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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
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


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC
BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM
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. Hồng Kim Anh………………………...
3. TS. Tơn 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)
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Huỳnh Vũ Ý Nhi

MSHV: 1570434

Ngày sinh: 10/10/1992

Nơi sinh: Ninh Thuận

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 60540101

Tên đề tài

I.

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.

-

Đánh giá cảm quan.

III.

Ngày giao nhiệm vụ
16/01/2017

IV.

Ngày hoàn thành nhiệm vụ


18/06/2017
V.

Cán bộ hướng dẫn
TS. Trần Bích Lam
Cán bộ hướng dẫn
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
năm
Chủ nhiệm bộ mơn

Trưởng khoa kỹ thuật hóa học

tháng


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Cơng 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 phịng thí nghiệm giúp em hồn thành luận văn đúng
tiến độ. Ngồi ra, em xin chân thành cảm ơn Khoa Cơng 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 ln
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 phịng 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 ln
chăm sóc và động viên tinh thần trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận

văn.
TP.HCM, Ngày Tháng
Học Viên.
Huỳnh Vũ Ý Nhi

Năm


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Cơng 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 phịng thí nghiệm giúp em hồn thành luận văn đúng
tiến độ. Ngồi ra, em xin chân thành cảm ơn Khoa Cơng 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 ln
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 phịng 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 ln
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


ii

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 hịa 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 hịa 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
thơng 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.


iii

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, antiinflammatory, 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.


iv

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất
kỳ cơng 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


v

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 cơng 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


vi

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


vii

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


viii

DANH MỤC BẢNG
Trang
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


ix

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Các bộ phận của cây nghệ .................................................................... 3
Hình 1.2. Cơng 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 cơng thức phối trộn .... 37

Hình 3.3: Độ ẩm của sản phẩm ở 3 cơng thức phối trộn..................................... 37
Hình 3.4. Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hàm lượng curcumin ở 3 cơng thức
phối trộn ............................................................................................................... 38
Hình 3.5. Hiệu quả tương tác của protein - curcumin trong sản phẩm ở 3 cơng
thức phối trộn ....................................................................................................... 39
Hình 3.6. Hàm lượng nano curcumin hịa tan ở 3 cơng 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


x

Hình 3.15: Độ ẩm của sản phẩm ở 3 cơng thức phối trộn SPI khác nhau .......... 47
Hình 3.16. Hiệu suất thu hồi của sản phẩm và hàm lượng curcumin ở 3 cơng
thức phối trộn SPI khác nhau............................................................................... 48
Hình 3.17: Hiệu quả tương tác của protein – curcumin trong sản phầm ở 3 cơng
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


xi

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


xii

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 .......................................................................................................... vịng/phút
Ck ................................................................................................................ chất khơ
CT .............................................................................................................Cơng thức
Sp ............................................................................................................... sản phẩm


1

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 cơng 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 tồn và khơng gây tác dụng phụ,
chỉ tác dụng lên tế bào ung thư mà khơng ảnh hưởng đến tế bào lành. Nó có tác
dụng vơ 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 hịa 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 phịng 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 hịa 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 cơng 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


2

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 thơng 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 cơng nghệ ảnh hưởng đến q 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.


3

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 hồng.

-

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 đơng 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


4

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 cịn có tinh dầu (2,5 – 5%), tinh bột, canxi, chất béo…[2]
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của nghệ [2]
Thành phần

Khối lượng/100g

Nước (g)

6,0

Năng lượng thực phẩm (Kcal)

390

Protein (g)

8,5

Chất béo (g)

8,9

Carbohydrate (g)

69,9

Tro (g)

6,8

Calcium (g)

0,2

Phosphorous (mg)

260

Sodium (mg)

30

Potassium (mg)

2000

Iron (g)

47.5

Thiamine (mg)

0,09

Riboflavin (mg)

0,19

Niacin (mg)

4,8

Acid ascorbic (mg)

50

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 q, 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


5

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

Hình 1.2.Cơng thức cấu tạo của hợp chất curcumin.


6

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

Nhóm keto

Nhóm enol

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 đơi: 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: khơng 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

là 425nm, trong acetone từ 415 – 420 nm [4].
-

Độ bền: curcumin bền trong mơi trường pH trung tính và pH kiềm [3].

1.1.5. Tác dụng dược lý
Curcumin có những hoạt tính sinh học chủ yếu như kháng oxy hóa, kháng
viêm, kháng virus, kháng nấm và có thành phần dùng để hóa học trị liệu bệnh
ung thư [5].
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. Ngồi ra, curcumin cũng chứng minh là khơng 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.


7

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 thơng qua q trình liên hợp, cũng như là các
phản ứng khử tạo thành các sản phẩm khơng có tác dụng dược lý hoặc tác dụng
kém hơn nhiều so với curcumin [7].

Hình 1.4. Q 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 cịn khơng

phát hiện được curcumin trong cơ thể


8

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 khơng 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 thốt do dính trên thành thiết bị sấy (Nesterenk và cộng
sự 2013).