ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC BỘT TRÀ HÒA TAN TỪ LÁ CÂY ĐINH LĂNG VÀ ĐƯỜNG CỎ NGỌT MÔN NGUYÊN LÝ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM THỰC PHẨM GCHD TS NGÔ ĐẠI.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC BỘT TRÀ HÒA TAN TỪ LÁ CÂY ĐINH LĂNG VÀ ĐƯỜNG CỎ NGỌT MÔN: NGUYÊN LÝ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM THỰC PHẨM GCHD: TS NGÔ ĐẠI NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn lựa chọn ý tưởng Ở Việt Nam nhiều nước giới, trà thức uống thông dụng mang nét văn hóa đặc trưng riêng Nhắc tới trà, người ta thường nghĩ đến sản phẩm làm từ nguyên liệu chè tươi Nhưng với phát triển sống, sản phẩm trà có nhiều thay đổi để phù hợp với nhu cầu tiêu dùng ngày nâng cao người Nguyên liệu để chế biến trà ngồi chè tươi cịn có loại thảo dược khác Các loại trà uống liền ngày ưa chuộng tính tiện dụng như: trà túi lọc, trà hịa tan, trà đóng chai Tuy trà hịa tan chế biến từ thảo dược mặt hàng lại mặt hàng có tiềm phát triển lớn với thị trường tiêu thụ rộng Chính vậy, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm trà hòa tan từ thảo dược góp phần đa dạng hóa sản phẩm trà hịa tan có thị trường Trong dân gian, rễ đinh lăng sử dụng để nấu nước uống giúp tăng cường sức khỏe, chống thiếu máu, chữa lành vết thương (Đỗ Tấn Lợi, 2004) Có thể thấy việc sử dụng đinh lăng kết hợp với số thảo dược khác để sản xuất trà hòa tan đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa mặt hàng trà thảo dược hịa tan tính hợp lí tác dụng dược học Ngoài ra, chất chiết xuất từ P fruticosa có đặc tính hạ sốt, chống viêm, giảm đau diệt khuẩn hoạt động ức chế α-glucosidase chống đái tháo đường Một phương pháp điều trị để điều trị bệnh tiểu đường làm giảm đường huyết sau ăn cách ức chế enzym chịu trách nhiệm thủy phân carbohydrate, chẳng hạn αglucosidase α-amylase [1] Tuy nhiên, tác dụng điều trị bệnh tiểu đường chưa nghiên cứu rõ ràng Việt Nam Vì ý tưởng sản xuất trà hòa tan đinh lăng hỗ trợ điều trị tiểu đường hình thành Bên cạnh việc hỗ trợ tiểu đường từ đinh lăng sản phẩm thực bổ sung thêm loại đường dành cho người bị tiểu đường nhằm nâng cao hoạt tính chống đái tháo đường sản phẩm Hiện thị trường có sản phẩm trà túi lọc đinh lăng – cỏ chưa có dạng trà hịa tan nên sản phẩm trà hịa tan tăng tính tiện lợi, nâng cao chất lượng tăng tính đa dạng sản phẩm 1.2 Sản phẩm thực Bột trà hịa tan từ đinh lăng có bổ sung đường cỏ 1.3 Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu tổng quan ngun liệu, thành phần hóa học nguyên liệu đinh lăng - Xác lập quy trình nghiên cứu thực nghiệm để tìm chế độ thích hợp cho quy trình sản xuất trà hịa tan đinh lăng - Đề xuất quy trình sản xuất thử nghiệm trà hòa tan đinh lăng đường cỏ CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan trà hòa tan 2.1.1 Giới thiệu trà hòa tan Trà hòa tan bắt đầu xuất từ năm 1959 Thụy Sĩ đến Mỹ Ưu điểm loại trà hịa tan nhanh, khơng để lại cặn, cách pha chế sử dụng đơn giản Trà hịa tan sản xuất từ nguyên liệu khác Để sản xuất trà hịa tan, người ta tiến hành trích li chất tan từ nguyên liệu, dịch thu đem phối trộn với chất trợ sấy đến nồng độ định đem sấy tạo bột trà Tùy vào trang thiết bị, mục đích sản