B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
B NÔNG NGHIP VÀ PTNT
VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIP VÀ CÔNG NGH SAU THU HOCH
==========================================
TRẦN PHƯƠNG CHI
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN HÀNH ĐEN VÀ KHAI THÁC
TIỀM NĂNG SINH HỌC, ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch
Mã số: 954.01.04
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
HÀ NI 2025
Công trình được hoàn thành tại
VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIP VÀ CÔNG NGHSAU THU HOẠCH
Ngưi hưng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Hoàng Thị LHng
2. GS.TS. Trần Đình Thắng
Phản biện 1: PGS. TS. Bùi Quang Thuật
Phản biện 2: PGS. TS. Trần Đăng Thuần
Phản biện 3: TS. Nguyễn Đức Tiến
Luận án s được bo vtớc Hội đng đánh g lun án cp Vin họp tại:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
vào lúc gi ny tng năm 2025
Có th tìm hiu Lun án ti thư vin:
- T vin Quc gia Vit Nam
- T vin ..................................
1
MĐẦU
1. nh cấp thiết của đề tài
Hành tím có tên khoa học Allium ascalonicum L., được coi là một trong những li Allium quan
trng được s dụng phbiến m gia vị thc phm và thuốc dân gian châu Á. Bên cạnh các thành phần dinh
dưỡng n protein, carbohydrate, chất béo kng no, khng chất (Ca, K, Na, Cu, Fe, Zn và Se), vitamin A, B
và C, trongnh chứa một ợng lớn các hợp cht lưu huỳnh, flavonoid, saponin và các dẫn xuất polyphenol
kc. Trong đó, quercetin là một flavonoid điển nh trong hành tím, được biết đến vi khng chống oxy
hóa cũng n kh ng bảo vệ chống lại bệnh tim mạch, cng n c dụng rõ rệt trong điều trdng, hen
suyn, viêm khớp, ung t, biến chứng tiểu đường, rối loạn thoái hóa thần kinh bệnh lng ơng .
Mc dù nh tím mang li nhiu li ích cho sc khe, nng mùi hăng và vị cay ca nó yếu t hn
chế trong vic s dụng. Tuy nhn, c pơng pháp chế biến như luc, o, hp, chiên sy có th m gim
mùi v y. Mt dng sn phm mi t hành tím là hành đen, được chế biến qua quá trình x nhit độ và đ
m kim st không cn s dng cht ph gia. Q trình y kng ch thay đổi u sc (chuyn sang u
đen), mà còn m thay đổi kết cu ca nh (mm do n). Nhng hp cht m bn và có i khó chu trong
hành tươi đưc biến đổi thành c hp cht bn hơn, làm gim i v khó chu to ra mt ơng vị ngt du
hơn. Theo mt s kết qu nghn cu cho thy trong dch chiết hành đen đưc chế biến t hành tây có mt s
tác dng vượt tri so vi nhơi như: c dụng chng oxy hóa, ng cường min dịch, ngăn nga ri lon
chuyna và nhim độc gan do rưu. Do đó, sản phẩm hành đen đưc k vng s gp ci thin sc khe,
bo v cơ thể khi các tác nn y bnh.
Tn thế gii đã một s nghn cu v quy trình chế biến sn phẩm hành đen từ nguyên liu nh
tây, tuy nhn nghn cu v quy trình chế biếnnh đen từ nguyên liu nhm còn rt hn chế. Quy trình
chế biến hành đen từ nh y o dài t 30-60 ngày, vi hàm lưng hot cht sinh hc to thành chưa cao.
Q trình này din ra nhit đ t 6C - 90ºC và đ m 70%-90%, là s tp hp các phn ng sinh hóa din
ra trong tế o hành. Đ ng cường hàm lượng hot cht rút ngn thi gian chế biến, cn nghn cu áp
dng các bin pp công ngh kết hp, như phá v cu trúc tếo, nhm thúc đyc phn ng sinh hóa ni
sinh.
