Nghiên cứu chế biến sản phẩm sữa bột đậu nành bổ sung nano curcumin

Nhiệm vụ và nội dung Nhiệm vụ Khảo sát tỷ lệ đậu nành và nước thích hợp Khảo sát các ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên quy trình sản xuất sữa bột có bổ sung nano curcumin Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

HUỲNH VŨ Ý NHI

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SỮA BỘT ĐẬU NÀNH

BỔ SUNG NANO CURCUMIN

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm

Mã số: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2017

1 Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Trần Bích Lam

2 Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS Hoàng Kim Anh

3 Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM

Ngày 11 tháng 07 năm 2017

Thành phần phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 GS TS Lê Văn Việt Mẫn………

2 PGS Hoàng Kim Anh………

3 TS Tôn Nữ Minh Nguyệt………

4 PGS TS Lê Nguyễn Đoan Duy………

5 TS Trần Thị Ngọc Yên………

Xác nhận của Chủ Tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đạ được sửa chữa (nếu có)

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Huỳnh Vũ Ý Nhi MSHV: 1570434

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60540101

I Tên đề tài NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SỮA BỘT ĐẬU NÀNH BỔ SUNG NANO CURCUMIN

II Nhiệm vụ và nội dung

Nhiệm vụ

Khảo sát tỷ lệ đậu nành và nước thích hợp Khảo sát các ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên quy trình sản xuất sữa bột có bổ sung nano curcumin

Nội dung

- Kiểm tra thành phần hóa học của nguyên liệu đậu nành

- Chọn tỷ lệ đậu nước tạo dịch sữa đậu nành

- Khảo sát công thức phối trộn nano curcumin

- Tác động của áp suất đồng hóa lên chất lượng của sản phẩm

- Tác động của nhiệt độ đầu vào trong quá trình sấy phun lên chất lượng sản phẩm

- Tác động của áp lực đầu phun của máy sấy phun lên chất lượng của sản phẩm

- Đánh giá tác động phối trộn SPI ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

TS Trần Bích Lam

Cán bộ hướng dẫn

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Chủ nhiệm bộ môn

Trưởng khoa kỹ thuật hóa học

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Kỹ Thuật Hóa học – Trưởng Đại Học Bách Khoa TP HCM đã hỗ trợ trang thiết bị, máy móc, vật tư và phòng thí nghiệm giúp em hoàn thành luận văn đúng tiến độ Ngoài ra, em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Công Nghệ Thực Phẩm đã hổ trợ hết mình về thiết bị sấy phun trong thời gian thực hiện

Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Bích Lam, người luôn gắn bó, trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài Đồng thời,

em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Cô Nhan và các quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn này

Em cũng xin cảm ơn các bạn học viên và sinh viên phòng thí nghiệm: bạn

P Thảo Tom Boy, B Ngọc Ú Nu, Thu Phương ốm teo, M Trí, P Linh, Bé Thủy

và đặc biệt là bé Bông và Bảo đã tận tình giúp đỡ, đồng hành và hỗ trợ em trong thời gian qua

Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba, Mẹ và gia đình luôn chăm sóc và động viên tinh thần trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

TP.HCM, Ngày Tháng Năm

Học Viên

Huỳnh Vũ Ý Nhi

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Kỹ Thuật Hóa học – Trưởng Đại Học Bách Khoa TP HCM đã hỗ trợ trang thiết bị, máy móc, vật tư và phòng thí nghiệm giúp em hoàn thành luận văn đúng tiến độ Ngoài ra, em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Công Nghệ Thực Phẩm đã hỗ trợ hết mình về thiết bị sấy phun trong thời gian thực hiện

Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Bích Lam, người luôn gắn bó, trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài Đồng thời,

em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Cô Nhan và các quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn này

Em cũng xin cảm ơn các bạn học viên và sinh viên phòng thí nghiệm: bạn

P Thảo Tom Boy, B Ngọc Ú Nu, Thu Phương ốm teo, M Trí, P Linh, Bé Thủy

và đặc biệt là bé Bông và Bảo đã tận tình giúp đỡ, đồng hành và hỗ trợ em trong thời gian qua

Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba, Mẹ và gia đình luôn chăm sóc và động viên tinh thần trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

TP.HCM, Ngày 11 Tháng 07 Năm 2017

Học Viên

Huỳnh Vũ Ý Nhi

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn đã tập trung nghiên cứu các điều kiện sấy phun sữa đậu nành bổ sung nano curcumin bằng phương pháp sấy phun để cải thiện khả năng hòa tan của curcumin và tăng tính dược lý của sản phẩm

Curcumin 1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione, là một hợp chất polyphenol kỵ nước có nhiều chức năng sinh học và dược học như khả năng chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn và kháng ung thư Tuy nhiên,

do tính chất hòa tan kém trong nước, curcumin được hấp thụ rất kém ở cơ thể người và động vật Việc ứng dụng công nghệ nano vào curcumin đang là một hướng đi mới, đầy tiềm năng trong việc giải quyết vần đề đang gặp phải

Trong luận văn này, chúng tôi đề xuất một phương pháp mới để ứng dụng nano curcumin làm thực phẩm chức năng Sản phẩm sữa bột đậu nành bổ sung nano curcumin được sản xuất bằng phương pháp sấy phun từ hỗn hợp sữa đậu nành – nano curcumin Hạt đậu nành được ngâm với lượng nước, nhiệt độ thích hợp và xay nhuyễn bằng máy xay philips Sau đó, đem phối trộn và thực hiện các thông số lựa chọn cho quá trình sản xuất bao gồm : tỷ lệ giữa đậu nành : nước = 1:8, tỷ lệ phối trộn sữa đậu nành và nhũ tương nano curcumin thành 1 L dung dịch; áp suất đồng hóa 300 bar; nhiệt độ đầu vào của tác nhân đem sấy phun

1800C, áp lực đầu phun là 3bar và tỷ lệ phối trộn với phụ gia SPI để tạo dung dịch có nồng độ 15% Sản phẩm sữa bột được sản xuất theo điều kiện đã lựa chọn có hàm lượng protein 31,7%, lipid thô 12,4%, hàm lượng curcumin 3,84mg/g sản phẩm vả độ ẩm sản phẩm 4,8% Khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử SEM ta thấy các hạt có khuynh hướng dính vào nhau Tuy nhiên, sản phẩm cũng đáp ứng được các yêu cầu dinh dưỡng và an toàn cho người tiêu dùng

ABSTRACT

The thesis focused on the drying conditions of spray dried soybean milk with nano curcumin spray method to improve the solubility of curcumin and increase the pharmacological properties of the product

