Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trước áp lực gia tăng dân số toàn cầu, biến đổi khí hậu và nguy cơ mất an ninh dinh dưỡng, nhu cầu tiêu thụ protein được dự báo sẽ tăng gấp đôi trong những năm tới. Xu hướng nghiên cứu và sử dụng protein thực vật ngày càng mở rộng nhờ khả năng thích ứng cao, giảm phát thải carbon và đáp ứng các mục tiêu phát triển bền vững. So với protein nguồn gốc động vật, protein từ cây họ đậu sở hữu các tính chất chức năng công nghệ đa dạng như tạo nhũ, tạo bọt, tạo gel, giữ nước và vi bao, đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

Đậu ngự (Phaseolus lunatus) là loài cây họ đậu nhiệt đới có hàm lượng protein tự nhiên dao động từ 22,24% đến 26,67%, giàu amino acid thiết yếu, chất xơ và khoáng chất, đồng thời có chỉ số đường huyết thấp và không chứa cholesterol. Tại Việt Nam, đậu ngự phát triển tốt với điều kiện khí hậu địa phương, điển hình tại tỉnh Lâm Đồng với năng suất bình quân đạt 2.100 kg/ha. Tuy nhiên, nguồn nông sản này hiện chủ yếu được tiêu thụ ở dạng nguyên hạt, chế biến thủ công hoặc bảo quản lạnh/đóng hộp, chưa được khai thác qua các quy trình chế biến sâu để tạo ra các chế phẩm protein giá trị gia tăng cao.

Mặt khác, các phương pháp trích ly protein thực vật truyền thống bằng kiềm và dung môi hóa học thường bộc lộ nhược điểm như thời gian xử lý kéo dài, tiêu tốn năng lượng và dễ làm biến tính protein. Công nghệ hỗ trợ sóng siêu âm (UAE) tần số thấp mang lại giải pháp cơ học xanh, tạo ra hiện tượng xâm thực khí (cavitation) giúp phá vỡ cấu trúc mô thực vật, tăng diện tích tiếp xúc pha rắn – lỏng và thúc đẩy truyền khối mà không cần sử dụng điều kiện nhiệt độ cao. Từ thực tiễn đó, khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Thực phẩm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện đề tài: "Tính chất hóa lý và đặc điểm chức năng của protein concentrate thu nhận từ đậu ngự (Phaseolus lunatus) có hỗ trợ sóng siêu âm".

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Xây dựng và thực nghiệm quy trình công nghệ thu nhận protein concentrate từ bột đậu ngự tách béo có hỗ trợ xử lý sóng siêu âm.
  2. Khảo sát ảnh hưởng của ba thông số công nghệ chính (tỷ lệ nguyên liệu:dung môi, pH dung dịch siêu âm, thời gian xử lý siêu âm) đến hiệu suất thu hồi sản phẩm, hàm lượng protein và hiệu suất thu hồi protein.
  3. Đo đạc và đánh giá các đặc tính hóa lý (thành phần hóa học, thành phần amino acid, điểm đẳng điện, khối lượng phân tử bằng SDS-PAGE, cấu trúc bậc hai bằng FTIR, hình thái bề mặt bằng SEM, màu sắc hệ CIE-Lab) và các tính chất chức năng công nghệ (độ hòa tan, khả năng hấp thụ nước, khả năng hấp thụ dầu, khả năng tạo bọt và bền bọt, khả năng tạo nhũ và bền nhũ) của protein đậu ngự concentrate thành phẩm.
  4. Đề xuất phạm vi và định hướng ứng dụng thực phẩm cho chế phẩm protein concentrate thu nhận được.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng: Hạt đậu ngự (Phaseolus lunatus) nguyên vỏ thu mua từ Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Phú Minh Tâm (Quận 12, TP. Hồ Chí Minh) và chế phẩm protein concentrate thu nhận từ đậu ngự (PPC).
  • Phạm vi: Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện trong phạm vi quy mô phòng thí nghiệm tại Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh; dữ liệu đánh giá đối chiếu với mẫu chiết xuất truyền thống không siêu âm (CE) và mẫu protein isolate đậu nành thương mại (SPI).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên cấu trúc sinh hóa của hạt họ đậu, trong đó globulin (chiếm khoảng 56,20% đến 70% tổng protein dự trữ) gồm hai thành phần chính: vicilin (7S, dạng trimer, khối lượng phân tử 145 – 190 kDa) và legumin (11S, dạng hexamer liên kết disulfide, khối lượng 300 – 400 kDa), cùng lượng nhỏ albumin (khoảng 18,47% - 20%), glutelin và prolamin. Dựa theo tiêu chuẩn CODEX (2022) cho các sản phẩm protein đậu nành, protein concentrate (PC) là chế phẩm có hàm lượng protein từ 65% đến dưới 90% (tính trên chất khô), được làm sạch các thành phần phi protein như chất béo, carbohydrate hòa tan và chất kháng dinh dưỡng.

