Nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm linh chi trích ly ứng dụng trong chế biến thực phẩm

Tôi xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô giáo trong Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình chỉ bảo và giúp ñỡ tôi; Nhóm nghiên cứu thuộc ðề tài “Nghiên cứ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là ñề tài nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñều ñã ñược cảm ơn

Trong luận văn này, tôi có sử dụng các thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin trích dẫn ñược sử dụng ñều ñược ghi rõ nguồn gốc và xuất xứ./

Hà Nội, ngày 9 tháng 11 năm 2013

Học viên

ðặng Văn Vĩnh

LỜI CÁM ƠN

ðể hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp này, trước hết tôi xin chân thành cám ơn PGS TS Nguyễn Duy Lâm - Giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng sản phẩm nông sản thực phẩm - Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ñã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi về phương pháp khoa học và tạo mọi ñiều kiện tốt nhất ñể tôi hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô giáo trong Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình chỉ bảo và giúp ñỡ tôi; Nhóm nghiên cứu thuộc ðề tài “Nghiên cứu công nghệ, thiết bị trích ly một số hoạt chất sinh học từ nấm dược liệu và ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng” mã số KC.07.09/11/15, cùng các em sinh viên và cán bộ nghiên cứu tại Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ñã cộng tác và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến gia ñình, người thân và bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn quan tâm, ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn./

Hà Nội, ngày 9 tháng 11 năm 2013

Học viên

ðặng Văn Vĩnh

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i

Mục lục iii

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Danh mục chữ viết tắt viii

PHẦN 1 MỞ ðẦU 1

1.1 ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục ñích, yêu cầu 2

1.2.1 Mục ñích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu chung về nấm Linh chi 3

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố, phân loại và ñặc ñiểm thực vật của nấm Linh chi 3

2.1.2 Thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và dược lý của nấm Linh chi 6

2.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất và chế biến nấm Linh chi 10

2.2.1 Trên thế giới 10

2.2.2 Tại Việt Nam 10

2.2.3 Các loại sản phẩm từ nấm Linh chi 11

2.2.4 Tiêu chuẩn của một số sản phẩm bột nấm Linh chi trích ly 12

2.3 Nghiên cứu trích ly thu nhận các hoạt chất sinh học của nấm Linh chi 12

2.3.1 Cơ sở khoa học trích ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi 13

2.3.2 Phương pháp trích ly các hoạt chất sinh học của nấm Linh chi 13

2.3.3 Một số nghiên cứu về trích ly hoạt chất sinh học của nấm Linh chi 15

2.4 Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly các hoạt chất sinh học 16

2.4.1 Nguyên lý tác ñộng của sóng siêu âm 16

2.4.2 Thiết bị tạo sóng siêu âm và ứng dụng 17

2.4.3 Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly các hoạt chất sinh học của nấm Linh chi 18

2.5 Ứng dụng enzyme trong trích ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi 18

2.6 Giới thiệu phương pháp cô ñặc và sấy thu nhận sản phẩm sau trích ly 19

2.6.1 Cô ñặc sản phẩm 19

2.6.2 Sấy thu nhận sản phẩm 21

2.7 Giới thiệu về β-glucan 22

PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

3.1 ðối tượng nghiên cứu 25

3.2 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 25

3.3 Thiết bị và vật tư hóa chất nghiên cứu 25

3.4 Nội dung nghiên cứu 26

3.5 Phương pháp nghiên cứu 26

3.5.1 Phương pháp công nghệ 26

3.5.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 27

3.6 Phương pháp phân tích 31

3.6.1 Phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý 31

3.6.2 Phương pháp phân tích vi sinh vật, ñộc tố nấm và kim loại nặng 34

3.6.3 Phương pháp ñánh giá cảm quan 34

3.7 Phương pháp xử lý số liệu 34

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Kết quả khảo sát thành phần và tính chất nguyên liệu 35

4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các ñiều kiện xử lý nguyên liệu và trích ly ñến hiệu suất trích ly polysaccharide hòa tan và β-glucan 36

4.2.1 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu ñến hiệu suất trích ly 36

4.2.2 Ảnh hưởng của thời gian ngâm nguyên liệu ñến hiệu suất trích ly 37

4.2.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm ñến hiệu suất trích ly 38

4.2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi ñến hiệu suất trích ly 39

4.2.5 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ trích ly ñến hiệu suất trích ly 41

4.2.6 Ảnh hưởng của thời gian trích ly ñến hiệu suất trích ly 42

4.2.7 Ảnh hưởng của số lần trích ly ñến hiệu suất trích ly 43

4.3 Tạo chế phẩm và ựề xuất quy trình sản xuất chế phẩm nấm Linh

chi trắch ly 44

4.3.1 Tạo chế phẩm nấm Linh chi trắch ly 44

4.2.2 Quy trình sản xuất chế phẩm nấm Linh chi trắch ly 44

4.4 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Linh chi trắch ly ựể sản xuất cao nấm Linh chi 47

