Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 57, Số 6B (2021) 169 177 169 DOI 10 22144/ctu jvn 2021 184 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VÀ TỶ LỆ PHỐI TRỘN TRONG SẢN XUẤT TRÀ HÒA TAN CATECHIN Nguyễn Văn Toàn[.]
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 57, Số 6B (2021): 169-177 DOI:10.22144/ctu.jvn.2021.184 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VÀ TỶ LỆ PHỐI TRỘN TRONG SẢN XUẤT TRÀ HÒA TAN CATECHIN Nguyễn Văn Toàn, Phạm Hải Sơn, Nguyễn Thị Liễu, Lê Thị Huyền, Võ Nguyễn Thanh Thảo, Nguyễn Xuân Hiếu Nguyễn Thị Dung* Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh *Người chịu trách nhiệm viết: Nguyễn Thị Dung (email: thuydung9810@gmail.com) Thông tin chung: Ngày nhận bài: 14/06/2021 Ngày nhận sửa: 24/07/2021 Ngày duyệt đăng: 25/12/2021 Title: Assessment of some mixing conditions product of instant catechin tea Từ khóa: Camellia sinensis, catechin, polyphenol, sấy phun, trà hòa tan Keywords: Camellia sinensis, catechin, instant catechin tea, polyphenol, spray-dried ABSTRACT Catechin is an important extraction of bioactive compounds from green tea leaves (Camellia sinensis) Recent studies revealed catechin abilities in preventing and treating cancers, cardiovascular diseases, high blood pressure, intestinal diseases, oral diseases, slowing down the aging process and increasing the life expectancy The study to investigate and evaluate some conditions to create instant tea products from catechin The results showed that the extraction yield of catechin and sweet grass at 80oC for hour using water solvent was 30.91% and 31.76%, respectively The total polyphenol content in the catechin extract was 327.47 mg GAE/g extract The total catechin content of the catechin extract was 558.77 mg/g GAE The formula of the instant catechin tea product has the highest organoleptic rating score with the ratio of catechin: sweet grass: maltodextrin is 2:1:27 by weight The dry matter concentration at 15% used in the spray drying process with the highest recovery efficiency was 83.20%, and the product quality is very stable TÓM TẮT Catechin hợp chất quan trọng chiết xuất từ trà xanh (Camellia sinensis), có khả phịng ngừa điều trị số bệnh ung thư, bệnh tim mạch, bệnh cao huyết áp, bệnh đường ruột, bệnh miệng có tác dụng làm chậm q trình lão hố gia tăng tuổi thọ Mục tiêu nghiên cứu nhằm khảo sát, đánh giá số điều kiện phối trộn tạo sản phẩm trà hòa tan từ catechin Kết tách chiết cao catechin cỏ ngọt điều kiện gia nhiệt 80oC giờ sử dụng dung môi nước thu hiệu suất lần lượt 30,91% 31,76% Hàm lượng polyphenol tổng mẫu cao chiết catechin đạt 327,47 mg GAE/g cao chiết Hàm lượng catechin tổng mẫu cao chiết catechin 537,65 mg/g GAE Cơng thức phối trộn sản phẩm trà hịa tan cho điểm đánh giá cảm quan cao với tỷ lệ phối trộn cao catechin: cao cỏ ngọt : maltodextrin 2:1:27 Nồng độ chất khô sử dụng trình sấy phun cho hiệu suất thu hồi cao (83,20%) chất lượng sản phẩm không đổi 15% Sản phẩm trà hòa tan catechin đạt tiêu chuẩn chất lượng, tiêu phân tích sản phẩm nằm khoảng giới hạn cho phép dựa TCVN hành 