Cơ chế trích ly có hỗ trợ siêu âm dựa trên hiện tượng xâm thực khí (acoustic cavitation): sóng siêu âm tần số thấp (37 kHz, công suất 320 W) truyền qua môi trường lỏng tạo ra các chu kỳ nén - giãn liên tiếp, hình thành và làm sụp đổ các bọt khí vi mô. Sự sụp đổ này giải phóng năng lượng cơ học cục bộ, áp suất cao và tạo các vi tia chất lỏng (microjets) va chạm trực tiếp lên bề mặt tế bào thực vật, tạo ra các lỗ rỗng, làm giảm kích thước hạt nguyên liệu và tăng cường khuếch tán protein vào dung môi kiềm. Quá trình kết tủa dựa trên nguyên lý điểm đẳng điện (pI, khoảng pH 4,5), nơi tổng điện tích bề mặt phân tử triệt tiêu, lực đẩy tĩnh điện nhỏ nhất khiến các chuỗi polypeptide co cụm và đông tụ.

Hạng mục Quy cách / Thông số kỹ thuật Nguồn gốc / Mô hình / Tiêu chuẩn áp dụng
Nguyên liệu chính Hạt đậu ngự khô nguyên vỏ Cung cấp bởi Công ty TNHH TM&DV Phú Minh Tâm (TP.HCM)
Tiền xử lý tách béo Ethanol 96%, tỷ lệ 1:5 (w:v), 2 chu kỳ lắc, ly tâm 1.930×g Tạo bột đậu ngự tách béo (DLP) qua rây 150 mesh, ẩm < 10%
Hệ thống siêu âm Thiết bị bể rửa siêu âm Elma S300H Tần số 37 kHz, công suất phát 320 W, kiểm soát nhiệt độ 30°C
Chiết xuất & Tủa NaOH 1N (pH 11), NaCl 0,15M, HCl 1N (pH 4,5), cồn 96% Quy trình kết tủa đẳng điện kết hợp dung môi (1:1 v:v) ở 4°C
Xác định tro & độ ẩm Lò nung Nabertherm, tủ sấy Yamato DKM600 Phương pháp chuẩn AOAC 923.03 và AOAC 925.10
Xác định protein & béo Máy cất đạm Buchi Unit, bộ chiết Soxhlet Phương pháp Kjeldahl AOAC 979.09 và Soxhlet AOAC
Phân tích amino acid Phân tích định lượng sắc ký Phương pháp AOAC Official Method 944, đối chiếu FAO/WHO
Cấu trúc & Hình thái Thiết bị FTIR, kính hiển vi điện tử quét SEM TM4000 plus Đo phổ hồng ngoại biến đổi Fourier và chụp vi cấu trúc tế bào
Điện tích & Khối lượng Điện di SDS-PAGE, máy đo Zeta Zetasizer Advance Pro Xác định phân đoạn peptide và đường cong thế Zeta theo pH
Đặc tính chức năng Thiết bị UV/VIS Hitachi UH5300, Konica CR 400, vortex Đánh giá độ hòa tan, màu CIE-Lab, WAC, OAC, bọt và nhũ hóa

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. Tính cấp thiết của đề tài

Chương này thiết lập nền tảng khoa học và tính cấp thiết của nghiên cứu:

  • Phân tích bối cảnh biến đổi khí hậu, an ninh lương thực và xu hướng chuyển dịch cơ cấu dinh dưỡng sang nguồn đạm thực vật trên phạm vi toàn cầu.
  • Đánh giá hiện trạng sản xuất đậu ngự tại Việt Nam: loài cây thích nghi tốt, năng suất bình quân tại Lâm Đồng đạt 2.100 kg/ha, nhưng chuỗi giá trị chưa phát triển, chủ yếu tiêu thụ truyền thống hoặc bảo quản thô.
  • Nêu rõ các mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu (đậu ngự Phaseolus lunatus), phạm vi thực hiện tại phòng thí nghiệm chuyên ngành thực phẩm, cùng ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung hệ thống thông số công nghệ trích ly siêu âm và ý nghĩa thực tiễn phát triển dòng sản phẩm protein concentrate thương mại.