Curcumin 1,7-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) -1,6-heptadiene-3,5-dione,

is a hydrophobic polyphenol compound with many biological and pharmacological functions such as oxygen resistance Chemically, anti-inflammatory, antibacterial and anti-cancer However, due to poor water solubility, curcumin is poorly absorbed in humans and animals The application

of nanotechnology to curcumin is a new and potential direction in solving the problem

In this essay, we propose a new way to apply nano curcumin as a functional food Soybean milk powder supplemented with nano curcumin is produced by spray drying from soy milk soya beans - curcumin Soy beans are soaked in water, the right temperature and ground using a Philips blender Then mix and make the selection parameters for the production process including the soybean ratio: water = 1: 8, the mixing ratio of ml of soy milk / ml of curcumin nano emulsion to 1 L solution; Pressure 300 bar; The input temperature of the spraying agent is 1800C, the nozzle pressure is 3bar, and the mixing ratio with the SPI additive is 15% Powdered milk products produced under conditions of choice were 31.7% protein, 12.4% crude lipid, curcumin content of 3.84mg / g and 4.8% product moisture content When viewed under an SEM electronic microscope, particles tend to stick together However, the product also meets the nutritional and safety requirements for consumers

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác Mọi tài liệu tham khảo được trích dẫn trong bài

TPHCM, Ngày 11 Tháng 07 Năm 2017

Học Viên Thực Hiện

Huỳnh Vũ Ý Nhi

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN ii

ABSTRACT iii

LỜI CAM ĐOAN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC SƠ ĐỒ xii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xiii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Nghệ vàng và curcumin 3

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố 3

1.1.2 Thành phần hóa học trong thân rễ nghệ 4

1.1.3 Curcumin và các hoạt chất khác trong nghệ 5

1.1.4 Tính chất vật lý của curcumin 6

1.1.5 Tác dụng dược lý 7

1.1.6 Dược động học 7

1.2 Tổng quan về sấy phun 8

1.2.1 Tổng quan sấy phun 8

1.2.2 Nano curcumin 11

1.3 Một số công trình nghiên cứu 11

1.4 Đậu nành và công nghệ chế biến sữa bột đậu nành 13

1.4.1 Hạt đậu nành 13

1.4.2 Cấu tạo hạt đậu nành 13

1.4.3 Thành phần hóa học của đậu nành 13

1.4.3.1 Protein đậu nành và thành phần acid amin 14

1.4.3.2 Lipit 15

1.4.3.3 Carbohydrate 16

1.4.3.4 Chất khoáng, vitamin 17

1.4.3.5 Một số thành phần khác trong đậu nành 17

1.4.3.6 Một số enzyme trong đậu nành 18

1.4.3.7 Tác dụng của đậu nành 18

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 19

2.1 Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu 19

2.2 Thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu 20

2.3 Quy trình tạo dung dịch nhũ tương nanno curcumin 20

2.4 Quy trình sản xuất sữa bột từ đậu nành bổ sung nano curcumin 21

2.4.1 Quy trình sản xuất sữa bột từ đậu nành bổ sung nano curcumin 22

2.4.2 Thuyết minh quy trình 24

2.5 Thiết kế thí nghiệm 24

2.6 Xây dựng đường chuẩn curcumin và định lượng curcumin 26

2.7 Xác định nồng độ chất khô và hiệu suất thu hồi chất khô của sữa đậu nành 28

2.8 Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi curcumin 28

2.9 Xác định khả năng hòa tan của curcumin và bột sản phẩm 29

2.10 Hiệu quả tương tác của protein – curcumin 29

2.11 Đánh giá chất lượng sản phẩm 30

2.12 Xử lý số liệu 36

CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN – BÀN LUẬN 37

3.1 Kết quả xác định thành phần nguyên liệu đậu nành 38

3.2 Kết quả xác định tỷ lệ phối trộn giữa đậu nành và nước 38

3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn sữa đậu nành và nano curcumin 39

3.4 Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa 46

3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun 50

3.6 Ảnh hưởng của việc bổ sung SPI đến chất lượng sản phẩm 55

3.7 Ảnh hưởng của áp lực đầu phun 60

3.8 Thành phần và tính chất của sản phẩm 65

3.9 Kết quả về đánh giá cảm quan sản phẩm 66

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC 74

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của nghệ 4

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (theo hàm lượng chất khô) 14

Bảng 1.3 So sánh thành phần acid amin không thay thế trong đậu nành và các loại thực phẩm khác (nguồn FAO/WHO, 1973) 15

Bảng 1.4 Các dạng protein dự trữ trong hạt dậu nành 15

Bảng 1.5 Hàm lượng acid béo trong hạt đậu nành và dầu nành 17

Bảng 1.6 Các loại cacbohydrate không tan trong nước 18

Bảng 1.7 Hàm lượng một số chất khoáng trong đậu nành (nguồn USHA, 20040) 18

Bảng 2.1 Độ hấp thu của curcumin ở các nồng độ khác nhau ở bước sóng 425nm 28

Bảng 2.2 Cơ sở xây dựng thang điểm đánh giá theo tiêu chuẩn việt nam (TCVN 3215 – 79) 33

Bảng 2.3 Danh mục chỉ tiêu cảm quan và hệ số quan trọng (theo TCVN 3215 – 79) đối với sản phẩm bột dậu nành – nano curcumin 34

Bảng 2.4 Bảng điểm đánh gái chất lượng cảm quan sản phẩm 35

Bảng 2.5 Phiếu đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm 36

Bảng 2.6 Phối trộn tỷ lệ bột: đường trong nước 37

Bảng 2.7 Phiếu đánh giá cảm quan thị hiếu 38

Bảng 3.1: Kết quả xác định thành phần đậu nành 39

Bảng 3.2 Thông số sản xuất sữa bột bổ sung nano curcumin 69

Bảng 3.3 Thành phần của sản phẩm sữa đậu nành bổ sung nano curcumin 69

Bảng 3.4 Kết quả trung bình đánh giá cảm quan sản phẩm 71

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá cảm qun của phép thử cho điểm thị hiếu 71

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Các bộ phận của cây nghệ 3

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của hợp chất curcumin 5

Hình 1.3 Các nhóm chức và đặc tính sinh học của chúng 6

Hình 1.4 Quá trình chuyển hóa hợp chất trong cơ thể 7

Hinh 1.5 Các nguyên nhân làm giảm khả năng sinh dụng của curcumin 8

Hình 2.1 Đường chuẩn curcumin 28

Hình 3.1: Hàm lượng hiệu suất thu hồi chất khô và nồng độ chất khô của các tỷ lệ sữa đậu nành :nước 36