169 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 57, Số 6B (2021): 169-177 nhau, điển hình trà hồ tan từ thảo dược Từ kết nghiên cứu công dụng hợp chất catechin nhu cầu lớn thị trường nay, thấy việc sử dụng cao chiết catechin từ trà xanh để tạo loại sản phẩm có giá trị cao cho sức khỏe người thật cần thiết Mặc khác, sử dụng cao chiết cỏ để thay cho đường tạo vị tự nhiên cho sản phẩm giúp nâng cao đặc trưng chất lượng cho sản phẩm cao chiết cỏ chứa nhiều hợp chất polyphenol tốt cho sức khỏe người Vì vậy, việc nghiên cứu phối trộn cao chiết catechin từ trà xanh với cao chiết cỏ chất mang maltodextrin hướng có giá trị ứng dụng cao ngành thực phẩm GIỚI THIỆU Trà xanh (Camellia sinensis L.) loại thực vật có lợi cho sức khoẻ với nhiều công dụng Trà sử dụng loại đồ uống phương thuốc y học phương đông từ hàng ngàn năm Theo báo cáo thị trường nông, lâm, thủy sản Cục Xuất nhập năm 2020 (Bộ Công Thương), Việt Nam đứng thứ giới xuất loại trà, đứng thứ sản xuất trà toàn cầu, sản lượng trà xuất 137.000 Nhiều nghiên cứu cho thấy hợp chất catechin trà xanh có hoạt tính chống oxy hóa mạnh (chiếm tới 30% hàm lượng khô) sử dụng rộng rãi phổ biến mỹ phẩm thực phẩm chức (Cabrera et al., 2006) Catechin thuộc nhóm chất flavonoid bao gồm hợp chất (+)-catechin (C); (−)-epicatechin (EC); (+)gallocatechin (GC); (−)-epicatechin gallate (ECG); (−)-epigallocatechin (EGC) (−)-epigallocatechin gallate (EGCG) Catechin có khả ức chế tạo thành mạch mới, ức chế tăng trưởng tế bào cảm ứng tế bào chết theo chương trình (apoptosis), catechin có khả ngăn ngừa điều trị số bệnh ung thư, bệnh tim mạch, bệnh cao huyết áp, bệnh đường ruột, bệnh miệng có tác dụng làm chậm q trình lão hố gia tăng tuổi thọ (Blanco et al., 2005) Catechin có khả ức chế enzyme có nguồn gốc từ vi khuẩn tiêu diệt loại vi khuẩn làm hư hỏng thực phẩm loại bỏ độc tố chúng gây catechin tác nhân kháng khuẩn ứng dụng nhiều thực phẩm thành phần nhiều loại thực phẩm chức (Mueller et al., 2010) Catechin có tác dụng kháng viêm (bệnh viêm khớp, bệnh liên quan tim mạch, ung thư,…), nhờ làm tăng cường tạo thành IL (Interleukin)-10, cytokine quan trọng trình kháng viêm (Ly et al., 2015) VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Lá trà xanh thu hái Bảo Lộc - Lâm Đồng, giống trà xác định Camellia sinensis, cỏ (Stevia rebaudiana) khô (độ ẩm từ 12-15%) thu mua Công ty TNHH TM XNK Phúc Đại Thịnh, maltodextrin có DE từ 10 - 12 mua cty TNHH XNK Sài Gòn Chem (dùng cho thực phẩm) 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thu thập xử lý sơ mẫu Lá trà xanh thu hái, rửa tiến hành ức chế enzyme polyphenol oxidase (PPO) cách (nhiệt độ 95 - 100°C, thời gian từ - phút) (Nguyễn Xuân Duy, 2013) Tiếp theo, trà sấy nhiệt độ 105°C thời gian 30 - 40 phút sau nghiền trà thành bột mịn tạo thành bột trà Bột trà xanh phân nhỏ lượng 100 g bảo quản bao bì kín, khô, tránh ánh sáng nhiệt độ 4°C để tiện sử dụng cho lần thí nghiệm sau 2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng (TPC) Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường, dịch bệnh, áp lực từ cơng việc, tài khơng ngừng