CHƯƠNG 2. Tổng quan về nguyên liệu đậu ngự

Chương tổng quan cung cấp bức tranh toàn diện từ tài liệu chuyên khảo:

  • Phân loại học: Phaseolus lunatus thuộc bộ Fabales, họ Fabaceae; phân loại hình thái hạt theo ba nhóm chính (Big lima, Sieva, Potato) và ba kiểu hoa văn vỏ hạt.
  • Thành phần hóa học: Tổng hợp số liệu các nghiên cứu trước cho thấy hàm lượng protein hạt thô dao động từ 22,24% đến 26,67%, tro 2,78% - 4,68%, chất béo 0,21% - 3,03%, chất xơ 5,83% - 18,40%, carbohydrate 57,30% - 71,14%. Tinh bột là nguồn carbohydrate chủ yếu (khoảng 44%), acid béo không bão hòa chiếm tỷ lệ cao (linoleic 0,22 g/100g hạt).
  • Cấu trúc protein: Tỷ lệ phân đoạn protein dự trữ trong đậu ngự gồm globulin (56,20%), albumin (18,47%), glutelin (22,69%) và prolamin (3,14%). Globulin chứa 41,70% vicilin (7S) và 58,30% legumin (11S).
  • Tiêu chuẩn sản phẩm: Phân định ranh giới giữa protein concentrate (65% - dưới 90% protein) và protein isolate (từ 90% protein trở lên theo CODEX 2022).
  • Cơ chế các tính năng công nghệ của protein: Nêu chi tiết bản chất hóa lý của tính hòa tan, hấp thụ nước, hấp thụ chất béo, khả năng tạo nhũ và tạo bọt trong chế biến thực phẩm.
  • Kỹ thuật trích ly: Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp kiềm truyền thống, phương pháp sinh học (enzyme protease, carbohydrase) và kỹ thuật vật lý tiên tiến; làm rõ cơ chế xâm thực khí của sóng siêu âm tần số thấp giúp bảo toàn giá trị sinh học và gia tăng hiệu suất.

CHƯƠNG 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương này mô tả chi tiết các bước thực nghiệm và quy chuẩn đo đạc:

  • Chuẩn bị nguyên liệu DLP: Ngâm hạt với nước tỷ lệ 1:3 (8 giờ, 30°C), tách vỏ thủ công, sấy đối lưu 50°C trong 12 giờ đến độ ẩm < 10%, nghiền mịn qua rây 150 mesh. Bột được tách béo 2 lần bằng ethanol 96% tỷ lệ 1:5 (w:v), ly tâm tách dung môi ở 1.930×g (3.000 rpm) trong 5 phút, sấy 50°C trong 5 giờ, nghiền rây thu DLP bảo quản ở 4°C.
  • Quy trình trích ly chính: Phối trộn bột DLP với nước -> Xử lý siêu âm (bể Elma S300H, 37 kHz, 320 W, 30°C) -> Chỉnh pH 11 bằng NaOH 1N, lắc ổn nhiệt 200 rpm ở 30°C trong 2 giờ -> Ly tâm lần 1 (7.000×g, 15 phút) -> Lọc qua lưới 200 mesh. Bã rắn được chiết lần 2 với dung dịch NaCl 0,15M tỷ lệ 1:5 (w:v) ở pH 11 trong 1 giờ để tận thu protein -> Ly tâm lần 2 thu hồi dịch trích gộp.
  • Kết tủa và hoàn thiện: Dịch protein gộp được trộn với ethanol 96% theo tỷ lệ 1:1 (v:v), chỉnh về pH đẳng điện 4,5 bằng HCl 1N, ủ lắng 1 giờ ở 4°C -> Ly tâm lần 3 (7.000×g, 15 phút) thu tủa -> Sấy đối lưu ở nhiệt độ kiểm soát 45°C trong 4 giờ -> Nghiền mịn thu PPC qua rây 150 mesh.
  • Thiết kế 3 thí nghiệm tối ưu hóa đơn yếu tố:
    • Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (1:6, 1:8, 1:10, 1:12 w:v) ở pH 11, siêu âm 5 phút, so sánh song song giữa hệ UAE và hệ không siêu âm (CE).
    • Thí nghiệm 2: Khảo sát pH hỗn hợp siêu âm (pH 7, 8, 9, 10, 11) với tỷ lệ chọn từ TN1, thời gian siêu âm 5 phút.
    • Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian siêu âm (0, 5, 10, 15, 20 phút) ở tỷ lệ và pH tối ưu.
  • Các chỉ tiêu phân tích: Công thức tính hiệu suất thu hồi chế phẩm (H%), hiệu suất thu hồi protein (PY%); các phương pháp chuẩn AOAC; đo phổ FTIR; đo điện di SDS-PAGE; chụp SEM vi cấu trúc; đo thế Zeta; xác định khả năng hấp thụ nước (WAC), hấp thụ dầu (OAC), độ tạo bọt (FC) và độ bền bọt (FS), hoạt tính nhũ hóa (EAI) và độ bền nhũ (ESI).