Hình 3.2 Hàm lượng nano curcumin của sản phẩm ở 3 công thức phối trộn 37

Hình 3.3: Độ ẩm của sản phẩm ở 3 công thức phối trộn 37

Hình 3.4 Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hàm lượng curcumin ở 3 công thức phối trộn 38

Hình 3.5 Hiệu quả tương tác của protein - curcumin trong sản phẩm ở 3 công thức phối trộn 39

Hình 3.6 Hàm lượng nano curcumin hòa tan ở 3 công thức phối trộn SPI 40

Hình 3.7: Độ ẩm của sản phẩm ở 3 áp suất đồng hóa khác nhau 40

Hình 3.8 Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hiệu suất thu hồi curcumin thu được ở 3 áp suất khác nhau 41

Hình 3.9 Hiệu quả tương tác của protein – curcumin trong sản phẩm ở 3 áp suất đồng hóa 42

Hình 3.10 Hàm lượng curcumin của sản phẩm ở 3 nhiệt độ đầu vào 44

Hình 3.11 Hàm lượng độ ẩm của sản phẩm ở 3 nhiệt độ đầu vào 45

Hình 3.12 Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hàm lượng curcumin ở các nhiệt độ khác nhau 45

Hình 3.13 Hiệu quả tương tác của protein – curcumin trong sản phẩm ở 3 nhiệt độ đầu vào 46

Hình 3.14 Hàm lượng nano curcumin ở các tỷ lệ SPI khác nhau 47

Hình 3.15: Độ ẩm của sản phẩm ở 3 công thức phối trộn SPI khác nhau 47 Hình 3.16 Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hàm lượng curcumin ở 3 công thức phối trộn SPI khác nhau 48 Hình 3.17: Hiệu quả tương tác của protein – curcumin trong sản phầm ở 3 công thức SPI khác nhau 49 Hình 3.18 Hàm lượng nano curcumin của sản phẩm ở các áp suất khí nén khác nhau 50 Hình 3.19 Độ ẩm của sản phẩm ở 3 các áp suất khí nén khác nhau 51 Hình 3.20 Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hàm lượng curcumin ở các áp suất khí nén khác nhau 51 Hình 3.21 Hiệu quả tương tác của protein – curcumin trong sản phầm ở các áp suất khí nén khác nhau 52 Hình 3.22 Hình ảnh các hạt sữa đậu nành có bổ sung nano curcumin khi quan sát dưới kính hiển vi điện từ quét SEM A) 800X; B) 1300X 54 Hình 3.23 Hình ảnh các hạt bột sau sấy 54 Hình 3.24 Hình kết quả cảm quan thị hiếu 56

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Trang

Sơ đồ 2.1: Quy trình tạo huyền phù nanocurcumin 22

Sơ đồ 2.2: Quy trình tạo sữa bột đâu nành có phối trộn nanocurcumin 35

Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 39

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

NC Nano curcumin SPI protein isolate HDL High Density Lipoprotein LDL Low Density Lipoprotei USDA United Stage Drug Agriculture HĐBM Hoạt động bề mặt LDS Laser Diffraction spectrometry UV- Vis Ultraviolet – Visible Cur Curcumin WHO Tiêu chuẩn thế giới Rpm vòng/phút

Ck chất khô

CT Công thức

Sp sản phẩm

LỜI MỞ ĐẦU

Từ lâu, con người đã biết sử dụng tất cả mọi thành phần của cây nghệ để làm thuốc chữa bệnh, làm gia vị, làm phẩm màu cho việc chế biến thực phẩm Trong y học cổ truyền, con người còn biết dùng nghệ để chữa các bệnh như: bệnh loét dạ dày, loét ngoài da, bệnh hen suyễn, chữa bỏng [1] Trong y học hiện đại, đã có hàng ngàn công trình nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như chiết tách các chất trong củ nghệ và đã phát hiện ra rằng, hoạt chất curcumin trong củ nghệ có tác dụng kháng nấm, diệt khuẩn, diệt ký sinh trùng, chống viêm nhiễm và bảo vệ da Ngoài ra, curcumin được coi là chất tiêu biểu cho các chất phòng chống ung thư thế hệ mới: hiệu lực, an toàn và không gây tác dụng phụ, chỉ tác dụng lên tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến tế bào lành Nó có tác dụng vô hiệu hóa các gốc tự do hình thành trong quá trình tự vệ của cơ thể, do bức xạ độc hại, cũng như từ ngoài đưa vào cơ thể…với hoạt tính sinh học quý giá của hợp chất này nên việc ứng dụng curcumin trong việc phòng và chữa trị ung thư đang được nhiều nước tiếp tục nghiên cứu Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của curcumin chính là độ hòa tan trong nước kém, do đó làm giảm hiệu quả hấp thu khi sử dụng các sản phẩm chứa curcumin Đây cũng chính là rào cản lớn nhất cho việc sử dụng trong phòng và chữa bệnh Để giải quyết khó khăn này, phương

án phù hợp là làm giảm kích thước của hạt curcumin, từ đó làm tăng độ hòa tan của nó trong nước và sẽ được nghiên cứu trong việc phối hợp với sữa đậu nành

để tạo ra sản phẩm sữa bột đậu nành chứa curcumin trong nghiên cứu này

Đậu nành là một loại thực phẩm quen thuộc và đa dạng đang được sử dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới Gần đây, y học thế giới còn đang phát hiện

ra nhiều tác dụng của đậu nành và coi đây là loại thực phẩm vạn năng, giàu đạm thực vật và có công dụng rất tốt trong việc ngăn ngừa các bệnh về tim mạch, ngăn chặn các khối u cũng như giảm các loại hormone có hại cho cơ thể Bên cạnh đó, với những người thừa cân, muốn giảm béo, đậu nành là một lựa chọn tốt

để họ có một thực đơn ăn uống lành mạnh và vẫn cung cấp đầy đủ năng lượng

Vì vậy, để phát triển một hướng ứng dụng mới trong việc sử dụng nano curcumin, nghiên cứu này được tiến hành nhằm mục tiêu tạo sản phẩm sữa đậu

nành có bổ sung nano curcumin làm thực phẩm chức năng; theo phương thức kết hợp nano curcumin với sữa đậu nành, lựa chọn các thông số thích hợp cho quy trình sản xuất sữa bột sản phẩm bằng phương pháp sấy phun và đánh giá chất lượng sản phẩm bằng các tính chất hóa lý và phương pháp đánh giá cảm quan

Mục đích nghiên cứu

Khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình phối trộn, đồng hóa, sấy phun sữa bột đậu nành bổ sung nano curcumin sao cho hiệu suất thu hồi curcumin, các hàm lượng mong muốn cao nhất và đạt yêu cầu cảm quan về độ hòa tan Từ đó chọn quy trình phù hợp để sản xuất sữa bột đậu nành bổ sung nano curcumin