xuất mà sử dụng phương pháp sấy phun sấy khơ chân khơng nghiền thành bột mịn Ngày nay, trà hòa tan sản xuất từ nhiều nguồn ngun liệu có tính dược lí khác, người ta gọi sản phẩm trà thảo dược hòa tan 2.1.2 Sản xuất trà hòa tan phương pháp sấy phun Sấy phun [2]: - Sấy trình làm bốc nước khỏi vật liệu tác dụng nhiệt Trong trình sấy, nước tách khỏi vật liệu nhờ khuếch tán do: + Chênh lệch độ ẩm bề mặt bên vật liệu + Chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu mơi trường xung quanh Mục đích q trình sấy làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền bảo quản sản phẩm lâu - Sấy phun công nghệ sấy cơng nghiệp khả sấy bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng bột đơn giản, dễ dàng kiểm soát nhiệt độ định dạng hạt sản phẩm cách xác Thiết bị sấy phun dùng để sấy dạng dung dịch huyền phù trạng thái phân tán nhằm tách ẩm khỏi vật liệu giúp tăng độ bền bảo quản sản phẩm lâu Sản phẩm trình sấy phun dạng bột mịn bột đậu nành, bột trứng, bột sữa, …hoặc chế phẩm sinh học, dược liệu… - Nguyên lý phương pháp sấy phun: Một hệ phân tán mịn nguyên liệu từ chất lỏng hịa tan, nhũ tương, huyền phù đặc trước (40 - 60% ẩm) phun để hình thành giọt mịn, rơi vào dịng khí nóng chiều ngược chiều nhiệt độ khoảng 150 - 300 0C buồng sấy lớn Kết nước bốc nhanh chóng Các hạt sản phẩm tách khỏi tác nhân sấy nhờ hệ thống thu hồi riêng Ưu điểm Sấy phun Ít biến đổi, thời gian sấy ngắn q trình sấy tiến hành nhanh chóng nên nhiệt độ vật liệu sấy thấp Sản phẩm dạng bột nhỏ, khơng cần nghiền lại có độ hịa tan lớn (90-100%) Cơ giới hóa, dễ điều khiển Năng suất cao, làm việc liên tục dung dịch đem sấy chảy qua đĩa có đầu phun với vịng quay lớn, nhờ tiểu phần chất lỏng biến thành hạt nhỏ dạng sương mù Ít ăn mịn thiết bị làm thép khơng rỉ Chi phí lao động thấp, vận hành bảo dưỡng đơn giản Nhược điểm Sấy phun Vốn đầu tư cao Không linh động Khơng thích hợp cho sản phẩm có tỷ trọng lớn Năng lượng nhiều (bơm cao áp, hàm lượng ẩm nhập liệu cao) Thiết bị phức tạp (cơ cấu phun, hệ thống thu hồi bụi, …) Thất thoát chất dễ bay cao Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sấy Nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến trình sấy phun: - Nồng độ chất khô nguyên liệu Nồng độ cao: Giảm thời gian bốc lại tăng độ nhớt ngun liệu, gây khó khăn cho q trình sấy phun Nồng độ thấp: Tốn nhiều thời gian lượng cho trình Thực tế nồng độ vào khoảng: 45- 52% - Chất mang: ảnh hưởng đến độ nhớt nguyên liệu Sự lựa chọn loại vật liệu có vai trị làm chất quan trọng hiệu tạo bột Tiêu chuẩn để chọn lựa nguyên liệu làm chất mang chủ yếu dựa vào tính chất lý, hóa chẳng hạn như: khả hòa tan; trọng lượng phân tử; nhiệt độ kết tinh/nóng chảy; tính khuếch tán; hình thành màng tính chất nhũ hố Một số chất mang sử dụng sấy phun tạo vi bao polymer (Paradkar cộng sự, 2004); gum arabic, alginate, carragenans, maltodextrins; tinh bột kỵ nước, carboxy methylcellulose hỗn hợp chúng (Barbosa cộng sự, 2005; Gouin, 2004), protein sữa whey (Adem Gharsallaoui cộng sự, 2007) - Nhiệt độ tác nhân sấy: Đây yếu tố ảnh hưởng định đến độ ẩm sản phẩm sau sấy phun Khi cố định thời gian sấy, độ ẩm bột sản phẩm thu giảm tăng nhiệt độ tác nhân sấy Tuy nhiên, việc