4.4.1 Lựa chọn công thức phối chế tạo sản phẩm cao nấm Linh chi 47

4.5 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Linh chi trắch ly ựể sản xuất trà Linh chi hòa tan 50

4.5.1 Lựa chọn công thức phối chế tạo sản phẩm trà Linh chi hòa tan 50

4.5.2 Xác ựịnh một số thông số chế biến trà Linh chi hòa tan 52

4.5.3 Quy trình công nghệ sản xuất trà Linh chi hòa tan 54

4.5.4 đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng và ATVSTP của sản phẩm trà Linh chi hòa tan 56

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 58

5.1 Kết luận 58

5.2 đề nghị 58

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các hoạt chất sinh học trong nấm Linh chi 7

Bảng 4.1 Một số thành phần hóa học chính của nấm Linh chi 35

Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của chế phẩm nấm Linh chi trích ly 44

Bảng 4.3 Tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm cao nấm Linh chi 47

Bảng 4.4 Kết quả ñiểm ñánh giá cảm quan các công thức phối chế 48

Bảng 4.5 Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu tạo sản phẩm trà Linh chi hòa tan 51

Bảng 4.6 Kết quả ñiểm ñánh giá cảm quan các công thức phối chế 52

Bảng 4.7 Ảnh hưởng hàm ẩm ñến khả năng tạo hạt trà 53

Bảng 4.8: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy tạo sản phẩm trà Linh chi hòa tan 54

Bảng 4.9 Kết quả phân tích chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm 57

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Nấm Linh chi phân loại theo màu sắc 4

Hình 3.1 Sơ ñồ khối quy trình công nghệ hoàn thiện sản phẩm từ nguyên liệu nấm linh chi 27

Hình 4.1 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu ñến hiệu suất trích ly 36

Hình 4.2 Ảnh hưởng của thời gian ngâm nguyên liệu ñến hiệu suất trích ly 37

Hình 4.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âmñến hiệu suất trích ly 38

Hình 4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi ñến hiệu suất trích ly 40

Hình 4.5 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ trích ly ñến hiệu suất trích ly 41

Hình 4.6 Ảnh hưởng của thời gian trích ly ñến hiệu suất trích ly 42

Hình 4.7 Ảnh hưởng của số lần trích ly ñến hiệu suất trích ly 43

Hình 4.8 Sơ ñồ khối quy trình sản xuất chế phẩm nấm Linh chi trích ly 45

Hình 4.9 Sơ ñồ khối quy trình sản xuất cao nấm Linh chi 49

Hình 4.10 Sơ ñồ khối quy trình công nghệ sản xuất trà Linh chi hòa tan 55

PHẦN 1 MỞ đẦU

1.1 đặt vấn ựề

Nấm Linh chi ựược xếp hàng ựầu trong danh mục nấm dược liệu và từ lâu

ựã ựược xem là dược liệu thượng phẩm trong đông y Biết ựược những tác dụng quý của các hoạt chất trong nấm Linh chi, ngày càng nhiều nơi trên thế giới quan tâm nghiên cứu và bào chế các sản phẩm có thành phần hoạt chất từ nấm Linh chi, trong ựó có Việt Nam Ngày nay, qua nhiều công trình nghiên cứu khoa học hiện ựại ựã xác ựịnh ựược trên 100 hợp chất, dẫn xuất của nấm Linh chi và ựã chứng minh ựược tác dụng chữa bệnh, hỗ trợ cho hệ thống miễn dịch, thần kinh, phòng chống bệnh, bồi bổ sức khỏe và kéo dài tuổi thọ Hầu hết các hoạt chất sinh học có tác dụng dược lý mạnh của nấm Linh chi ựều có bản chất triterpennoid và polysaccharide kể cả β-glucan Các polysaccharide có thể ở dạng

tự do hoặc liên kết với protein [27] Do có các tắnh chất quý báu như vậy mà nhu cầu sử dụng nấm Linh chi và các sản phẩm thương mại có bổ sung hoạt chất từ nấm Linh chi trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, y tế và mỹ phẩm ngày càng tăng

Trên thế giới ựã có nhiều nghiên cứu về chiết xuất và ứng dụng các hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi Việc chiết xuất các hợp chất sinh học bằng công nghệ sử dụng dung môi có hỗ trợ xử lý bằng sóng siêu âm, enzyme và các ựiều kiện nhiệt ựộ, áp suấtẦ ựã phát triển ở quy mô công nghiệp ở một số nước như Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản, Mỹ,Ầ

Việt Nam có tiềm năng lớn về sản xuất nấm Linh chi, do có ựiều kiện thời tiết thuận lợi, nguồn nguyên liệu trồng nấm phong phú, nguồn lao ựộng dồi dào nên có thể trồng nấm quanh năm [11] Tuy nhiên, lĩnh vực chế biến nấm Linh chi cũng như các loại nấm thuốc hay nấm thực phẩm khác của Việt Nam chưa ựược phát triển phù hợp với tiềm năng về nguyên liệu Sản phẩm nấm Linh chi của Việt Nam trên thị trường vẫn chủ yếu là nấm quả thể khô nguyên thể, có rất ắt sản phẩm chế biến tinh sâu Các sản phẩm cao cấp ở dạng cao, bột, trà, Ầ ựều ựược nhập khẩu từ Hàn Quốc và Trung Quốc