Nội dung nghiên cứu

- Kiểm tra thành phần hóa học của nguyên liệu đậu nành

- Chọn tỷ lệ đậu nước tạo dịch sữa đậu nành

- Khảo sát công thức phối trộn nano curcumin

- Tác động của áp suất đồng hóa lên chất lượng của sản phẩm

- Tác động của nhiệt độ đầu vào trong quá trình sấy phun lên chất lượng sản phẩm

- Tác động của áp lực đầu phun của máy sấy phun lên chất lượng của sản phẩm

- Đánh giá tác động phối trộn SPI ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

- Đánh giá cảm quan

Ứng dụng nghiên cứu

Bước đầu nghiên cứu các điều kiện phối trộn để sản xuất sữa bột đậu nành có

bổ sung nano curcumin Tạo điều kiện cho việc nghiên cứu sản suất sữa bột đậu nành bổ sung curcumin ở nhiều điều kiện sấy phun khác nhau tạo ra sản phẩm với hàm lượng cao chất dinh dưỡng, chứa chất có hoạt tính sinh học có lợi cho sức khỏe con người

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nghệ vàng và curcumin

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố

- Tên khoa học: Curcuma longa L [1]

- Tên khác: Nghệ vàng, Uất kim, Khương hoàng

- Họ: Gừng (Zingiberaceae)

Nghệ có nguồn gốc từ Ấn Độ Ngày nay, nghệ là một cây trồng quen thuộc ở khắp các nước vùng nhiệt đới, từ Nam Á đến Đông Nam Á và Đông Á Ở Việt Nam, nghệ cũng được trồng ở khắp các địa phương, từ vùng đồng bằng ven biển đến vùng núi cao

Nghệ là cây ưa ẩm, ưa sáng và có thể chịu nóng, cây có biên độ sinh thái rộng, thích nghi được với nhiều vùng khí hậu khác nhau Với mùa đông lạnh kéo dài nghệ vẫn tồn tại và sinh trưởng phát triển tốt [1]

Nghệ có trữ lượng khá dồi dào ở Việt Nam Bên cạnh nguồn cung cấp do trồng, một số địa phương phía Bắc, nghệ mọc hoang dại ước tính trữ lượng đến

1000 tấn

Hình 1.1 Các bộ phận của cây nghệ

1.1.2 Thành phần hóa học trong thân rễ nghệ

Trong thân rễ nghệ, người ta phân tích được thành phần hóa học quan trọng là curcumin, thành phần tạo màu vàng của nghệ, chiếm 2 – 8% khối lượng Ngoài

ra, trong thân rễ còn có tinh dầu (2,5 – 5%), tinh bột, canxi, chất béo…[2]

1.1.3 Curcumin và các hoạt chất khác trong nghệ

Nghệ chứa nhiều thành phần khác nhau (curcumin, demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin, zingiberence, curcumenol, curcumol, turmerin,…) [2] Trong đó, đáng chú ý là ba hoạt chất chính curcumin, demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin với tên gọi chung là curcuminoid có nhiều hoạt tính sinh học quý, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Theo công thức cấu tạo ở hình 1.2 thì curcumin chiếm 50 – 60%, demethoxycurcumin chiếm 20 – 30%, còn bisdemethoxycurcumin chiếm 7 – 20%, tùy loại nguyên liệu nghệ và điều kiện chiết tách Tuy nhiên, do dẫn xuất

curcumin chiếm tỷ lệ lớn nên các dẫn xuất trên có thể được gọi chung là curcumin [3]

Hình 1.2.Công thức cấu tạo của hợp chất curcumin

Curcumin có giá trị hoạt tính sinh học cao là do trong công thức cấu tạo của curucmin có các nhóm hoạt tính được thể hiện ở hình 1.3 sau:

Hình 1.3 Các nhóm chức và đặc tính sinh học của chúng

1 Nhóm parahydroxyl: hoạt tính chống oxy hóa

2 Nhóm keto: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào

3 Nhóm liên kết đôi: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào

1.1.4 Tính chất vật lý của curcumin

Curcumin là tinh thể dạng bột màu vàng cam, có điểm nóng chảy ở 1380C [4]

- Độ tan: không tan trong nước, ether nhưng tan trong ethanol, choloroform, dimethylsulfoxide (DMSO), acetone,… [4]

- Bước sóng hấp thu cực đại (λmax): trong methanol là 430nm, trong ethanol

Những nghiên cứu trong năm thập kỷ gần đây đã chỉ ra rằng curcumin làm giảm cholesterol trong máu, hạn chế sự đông kết tiểu huyết cầu, ngăn chặn sự nghẽn mạch và nhồi máu cơ tim, hạn chế các triệu chứng của bệnh đái tháo đường loại II, viêm khớp mãn tính, bệnh đa xơ cứng và bệnh Alzheimer, ức chế

sự tái tạo của virus HIV ở người, nâng cao việc điều trị vết thương, bảo vệ khỏi bệnh xơ hóa Ngoài ra, curcumin cũng chứng minh là không có tính độc cho dù được sử dụng liều cao [3] Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất curcumin đó là ít tan trong nước, dẫn đến việc hấp thu chất này trong cơ thể là rất thấp

1.1.6 Dược động học

Cũng giống như các polyphenol khác, curcumin cũng là một chất kém phân cực Do đó, nó rất hạn chế trong nước, cụ thể là khoảng 0,0004 mg/ml ở pH = 7,4 [6]

Ngoài ra, khi được đưa vào cơ thể, curcumin được hấp thu kém, chuyển hóa nhanh thành các hợp chất khác thông qua quá trình liên hợp, cũng như là các phản ứng khử tạo thành các sản phẩm không có tác dụng dược lý hoặc tác dụng kém hơn nhiều so với curcumin [7]

Hình 1.4 Quá trình chuyển hóa hợp chất curcumin trong cơ thể

Sự hòa tan kém và chuyển hóa nhanh làm cho curcumin bị đào thải nhanh bởi các bộ phận trong cơ thể Báo cáo đầu tiên về vấn đề này được Wahlstrom và Blennow đưa ra năm 1978 [7] bằng những thử nghiệm trên chuột Sprague – Dawley Nghiên cứu cho thấy chỉ một lượng không đáng kể curcumin được tìm thấy trong huyết tương chuột sau khi dùng liều 1g/kg, điều này chứng tỏ curcumin được hấp thụ rất kém qua ruột

