B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
B NÔNG NGHIP VÀ PTNT
VIỆN CƠ ĐIỆN 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 NG NGHIỆP VÀ NG NGHỆ SAU THU HOCH
Người hướng dn khoa hc:
1. PGS.TS. Hoàng Th Lệ Hng
2. GS.TS. Trần Đình Thắng
Luận án sẽ được bo vtớc Hi đồng đánh giá lun án cp Viện họp ti:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
vào lúc gi ny tng năm 2025
Có th tìm hiu Lun án ti thư vin:
- T viện Quc gia Vit Nam
- T viện ..................................
Phản biện 1: PGS.TS. Bùi Quang Thuật
Phản biện 2:PGS.TS. Trần Đăng Thuần
Phản biện 3: TS. Nguyễn Đức Tiến
1
MĐẦU
1. nh cấp thiết của đề i
Hành m có tên khoa học Allium ascalonicum L., được coi một trong nhng li Allium quan
trọng được sử dụng phbiến m gia vthực phẩm thuốc n gian cu Á. Bên cạnh các tnh phần dinh
dưỡng n protein, carbohydrate, cht o kng no, khng chất (Ca, K, Na, Cu, Fe, Zn Se), vitamin A, B
và C, trong hành cha mt lượng lớn các hợp chất lưu huỳnh, flavonoid, saponinc dẫn xut polyphenol
kc. Trong đó, quercetin một flavonoid đin hình trong hành m, được biết đến với khả năng chống oxy
hóa cũng như khả ng bảo vchống lại bệnh tim mạch, chúng n có tác dụng rõ rệt trong điều trd ứng, hen
suyễn, viêm khớp, ung thư, biến chng tiểu đường, rối loạn thoái hóa thn kinh và bệnh lng ơng .
Mc dù nh tím mang li nhiu li ích cho sc khe, nng mùi hăng v cay ca nó yếu t hn
chế trong vic s dụng. Tuy nhn, c pơng pp chế biến n luc, o, hp, chiên sy th m gim
mùi v y. Mt dng sn phm mi t hành m là nh đen, đưc chế biến qua quá trình x lý nhit độ và đ
m kim soát không cn s dng cht ph gia. Q trình này kng ch thay đi u sc (chuyn sang màu
đen), còn m thay đổi kết cu ca nh (mm do n). Những hp cht m bn có i k chu trong
hành ơi đưc biến đổi thành các hp cht bn n, m gim i v khó chu to ra mt ơng v ngt du
hơn. Theo một s kết qu nghn cu cho thy trong dch chiết hành đen đưc chế biến t hành y có mt s
tác dng t tri so vi hành ơi như: c dụng chng oxy a, ng cường min dịch, ngăn ngừa ri lon
chuyn hóa nhim đc gan do rưu. Do đó, sản phmnh đen đưc k vng s gp ci thin sc khe,
bo v cơ th khi c c nhân y bnh.
Tn thế gii đã có một s nghn cu v quy trình chế biến sn phẩm hành đen từ nguyên liu nh
tây, tuy nhn nghiên cu v quy trình chế biếnnh đen từ nguyên liu hành m còn rt hn chế. Quy trình
chế biến nh đen từ nh tây kéo dài t 30-60 ngày, vi hàm lưng hot cht sinh hc to tnh ca cao.
Q tnh này din ra nhit đ t 60ºC - 9C đ m 70%-90%, s tp hp các phn ng sinh hóa din
ra trong tế bào hành. Đ ng cường hàm lưng hot cht rút ngn thi gian chế biến, cn nghn cu và áp
dngc bin pp công ngh kết hợp, như phá v cu trúc tếo, nhm thúc đẩyc phn ng sinha ni
sinh.
