Chế biến nước giải khát giàu hợp chất sinh học từ cây thuốc dòi (Pouzolzia Zeylanica L. Benn)

Bài viết trình bày việc chế biến nước giải khát giàu hợp chất sinh học từ cây thuốc dòi (Pouzolzia Zeylanica L. Benn). Đây là sản phẩm mới, có hoạt tính sinh học cao, tiện lợi trong việc sử dụng, có thể phòng ngừa và hỗ trợ điều trị một số bệnh đường hô hấp.

TC.DD & TP 17 (3) - 2021 CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT GIÀU HỢP CHẤT SINH HỌC TỪ CÂY THUỐC DÒI (Pouzolzia Zeylanica L Benn) Nguyễn Duy Tân1, Trần Phước Giang2, Võ Thị Xuân Tuyền3 Nghiên cứu thực để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy (50oC, 60oC, 70oC, 80oC 90oC); ảnh hưởng nhiệt độ (65oC, 75oC, 85oC 95oC) thời gian (15 phút, 30 phút, 45 phút 60 phút) trích ly đến giá trị cảm quan, độ hấp thu A, hàm lượng chất hòa tan tổng hoạt chất sinh học (phenolic tổng, anthocyanin tannin) dịch trích ly; ảnh hưởng việc phối chế oBrix (8, 10, 12 14) pH (3,4, 3,6, 3,8 4,0) đến độ hấp thu A, giá trị cảm quan mức độ ưa thích sản phẩm; ảnh hưởng nhiệt độ (65oC, 75oC, 85oC 95oC) thời gian giữ nhiệt trùng (10 phút, 20 phút, 30 phút 40 phút) đến hàm lượng hoạt chất sinh học sản phẩm Kết cho thấy thuốc dòi sấy 60oC từ độ ẩm ban đầu 89,65% xuống khoảng 5% trích ly 85oC thời gian 45 phút với tỷ lệ thuốc dòi/nước 1/45 (w/v) dịch trích ly thu có giá trị cảm quan cao, hàm lượng chất hòa tan tổng hoạt chất sinh học thu tỷ lệ cao nhất; phối chế sản phẩm đường phèn acid (citric/ascorbic =1/1) đến Brix = 12o pH = 3,8 tạo cho sản phẩm có giá trị cảm quan hấp dẫn mức độ ưa thích cao; sản phẩm trùng 85oC 20 phút đảm bảo tiêu an toàn vi sinh thực phẩm giữ hoạt chất sinh học mức cao Từ khóa: Cây thuốc dòi, chế biến, hợp chất sinh học, nước giải khát, trích ly, trùng I ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam quốc gia có nhiều lồi cỏ có tính chất dược liệu Trong đó, thuốc dịi có tên khoa học Pouzolzia Zeylanica L Benn trồng phổ biến phát triển tốt điều kiện khí hậu Việt Nam Theo Đơng y, thuốc dịi có vị nhạt, tính mát, có tác dụng khái, tiêu đờm, dùng chữa ho lâu ngày, ho lao, viêm họng, viêm phế quản… sắc uống sử dụng dạng cao, dùng riêng phối hợp với TS Trường Đại học An Giang, ĐHQG.TPCM Email: ndtan@agu.edu.vn SV Trường Đại học An Giang, ĐHQG.TPHCM ThS Trường Đại học An Giang, ĐHQG.TPHCM vị thuốc khác [1] Thành phần hoạt chất sinh học tìm thấy thuốc dịi phyllanthin, metyl stearat, isovitexin, vitexin, quercetin, alkaloids, glycosides, polyphenolic, tannin flavonoids; chất có hoạt tính kháng khuẩn mạnh vi khuẩn đường hô hấp đường tiêu hóa, có khả chống oxy hóa tốt ức chế phát triển tế bào ung thư [2, 3] Vì “việc nghiên cứu trích ly hoạt chất sinh học từ thuốc dòi ứng dụng