gia tăng nhiệt độ cao gây phân hủy số cấu tử nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt làm tăng mức tiêu hao lượng cho toàn q trình - Kích thước, số lượng quỹ đạo chuyển động hạt nguyên liệu buồng sấy Các yếu tố khác ảnh hưởng đến trình sấy phun tốc độ bơm đưa dịng ngun liệu vào cấu phun sương, lưu lượng khơng khí nóng vào buồng sấy, cấu tạo kích thước buồng sấy, … Một số bước sản xuất trà hòa tan phương pháp sấy phun - Bước Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu dùng để chế biến sản phẩm phải có chất lượng tốt khơng bị hỏng, mốc Đặt nguyên liệu sấy khô khay cho vào tủ sấy nhiệt độ tủ sấy đạt 70oC sấy đến độ ẩm 11% 450 phút Trong trình sấy tác dụng nhiệt độ làm bay phần chất dinh dưỡng saponin, lipid, alkaloid, … Ngồi q trình sấy giúp tạo hương cho sản phẩm, cố định chất dinh dưỡng, đồng thời làm khô - đến độ ẩm an toàn để đảm bảo ổn định chất lượng sản phẩm thời gian bảo quản Bước 2: Nghiền: Sau sấy khô nguyên liệu nghiền thành bột máy xay xát để tạo thuận lợi cho việc tách chiết - Bước 3: Trích ly Q trình trích ly nhằm thu chất hồ tan có bột dược liệu Tùy vào nguồn dược liệu, sử dụng loại mơi khác để trích ly Trong q trình trích ly khơng dùng nhiệt độ cao làm biến tính hoạt chất trích ly chất khơng tốt cho sản phẩm Bột dược liệu cần có kích thước phù hợp tiến hành trích ly nhiều lần để thu nhận tối đa chất hòa tan Nồng độ dung dịch dược liệu trích ly đạt tới 20 – 22% - Bước 4: Lọc cô đặc Nồng độ dịch dược liệu sau trích ly 20 - 22%, chưa thể sấy khơ Do phải tiến hành đặc dịch trích ly đến nồng độ 30 - 33% thuận lợi cho trình sấy Phương pháp cô đặc thường dùng cô đặc chân khơng: Dung dịch trích ly bơm vào thiết bị gia nhiệt Tại dung môi nhận nhiệt bay Độ chân không tạo nhờ barometer hút dung mơi ngưng tụ bình ngưng Quá trình diễn nồng độ dung dịch đạt yêu cầu dừng - Bước 5: Sấy phun tạo bột dược liệu hịa tan Sấy khơ nhằm đưa dịch trích ly dược liệu đặc thành dạng bột khơ để tiện lợi cho q trình bảo quản sử dụng Phương pháp sấy khô dùng phương pháp sấy phun: Có thể dùng máy sấy phun sương máy sấy phun tạo hạt áp lực cao LPG để sấy khô dịch dược liệu Dịch dược liệu đặc bơm vào đỉnh cyclon Tại có đĩa đục nhiều lỗ nhỏ, có tốc độ quay lớn, làm cho dịch trích ly vào cyclon dạng sương mù Khơng khí nóng khơ thổi vào cyclon sấy khô dịch dạng sương mù thành dạng bột Dược liệu bột hoà tan thu đáy cyclon Sau sấy khơ ta thu bột dược liệu hồ tan có độ ẩm - 2% - Bước 6: Giai đoạn hồn thiện Mục đích: Phối trộn thêm phụ gia cần thiết để tăng thêm mùi vị cho sản phẩm, tạo hấp dẫn cho sản phẩm Hình 2.1.2 Sơ đồ sản xuất trà hòa tan phương pháp sấy phun 2.1.3 Một số sản phẩm trà hòa tan Trên thị trường nay, sản phẩm trà hòa tan làm từ nhiều loại nguyên liệu khác phong phú mẫu mã, hình thức Nhiều thương hiệu trà gây tiếng vang nước như: Trà Đại Gia, Vĩnh Tiến Nhiều hàng trà tạo nên dấu ấn tin dùng khách hàng trà Lipton hòa tan, trà gừng, Atiso, hoa cúc hịa tan Ngồi chức giúp giải khát, nhiệt, sản phẩm trà thảo dược có tác dụng bồi bổ chữa trị chứng bệnh khác tuỳ vào nguyên liệu sử dụng Nếu loại thảo dược kết hợp với để sản xuất trà hịa tan phải tương hợp với tính dược lí Một số sản phẩm trà thảo dược hịa