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Chương thực nghiệm trình bày chi tiết các dữ kiện thu được:

  • Tối ưu hóa điều kiện trích ly: Tỷ lệ nguyên liệu:dung môi 1:8 (w:v), pH huyền phù siêu âm ở mức trung tính (pH 7) và thời gian siêu âm 10 phút được xác định là thông số tối ưu, giúp cân bằng giữa hiệu suất phân tách, chi phí dung môi và bảo toàn cấu trúc phân tử.
  • Vi cấu trúc bề mặt: Ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy mẫu DLP ban đầu có bề mặt đặc, liên kết chặt chẽ; mẫu chiết xuất truyền thống (CE) chỉ bị ăn mòn nhẹ; trong khi mẫu xử lý siêu âm (UAE) xuất hiện nhiều vết nứt vỡ, xốp và mạng lưới lỗ rỗng sâu do tác động cắt phá của các vi tia chất lỏng trong quá trình xâm thực khí.
  • Cấu trúc phân tử: Phổ hồng ngoại FTIR chứng minh mẫu PPC-UAE duy trì các dải hấp thụ đặc trưng của cấu trúc bậc hai tương đương mẫu đậu nành chuẩn (SPI). Điện di SDS-PAGE chỉ ra sự hiện diện của các phân đoạn peptide đặc trưng cho tiểu đơn vị vicilin 7S và legumin 11S. Đường cong thế Zeta xác định điểm đẳng điện của protein đậu ngự nằm tại pH 4,5.
Chỉ tiêu phân tích hóa học Bột đậu ngự tách béo (DLP) Chế phẩm PPC có hỗ trợ siêu âm (UAE)
Hàm lượng Protein (%) Dao động theo nguyên liệu (22 - 26%) 69,38
Hàm lượng Carbohydrate (%) Thành phần chủ yếu ban đầu 16,64
Hàm lượng Tro (%) 2,78 - 4,68 (trong hạt) 6,01
Hàm lượng Độ ẩm (%) < 10,00 7,64
Hàm lượng Chất béo (%) Đã loại béo qua ethanol 0,33
Hiệu suất thu hồi protein (PY%) - 69,85

Thành phần amino acid thiết yếu trong chế phẩm PPC-UAE đạt giá trị vượt mức chuẩn khuyến nghị của FAO/WHO:

  • Valine: 3,46 g/100g
  • Leucine: 5,37 g/100g
  • Isoleucine: 3,12 g/100g
  • Methionine: 0,29 g/100g (mức thấp đặc trưng của nhóm cây họ đậu)
  • Phenylalanine: 4,07 g/100g
  • Tyrosine: 2,18 g/100g
  • Histidine: 2,01 g/100g
  • Lysine: 4,43 g/100g
  • Threonine: 3,03 g/100g

Đặc tính chức năng công nghệ ghi nhận:

  • Khả năng hấp thụ nước (WAC): đạt từ 3,27 g/g đến 3,82 g/g.
  • Khả năng hấp thụ dầu (OAC): đạt từ 2,19 mL/g đến 2,86 mL/g.
  • Độ hòa tan, khả năng tạo bọt, độ ổn định bọt, chỉ số nhũ hóa và độ bền nhũ hóa của PPC-UAE đều biểu hiện xu hướng tương đồng và tiệm cận với protein isolate đậu nành thương mại (SPI).