vào chế biến nước giải Ngày gửi bài: 01/06/2021 Ngày phản biện đánh giá: 15/06/2021 Ngày đăng bài: 15/07/2021 49 TC.DD & TP 17 (3) - 2021 khát” cần thiết Đây sản phẩm mới, có hoạt tính sinh học cao, tiện lợi việc sử dụng, phịng ngừa hỗ trợ điều trị số bệnh đường hô hấp Làm phong phú thêm sản phẩm chế biến từ thuốc dòi bổ sung thêm tài liệu nghiên cứu thuốc dòi khan Việt Nam lượng phenolicic tổng theo phương pháp Folin-Ciolcalteau (λ = 750 nm) [4] tannin theo phương pháp Folin Denis (λ = 700 nm) [5], anthocyanin theo phương pháp pH vi sai [6] Các kết xử lý thống kê phần mềm Excel Statgraphic 16.0 III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Quy trình nghiên cứu: thuốc dịi → xử lý → sấy khơ → trích ly → lọc → phối chế → rót chai → đóng nắp → trùng → làm nguội → sản phẩm - Ngun liệu chính: Cây thuốc dịi mua từ chợ Long Xuyên (chiều cao từ 20-30 cm) Các nguyên liệu phụ khác đường phèn, acid citric acid ascorbic mua từ cửa hàng bán phụ gia thực phẩm - Dựa vào quy trình nghiên cứu, chúng tơi tiến hành khảo sát thí nghiệm cơng đoạn sấy khơ, trích ly, phối chế trùng sản phẩm Các thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên lần lặp lại Các tiêu theo dõi thí nghiệm như: đánh giá cảm quan sản phẩm (màu sắc, mùi vị) phương pháp mô tả cho điểm theo TCVN 5090-90 mức độ ưa thích sản phẩm (MĐUT) theo thang điểm Hedonic 11 thành viên Phân tích chất hịa tan tổng theo phương pháp sấy 105oC đến khối lượng không đổi, acid tổng theo phương pháp chuẩn độ dung dịch kiềm với chất thị phenolictalein, đo độ hấp thu A máy so màu UV-VIS bước sóng 960 nm, hàm 50 3.1 Kết thí nghiệm sấy khơ ngun liệu thuốc dịi: Cây thuốc dịi sau rửa sạch, cắt khúc dài 1-2 cm khối lượng mẫu đem sấy 200 g đựng khay inox trịn có đường kính 30 cm Tiến hành sấy thiết bị sấy đối lưu cưỡng bức, nhãn hiệu TQ-YCO-010, kích thước buồng sấy 550 x 450 x 550 cm Các mẫu thực sấy khoảng nhiệt độ từ 50oC đến 90oC xuống đến độ ẩm 5% Kết nghiên cứu cho thấy, mẫu sấy 60oC cho dịch trích ly có điểm cảm quan màu sắc, mùi vị cao khác biệt thống kê so với mẫu sấy 70oC, 80oC 90oC Tuy nhiên chưa khác biệt so với mẫu sấy 50oC Nhưng mức độ ưa thích đánh giá cao khác biệt so với mẫu lại Bên cạnh đó, hàm lượng chất hịa tan tổng dịch trích ly mẫu sấy 50oC 60oC cao mẫu lại, nhiên chúng chưa có khác biệt thống kê Cịn độ hấp thu A dịch trích ly so màu bước sóng 960 nm, kết cho thấy mẫu sấy 60oC có độ hấp thu A cao khác biệt so với mẫu lại Các số liệu thống kê trình bày Bảng TC.DD & TP 17 (3) - 2021 Bảng Đánh giá dịch trích ly thuốc dịi sau sấy nhiệt độ khác Điểm cảm quan Nhiệt độ sấy (oC) Độ hấp thu A (λ = 960 nm) Chất hòa tan tổng (%) Màu sắc Mùi vị MDUT 50 0,327c 0,468c 4,00b 3,92c 6,38b 60 0,332d 0,452c 