tan có tính dược lí sau: - Trà gừng hịa tan có cơng dụng việc chữa trị chứng bệnh như: trị cảm lạnh, ho, đau bụng, hỗ trợ tiêu hóa - Trà khổ qua hịa tan giúp giải nhiệt, giảm đường máu, mỡ máu, kích thích tiêu hóa giúp ăn ngon miệng - Trà Atiso hịa tan sử dụng ngun liệu atiso có tính bổ dưỡng, tăng lực, kích thích, làm ăn ngon, bổ gan, trợ tim, lợi tiểu, chống độc, gây tiết sữa cho phụ nữ ni nhỏ Tùy vào quy trình sản xuất trà hòa tan mà sản phẩm tạo thành gọi trà hịa tan khơng có phụ gia trà hịa tan có phụ gia - Trà hịa tan khơng có phụ gia: Trong quy trình sản xuất, bán thành phẩm sản phẩm không bổ sung hay phối trộn với phụ gia Loại trà chứa chất tan trích từ nguyên liệu, mang hương vị tự nhiên đặc trưng cho loại nguyên liệu sử dụng - Trà hịa tan có phụ gia: Trong thành phần sản phẩm, nhà sản xuất bổ sung thêm số phụ gia, chất điều vị, chất tạo hương như: vitamin C, hương trái cây, cacbonhydrat, … 2.2 Cây đinh lăng [3] 2.2.1 Giới thiệu chung Đinh lăng thuộc họ Nhân sâm (Araliaceae), chi Polyscias, loài Polyscias fruticosa (L.) Harms Hình 2.2.1 Tồn thân Đinh lăng Đặc điểm thực vật Đinh lăng Mô tả Cây nhỏ dạng bụi, xanh tốt quanh năm, cao từ 1,5 - m Thân nhám, khơng gai, phân nhánh, mang nhiều vết sẹo to, màu xám, nhánh non có nhiều lỗ bì lồi Lá kép, mọc so le, kép lông chim - tán, dài 20 - 40 cm; chét có cưa nhọn khơng đều, đơi chia thùy, gốc thn nhọn, có mùi thơm vò nát; cuống dài, phát triển thành bẹ to phần cuối; đoạn có cuống Cụm hoa mọc thành hình chùy ngắn mang nhiều tán; bắc rộng, sớm rụng, loa nhỏ, màu lục nhạt trắng xám; mép uốn lượn; tràng cánh trái xoan; nhị 5, nhị ngắn Quả dẹt, hình trứng rộng, màu trắng bạc Sinh thái Cây có khả tái sinh dinh dưỡng cao Người ta thường trồng chủ yếu cách giâm cành; chọn cành già, chặt thành đoạn ngắn 15 - 20 cm, cắm nghiêng xuống đất Thời gian gieo trồng vào tháng - tháng - 10 Đinh lăng ưa đất cao ráo, ẩm Thu hái chế biến 10 Thu hoạch rễ trồng từ năm trở lên (cây trồng lâu năm tốt) Rễ củ thu hái thường vào mùa thu, lúc rễ mềm, nhiều hoạt chất, rửa Rễ nhỏ để nguyên, rễ to dùng vỏ rễ Thái rễ mỏng, đem rửa sạch, phơi khô chỗ mát, thống gió để đảm bảo mùi thơm hoạt chất Khi dùng để nguyên tẩm rượu gừng %, qua, tẩm % mật ong mật mía Lá thu hái quanh năm thường dùng tươi (DĐVN IV, 2009; Võ Văn Chi, 2012) Phân bố thu hái Chi Polyscias Forst & Forst f có gần 100 loài giới, phân bố rải rác vùng cận nhiệt đới nhiệt đới, số đảo Thái Bình Dương Ở Việt Nam có khoảng lồi trồng Đinh lăng có nguồn gốc vùng đảo Polynesic Thái Bình Dương Cây trồng Malaysyia, Indonesia, Campuchia, Lào… Ở Việt Nam, Đinh lăng có từ lâu nhân dân trồng phổ biến vườn gia đình, đình chùa, trạm xá, bệnh viện, … để làm cảnh, làm thuốc rau gia vị Đinh lăng loại ưa ẩm chịu bóng, trồng nhiều loại đất, chí với lượng đất chậu nhỏ, sống theo kiểu cảnh bonsai Trồng cành sau - năm có hoa Chưa quan sát mọc từ hạt Đinh lăng có khả tái sinh vơ tính khỏe Từ đoạn thân cành cắm xuống đất trở thành (Đỗ Huy Bích, 2006; Võ Văn Chi, 2012; Đỗ Tất Lợi, 2004; Phạm Hoàng Hộ, 2003; Nguyễn Thượng Dong cs, 2007) Trồng trọt Đinh lăng trồng phân tán khắp nơi, để làm cảnh, làm gia vị, rễ làm thuốc Hiện nay, số nơi bắt đầu trồng Đinh lăng