khác. Điều này không chỉ giảm thiểu chất thải mà còn tăng thêm giá trị kinh tế cho nguồn nguyên liệu này. Nghiên cứu này góp phần phát triển bền vững trong ngành thực phẩm và nông nghiệp.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận và ứng dụng anthocyanin từ khoai lang tím trong chế biến thực phẩm