Phương pháp trích ly hot cht sinh hc t nguyên liu thc vt có h tr su âm mt k thut tiên
tiến, giúpng cao hiu sut thu hi, ổn địnhnh cht ca hot cht và gim thi gian cũng n lượng dung
môi cn s dng. K thut y đã đưc áp dng trong vic tách chiết mt s hp cht sinh học n phenolic,
flavonoid, anthocyanintừ các ngun nguyên liu thc vt khác nhau, điển hình là chè xanh, nho, khoai lang
tím, và qu lu cho thy hiu qu thu hồi tăng vàc hp 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 hành tím Vit
Nam) là rt cn thiết, đc bit khi đây là vấn đề ca được nghiên cứu tớc đây.
vy, nghiên cu quy tnh chế biến nh đen t nh tím, kết hp vi k thut siêu âm trong trích ly
hp cht sinh hc, ớng đi quan trọng để 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 góp phnng cao sc khe, bo v cơ th khi
các c nn gây bnh, đồng thi m ra hi cho c nghiên cu ng dng khoa hc trong thc tin. Chính
vì lý do y, chúng tôi thc hin nghiên cu với đềi Nghn cu công nghệ chế biến hành đen và khai
tc tiềm ng sinh học, ứng dụng trong công nghệ thực phẩm”
2. Mc tiêu của đ tài
Xây dựng đưc quy trình ng ngh chế biếnnh đen t c nh tím (Allium Ascalonicum L). T đó
thu nhn c hp cht có hot tính sinh hc t hành đenng dng vào q trình chế biến mt s sn phm
thc phm.
3. Đối ng nghiên cu
Cnh tím (Allium Ascalonicum L.) trng ti huyệnnh Cu, tnh Sóc Trăng đưc thu hoch
đ g 70 - 75 ny (k t thi gian bt đầu trng)
4. Địa đim và thi gian nghiên cu
4.1. Địa đim nghn cu
Các phòng TN ca Trung m thc nh TN - Trưng Đi hc Vinh, Vin CN Sinh hc Thc Phm
Trường Đại hcng nghip Tnh ph H Chí Minh, Vin Nghiên cu Rau qu ng trngnh tím
ti huyện Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Tng.
4.2. Thi gian thc hin: 10/2018-10/2024
5. Ý nga khoa hc thc tin của đ tài
5.1. Ý nga khoa hc
2
- Đ tài đã nghiên cứu mtch h thng các gii pp k thut tn tiến t công đoạn tin x, công ngh
chế biến sn phm nh đen chất ng cao t nguyên liu nh m trong khong thi gian phù hp (rút ngn
so với phương pháp chế biến truyn thống) đến công ngh thu nhn các hot cht t hành đen và định hưng
ng dng trong công ngh thc phm.
- Đã c đnh tnh phn a hc ca 13 hp cht bay hơi và 24 hp cht không bayi trong cao chiết nh
đen. Đồng thi đã th nghim hot tính sinh hc (hot tính chng oxi a, hoạtnh kháng ung thư) của cao
chiết nh đen. Đây những đóng góp khoa học độ tin cy cao, góp phn m phong phú tm v cơ sở d
liu v cht ợng nh đen.
5.2. Ý nga thc tin
- Hành đen chế biến t nh tím là mt dng sn phm mi, do đó việc nghn cu quy tnh sn xut nh
đen, khai thác các hợp cht có hot tính sinh hc, các thành phn dinh ỡng trong nh đen bằng c công
ngh chế biến hiện đại, to ra được các sn phm giàu hot cht để ng dng sn xut c loi thc phm chc
năng là ớng đi triển vng và cn thiết.
- Đa dng a c sn phm, góp phn ng cao chui g tr ca hành tím ti Vit Nam, gp ni nông n
tnhđưc mùa mt g”, mang li sn phm có nhiu li ích sc khe cho người s dng.
6. Những đóng góp mi ca lun án
- Đã đánh gnh hưởng ca phương pp tiền x đến sbiến đổi cấu tc nguyên liệu (SEM), thành phần
hóa học và chất ợng cảm quan của hành đen tạo thành, nhằmt ngắn thời gian chế biến mà vẫn đm bảo
chất ợng sản phẩm.