quy mô sản xuất thử (1000 - 2000 m2) Đinh lăng nhân giống cành chậu, góc sân, góc vườn, … người ta cần lấy đoạn thân cành cấm xuống đất Nếu trồng diện tích lớn, chọn cành 11 bánh tẻ có đường kính - 1,5 cm, cắt thành đoạn dài - cm, giâm cát ẩm (70%) Sau - 10 ngày, hom giống nảy mầm sau 1,5 - tháng ngịi Cành giâm lúc đầu rễ đầu cành Thực tiễn thấy rằng, rễ nhỏ chất lượng rễ phát sinh từ gốc chồi tái sinh Tuy nhiên, chồi tái sinh Đinh lăng rễ chậm Đó lý Đinh lăng lâu thu hoạch Vấn đề nghiên cứu để tìm giải pháp khắc phục Đất trồng Đinh lăng cần nhiều màu, tầng canh tác sâu Tơi xốp, cao ráo, thoát nước tiện tưới Sau làm đất, khơi rãnh thoát nước lên thành luống, bứng trồng với khoảng cách 0,8 x 0,6 m Mỗi gốc cây, cần bón lót - kg phân chuồng phân rơm mục Đinh lăng trồng quanh năm, tốt giâm cành vào tháng - trồng vào tháng - Khi trồng nên cắt bớt để hạn chế thoát nước, giúp nhanh hồi phục Cây ưa bóng ưa ẩm nên trồng xen tán vườn Thường xuyên làm cỏ, lúc trồng Từ mùa xuân đến mùa thu, thời kỳ sinh trưởng mạnh, cần bón thúc cho Dùng nước phân chuồng, nước giải pha loãng, phân vi sinh, liều lượng tùy thuộc độ sinh trưởng Đinh lăng khơng có sâu bệnh nghiêm trọng Cây trồng sau - 10 năm thu hoạch Cây già, suất chất lượng rễ cao 2.2.2 Thành phần hóa học với công dụng hỗ trợ điều trị bệnh Trong năm gần đây, việc trồng Polyscias fruticosa nhận nhiều quan tâm công chúng tinh dầu chiết xuất từ hoa P fruticosa loại gia vị dược thảo sử dụng loại rau canh làm tăng hương vị đặc tính cảm quan Có hợp chất có giá trị cao khác tinh dầu Polyscias fruticosa ancaloit, saponin, vitamin B1, B2, B6, C, 20 axit amin Tinh dầu Polyscias fruticosa có khả kháng khuẩn, giảm đau, chữa lành vết thương chống viêm mạnh mẽ (Bernard BM et al 1998) Ngoài ra, chất chiết xuất từ P fruticosa có đặc tính hạ sốt, chống viêm, giảm đau diệt khuẩn, hoạt động ức chế α-glucosidase chống đái tháo đường Một phương pháp điều trị để điều trị 12 bệnh tiểu đường làm giảm đường huyết sau ăn cách ức chế enzym chịu trách nhiệm thủy phân carbohydrate, chẳng hạn α-glucosidase α-amylase Tất hợp chất đánh giá hoạt tính ức chế chúng α-amylase tuyến tụy α-glucosidase nấm men [4] Hình 2.2.2 saponin triterpen từ Đinh lăng Trong 3-O-{�-D-glucopyranosyl(1→2)-[�-D-glucopyranosyl-(1→4)]-�-D-glucuronopyranosyl} oleanolic acid 28-O-�D-glucopyranosyl-(1→2)-�- D-galactopyranosyl ester saponin phân lập lần đầu tiên, đặt tên polyscioside I (PFS) Trong thử nghiệm ức chế enzym, PFS ức chế mạnh mẽ α-amylase tuyến tụy α-glucosidase nấm men Trong thử nghiệm dung nạp đường sucrose, PFS 100 mg / kg trọng lượng thể làm giảm đáng kể mức đường huyết sau ăn chuột cho ăn chế độ ăn nhiều đường sucrose Những phát cho thấy P 13 fruticosa saponin PFS chúng sử dụng để ngăn ngừa điều trị bệnh tiểu đường biến chứng [4] 2.2.3 Cơng dụng [3] Theo y học đại, Đinh lăng có số tác dụng như: Tác dụng bổ chung, ăn ngon, dễ ngủ tăng cân, tăng lực, tăng khả lao động nặng phục hồi sức khỏe tốt, hoạt hóa tế bào thần kinh, tăng cường trí nhớ Theo Đơng y: Đinh lăng có tác dụng giải độc, ban chẩn, thương hàn nhập lý, thông tiểu tiện, mát phổi, ho máu, kiết lỵ, phong thấp, nhức mỏi chân tay Rễ Đinh lăng dùng làm thuốc bổ tăng