Một nghiên cứu khác so sánh khả năng hấp thụ của curcumin ở chuột và người [8] cho thấy đối với liều uống 2g/kg, trên chuột phát hiện được nồng độ curcumin cao nhất trong huyết tương là 1,35 0,23 μg/ml sau thời gian là 0,83h Trong khi đó, trên cơ thể người với liều dùng tương tự chỉ phát hiện một nồng độ rất thấp là 0,006 0,005 μg/ml sau 1h, thậm chí một vài trường hợp còn không phát hiện được curcumin trong cơ thể

Nghiên cứu của Pan [9] cho thấy rằng bằng hai con đường uống và tiêm cũng tìm thấy một lượng rất ít curcumin ở ruột, gan, thận, não của chuột được khảo sát sau 1h với liều lượng là 0,1g/kg Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng bằng những cách khác nhau khi đưa vào cơ thể thì khả năng hấp thu của curcumin đều rất thấp

Tóm lại, các nghiên cứu đều cho thấy curcumin thể hiện dược tính kém mà nguyên nhân là do khả năng hòa tan kém, kém bền ánh sáng, hấp thu kém và đào thải nhanh trong cơ thể (hình 1.5)

Hinh 1.5 Các nguyên nhân làm giảm khả năng sinh dụng của curcumin

1.2 Tổng quan về sấy phun và nano curcumin

1.2.1 Phương pháp sấy phun

Sấy phun là phương pháp biến đổi vật liệu sấy từ dạng lỏng hay huyền phù thành các hạt khô do sự tách ẩm của vật liệu lỏng khi tiếp xúc với không khí nóng trong buồng sấy

Nhược điểm của phương pháp này là loại chất bao bị giới hạn, yêu cầu chất bao phải hòa tan tốt trong nước (Desai và Park, 2005) Ngoài ra, một lượng bột sản phẩm có thể bị thất thoát do dính trên thành thiết bị sấy (Nesterenk và cộng

sự 2013)

Các bước chuẩn bị cho quá trình sấy phun gồm: chuẩn bị nhũ tương, đồng hóa và sấy phun Trong quá trình chuẩn bị nhũ tương, nồng độ chất khô đóng vai trò quan trọng Tùy vào tính chất của chất bao và vật liệu nhân mà chọn nồng độ chất khô phù hợp Nồng độ chất khô càng cao, hiệu quả của quá trình sấy càng tăng Hệ nhũ tương sau đó sẽ được đồng hóa để tăng độ đồng đều của dịch trước khi sấy Hỗn hợp sau khi đồng hóa sẽ được đưa vào sấy phun

Quá trình sấy phun bao gồm ba giai đoạn:

- Giai đoạn 1: chuyển nguyên liệu sấy thành dạng sương mù

Nhờ cơ cấu phun sương trong thiết bị sấy phun, các hạt lỏng phân tán trong môi trường không khí Hiện nay có bốn dạng cơ cấu phun sương: đầu phun ly tâm, đầu phun một dòng, đầu phun hai dòng và đầu phun siêu âm Kích thước của các giọt lỏng sau giai đoạn phun sương dao động trong khoảng 1 – 200 μm

- Giai đoạn 2: hòa trộn sương mù với tác nhân dòng sấy

Đây chính là giai đoạn tách ẩm ra khỏi nguyên liệu Tác nhân sấy được sử dụng trong sấy phun là không khí nóng Do nguyên liệu được phun sương nên diện tích tiếp xúc giữa các giọt lỏng và tác nhân sấy là rất lớn Nhờ đó, ẩm của nguyên liệu được bay hơi nhanh chóng và chuyển thành dạng bột

- Giai đoạn 3: tách sản phẩm ra khỏi dòng tác nhân sấy

Thông thường, hệ thống cyclone được sử dụng để thu hồi sản phẩm sữa bột Hiệu suất thu hồi sản phẩm khá cao, dao động từ 90 – 98% (Lê Văn Việt Mẫn và

cs, 2011)

1.2.2 Nano Curcumin

Việc định nghĩa hạt nano rất đa dạng trong các lĩnh vực Trong lĩnh vực hình ảnh và chất bán dẫn, hạt nano được quy định có đường kính bé hơn 100μm [26], nhưng trong công nghiệp dược, hạt nano lại được định nghĩa là có kích thước từ vài nanometer đến 1μm [27] Kích thước hạt giảm, cùng với bề mặt tiếp xúc lớn hơn làm tăng tốc độ hòa tan của các hạt nano, do đó cải thiện tính sinh hóa khả dụng của chúng [28] Để chuẩn bị các dạng sản phẩm ở dạng rắn có thể sử dụng được, huyền phù nano cần được sấy khô và được chế biến sau đó (như dạng thuốc nén hoặc thuốc con nhộng) [29] Quá trình sấy các hạt nano có thể gây ra

stress lên cấu trúc hạt và dẫn đến sự kết tụ Tuy nhiên, các hạt kết tụ trong quá trình sấy phun có thể nhanh chóng phân tán và trở về kích thước cũ trong một khoảng thời gian ngắn khi hòa vào nước [30], [ 31]

Hệ thống hạt kích thước nano có nhiều lợi ích đa khía cạnh trong sự dẫn truyền thuốc Chúng có thể được sử dụng để cung cấp cho tế bào hoặc mô sự dẫn truyền thuốc; cải thiện tính khả dụng sinh học qua đường ăn uống [32], [33]; làm giảm tác dụng phụ của thuốc hoặc gen trong mô đích [40]; mang nhiều nhóm chức năng trên bề mặt hạt nano [34]; hòa tan thuốc tiêm tĩnh mạch; cải thiện tính

ổn định của tác nhân trị liệu (như là chống lại sự biến đổi do pH hoặc sự thủy phân enzyme); và sự kiểm soát tốc độ giải phóng thuốc cho mô đích [35], [36] Các hạt nano dựa trên công thức hình thành từ nhũ tương nano đã được chuẩn bị nhằm cải thiện tính chất hòa tan của curcumin Nghiên cứu ex vivo cho thấy rằng sự giải phóng curcumin từ nhũ tương nano cao hơn rất nhiều so với huyền phù curcumin Điều này cho thấy sự cải thiện tính hòa tan của curcumin ở trong nước [37] Một nghiên cứu khác cho thấy rằng sự bao gói curcumin thành hạt nano hydrogel làm cho sự phân tán curcumin trong nước đồng nhất hơn so với dạng tự do của curcumin Bên cạnh đó, đặc tính giải phóng từ hệ thống hạt nano – micro curcumin [38]