4,31b 4,08c 7,15c 70 0,316b 0,398b 3,35a 3,41b 6,15b 80 0,313b 0,392b 3,28a 3,12a 5,15a 90 0,307a 0,368a 3,21a 3,08a 5,11a Ghi chú: Số liệu trung bình (n=3); mang ký tự khác thể khác biệt thống kê mức ý nghĩa với p ≤ 0,05 Nguyên liệu thuốc dịi tươi có độ ẩm 89,65% theo ướt (866,18% theo khô-CBK) sấy xuống độ ẩm cần đạt 5% theo ướt (48,31% theo CBK) Đường cong sấy nguyên liệu thuốc dòi màu sắc dịch trích ly thể qua Hình Hình Đồ thị biểu diễn đường cong sấy 60oC; dịch trích ly mẫu theo nhiệt độ sấy khác Kết hình cho thấy: Mẫu sấy 60oC cho dịch trích ly có màu sắc, mùi vị mức độ ưa thích cao Hàm lượng chất hòa tan tổng độ hấp thu A dịch trích ly cao khác biệt thống kê so với mẫu sấy khoảng nhiệt độ cịn lại Do chọn làm thơng số cho thí nghiệm sau 51 TC.DD & TP 17 (3) - 2021 3.2 Kết thí nghiệm trích ly ngun liệu thuốc dịi khơ dung mơi nước Thí nghiệm thực với khối lượng mẫu 100 g thuốc dịi khơ, trích ly với tỷ lệ nước/thuốc dòi 45/1 (v/w) khoảng nhiệt độ từ 65oC đến 95oC thời gian từ 15 phút đến 60 phút Sau trích ly, mẫu lọc tiến hành phân tích thu nhận tiêu Kết phân tích đo đạt thể qua Bảng Bảng Kết thống kê tiêu thu nhận theo thời gian nhiệt độ trích ly Thời gian (phút) Các tiêu thu nhận Độ hấp thu A (λ=960 nm) Chất hòa tan tổng (%) 15 0,272a 0,308a 29,280a 15,525a 3,210a 30 0,324b 0,404b 30,323b 16,157b 3,708b 45 0,346c 0,459c 31,953cd 16,636c 4,415c 60 0,348c 0,467c 32,075d 16,694c 4,373c Nhiệt độ (oC) Phenolicic tổng Anthocyanin Tannin (mg%) (mgTAE/L) (mgGAE/L) Các tiêu thu nhận Độ hấp thu A (λ=960 nm) Chất hòa tan tổng (%) 65 0,278a 0,347a 28,215a 14,838a 3,250a 75 0,303b 0,382b 29,285b 16,153b 3,705b 85 0,352c 0,450c 33,050c 17,004c 4,396c 95 0,358c 0,460c 33,080c 17,017c 4,455c Tannin Phenolicic tổng Anthocyanin (mgTAE/L) (mgGAE/L) (mg%) Ghi chú: Số liệu trung bình (n=3); mang ký tự khác thể khác biệt thống kê mức ý nghĩa với p ≤ 0,05 Kết phân tích Bảng cho thấy, gia tăng nhiệt độ thời gian trích ly độ hấp thu A, chất hịa tan tổng, tannin, phenolicic tổng anthocyanin tăng có khác biệt thống kê mức ý nghĩa p ≤ 0,05 Tuy nhiên, mẫu trích ly nhiệt độ 85oC 95oC 52 thời gian 45 phút 60 phút gia tăng chưa có khác biệt ý nghĩa thống kê Do đó, mẫu trích ly nhiệt độ 85oC thời gian 45 phút mẫu tối ưu chọn Hàm lượng hoạt chất sinh học mẫu tối ưu tính tốn dựa vào phương trình hồi quy TC.DD & TP 17 (3) - 2021 (1), (2) (3) thể rõ qua đồ thị bề mặt đáp ứng Hình (a, b c) có hàm lượng tannin 32,23 mgTAE/L, phenolicic tổng 16,51 mgGAE/L anthocyanin 4,36 mg% Bên cạnh đó, mối tương quan độ hấp thu A, hàm lượng chất hòa tan tổng anthocyanin dịch trích ly thể qua phương trình (4) đồ thị bề mặt đáp ứng Hình 2(d) Tannin (mgTAE/L) = 4,29475 + 0,4991X - 0,0711Y - 