lực, chữa thể suy nhược, gầy yếu, mệt mỏi, tiêu hóa kém, phụ nữ sau sinh sữa Có nơi cịn dùng chữa ho, đau tử cung, thuốc lợi tiểu, chống độc co rút tử cung Lá chữa cảm sốt, mụn nhọt sưng tấy, sưng vú, dị ứng mẩn ngứa, vết thương (giã đắp) Thân cành chữa thấp khớp, đau lưng Ở Ấn Độ, Đinh lăng dùng làm thuốc làm săn da trị sốt rét Rễ sắc uống có tác dụng lợi tiểu chữa sỏi thận, sỏi bàng quang, chứng khó tiểu tiện Bột giã với muối đắp trị vết thương (DĐVN IV, 2009; Đỗ Tất Lợi, 2004) 2.3 Đường cỏ 2.3.1 Giới thiệu chung [5]: Stevia rebaudiana (Cỏ ngọt) loại nhỏ sống lâu năm, cao tới 65 - 80 cm, với khơng cuống, xếp đối Các lồi Stevia khác có chứa số hợp chất làm tiềm năng, S rebaudiana loại Stevia loại cận nhiệt đới bán ẩm trồng dễ dàng loại rau khác vườn bếp Đất phải khoảng pH 6,5-7,5; đất đỏ thoát nước tốt đất thịt pha cát Nên tránh đất mặn để trồng loại Stevia trồng thành công 14 năm gần nhiều vùng bang Ấn Độ: Rajasthan, Maharashtra, Kerela Orissa Nhu cầu ngày tăng chất làm tự nhiên thúc đẩy nông dân Ấn Độ hướng tới việc trồng cỏ Stevia quy mô lớn Diterpene glycoside nhóm chất làm tự nhiên chiết xuất từ cỏ Stevia Lá Stevia hoang dã chứa 0,3% dulcoside, 0,6% rebaudioside C, 3,8% rebaudioside A 9,1% stevioside Hình 21.3.1 Cây Cỏ phận Các chế phẩm Stevioside RebA từ cỏ sử dụng rộng rãi toàn giới loại đường chức năng, tác nhân tạo ngọt, chất điều vị có lượng thấp thay đường mía truyền thống công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm Hiện nay, chúng coi glycogen 'thế hệ thứ ba' giới Stevioside RebA hai loại đường sản xuất nhiều từ cỏ ngọt, có độ gấp từ 250 đến 450 lần so với đường mía Ngồi ra, Stevioside RebA cịn có nhiều tác dụng lâm sàng, khả kích thích tiết insulin tuyến tụy điều trị bệnh nhân tiểu đường rối loạn chuyển hóa cacbonhydrat khác [6] Cấu trúc hóa học Stevioside 15 Tên hệ thống: 13-[(2-O-D-β-Glucopyranosyl-α-Dglucopyranosyl) oxy] kaur-16-en-19-oic acid β-Dglucopyranosyl ester 2.3.2 Hoạt tính sinh học [7] Dịch chiết từ Cỏ có tác dụng mạnh việc điều khiển q trình chuyển hó glucose insulin người Ngồi tác dụng giảm đường huyết Steviosid cịn có tác dụng hạ huyết áp lô chuột bị tiểu đường Tác dụng chống ung thư chống viêm: Các chất gồm Steviosid, RebA C, Dulcosid A ức chế mạnh trình gây viêm đồng thời ngăn ngừa ung thư da chuột Ngoài hợp chất ditecpen, Cỏ cịn chứa nhóm chất phenol flavonoid giúp chống oxy hóa Bên cạnh Cỏ cịn có số tác dụng khác như: hỗ trợ điều trị đau dày, chăm sóc miệng, da, tóc; giải nhiệt, lợi tiểu tác dụng kháng khuẩn Hiện nay, quốc gia Châu Á Nam Mỹ cho phép sử dụng Stevia Rebamdiana chất phụ gia Trong Nhật Bản quốc gia sử dụng Cỏ nhiều giới Có nhiều cách sử dụng Cỏ như: phơi, sấy khô sử dụng với trà, tán bột để trộn vào bột bánh thay đường, thay đường hóa học Cơng nghiệp Thực phẩm, làm chất cho người ăn kiêng lượng cho người bệnh đái tháo đường 2.3.3 Đối tượng sử dụng Cỏ có độ gấp 300 lần đường sucrose không mang nhiều lượng mà hương vị thơm ngon nên thích hợp cho đối tượng như: -Người mắc bệnh tiểu đường, béo phì giảm cân, bệnh nhân phẫu thuật dày cần kiêng đường sucrose -Người mắc bệnh cao huyết áp, tim mạch -Người muốn tăng cường sức khỏe làm đẹp -Người sử dụng thuốc có