1.3 Một số công trình nghiên cứu

Công trình nghiên cứu của tác giả Vương Ngọc Chính và các cộng sự Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh lần đầu tiên tạo ra dạng submicron curcumin và nanocurcumin với hiệu suất 92,5% với kích thước trung bình 546nm

mà không thêm chất hỗ trợ nào Đường kính trung bình của submicron curcumin

có thể giảm xuống 364nm bằng kĩ thuật ly tâm Đáng chú ý hơn, khi kết hợp đồng hóa áp suất cao và chất phụ gia thực phẩm kích thước trung bình nanocurcumin giảm xuống 99 nm Hệ nanocurcumin có thêm nước và chất phụ gia hứa hẹn ứng dụng trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm [13]

Nghiên cứu của A.K.Verma và các cộng sự tại phòng thí nghiệm Nanobiotech, Đại học Delhi đã tiến hành thử nghiệm so sánh khả năng kháng

khuẩn của curcumin và nanocurcumin Kết quả thu được chứng tỏ rằng với các thuốc kỵ nước thì kích thước nano làm tăng sinh khả dụng và có khả năng tan tốt hơn Người ta đã chuẩn bị các mẫu curcumin trong nước (kích thước 500 – 800 µm) và nanocurcumin trong ethanol 70% (kích thước 100 – 160 µm) có hỗ trợ siêu âm 5 phút Tiến hành đo chỉ số IC của các mẫu kháng vi khuẩn Gram (-) Ecoli, khả năng ức chế vi khuẩn này lần lượt là 81% và 95%, tương ứng với curcumin và nanocurcumin Đồng thời, tại giá trị nồng độ tối thiểu 100 µg/ml thì khả năng kháng vi khuẩn cao nhất của curcumin là 88% và nanocurcumin là 97% [14]

Nhóm nghiên cứu gồm Francesco Donsi, Yuwen Wang, Ji Li và Quigrong Huang tại Đại học Rutgers và Đại học Salemo, Ý thực hiện đồng hóa áp suất cao

để phân tán curcumin vào nước ở điều kiện 20C, 150Mpa, 10 chu kì Sau đó được sấy phun bằng maltodextrin Kết quả cho thấy kích thước trung bình curcumin giảm đáng kể, tăng khả năng phân tán, kích thước giảm từ 2000nm xuống còn

1000 nm chỉ sau 3 chu kì Sau 10 chu kì kích thước còn 600nm Nhưng khi thực hiện ở 40 chu kì thì kích thước có xu hướng tăng lên Thay đổi nhiệt độ từ 20C đến 500C, không thấy có sự thay đổi kích thước nhưng khả năng phân tán vào nước lại tăng lên gần 50%, ở 20

C là 4,2mg/l, 500C là 2,8mg/l Tiếp tục thí nghiệm 2, với bột curcumin được đồng hóa ở 150Mpa, 10 chu kì và 250C, sau đó mang đi sấy phun và tái hòa tan vào nước để so sánh với curcumin đã qua xử lý đồng hóa rồi đông khô với 30% maltodextrin Mẫu curcumin được đồng hóa và sấy phun là mẫu (1), mẫu curcumin chưa xử lý đem sấy phun là mẫu (2) Tương

tự, mẫu curcumin đã đồng hóa rồi đông khô là mẫu (3), mẫu (4) là mẫu curcumin chỉ được đông khô Quan sát thời gian phân tán của mẫu (1) là 10 phút Mẫu (3) cần thời gian lâu hơn 10 phút để phân tán Sau 60 phút thì mẫu đông khô (4) vẫn chưa phân tán hết Đối với mẫu (1) thì khả năng phân tán giảm từ 2,5mg/l xuống 1,8mg/l do bị ảnh hưởng nhiệt độ Trong khi mẫu (2) lại tăng nhẹ từ 0,6mg/l lên 0,8mg/l [15]

1.4 Đậu nành và công nghệ chế biến sữa bột đậu nành

1.4.1 Hạt đậu nành

Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merill.[16], [17]

Hạt đậu nành thuộc các giống khác nhau, có kích thước chênh lệch nhau rất lớn Trọng lượng 1000 hạt của các giống có thể thay đổi từ 140 đến 340g, dung trọng hạt 780 kg/m3 Phần lớn các giống hạt đậu nành dùng phổ biến trong sản xuất thường có kích thước hạt trung bình đến hơi nhỏ, khoảng 120 – 180g/1000 hạt

Hạt đậu nành cũng như nhiều họ đậu khác, không có nội nhũ mà chỉ có một lớp vỏ bao quanh một phôi lớn Tùy theo giống, hình dạng của hạt có thể biến đổi

từ hình cầu, dẹp, dài và hầu hết là có hình ovan Hạt đậu nành có 3 bộ phận:

- Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt, có 3 lớp: biểu bì, hạ bì và lớp nhu mô bên trong

- Phôi chiếm 2% trọng lượng hạt: gồm 2 lá mầm, 1 chồi mầm, 1 trụ mầm và

rễ Đầu rễ được bảo vệ bởi vỏ hạt Ở tiết diện cắt ngang, lá mầm có dạng bán cầu

- Tử diệp chiếm 90% trọng lượng hạt: có hình thẳng tới hình ovan Do vỏ hạt có lớp cutin che phủ, sự trao đổi khí không thể xảy ra, con đường duy nhất cho sự trao đổi khí giữa phôi và môi trường là qua rốn hạt Vì vậy, cấu trúc tử diệp có thể ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất và lượng nước bên trong phôi

1.4.2 Thành phần hóa học của đậu nành

Đậu nành là loại giàu protein, là nguồn thực phẩm quan trọng đối với con người Nó được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu nành (theo hàm lượng chất

- Protein đậu nành chứa hầu hết các loại acid amin thiết yếu cần cho dinh dưỡng con người, giống như những sản phẩm có nguồn gốc từ động vật như thịt, trứng và sữa [19]

- Protein đậu nành chứa nhiều acid amin không thay thế như lysine, trytophan trừ methionine và systein có hàm lượng hơi thấp Protein đậu nành có giá trị sinh học tương đương khoảng 0,96 trong khi thịt bò khoảng 0,92 và sữa 1,0 [20]

Bảng 1.3 So sánh thành phần acid amin không thay thế trong đậu nành và

các loại thực phẩm khác (nguồn FAO/WHO, 1973)

90% protein trong đậu nành ở dạng dự trữ, còn 10% là các enzyme, protease inhibitor, lectin và một phần tham gia vào cấu trúc màng [21]

Sự phân bố protein ở dạng dự trữ ở bốn dạng sau:

Bảng 1.4 Các dạng protein dự trữ trong hạt dậu nành [14]

Phân đoạn protein Khối lượng phân tử (kDa) Thành phần

cytochrome

7S 60 – 210 Lipoxygenase, amylase,

globulins

- Protein 2S chiếm 8% protein tổng Trong đó, hầu hết là protease inhibitors

ức chế enzyme tiêu hóa protein và enzyme, khá nhạy cảm với nhiệt Do đó, ta phải ăn đậu nành chín [14], [21]