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • Đề tài kết luận đã hoàn thiện quy trình công nghệ thu nhận protein concentrate từ đậu ngự có hỗ trợ siêu âm với hiệu suất thu hồi protein đạt 69,85% và hàm lượng protein thành phẩm đạt 69,38%, đáp ứng tiêu chuẩn protein concentrate.
  • Kiến nghị tiếp tục triển khai thử nghiệm ở quy mô pilot và nghiên cứu ứng dụng thực tế trong các ma trận thực phẩm công nghiệp.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu mang lại các kết quả định lượng cụ thể:

  1. Xác lập bộ thông số công nghệ trích ly có hỗ trợ siêu âm tối ưu: Tỷ lệ nguyên liệu:dung môi 1:8 (w:v), pH dịch xử lý siêu âm = 7, thời gian siêu âm 10 phút ở tần số 37 kHz, công suất 320 W, nhiệt độ duy trì 30°C.
  2. Hiệu suất thu hồi protein đạt 69,85%, cao hơn đáng kể so với phương pháp chiết xuất truyền thống không sử dụng siêu âm (CE).
  3. Chế phẩm PPC thu được đạt chuẩn chất lượng với hàm lượng protein 69,38%, chất béo triệt tiêu còn 0,33%, tro 6,01%, độ ẩm 7,64% và carbohydrate 16,64%.
  4. Thành phần amino acid thiết yếu hoàn chỉnh, các chỉ số leucine (5,37 g/100g), lysine (4,43 g/100g), phenylalanine (4,07 g/100g), valine (3,46 g/100g) đều vượt khuyến nghị dinh dưỡng của FAO/WHO.
  5. Về mặt chức năng công nghệ, chế phẩm có khả năng giữ nước (3,27 - 3,82 g/g) và giữ dầu (2,19 - 2,86 mL/g), cùng các đặc tính tạo nhũ, tạo bọt và độ hòa tan tương đương với protein isolate đậu nành thương phẩm (SPI).

Về mặt đóng góp khoa học, đề tài là công trình nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên trong nước khảo sát có hệ thống ảnh hưởng của sóng siêu âm đến cấu trúc vi mô, tính chất hóa lý và đặc tính chức năng của protein concentrate thu nhận từ đậu ngự (Phaseolus lunatus). Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu cơ sở quan trọng về cơ chế phá hủy thành tế bào của hiện tượng xâm thực khí, đồng thời mở ra giải pháp nâng cao giá trị thương phẩm cho nông sản hạt đậu ngự tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra các giới hạn dựa trên phạm vi thực nghiệm đã công bố:

  • Phạm vi nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ xử lý 100 mL dung dịch với 10 g nguyên liệu bột đậu ngự tách béo), chưa đánh giá các yếu tố truyền nhiệt và tổn thất năng lượng khi tăng quy mô.
  • Hàm lượng amino acid chứa lưu huỳnh (methionine đạt 0,29 g/100g) còn thấp so với nhu cầu dinh dưỡng toàn diện, phản ánh đúng đặc tính cố hữu của protein họ đậu.

Hướng nghiên cứu mở rộng được đề xuất:

  • Mở rộng quy mô thực nghiệm sang hệ thống pilot và phát triển quy trình sản xuất liên tục ở quy mô công nghiệp.
  • Thử nghiệm phối trộn và đánh giá chất lượng cảm quan, cấu trúc thực tế của protein concentrate đậu ngự trong các nhóm sản phẩm chế biến cụ thể như xúc xích, sản phẩm chế biến từ thịt, bánh nướng, kem, sữa chua và đồ uống bổ sung dinh dưỡng.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sau thu hoạch, Kỹ thuật Hóa học quan tâm đến kỹ thuật chiết xuất xanh và hóa học protein thực vật.
  • Các kỹ sư phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp chế biến thực phẩm, bánh kẹo, đồ uống dinh dưỡng đang tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế đậu nành hoặc phát triển sản phẩm thuần thực vật (plant-based).