chua Digitalis, thuốc lợi tiểu nhóm thiazid 16 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu nghiên cứu: Dịch trích ly từ Đinh Lăng: Để chiết xuất hợp chất hữu từ bột thực vật, phương pháp thấm màu sử dụng dựa quy trình (Phùng, 2007) (Dược điển Việt Nam, 2015) với số sửa đổi, dung mơi cho q trình chiết xuất etanol 80%, vớitỷ lệ chất tan dung môi 1:50 (g / mL) Các mẫu ngâm 24 giờ, sau đổ dịch chiết ngồi thêm dung môi mới, lặp lại lần Maltodextrin: sản xuất Nhật, dạng bột mịn, màu trắng, có khả hịa tan hồn tồn nước, độ ẩm 6-7%, số DE 17-20; Cyclodextrin: sản xuất từ Pháp, độ ẩm 5-6% Đường cỏ ngọt: Sản xuất công ty Global Stevia, Việt Nam, tiêu chuẩn sản phẩm số 12952/2011/YT-CNTC, dạng bột mịn, màu trắng Potassium sorbate: sản xuất Nhật, dạng hạt trắng Natri bicarbonate: xuất xứ Italia, dạng bột màu trắng, mùi tự nhiên Ethanol 100: Xuất sứ Việt Nam, tỷ trọng 0,789g/cm3 3.2 Nội dung 3.2.1 Nghiên cứu xác định số yếu tố gây ảnh hưởng đến q trình tạo bột hịa tan Đinh lăng nhỏ phương pháp sấy phun Sự ảnh hưởng yếu tố khảo sát đến trình tạo bột hịa tan đinh lăng đánh giá thơng qua: hàm ẩm, hiệu suất thu saponin, hiệu suất phun sấy, tỷ trọng biểu kiến, Chỉ số CI, tính hút ẩm, hàm lượng tro tổng số, độ hòa tan, tiêu cảm quan, 17 3.2.1.1 Khảo sát nồng độ dịch cao chiết Dịch cao chiết có nồng độ chất hịa tan khác nhau: 5, 10, 15, 20 ( oBx) Tiến hành thí nghiệm với nhiệt độ dịng khí vào 180 ºC Các thơng số cịn lại thiết bị sấy áp suất khí nén p = bar lưu lượng dòng nhập liệu vòng/phút Bột thu nhận điều kiện khác phân tích để chọn điều kiện thích hợp 3.2.1.2 Khảo sát loại tỷ lệ chất mang (maltodextrin, Cyclodextrin) Các chất mang (maltodextrin, cyclodextrin) bổ sung vào dịch chiết trước sấy nhằm mục đích tăng nồng độ chất khơ (oBx), tạo điều kiện cho q trình sấy phun thực dễ dàng Ngoài ra, sản phẩm trà hịa tan khơng u cầu hàm lượng chất chiết có giá trị cao mà cịn cần có trạng thái đặc trưng độ mịn, tơi xốp, có khả hịa tan tốt nước Vì vậy, cần tiến hành khảo sát để tìm tỷ lệ phối trộn thích hợp với chất mang maltodextrin cyclodextrin (5, 10, 15, 20%) Bột thu nhận điều kiện khác phân tích để chọn điều kiện thích hợp 3.2.1.3 Khảo sát nhiệt độ sấy phun Hỗn hợp chất hòa tan chứa cao đinh lăng chất mang chọn tiến hành khảo sát nhiệt độ dịng khí vào, nhiệt độ dịng khí phụ thuộc nhiều yếu tố Tiến hành thí nghiệm với nhiệt độ dịng khí vào 160 ºC, 170 ºC, 180 ºC, 190 ºC 200 ºC Các thơng số cịn lại thiết bị sấy áp suất khí nén p = bar lưu lượng dòng nhập liệu vòng/phút Bột thu nhận điều kiện khác phân tích để chọn điều kiện thích hợp 3.2.1.4 Khảo sát lưu lượng dịch cao chiết Lưu lượng nhập liệu có liên quan đến tốc độ bơm nhập liệu, suất thiết bị nhiệt độ khơng khí đầu Khảo sát lưu lượng nhập liệu là: 1000; 1500; 2000; 2500; 3000 mL/h Các thơng số thí nghiệm giữ khơng thay đổi áp suất khí nén p=3,5 bar, nhiệt độ sấy T= 130oC Bột thu nhận điều kiện khác phân tích để chọn điều kiện thích hợp 18 3.2.2 Nghiên cứu, xác định cơng thức tạo trà hòa tan chứa bột hòa tan đinh lăng nhỏ 3.2.2.1 Khảo sát hàm lượng bột đinh lăng thích hợp cho đơn vị sản phẩm trà hòa tan Kết khảo sát sản phẩm trà hòa tan thị trường cho thấy đơn vị sản phẩm hòa