- Protein 11S (hầu hết là glycinin) chiếm 52% protein tổng, chứa các polypeptide có tính acid và base, được cấu tạo nên từ 5 tiểu phần, các tiểu phần chứa từ 3 – 4,5% acid amin chứa nhóm lưu huỳnh [14], [25]

- Protein 7S chiếm 35% protein tổng, là 1 glucoprotein, bao gồm enzyme hemagglutenin và protein ở dạng dự trữ là β-conglycinin hay 7S globulin β-conglycinin có dạng hình cầu chứa 85% phân đoạn protein 7S Phân tử β-conglycinin có cấu tạo từ ba tiểu phần có tính acid: α (72kDa), (76kDa), β (53kDa), các tiểu phần này chứa không tới 1% acid amin, chứa nhóm lưu huỳnh Các tiểu phần α, có thành phần acid amin rất giống nhau, thiếu cysteine Tiểu phần β chỉ chứa cysteine và không có methionine Trong đoạn 7S có các hemaglutinin (lectin) tạo thành phức bền với các hợp chất glucid, kiềm hãm

protease như antirypsin Kuntiz…[14], [21]

- Glycinin và β-conglycinin chứa khoảng 65 – 80% protein tổng trong đậu nành

- Ngoài ra còn có 15S chiếm khoảng 5% protein tổng, đây là dạng nhị trùng của 2S [14], [21]

1.4.2.2 Lipit

Chất béo trong đậu nành chiếm khoảng 19% hàm lượng chất khô Dầu nành chứa một lượng lớn acid béo không no, khoảng 55% acid linoleic và 8% acid α – linolenic (omega – 3) Do đó, đậu nành được tiêu hóa dễ dàng với các thành phần acid béo này, không có cholesterol và trans – fat Chất béo không no có lợi cho sức khỏe hơn là acid béo no Tuy nhiên, các acid béo không no dể bị oxy hóa và giảm chất lượng [22]

Trong dầu nành có acid linoleic, acid linolenic và acid archidonic… có vai trò sinh học đối với con người Ngoài ra, chúng còn chứa phosphatide: phosphatidyl choline (lecithin), phosphatidyl ethanol amin, phosphatidyl inositol) Về mặt sinh học, lecithin có tác dụng làm cho trẻ lâu, tăng trí nhớ, tái sinh mô, cứng xương và tăng sức đề kháng

Bảng 1.5 Hàm lượng acid béo trong hạt đậu nành và dầu nành [23] Acid béo Hạt đậu nành (% của chất khô) Dầu nành (%)

là oligosaccharide cấu tạo từ các galactose liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,6

Cơ thể con người thiếu enzyme galactosidase để thủy phân stachyso và rafinose

Do đó cơ thể không hấp thu hoàn toàn oligosaccharide Trong quy mô sản xuất gia đình, ngâm đậu khoảng 8h luộc đậu bằng nước nóng hay dung dịch NaHCO3

sẽ giảm được lượng oligosaccaride [21]

- Loại không tan bao gồm: cellulose và hemicellulose, là thành phần carbohydrate phổ biến trong đậu nành [21]

Bảng 1.6 Thành phần carbohydrate trong đậu nành [22]

Đậu nành là nguồn chứa nhiều vitamin B khi so sánh các loại ngũ cốc Ngoài

ra, đậu nành còn chứa nhiều vitamin E, có hoạt tính chống oxy hóa, tan trong dầu và tạo sự ổn định đối với quá trình oxy hóa dầu thô [23]

1.4.2.5 Một số thành phần khác trong đậu nành

- Isoflavone: đậu nành là nguồn chứa một lượng lớn hợp chất isoflavone

trong tự nhiên, gồm 3 loại glycone isoflavone: daizein, genistein và glycitein Daizein, genistein và các liên kết glycosidic của chúng chiếm hơn 90% tổng lượng isoflavone, trong khi đó glycitein và liên kết glycoside của nó chiếm một lượng rất nhỏ (<10%) Isoflavone không phải lá chất dinh dưỡng thiết yếu nhưng

nó là chất rất cần thiết cho cuộc sống, có nhiều tác dụng có lợi cho sức khỏe

- Phytosterol: chiếm 300 đến 400 mg sterol trên 100g dầu nành Thành

phần chính của sterol trong dầu nành là β-sitosterol (53 – 56%), campesterol (20

– 23%) và stigmasterol (17 – 21%) Về mặt cấu trúc các phytosterol này khác cholesterol, chất này có tác dụng giảm cholesterol và ngăn ngừa bệnh ung thư tuyến tiền liệt

- Saponin: có tác dụng điều hòa cơ thể chuyển hóa lipid và chống oxy hóa

[21]

1.4.2.6 Một số enzyme trong đậu nành

- Urease: có trong đậu nành sống, phân hủy ure thành ammoniac, là một

hợp chất độc Enzyme này chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua màng ruột do

đó không nên ăn sống đậu Tuy nhiên, urease bị vô hoạt bởi nhiệt

- Lipase: thủy phân glyceride tạo thành glycerin và acid béo

- Phospholipase: thủy phân ester của acid phosphoric

- Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo [2]

1.4.3 Tác dụng của đậu nành

- Vai trò của đậu nành với tim mạch [24]

 Bệnh tim mạch là những bệnh có liên quan đến tim, mạch máu chẳng hạn như bệnh liên quan đến động mạch vành, bệnh tim mạch, rối loạn lipid và bệnh tăng huyết áp

 Vai trò của đậu nành ngăn ngừa bệnh tim mạch chủ yếu là tác dụng làm giảm lượng LDL cholesterol và triglyceride Đồng thời, còn có tác dụng tăng hàm lượng HDL – một thành phần có lợi cho sức khỏe và ngăn ngừa sự oxy hóa LDL Theo FDA ăn đậu nành sẽ có thể giảm được những bệnh về tim mạch do đậu nành ít acid béo no và không có cholesterol

 Đậu nành chứa nhiều chất xơ có tác dụng ngăn ngừa bệnh tim mạch Và isoflavone trong đậu nành cũng góp phần ngăn ngừa bệnh xơ vữa động mạch bởi hoạt tính chống lại sự oxy hóa của LDL

- Vai trò của đậu nành đối với bệnh ung thư [24]