Các phần nội dung có giá trị tham khảo kỹ thuật cao nhất:

  • Quy trình tiền xử lý hạt và kỹ thuật tách béo bột đậu ngự bằng ethanol 96%.
  • Bố trí thực nghiệm và bộ thông số vận hành hệ thống siêu âm bể rửa (37 kHz, 320 W) kết hợp trích ly kiềm hai giai đoạn và kết tủa đẳng điện kết hợp cồn.
  • Chuỗi phương pháp phân tích đánh giá cấu trúc (FTIR, SDS-PAGE, SEM, Zeta) và các phép đo tính chất chức năng công nghệ thực phẩm theo chuẩn AOAC.

Câu hỏi thường gặp

1. Điều kiện tối ưu để trích ly protein concentrate từ đậu ngự có hỗ trợ siêu âm trong nghiên cứu này là gì?
Các thông số tối ưu được xác định gồm: tỷ lệ nguyên liệu:dung môi là 1:8 (w:v), pH dịch xử lý siêu âm là 7 (trung tính), thời gian xử lý siêu âm là 10 phút trong bể siêu âm tần số 37 kHz, công suất 320 W, nhiệt độ duy trì ở 30°C.

2. Hiệu suất thu hồi và thành phần dinh dưỡng chính của chế phẩm PPC-UAE đạt được bao nhiêu?
Quy trình có hỗ trợ siêu âm đạt hiệu suất thu hồi protein là 69,85%. Thành phần hóa học của chế phẩm khô gồm: protein 69,38%, carbohydrate 16,64%, tro 6,01%, độ ẩm 7,64% và chất béo 0,33%.

3. Tại sao cần phải thực hiện công đoạn trích ly tách béo bột đậu ngự (DLP) trước khi siêu âm và trích ly protein?
Chất béo trong hạt liên kết với protein và carbohydrate qua tương tác kỵ nước và van der Waals. Tách béo trước bằng ethanol 96% giúp phá vỡ các phức hợp này, ngăn ngừa tương tác cản trở giữa chất béo và protein trong dung dịch kiềm, từ đó tăng độ tinh sạch và nâng cao hiệu suất thu hồi protein.

4. Dữ liệu phân tích cấu trúc vi mô (SEM) và quang phổ (FTIR) chỉ ra điều gì về tác động của sóng siêu âm?
Ảnh SEM cho thấy sóng siêu âm tạo hiện tượng xâm thực khí, làm nứt vỡ thành tế bào và hình thành các lỗ rỗng lớn trên bề mặt bột nguyên liệu, tạo điều kiện cho dung môi khuếch tán. Phổ FTIR và điện di SDS-PAGE xác nhận quá trình siêu âm 10 phút ở 320 W không phá hủy cấu trúc bậc hai của protein, bảo toàn được các dải peptide đặc trưng của globulin 7S và 11S tương đương mẫu protein đậu nành đối chứng (SPI).

5. Điểm đẳng điện (pI) của protein đậu ngự được xác định tại mức pH nào trong nghiên cứu?
Dựa trên phép đo thế Zeta theo hàm pH và quy trình kết tủa thực nghiệm, điểm đẳng điện của protein đậu ngự được xác định tại pH 4,5, nơi tổng điện tích triệt tiêu giúp protein kết tủa tối đa khi bổ sung ethanol 96% theo tỷ lệ thể tích 1:1 ở 4°C.

Kết luận

Khóa luận đã xây dựng thành công quy trình công nghệ thu nhận protein concentrate từ đậu ngự (Phaseolus lunatus) có hỗ trợ sóng siêu âm tại điều kiện tối ưu (tỷ lệ 1:8 w:v, pH 7, thời gian 10 phút, 37 kHz, 320 W), đạt hiệu suất thu hồi protein 69,85% và hàm lượng protein thành phẩm 69,38%. Chế phẩm thu được sở hữu thành phần amino acid thiết yếu cân đối vượt khuyến nghị FAO/WHO, đồng thời bảo toàn cấu trúc phân tử và thể hiện các đặc tính chức năng công nghệ (hòa tan, giữ nước, giữ dầu, tạo bọt, tạo nhũ) tương đồng với protein isolate đậu nành thương mại. Kết quả thực nghiệm khẳng định tiềm năng ứng dụng thực tiễn của protein concentrate đậu ngự trong công nghiệp chế biến thịt, bánh kẹo, đồ uống và mở ra hướng phát triển công nghệ chế biến sâu nông sản họ đậu tại Việt Nam.