0,0026X2 0,001Y2 + 0,0027XY; với R2 = 0,979; X nhiệt độ Y thời gian trích ly (1) (a) (c) Phenolic tổng (mgGAE/L) = -14,5825 + 0,6298X + 0,1481Y - 0,0033X2 0,0006Y2 - 0,0009XY; với R2 = 0,958 ; X nhiệt độ Y thời gian trích ly (2) Anthocyanin (mg%) = -5,90618 + 0,183X + 0,0274Y - 0,001X2 0,0005Y2 + 0,0005XY; với R2 = 0,944; X nhiệt độ; Y thời gian (3) Độ hấp thu A = 0,4118 - 1,9518X + 4,5627X2 + 0,0009Y2 + 0,0895Y 0,2709XY; với R2 = 0,976 ; X chất hòa tan tổng Y anthocyanin (4) (b) (d) Hình Đồ thị bề mặt đáp ứng anthocyanin (a), phenolic tổng (b), tannin (c) theo nhiệt độ thời gian trích ly; mối tương quan độ hấp thu A, chất hòa tan tổng anthocyanin (d) Kết hình cho thấy: Mẫu trích ly nhiệt độ 85oC thời gian 45 phút mẫu tối ưu có hàm lượng chất hòa tan tổng, tannin, phenolic tổng anthocyanin mức cao 53 TC.DD & TP 17 (3) - 2021 3.3 Kết thí nghiệm phối chế đường phèn acid citric Dịch thuốc dịi sau trích ly nhiệt độ thời gian tối ưu, tiến hành lọc phối chế với đường phèn đến độ brix (từ 8, 10, 12 14), acid citric/acid ascorbic = 1/1 đến pH (từ 4, 3,8, 3,6 3,4) Sau đó, tiến hành đo độ hấp thu A đánh giá cảm quan Kết trình bày Bảng Bảng Kết thống kê độ hấp thu A điểm cảm quan theo pH, Brix sản phẩm Điểm cảm quan pH Độ hấp thu A (λ = 960 nm) Màu sắc Mùi vị MDUT 3,4 3,6 3,8 4,0 0,392c 0,388b 0,387b 0,383a 3,69a 4,17b 4,31b 3,85a 3,74a 3,87ab 4,02b 3,89ab 6,57a 6,74ab 7,01b 6,87ab Độ Brix Độ hấp thu A (λ = 960 nm) Màu sắc Mùi vị MDUT 10 12 14 0,381a 0,384b 0,385c 0,393d 3,74a 3,91ab 4,29c 4,09bc 3,50a 3,79b 4,20c 4,03bc 6,13a 6,60b 7,28c 7,18c Điểm cảm quan Ghi chú: Số liệu trung bình (n=3); mang ký tự khác thể khác biệt thống kê mức ý nghĩa với p ≤ 0,05 Kết Bảng cho thấy thay đổi giá trị pH brix độ hấp thu A thay đổi, giá trị pH = 3,8 brix = 12 cho sản phẩm có giá trị cảm quan màu sắc, mùi vị mức độ ưa thích cao Tuy nhiên, giá trị pH = 3,8 điểm cảm quan màu sắc, mùi vị mức độ ưa thích chưa có khác so với giá trị pH = 3,6 tương tự giá trị brix =12 chưa có khác biệt màu sắc, mùi vị mức độ ưa thích so với brix = 14 Nhưng phối chế pH = 3,8 brix = 12 tạo cho sản phẩm có màu sắc nâu đỏ, tạo mùi vị chua hài hịa nhất, mức độ ưa thích cao, 54 yếu tố quan trọng việc phối chế Màu sắc sản phẩm giá trị pH tối ưu với độ brix khác thể qua Hình Hình Màu sắc sản phẩm giá trị pH = 3,8 với độ brix khác TC.DD & TP 17 (3) - 2021 3.4 Kết thí nghiệm trùng sản phẩm Ở thí nghiệm này, chúng tơi tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trùng đến hàm lượng hoạt chất sinh học Kết nghiên cứu cho thấy tăng nhiệt độ thời gian trùng hàm lượng tannin anthocyanin có xu hướng giảm, cịn hàm lượng phenolic tổng (đương lượng acid galic) có xu hướng tăng nhẹ, điều cho thấy trình