Phương pháp tch ly hot cht sinh hc t nguyên liu thc vt có h tr su âm là mt k thut tiên
tiến, gp nâng cao hiu sut thu hi, ổn địnhnh cht ca hot cht và gim thi gian cũng như lượng dung
môi cn s dng. K thut này đã đưc áp dng trong vicch chiết mt s hp cht sinh học n phenolic,
flavonoid, anthocyanintừ các ngun nguyên liu thc vt kc nhau, điển hình chè xanh, nho, khoai lang
tím, và qu lu cho thy hiu qu thu hi tăng các hợp cht sinh hc ổn định hơn. Vì vy, vic nghn cu
s dng k thut su âm trong quá trình trích ly hot cht sinh hc t hành đen (chế biến t nh tím Vit
Nam) là rt cn thiết, đặc bit khi đây vấn đ ca đưc nghn cu trước đây.
vy, nghiên cu quy trình chế biến nh đen t hành m, kết hp vi k thut su âm trong trích ly
hp cht sinh học, là hưng đi quan trọng đ to ra sn phm có hàm lượng hot cht sinh hc cao. Vic ng
dng nhng sn phm y trong công ngh thc phm có th p phn nâng cao sc khe, bo v cơ th khi
các c nn y bnh, đồng thi m ra hi cho c nghiên cu ng dng khoa hc trong thc tin. Chính
vì lý doy, chúngi thc hin nghiên cu vi đề i “Nghn cu công nghệ chế biến hành đen khai
thác tim năng sinh học, ng dụng trong công nghệ thực phẩm”
2. Mc tiêu ca đề tài
Xây dng đưc quy trình công ngh chế biến hành đen từ c nh tím (Allium Ascalonicum L). T đó
thu nhn các hp cht có hot tính sinh hc t hành đen và ng dng vào q tnh chế biến mt s sn phm
thc phm.
3. Đối ng nghn cu
C hành m (Allium Ascalonicum L.) trng ti huyệnnh Cu, tnh Sóc Trăng và đưc thu hoch
đ già 70 - 75 ny (k t thi gian bt đầu trng)
4. Địa điểm và thi gian nghn cu
4.1. Địa điểm nghn cu
Các phòng TN ca Trung m thc nh TN - Trường Đi hc Vinh, Vin CN Sinh hc Thc Phm
Tờng Đại hcng nghip Tnh ph H Chí Minh, Vin Nghn cu Rau qu và vùng trng hành tím
ti huyn Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Tng.
4.2. Thi gian thc hin: 10/2018-10/2024
5. Ý nga khoa hc thc tin ca đề tài
5.1. Ý nga khoa hc
2
- Đ i đã nghn cu mt cách h thngc gii pp k thut tn tiến t công đon tin x, công ngh
chế biến sn phẩm hành đen chất ng cao t nguyên liu nh m trong khong thi gian phù hp (rút ngn
so vi pơng pp chế biến truyn thng) đếnng ngh thu nhn các hot cht t nh đen và định hướng
ng dng trong công ngh thc phm.
- Đã xác đnh tnh phn a hc ca 13 hp chất bay hơi và 24 hp cht kng bay hơi trong cao chiết nh
đen. Đồng thời đã th nghim hot nh sinh hc (hot tính chng oxi hóa, hot tính kháng ung thư) của cao
chiết hành đen. Đây những đóng góp khoa hc độ tin cy cao, góp phn m phong phú tm v cơ s d
liu v cht lượng hành đen.
5.2. Ý nga thực tin
- Hành đen chế biến t nh tím là mt dng sn phm mới, do đó việc nghn cu quy trình sn xut hành
đen, khai thác c hợp cht có hot nh sinh hc, các thành phần dinh dưỡng trong hành đen bằng c ng
ngh chế biến hin đại, to ra được các sn phm gu hot chất đ ng dng sn xut các loi thc phm chc
năng hưng đi trin vng cn thiết.
- Đa dng hóa các sn phm, góp phn ng cao chui g tr ca nh m ti Vit Nam, gp ngưi nông n
tránhđưc mùa mt g”, mang lại sn phm có nhiu li ích sc khe cho ni s dng.