tác động tiêu cực đến chất lượng sống người, đặc biệt sức khoẻ Xã hội phát triển, nhu cầu chăm sóc sức khoẻ tăng cao, người tiêu dùng ln tìm kiếm sản phẩm chức bổ trợ có tác dụng phịng ngừa bệnh, thay thuốc kháng sinh, đặc biệt có nguồn gốc từ tự nhiên Với nhu cầu thị trường tại, việc nghiên cứu ứng dụng hợp chất tự nhiên có dược tính cao an tồn vào lĩnh vực thực phẩm chức năng, y dược thúc nhà nghiên cứu khơng ngừng tìm hiểu, cải tiến, phát triển cho thị trường nhiều sản phẩm bổ trợ sức khoẻ nhiều hình thức khác Hàm lượng polyphenol tổng xác định theo phương pháp Folin-Ciocalteu (Vuong et al., 2013), có sửa đổi Pha lỗng mẫu cao chiết methanol đạt nồng độ mg/mL Tiến hành hút mL cao chiết vào mL thuốc thử Folin-Ciocalteu 10% Để phản ứng 10 phút Sau thêm mL dung dịch Na2CO3 7,5% ủ bóng tối Sau phản ứng nhiệt độ phòng, đo độ hấp thụ máy đo quang phổ UV-vis bước sóng 765 nm Thí nghiệm lặp lại lần Xây dựng đường chuẩn gallic acid, sau dựa vào đường chuẩn gallic acid để xác định hàm lượng TPC mẫu 170 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 57, Số 6B (2021): 169-177 Hàm lượng polyphenol tổng tính theo cơng thức: P= 2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô đến hiệu suất thu hồi chất lượng sản phẩm công nghệ sấy phun C.V m.1000 Phương pháp khảo sát nồng độ chất khô thực theo nghiên cứu Đặng Thị Yến Đặng Quốc Tiến (2018) có điều chỉnh để phù hợp với điều kiện nghiên cứu, nhằm tạo sản phẩm sau trình sấy phun cho hiệu suất thu hồi chất lượng tốt Trong đó: P: Hàm lượng polyphenol tổng số (mg GAE/g cao chiết); C: nồng độ gallic acid quy từ phương trình chuẩn (µg/mL); V: thể tích dịch mẫu (mL); m: khối lượng cao chiết dùng định lượng (g) 2.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng catechin dẫn xuất Khối lượng gói sản phẩm trà hồ tan đóng gói g, dựa kết khảo sát tỷ lệ phối trộn cao chiết trà xanh cỏ ngọt, từ đưa hàm lượng maltodextrin để đạt đến khối lượng định mức cho đơn vị sản phẩm Catechin thành phần xác định phương pháp HPLC-UV theo Wang et al (2003), chất chuẩn sử dụng EGCG, ECG, EGC, EC GA Hàm lượng caffeine định lượng phương pháp HPLC-UV Đối với phương pháp pha tĩnh sử dụng cột sắc ký pha đảo C18 µm (150 x 4,6 mm), pha động sử dụng hỗn hợp dung môi orthophosphoric acid 0,1% methanol phối trộn theo tỷ lệ 0,5 : 99,5 (v:v) Tốc độ dòng mL/phút, mẫu bơm vào với thể tích 10 µL, nhiệt độ 30oC Bước sóng phát từ 210 - 280 nm , giá trị UV nằm khoảng từ 200 - 400 nm 2.2.4 Phương pháp phối trộn sản phẩm đánh giá cảm quan Nồng độ chất khô sử dụng trình sấy phun khảo sát nghiệm thức 9, 12, 15 18% Kết thúc trình sấy phun, tiến hành đánh giá hiệu suất thu hồi chất lượng sản phẩm để chọn nghiệm thức tốt Các thông số kỹ thuật cho trình sấy phun nhiệt độ nhập liệu 160°C, nhiệt độ đầu 85°C, độ ẩm tương đối môi trường 70%, tốc độ nhập liệu 22,5 mL/phút , tốc độ phun 30%, áp suất nén làm quay đĩa phun 4,25 par, suất sấy phun 0,5 kg sản phẩm/giờ 2.2.6 Phương pháp xử lý thống kê Tiến hành bố trí nghiệm thức cỏ với khối lượng khác 0,025; 0,05; 0,075; 0,1 0,125 g hồ tan với 100 mL nước nóng (85-90oC) Sau tiến hành