tan khoảng 100 mL nước nóng, tức vừa đủ cho lần sử dụng Vì vậy, nghiên cứu lượng bột đinh lăng chọn để khảo sát là: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 0,6 g hòa tan 100 mL nước 85-90 ºC Hỗn hợp mẫu thí nghiệm tạo ra, tiến hành đánh giá tiêu chất lượng 3.2.2.2 Khảo sát tỷ lệ bột cỏ phối trộn Tiến hành khảo sát tìm tỷ lệ phối chế thích hợp bột đinh lăng đường để tạo vị hài hòa cho sản phẩm với tỷ lệ bột đinh lăng: cỏ 1:15; 1:20; 1:25 1:30 Tất mẫu hòa tan 100 mL nước 85-90 ºC Hỗn hợp mẫu thí nghiệm tạo ra, tiến hành đánh giá tiêu chất lượng 3.2.2.3 Khảo sát tỷ lệ chất độn chất bảo quản Hàm lượng hỗn hợp bột đinh lăng đường (50% tổng khối lượng) giữ cố định Chất bảo quản potassium sorbate (0,4; 0,6; 0,8; 1%), chất độn natri bicarbonate (25, 30, 35, 40 %) sử dụng với nồng độ khác Hỗn hợp mẫu thí nghiệm tạo ra, tiến hành đánh giá tiêu chất lượng 3.3 Phương pháp nghiên cứu 3.3.1 Phương pháp đánh giá tiêu chất lượng bột hòa tan đinh lăng: 19 Bảng US STT Chỉ số nén CI Đặc tính trơn chảy < 10 Rất tốt 11 - 15 Tốt 16 - 20 Khá 21 - 25 Trơn chảy 26 - 31 Kém trơn chảy 32 - 37 Rất > 38 Rất, Chỉ số CI theo - Hàm ẩm: thử theo PL9.6 (DĐVN V): Cân khoảng - g chế phẩm sấy 105 0C áp suất thường đến khối lượng không đổi Mỗi mẫu tiến hành lần - Tỷ trọng biểu kiến (g/ml) số nén CI: cân khoảng - g bột nguyên liệu, cho vào ống đong 25 ml khơ sạch, đọc thể tích V1 (ml), gõ đến thể tích khơng đổi đọc thể tích V2 (ml) Tỷ trọng đổ đầy (Db) tỷ trọng biểu kiến (Dt) xác định tỷ số khối lượng (g) thể tích bột (ml) Mỗi mẫu tiến hành lần Chỉ số nén CI tính theo biểu thức: CI = x 100 * Đánh giá khả trơn chảy theo số CI theo USP (bảng 1) - Hàm lượng saponin (theo phương pháp Gao Wang, 2001) Tính hút ẩm: cho khoảng g mẫu bột phun sấy vào đĩa petri, bảo quản bình hút ẩm 250C độ ẩm tương đối 75,29% (tạo dung dịch NaCl bão hòa) Sau ngày, xác định lại khối lượng mẫu bột Tính hút ẩm bột biểu thị số gam nước hấp thu 100 g chất rắn khô Mỗi mẫu tiến hành lần (Gallo cs., 2011) - Hiệu suất (HS) thu hồi saponin hiệu suất phun sấy (HSPS): tỷ lệ (%) hàm lượng saponin khối lượng sản phẩm thu so với lý thuyết - Xác định độ hòa tan (WSI) bột: 100 mg mẫu trộn với 10 mL nước cất hỗn hợp khuấy máy khuấy từ 2-5 phút Sau đó, dung dịch ly tâm 3000 vòng 10 phút mL dịch sau ly tâm chuyển sang đĩa petri cân trước sấy khô 105°C cho 20 đến đạt khối lượng khơng đổi Độ hịa tan tính tỷ lệ khối lượng chất khô dịch hòa tan khối lượng mẫu ban đầu (Cano-Chauca cs., 2005) Phân tích vi sinh: Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí, Escherichia coli, - Staphylococcus aureus tổng số bào tử nấm men – nấm mốc theo TCVN 5287:1994 3.3.2 Phương pháp đánh giá tiêu chất lượng trà hịa tan đinh lăng Các cơng thức phối trộn tiến hành kiểm tra thông số: - Tính hút ẩm: cho khoảng g mẫu bột phun sấy vào đĩa petri, bảo quản bình hút ẩm 250C độ ẩm tương đối 75,29% (tạo dung dịch NaCl bão hòa) Sau ngày, xác định lại khối lượng mẫu bột Tính hút ẩm bột biểu thị số gam nước hấp thu 100 g chất rắn khô Mỗi mẫu tiến hành lần - (Gallo cs., 2011) Đánh giá cảm quan sản phẩm: phương pháp cảm quan theo TCVN 3215: 79 Xác định số tiêu hóa lý sản phẩm: Tro tổng số: TCVN 9741 (ISO 7513) (