6. Nhng đóng p mi ca lun án
- Đã đánh g ảnh ởng của phương pháp tiền x đến sbiến đổi cấu trúc nguyên liệu (SEM), thành phần
hóa học và cht lượng cảm quan của nh đen to tnh, nhằm rút ngn thời gian chế biến vẫn đm bảo
chất lượng sản phẩm.
- Đã xác đnh điều kiện n men nội sinh tối ưu điều x nhiệtm gp ng cao chất lượng hành đen.
- Đã tối ưu hóa quá trình trích ly hỗ trợ sóng siêu âm,c định tnh phần các cht bayi và kng bay
hơi trong dịch chiết chứng minh hot tính sinh học vưt tri của nh đen so vi hành tímơi. Ngi ra,
nghn cứu ng xác định tỷ lbổ sung nh đen phù hợp trong sản phẩm ớc nh đen mt ong và nước sốt
hành đen.
7. B cc ca lun án
Lun án bao gm 187 trang vi 32 bng s liu, 45 hình và đồ th vi 156 tài liu tham kho. Các phn
ph chương: Mục lc; Danh mc các công trình đã công bố; Tài liu tham kho; Danh mc bng; Danh mc
hình; Danh mc các ch viết tt 03 Ph lc kèm theo.
CƠNG 1. TNG QUAN
1.1. Nguyên liệu hành tím
1.1.1. Đặc điểm hình ti cây hành m
Hình 1.1. Đặc điểm hình thái cây hành m. A. Cnh m; B. y
hành m; C. Hoa hành m
Giới: Thực vật
Ngành : Magnoliophyta
Lớp : Liliopsida
B: Asparagales
Họ: Alliaceae
Chi: Allium
Li: A. ascalonicum
1.1.2. nh hình trồng y hành tím
Việt Nam, hành tím được trồng ở một số tỉnh thành n: thị Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng, huyn
đảo Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi, huyện Ninh Hi tnh Ninh Thuận, huyện Gò ng tỉnh Tiền Giang, huyện
Ba Tri tỉnh Bến Tre, huyn Duyên Hải tỉnh Trà Vinh thành phố Bc Lu tỉnh Bc Lu[10]. Trong
đó, thị Vĩnh Châu (c Tng) một trong những địa phương trng nh m với quy ln nht nhđiều
kiện đất giồng pha t ven biển khí hu phù hợp.
1.1.3. Tnh phần a học
3
Hành m cha nhiu hp cht hóa hc có li cho sc khe n sulfur hữu cơ, flavonoid (quercetin,
kaempferol, anthocyanin) và mt lượng ln polyphenol kc, tùy thuc o yếu t trng trt và bo qun.
Fructan polysaccarit chính, khi thy phân s tạo ra đường đơn, làm tăng v ngt t nhiên. c hp cht lưu
hunh (cysteine sulfoxyd, γ-glutamylcystein) cũng đóng vai trò quan trng, góp phn to n ơng vị đc
trưng của nh đen to ra. Enzym (alliinase, cysteine protease, fructan exohydrolase) nh ng mnh đến cht
ng sn phm, h tr quá trình chuyn a cht trong q tnh chế biến, to hương v giá tr dinh dưỡng.
1.1.4. Hot tính sinh học
Hànhm cha nhiu hp cht có hot tính sinh hc mang li li ích kháng khun, kng nm, kng
virus, chng oxy hóa, chng ung thư và hỗ tr png nga c bnh tim mch, tiểu đường.
1.1.5. Các sản phm từ hành tím
1.2. Công nghchế biến hành đen
1.2.1. chế ca quá trình to hành đen bằng pơng pháp x nhit m
Q trình xử nhiệt ẩm là một phương pháp ph biến gp loại bing cải thiện chtợng
của c loại thực phm thuộc chi Allium như nh m tỏi, trong đó hành đen được tạo ra thông qua sự biến
đổi a học và sinh học dưi c động nhit đ độm cao. c q trình chính gồm:
1.2.1.1. Phản ứng thủy phân: giai đon đu, c polysaccharide phức tạp trong nh m như fructan và
oligosaccharide bị phân hủy tnh các đường đơn giản (glucose, fructose), tạo điều kiện cho phản ứng Maillard
và ng vị ngọt. Theo Li cng sự, q trình thủy phân polysaccharide din ra qua ba giai đoạn, từ sphá v
cu trúc tế o, hoạt động ca enzyme FEH 4C, đến sthủy phân gia tăng nhnhiệt độ cao n, sn sinh
đường khử.