 Trong đậu nành có một số thành phần có hoạt tính chống ung thư chẳng hạn như: isoflavone, protease inhibitor, phytosterol, saponin, acid phenolic, phytate Trong đó các nghiên cứu phòng bệnh ung thư từ isoflavone của đậu nành

là chiếm ưu thế hơn hẳn Isoflavone đóng vai trò là một antiestrogen khi hàm

lượng entrogen (nội tiết tố nữ) cao và đóng vai trò là một estrogen khi hàm lượng estrogen thấp

 Genistein là một trong hai isoflavone chủ yếu trong đậu nành có thể ngăn ngừa bệnh ung thư nhờ vào hoạt tính chống oxy hóa của nó Tác động chống ung thư bằng cách ức chế hoạt động toppisomerase II

- Một số tác dụng khác [24]

 Với bệnh nhân tiểu đường: đạm trong đậu nành có tác dụng làm giảm gánh nặng chức năng lọc của thận Xơ trong đậu nành có tác dụng điều hòa insulin của tuyến tụy Khi chế độ ăn giàu xơ sẽ kiểm soát được nồng độ glucose trong máu của bệnh nhân bị tiểu đường

 Bệnh mỡ trong máu: đậu nành không chứa cholesterol và ít acid béo bão hòa góp phần giảm lượng cholesterol trong máu, LDL cholesterol và triglyceride

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu

- Hỗn hợp nano – curcumin (NC) (420nm, 4g/l) trong nước cùng với chất nhũ hóa lecithin (50g/L) được thu nhập từ phòng thí nghiệm Hóa Hữu cơ, trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

- Đậu nành được mua từ công ty TNHH TM – DV XNK Tin Địa chỉ số 27, đường 17C, phường Trị Đông B, Quận Bình Tân, TP.HCM Hạt đậu nành có nguồn gốc tại Tân Phú, Đồng Nai, Việt Nam Hạt đậu nành được phơi 3 nắng, màu vàng, kích thước 215g/1000 hạt, độ ẩm hạt là 12%

- Curcumin (95% tinh sạch) có nguồn gốc từ Ấn độ, được nhập khẩu từ công ty Thiện Nguyên (Việt Nam)

- Giấy lọc Quantitative filter paper (Hangzhou special paper industry Co.Ltd, Trung Quốc)

- Enzyme protease (Flavourzyme 500 LAPU/g (Novozymes, Đan Mạch))

- Aceton (Công ty hóa chất Hóa Nam, Trung Quốc)

- Soy Protein Isolate (SPI)

+ Xuất xứ Trung quốc

+ Protein >90%

+ Lipid <0.5%

+ Độ ẩm:7% Max

2.2 Thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu

- Thiết bị đồng hóa 2 cấp (APV, Đan Mạch)

- Thiết bị sấy phun Labplant SD06 spray Qryer (Keison Producs company, UK)

- Cân sấy ẩm MF – 50 Moisture Analyzer (A & D company, Nhật Bản)

Quy trình tạo hệ nhũ tương nano curcumin được mô tả bằng sơ đồ dưới đây:

Sơ đồ 2.1: Quy trình tạo nhũ tương dung dịch nano curcumin

Thuyết minh quy trình: Hòa tan chất hoạt động bề mặt trong nước, khuấy trộn ở nhiệt độ thường Pha curcumin (gồm bột curcumin tinh khiết 95% được hòa tan trong ethanol ) được thêm từ từ bằng cách nhỏ giọt vào pha nước (chứa chất hoạt động bề mặt) ở nhiệt độ thường, vừa thêm dịch curcumin vừa tiến hành đồng hóa (tốc độ đồng hóa sẽ được khảo sát) Sau thời gian và với tốc độ đồng hóa thích hợp thu được dung dịch nhũ tương curcumin

2.4 Quy trình sản xuất sữa bột từ đậu nành bổ sung nanocurcumin

2.4.1 Quy trình sản xuất sữa bột từ đậu nành bổ sung curcumin

Nước + lecithin

Trộn, t0 thường

Đồng hóa, t0 thường

Nhũ tương nano curcumin Pha dầu (ethanol

+ curcumin)

Sơ đồ 2.2: Quy trình tạo sữa bột đậu nành có phối trộn nanocurcumin

2.4.2 Thuyết minh quy trình

a Chọn nguyên liệu

- Mục đích: đảm bảo đồng nhất nguyên liệu dùng trong nghiên cứu

- Thực hiện: lựa chọn các hạt đậu nành còn nguyên vẹn, không bị nứt vỡ,

không mối mọt, ẩm mốc, mùi lạ

b Ngâm

Ngâm Đậu nành

Xay

Đồng hóa

Sấy phun

Nhũ tương nano curcumin

- Mục đích: Hạt được hút nước, trương nở nên hạt trở nên mềm hơn, giảm

lực liên kết giữa vỏ và nhân giúp tách vỏ dễ dàng hơn, giảm thời gian xử lý nhiệt Loại các oligosaccharide như rafinose, stachyose ra khỏi hạt đậu nành, quá trình ngâm cũng làm giảm bớt mùi hăng của đậu nành

- Thực hiện: rửa sạch đậu nành sau đó ngâm trong nước Trong quá trình

ngâm đậu phải thường xuyên thay nước để đậu không bị chua Ngâm đậu đúng thời gian vì nếu ngâm đậu thời gian ngắn thì đậu sẽ không trương nở tốt, chưa đạt

độ mềm gây kéo dài thời gian xử lý nhiệt Nếu thời gian ngâm đậu quá dài làm tổn thất chất dinh dưỡng đồng thời gây ảnh hưởng đến chất lượng hạt (bị chua, vi sinh vật phát triển )

- Mục đích: phá vỡ kích thước hạt đậu nành ban đầu thành những hạt có

kích thước nhỏ hơn, tạo điều kiện cho enzyme phân tán dễ dàng, tiếp xúc với cơ chất, tăng khả năng hoạt động, nâng cao hiệu suất trích ly protein

Phá vỡ vách tế bào, tạo điều kiện cho các chất dinh dưỡng trong hạt đậu thoát

- Thực hiện: phối trộn trong cốc thủy tinh 1 lít

- Thông số: theo các tỷ lệ khảo sát được nghiên cứu

e Đồng hóa

- Mục đích: quá trình đồng hóa làm cho sản phẩm trở nên đồng nhất, các hạt

nano curcumin sẽ dễ dàng hòa tan vào sữa đậu nành và phân bố đều trong sữa

- Thực hiện: bằng thiết bị đồng hóa 2 cấp

- Thông số: theo các tỷ lệ khảo sát được nghiên cứu

f Sấy phun

- Mục đích: chuyển hóa sữa dạng lỏng sang sữa dạng bột và giúp bảo quản sữa

- Thực hiện: bằng thiết bị sấy phun

- Thông số: theo các số liệu khảo sát được nghiên cứu