trùng làm cho tannin bị thủy phân tạo thành acid galic tương ứng hàm lượng phenolic tổng tăng lên theo phân hủy hợp chất tannin Theo Nguyễn Thượng Dong (2006) nhóm tannin thủy phân taragallotannin có nhân acid galic [7] Kết phân tích thống kê thể rõ qua Bảng Bảng Hàm lượng chất sinh học sản phẩm theo thời gian nhiệt độ trùng Thời gian (phút) Hoạt chất sinh học Tannin (mgTAE/L) Phenolic tổng (mgGAE/L) Anthocyanin (mg%) 10 27,515a 17,738a 4,803a 20 27,193a 17,883a 4,773a 30 25,945b 18,725b 4,552b 40 24,363c 19,623c 4,118c Nhiệt độ (oC) Hoạt chất sinh học Tannin (mgTAE/L) Phenolic tổng (mgGAE/L) Anthocyanin (mg%) 65 27,913a 16,848a 5,047a 75 27,258a 16,907a 4,887a 85 26,958ab 17,545ab 4,648ab 95 25,788c 18,669b 3,665c Ghi chú: Các chữ số a, b, c thể khác biệt thống kê mức ý nghĩa với p ≤ 5% Qua kết phân tích Bảng cho thấy, gia tăng nhiệt độ thời gian trùng hàm lượng hoạt chất tannin anthocyanin có xu hướng giảm khác biệt thống kê khoảng thời gian 30 phút 40 phút, khoảng nhiệt độ 85oC 95oC, ngược lại hàm lượng phenolic tổng có xu hướng tăng khoảng thời gian nhiệt độ Trong khoảng thời gian 10 phút 20 phút nhiệt độ 65oC, 75oC 85oC giảm tăng hàm lượng hoạt chất chưa có khác biệt thống kê rõ ràng mức ý 55 TC.DD & TP 17 (3) - 2021 nghĩa p≤ 0,05 Bên cạnh đó, hàm lượng hoạt chất sinh học tannin, phenolic tổng anthocyanin biến đổi trình trùng dự đốn thơng qua phương trình (5), (6), (7) đồ thị bề mặt đáp ứng Hình (a, b c) Tannin (mgTAE/L) = 6,7077 + 0,5874X + 0,3165Y - 0,004X2 - 0,0032Y2 0,0033XY; với R2 = 0,972 X nhiệt độ, Y thời gian (5) Phenolic tổng (mgGAE/L) = 23,6105 - 0,2897X - 0,0443Y + 0,0027X2 + 0,0019Y2 + 0,0002XY; với R2 = 0,981 X nhiệt độ, Y thời gian (6) Anthocyanin (mg%) = -7,2427 + 0,3161X + 0,1267Y - 0,001Y2 - 0,0021X2 - 0,0012XY; với R2 = 0,940 X nhiệt độ Y thời gian (7) Tóm lại: Nhiệt độ trùng 85oC thời gian 20 phút chọn làm thông số tối ưu cho trình trùng giữ hàm lượng chất mức cao Hình Đồ thị bề mặt đáp ứng tannin (a), phenolic tổng (b) anthocyanin (c) theo nhiệt độ thời gian trùng 3.5 Thành phần hóa học vi sinh sản phẩm Qua kết Bảng cho thấy nước thuốc dịi có chứa thành phần dinh dưỡng đường tổng 8,98%, vitamin 56 C 56,59 mg/L, phenolic tổng 17,72 mgGAE/L, tannin 27,02 mgTAE/L anthocyanin 4,85 mg% Chỉ tiêu vi sinh vật theo TCVN7041-2002 cho nước giải khát không cồn đạt yêu cầu theo quy định TC.DD & TP 17 (3) - 2021 Bảng Thành phần hóa học vi sinh vật sản nước thuốc dòi Thành phần hóa học Kết Đường tổng (%) Vitamin C (mg/L) Acid tổng (mEq/L) Chất hòa tan tổng (%) Phenolic tổng (mgGAE/L) Anthocyanin (mg%) Tannin (mgTAE/L) 8,98 56,59 208 11,20 17,72 4,85 27,02 Thành phần vi sinh vật (TCVN 7041-2002) Kết Tổng vi sinh vật hiếu khí (102 cfu/ml)