- Đã xác định điều kiện n men nội sinh và tối ưu điều xử nhiệt m gp ng cao cht lượng hành đen.
- Đã tối ưu hóa quá trình trích ly có h trợ sóng siêu âm, xác định tnh phần các cht bayi và không bay
hơi trong dịch chiết chứng minh hoạt tính sinh họct trội của nh đen so vớinh tím tươi. Ngi ra,
nghiên cu cũng c định tỷ lệ bsung hành đen phù hp trong sản phẩm ớc hành đen mật ong nước st
hành đen.
7. B cc ca lun án
Lun án bao gm 187 trang vi 32 bng s liu, 45 hình đ th vi 156 tài liu tham kho. Các phn
ph chương: Mục lc; Danh mc các công trình đã công b; Tài liu tham kho; Danh mc bng; Danh mc
hình; Danh mc c ch viết tt 03 Ph lc m theo.
CƠNG 1. TNG QUAN
1.1. Nguyên liệu hành tím
1.1.1. Đặc điểm hình ti cây hành m
Hình 1.1. Đc điểm hình thái y nh tím. A. Củ hành tím; B. y
hành tím; C. Hoa nh tím
Giới: Thực vật
Ngành : Magnoliophyta
Lớp : Liliopsida
B: Asparagales
Họ: Alliaceae
Chi: Allium
Li: A. ascalonicum
1.1.2. nh nh trồng cây hành tím
Việt Nam, hành m đưc trngmột số tỉnh tnh như: th Vĩnh Châu tnh c Tng, huyện
đảo Lý n tỉnh Quảng Ngãi, huyện Ninh Hải tnh Ninh Thuận, huyn Công tỉnh Tiền Giang, huyn
Ba Tri tỉnh Bến Tre, huyn Duyên Hải – tỉnh Trà Vinh thành phố Bạc Lu – tỉnh Bạc Lu[10]. Trong
đó, th Vĩnh Châu (c Tng) một trong những địa pơng trồng nh tím với quy lớn nhất nhđiều
kiện đất giồng pha cát ven biển k hậu phù hợp.
1.1.3. Thành 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 một lượng ln polyphenol kc, tùy thuc o yếu t trng trt và bo qun.
Fructan là polysaccarit chính, khi thy pn s to ra đường đơn, làmng v ngt t nhn.c hp cht lưu
hunh (cysteine sulfoxyd, γ-glutamylcystein) ng đóng vai t quan trng, góp phn to n hương v đc
tng của nh đen to ra. Enzym (alliinase, cysteine protease, fructan exohydrolase) nh ng mnh đến cht
ng sn phm, h tr q trình chuyn a cht trong q tnh chế biến, tạoơng v g tr dinh dưng.
1.1.4. Hoạt tính sinh học
Hành tím cha nhiu hp cht có hot tính sinh hc mang li li ích kng khun, kháng nm, kng
virus, chng oxya, chng ung t và hỗ tr png nga các bnh tim mch, tiu đưng.
1.1.5. c sản phm từ hành tím
1.2. ng nghchế biến hành đen
1.2.1. chế ca q trình to hành đen bằng pơng pháp x nhit m
Q trình xử lý nhiệtm một phương pp ph biến gp loại bing cải thiện chấtợng
của các loại thực phm thuộc chi Allium n nh tím tỏi, trong đó hành đen được tạo ra thông qua sự biến
đổi hóa học và sinh học dưới c động nhit đ độ m cao. c quá trình chính gồm:
1.2.1.1. Phản ứng thủy pn: giai đoạn đu, c polysaccharide phức tạp trong nh m n fructan và
oligosaccharide bphân hủy thành các đường đơn giản (glucose, fructose), tạo điều kiện cho phản ứng Maillard
và ng vngọt. Theo Li cng sự, quá trình thủy pn polysaccharide diễn ra qua ba giai đoạn, từ sự p v
cu trúc tế bào, hot động của enzyme FEH 45°C, đến sthủy phân gia tăng nhờ nhiệt đ cao hơn, sản sinh
đường khử.