1.2.1.2. Phản ứng Maillard: Đây là phn nga học quan trọng nhất, quyết đnhu sắc ơng vị của
hành đen. Phản ứng diễn ra qua ba giai đoạn: hình thành sn phẩm Amadori Heyn (không màu), tiếp theo
là pn mảnh tạo hợp chất dicarbonyl (u vàng), và cuối cùng phn ứng trùng hợp tạo melanoidin cóu
nâu sẫm i thơm. Phản ng Maillard cũng yếu tquan trọng trong sản xuất các sản phẩm n nh ,
cà p tỏi đen.
1.2.1.3. Chuyển đổi các chất chống oxy hóa: ớic động của xử nhiệt ẩm, các hợp chất chống oxy a
phenolic flavonoid gia ng,m tăng khả năng chống oxy hóa ca nh và tỏi đen. Q trình này ln quan
đến enzyme PPO sự giải phóng các dạng tự do của phenolic flavonoid, cùng với sự gia ng c hp chất
polyphenol phức tạp trong giai đoạn sau của phảnng hóa nâu. c hợp chất u huỳnh như alliin và isoalliin
cũng chuyển hóa, ci thin ơng v giá trdinh dưỡng của sản phẩm.
1.2.2. Các công trình nghiên cu v các bin pháp tin x lý trước khi chế biến hành đen
Nhiều nghn cu cho thấy phương pp tin xử và chế độ lên men (xử lý nhit ẩm) những yếu tố
quan trọng nhng chất lưng của hành, tỏi đen.
Phương pháp chế biến truyền thống (không áp dụng tin x ) đi với sản phẩm tương tự tỏi đen đơn
giản nhưng tốn nhiều thời gian (nhiu hơn 30 ny) và cht lượng không ổn định. Đó q trình x nhiệt tỏi
tươinhiệt độ và độm kiểm soát (60 - 9C, 70% đến 90%) trong 30-60 ngày mà không cần xử lý trước.
Có ththấy q trình biến đổi c tnh phần h học sẽ xảy ra rất chậm do các hp chất các henzym đều
nằm trong tế o. Do đó, cn phi áp dụng kết hp c công nghệ kc để ng cường các hoạt chất rút ngắn
thời gian chế biến, hạn chế tiêu tốn ng ợng, đápng được nhu cầu sn xuất công nghiệp.
Thay đổi kích tc nguyên liu: Tin x ct nh hành tây trước khi n men đã đưc nghiên cu vi
mục đích rút ngn thi gian chế biến ci thin cht lượng sn phẩm hành đen. Một s nghiên cu cho thy
pơng pp này gp tối ưu hóa quá trình n men nh ng diện ch b mt, to điu kin cho các enzym tiếp
c tốt n với tnh phn ni o ca nh .
Tin xử lạnh đông: Lnh đông quá trình m giảm nhit đ của thực phm dưới nhit độ của điểm
đóng băng để ớc n trong thực phẩm chuyển pha tth lỏng sang th rn dạng tinh th đá. X lạnh đông
trước khi chế biến làm tổn thương sơ bộ tế bào thực vật. Khi các củ hành được tiền xử lạnh đông thì lượng
nước có mt trong hành sẽ hình tnhnc mầm tinh thể đá, các mầm tinh thể đá được hình thành tờng
có các cạnh nhn và sắc khi chúng lớn dần trong q trình m lạnh s làm tổn thương c ng tế o nh.
Q trình nâng nhiệt về sau sẽm các mm tinh thể đá tan ra và sẽ giải phóng các hợp chất có trong tếo
thành c dạng t do. Q trình này sẽ gp rút ngắn quá trình chế biến hành đen. Tuy nhn, kích thước của
các tinh th đá to thành mỗi chế đlạnh (nhiệt đ thi gian) khác nhau sẽ kng giống nhau.