Luận án: Nghiên cứu Thành phần Hóa học Cua Lột (Scylla) và Quy trình Sản phẩm Tăng cường Sức khỏe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------- NGUYỄN THỊ PHƢƠNG LAN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN PHẨM CÓ TÁC DỤNG TĂNG CƢỜNG SỨC KHỎE TỪ CUA LỘT (SCYLLA) LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 9.01 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Quyết Chiến 2. Lê Tất Thành Hà Nội- 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam Ďoan: Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Quyết Chiến và TS.

Lê Tất Thành. Các số liệu và kết quả thu Ďược trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa Ďược công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Thị Phương Lan ii LỜI CẢM ƠN Với sự kính trọng, lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS. Nguyễn Quyết Chiến và TS.

Lê Tất Thành là những người thầy Ďã hướng dẫn tận tình và tạo mọi Ďiều kiện giúp Ďỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án. Tôi xin Ďược cảm ơn sự giúp Ďỡ và tạo Ďiều kiện thuận lợi của Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong suốt thời gian tôi thực hiện luận án. Tôi cũng xin Ďược cảm ơn sự quan tâm, giúp Ďỡ của GS. Phạm Quốc Long, Ban Lãnh Ďạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Cục An toàn thực phẩm - Bộ Y tế, những người Ďã cùng tôi chia sẻ công việc cũng như Ďộng viên tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và học tập.

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển sản phẩm thiên nhiên - Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Kiểm nghiệm An toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia Ďã giúp Ďỡ tôi nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận án. Đặc biệt, tôi xin Ďược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể những người thân trong gia Ďình tôi, bạn bè Ďã Ďộng viên Ďể tôi có thể hoàn thiện Ďược luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Thị Phương Lan iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.

iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. viii DANH MỤC BẢNG. xi DANH MỤC HÌNH. xiii MỞ ĐẦU.

Tổng quan về cua Scylla spp. Giới thiệu chung về cua. Giới thiệu về chi cua bùn Scylla. Giới thiệu chung về cua lột và nghề nuôi cua lột.

Tình hình sử dụng, chế biến cua lột. Các nghiên cứu hóa học về cua. Nghiên cứu về thành phần hóa học các loài cua biển trên thế giới. Nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài cua bùn Scylla.

Nghiên cứu về các chất có hoạt tính sinh học của các loài cua. Hoạt tính chống oxy hóa. Hoạt tính kháng vi sinh vật. Các hoạt tính khác.

Hoạt tính của lipid và phospholipid. Công nghệ thuỷ phân protein trong chế biến thực phẩm. Giới thiệu chung .2 Tính chất hóa lý của protein thủy phân. Hoạt tính sinh học của protein thủy phân.

Ứng dụng của protein thủy phân. Các phương pháp thủy phân protein. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm và tối ƣu hóa quy trình công nghệ hóa học. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm (Phương pháp bề mặt đáp ứng – RSM).

Phần mềm quy hoạch thực nghiệm Design Expert 12. Định hƣớng nghiên cứu. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tƣợng nghiên cứu.

Phƣơng pháp nghiên cứu. Các phương pháp xác định thành phần hóa học. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học. Phương pháp thủy phân bằng công nghệ enzym.

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa quy trình công nghệ. Sơ chế và xử lý mẫu cua lột. Sơ đồ nghiên cứu mẫu cua lột. Phân tích các thành phần hóa học cơ bản.

Xác định hàm lượng ẩm. Xác định hàm lượng tro. Xác định hàm lượng protein. Xác định hàm lượng lipid t ng.

Xác định khoáng chất. Xác định Ca, Mg, Na, K, P, Fe, Zn. Phương pháp xác định Cu, Mn. Xác định cholesterol, ecdysone.

Phân tích thành phần và hàm lƣợng axit amin. Xác định thành phần và hàm lƣợng các axit béo. Xác định thành phần và hàm lƣợng các lớp chất lipid trong lipid tổng. Phân tích các dạng phân tử của lipid phân cực.

Xác định các nhóm chất trong từng phân lớp lipid phân cực. Xác định các dạng phân tử của phân lớp phospholipid. Thử nghiệm hoạt tính sinh học. Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư.

Thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp đo malondialdehyde (MDA). Thử nghiệm hoạt tính kháng viêm. Thử nghiệm hoạt tính chống loãng xương của sản phẩm thủy phân cua lột và sản phẩm thực phẩm chức năng từ bột cua lột thuỷ phân. Nghiên cứu và tối ƣu hóa quá trình thủy phân cua lột bằng enzym.

Thiết bị và nguyên liệu. Quy trình chung cho phản ứng thủy phân. Xác định độ thủy phân (phương pháp OPA) và hàm lượng peptid. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng.

Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân. Nghiên cứu và tối ƣu hóa quá trình sấy phun. Thiết bị và nguyên liệu. Quy trình chung.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy phun. Sản xuất bột cua lột thủy phân ở qui mô pilot. Sơ đồ định hƣớng nghiên cứu quy trình công nghệ tạo sản phẩm có tác dụng tăng cƣờng sức khỏe quy mô phòng thí nghiệm.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 Thành phần hóa học của cua lột Scylla paramamosain. Các thành phần hóa học cơ bản. Hàm lượng ẩm và tro của cua lột. Hàm lượng protein.

Hàm lượng lipid. Hàm lượng vitamin. Hàm lượng khoáng chất. Thành phần và hàm lượng các axit amin.

Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid của cua lột. Thành phần và hàm lượng các axit béo. Xác định các dạng phân tử của lớp chất phospholipid. Hàm lượng cholesterol và ecdysone trong quá trình lột xác của cua lột.

Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học của các lớp chất lipid của cua lột. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng viêm. Kết quả đánh giá hoạt tính chống oxy hóa. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư.

Xây dựng và tối ƣu hóa quy trình thủy phân cua lột bằng enzym. Nghiên cứu lựa chọn enzym cho quá trình thủy phân. Nghiên cứu ảnh hưởng của các đơn yếu tố đến hàm mục tiêu của quá trình. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH.

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung vào nguyên liệu. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzym/cơ chất (E/S). Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân.

Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp bề mặt đáp ứng. Thiết lập mô hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm. Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình. Tối ưu hóa quy trình thủy phân.

Kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa. Xây dựng và tối ƣu hóa quy trình sấy phun sản phẩm thủy phân cua lột115 4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của quá trình sấy phun. Ảnh hưởng của tốc độ đầu phun đến chất lượng sản phẩm.

Thiết lập mô hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí sấy đầu vào đến chất lượng sản phẩm. Ảnh hưởng của tốc độ bơm dịch đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sấy phun bằng phương pháp bề mặt đáp ứng.

Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình. Tối ưu hóa quy trình sấy phun. Kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa. Sản xuất bột cua lột thủy phân ở quy mô pilot.

Quy trình sản xuất. Thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân cua lột. Thành phần và hàm lượng dinh dưỡng chính. Thành phần và hàm lượng khoáng chất.

Hoạt tính chống loãng xương của sản phẩm thủy phân cua lột và sản phẩm thực phẩm chức năng Boness từ bột cua lột thuỷ phân. Bào chế sản phẩm có tác dụng tăng cƣờng sức khỏe từ bột cua lột thủy phân. Sản phẩm “Forté Kid” chống còi xương ở trẻ em. Các nguyên liệu chính sử dụng để bào chế sản phẩm Forté Kid.

Quy trình bào chế bột dinh dưỡng Forté Kid. Đánh giá cảm quan kết quả của bột dinh dưỡng. Công thức sản phẩm Forté Kid. Sản phẩm “Boness” chống loãng xương.

Các nguyên liệu chính sử dụng để bào chế sản phẩm Boness. Xác định tá dược độn. Quy trình bào chế sản phẩm chống loãng xương Boness. Công thức sản phẩm chống loãng xương Boness .138 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.139 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ .140 TÀI LIỆU THAM KHẢO .141 1 MỞ ĐẦU Ở nước ta, cua bùn (Scylla spp.) là một Ďối tượng nuôi thủy sản nước mặn-lợ truyền thống, có giá trị kinh tế-xã hội quan trọng trong cộng Ďồng ngư dân ven biển và là nguồn thực phẩm ưa thích của số Ďông người Việt.

Nghề nuôi cua bùn thương phẩm phát triển kéo theo sự phát triển của nghề nuôi cua lột Ďã làm tăng lên giá trị kinh tế của Ďối tượng này và làm Ďa dạng hơn nghề nuôi thủy sản. Nuôi cua lột cũng là một nghề truyền thống mà sản phẩm là những con cua vỏ mềm (Ďược gọi là cua lột), sau khi Ďã lột bỏ lớp vỏ cứng thay bằng lớp màng chitin mềm mại bao bọc cơ thể. Cho Ďến nay, sản phẩm cua lột chỉ Ďược sử dụng như một thực phẩm “ăn liền”, nghĩa là chỉ dừng ở việc sơ chế, Ďóng gói, bảo quản cấp Ďông rồi tiêu thụ nội Ďịa hoặc xuất khẩu Ďể làm nguyên liệu cho các nhà hàng chế biến ra hàng loạt các món ăn. Các nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của cua lột cũng như công nghệ chế biến làm tăng giá trị, bào chế các sản phẩm có chất lượng cao còn rất hạn chế.