1.2.1.2. Phn ứng Maillard: Đây phản ng hóa học quan trọng nhất, quyết định u sắc và hương vị của
hành đen. Phản ứng diễn ra qua ba giai đoạn:nh thành sản phẩm Amadori Heyn (kngu), tiếp theo
là phân mảnh tạo hợp chất dicarbonyl (u ng), và cuối cùng là phn ứng tng hợp tạo melanoidin có màu
nâu sẫm mùi thơm. Phản ng Maillard ng là yếu tquan trng trong sản xuất các sản phẩm n nh mì,
cà p và tỏi đen.
1.2.1.3. Chuyn đổi các chất chống oxy a: ớic động của xử nhiệt ẩm, các hợp cht chống oxya
phenolic và flavonoid gia ng, m ng khả năng chống oxy hóa của nh và tỏi đen. Quá trình này ln quan
đến enzyme PPO sự giải phóng c dạng tự do của phenolic flavonoid, cùng với sự gia ng c hợp chất
polyphenol phức tạp trong giai đoạn sau của phnng hóau. Các hợp chất lưu huỳnh n alliin và isoalliin
cũng chuyn a, ci thiện ơng v g trdinh dưỡng của sn phẩm.
1.2.2. c công trình nghiên cu v các bin pp tin x tc khi chế biến hành đen
Nhiều nghn cứu cho thấy phương pp tiền xử và chế độ lên men (xử nhiệtm) những yếu t
quan trọng ảnh ng chất ợng của nh, tỏi đen.
Phương pp chế biến truyền thống (kng áp dụng tiền xử ) đối với sản phẩm tương tự là tỏi đen đơn
giản nhưng tốn nhiều thời gian (nhiều hơn 30 ny) và cht lượng kngn định. Đó q tnh x nhiệt tỏi
tươi nhiệt độ và độm kiểm soát (60 - 90ºC, 70% đến 90%) trong 30-60 ngày không cn x tớc.
Có ththấy q trình biến đi các thành phần hoá học sẽ xảy ra rt chậm do c hợp chất các henzym đu
nằm trong tế o. Do đó, cần phải áp dụng kết hợp c ng nghệ khác để ng ờng c hot chất rút ngắn
thời gian chế biến, hạn chế tu tốn ng ợng, đápng được nhu cầu sn xut công nghiệp.
Thay đổi kích thước nguyên liệu: Tin x ct nh hành tây trước khi n men đã đưc nghn cu vi
mục đích rút ngn thi gian chế biến ci thin chtng sn phm hành đen. Một s nghn cu cho thy
pơng pháp y gp tối ưu a quá trình n men nh ng din ch b mt, to điu kin cho c enzym tiếp
c tt n với tnh phn ni o ca hành .
Tiền xử lạnh đông: Lạnh đông là quá tnhm giảm nhit độ của thực phẩm dưới nhit độ của điểm
đóng băng đ ớc n trong thực phẩm chuyển pha từ th lỏng sang thể rắn dạng tinh th đá. Xử lạnh đông
tớc khi chế biến m tổn thương sơ b tế bào thực vật. Khi các củnh được tin xử lạnh đông t lượng
nước có mặt trongnh sẽ hình tnh n các mầm tinh th đá,c mm tinh thể đá được hình tnh thường
có c cạnh nhọn sắc khi cng lớn dần trong quá trình m lnh sẽ m tổn tơng c ng tế o nh.
Q trình nâng nhiệt về sau sẽ m các mm tinh thể đá tan ra sẽ giải png c hợp cht có trong tếo
tnh các dạng tự do. Q trình này sẽ gp rút ngn q trình chế biến hành đen. Tuy nhn, kích thước của
các tinh thđá tạo tnh ở mi chế đlạnh (nhiệt đ và thi gian) kc nhau sẽ kng giống nhau.