đánh giá cảm quan với 20 người để xác định nghiệm thức cho độ thích hợp Số liệu thí nghiệm xử lý thống kê sinh học theo chương trình MiniTab 16.2.4.4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hàm lượng polyphenol tổng số dẫn xuất catechin mẫu cao chiết catechin Sau xác định nghiệm thức cho độ thích hợp Tiếp tục phối trộn nghiệm thức bột cao chiết catechin khối lượng 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 0,3 g có bổ sung nghiệm thức cỏ xác định thí nghiệm với 100 mL nước nóng (85-90oC) Sau tiến hành đánh giá cảm quan với 20 người để xác định nghiệm thức cho màu sắc mùi vị có chất lượng tốt (Đặng Thị Yến Đặng Quốc Tiến, 2018) Bột trà hịa tan chiết nóng với nước giúp hợp chất thẩm thấu khỏi tế bào hịa tan vào nước Bột cao chiết có màu vàng nâu mùi thơm đặc trưng trà Hiệu suất thu hồi cao chiết catechin 30,91% ± 0,15 Kết tương tự với nghiên cứu Perva et al (2006) đối tượng cho hiệu suất thu hồi 31,86% ± 0,24 Sự khác biệt nhỏ kết thời gian lấy mẫu, khu vực lấy mẫu, kỹ thuật tách chiết yếu tố khách quan khác Phương pháp đánh giá cảm quan dịch trà thực dựa tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 cách cho điểm thị hiếu mức độ ưa thích để đánh giá chất lượng sản phẩm Yêu cầu dịch trà có màu sắc đẹp, trong, sáng, đặc trưng cho màu trà tốt; vị trà thanh, chát vừa, có độ trung hồ vị chát ngọt, có hương thơm trà đặc trưng sản phẩm Cao chiết cỏ thu hồi phương pháp tách chiết nhận thấy hiệu suất thu hồi cao chiết tương đối cao Bột cao chiết cỏ có màu xanh đen mùi thơm đặc trưng cỏ Hiệu suất thu hồi cao chiết nước cỏ 31,76% ± 0,65 cao so với kết nghiên cứu Tôn Nữ Liên Hương (2015) đối tượng cho hiệu suất thu hồi 22,67% ± 0,65 171 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ A Tập 57, Số 6B (2021): 169-177 mẫu cao chiết catechin 327,47 ± 0,54 mg GAE/g cao chiết tương đương với 100,21 mg GAE/g chất khô Theo kết nghiên cứu Marja et al (1999) tổng số 92 loài thực vật ăn không ăn cho thấy hàm lượng polyphenol dao động rộng khoảng từ 0,2 - 155,3 mg GAE/g chất khơ, đồng thời lồi thực vật có hàm lượng polyphenol tổng số lớn 20 mg GAE/g chất khơ có hoạt tính chống oxy hóa mạnh Qua đó, thấy hàm lượng polyphenol tổng số cao chiết nước catechin cao so với loại thực vật nghiên cứu trên, đồng thời sở để chứng minh mẫu cao chiết có hữu hợp chất có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh B Hình Bột cao chiết catechin cỏ (A cao chiết catechin, B cao chiết cỏ ngọt) Hàm lượng polyphenol tổng số tính tốn dựa theo đường chuẩn gallic acid xây dựng có hệ số R2 = 0,9963 Từ kết xây dựng đường chuẩn nhận hàm lượng polyphenol tổng Hình Hàm lượng dẫn xuất catechin caffeine mẫu cao chiết đo phương pháp HPLC-UV Bột cao chiết cỏ nghiên cứu sử dụng để tạo độ cho sản phẩm trà hoà tan, nhiên màu cao chiết cỏ có ảnh hưởng định đến màu sắc chung sản phẩm, thí nghiệm tiến hành đánh giá cảm quan độ dịch cỏ để tìm nghiệm thức cho vị vừa phải để tiến hành phối trộn với cao chiết trà xanh thí nghiệm sau Kết phân tích HPLC-Uvis cho thấy, hàm lượng dẫn xuất catechin mẫu cao chiết cao, tăng dần theo thứ tự catechin