Trong thời gian gần ñây, ở trong nước ñã có một số nghiên cứu ñược tiến hành nhằm phát triển công nghệ và sản phẩm mới từ nấm Linh chi Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới, ñặc biệt là công nghệ chiết xuất có hỗ trợ bằng siêu âm ñể trích ly các hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi vẫn còn rất hạn chế Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới ñể chiết xuất các hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi nhằm tạo ra các sản phẩm thương mại có ý nghĩa khoa học và có tính thiết thực vì có thể mang lại lợi ích về kinh tế xã hội ở Việt Nam

Vì những lý do nêu trên và ñể góp phần thúc ñẩy phát triển công nghệ trích

ly và gia tăng chuỗi giá trị nấm Linh chi trong nước, chúng tôi thực hiện ñề tài

“Nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm Linh chi trích ly ứng dụng trong chế

- Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Linh chi trích ly ñể sản xuất cao nấm Linh chi

- Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Linh chi trích ly ñể sản xuất trà Linh chi hòa tan

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu chung về nấm Linh chi

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố, phân loại và ñặc ñiểm thực vật của nấm Linh chi

2.1.1.1 Nguồn gốc và phân bố

Nấm Linh chi (Ganoderma lucidum) ñược tìm thấy ở nhiều nơi trên thế

giới, nó thường mọc trên những thân cây mục, còn gọi là Linh chi thảo do vậy nhiều tác giả ñã cho rằng ñây là một loại cây cỏ, thực ra Linh chi là một loại nấm Trong tự nhiên, nấm Linh chi chỉ mọc ở rừng rậm, ít ánh sáng và có ñộ ẩm cao, thường thấy xuất hiện trên những thân cây mục [5]

Trung Quốc ñược coi là cái nôi phát hiện nấm Linh chi, từ ñầu thế kỷ 17 nấm Linh chi ñã ñược biết ñến, nuôi trồng và sử dụng như nguồn dược liệu quý [29] Tại Nhật Bản, ñến năm 1971, hai giáo sư của trường ðại học Kyoto là Yukio Naoi và Zenzabuno Kasai ñã nghiên cứu thành công công nghệ gây giống

và từ ñó nấm Linh chi mới sản xuất ñược ở quy mô lớn [7]

2.1.1.2 Phân loại

Tên gọi: Nấm Linh chi, Nấm lim, Nấm trường thọ…

Tên khoa học: Ganoderma lucidum

Nấm Linh chi có vị trí phân loại ñược thừa nhận rộng rãi hiện nay [4]:

Ngành (phylum): Nấm ðảm (Basidiomycota)

Họ (familia): Nấm gỗ (Ganodermataceae)

Linh chi ñược chia thành hai nhóm là Cổ Linh chi và Linh chi:

- Cổ Linh chi: Tên khoa học: Ganoderma applanatum (Pers) Past, còn

gọi là Linh chi ña niên nhiều tầng và có hàng chục loài khác nhau ðây là các

loài nấm gỗ không cuống hoặc cuống rất ngắn, có nhiều tầng, mỗi năm thụ tầng lại phát triển thêm một lớp mới chồng lên Mũ nấm hình quạt, màu từ nâu xám ñến ñen sẫm, bề mặt trên sù sì thô ráp Nấm rất cứng, cứng như gỗ lim nên còn gọi là nấm lim Các nhà bảo vệ thực vật xếp Cổ Linh chi vào nhóm các tác nhân gây hại cây rừng, cần khống chế Cổ Linh chi mọc hoang từ ñồng bằng ñến miền núi ở khắp nơi trên thế giới Trong rừng rậm, ñộ ẩm cao, ở cây to thì nấm phát triển mạnh, tán lớn Ở Việt Nam, trong rừng sâu Tây Nguyên có những nấm Cổ Linh chi lớn, có cây tán rộng tới hơn 1 mét, nặng hơn 40kg [4]

- Linh chi: Tên khoa học: Ganoderma lucidum (Leyss ex fr) kart, có nhiều

loài khác nhau Kết quả thống kê cho thấy, chủng loại Linh chi rất phong phú, ước tính thống kê trên thế giới có trên 200 loài nấm Linh chi, có loài hình nấm nhưng mũ không tròn mà nhăn nheo, có loài hình giống như trái thận, có loài giống như sừng hươu Ở Trung Quốc có 84 loài, trong ñó có 12 loài ñược dùng

làm thuốc như Xích Linh chi, Tử Linh chi, Hắc Linh chi (G atrum), Bạc Thụ Chi (G capense), Mật Văn Bạc Chi (G tenue), Tùng Sam Linh chi (G tsugae), Thụ

Thiệt Sách Bản thảo cương mục của Lý Thời Trần, ñại danh y của Trung Quốc

ñã phân loại Linh chi theo màu sắc thành 6 loại như nêu trên Hình 2.1 [5]

Hình 2.1 Nấm Linh chi phân loại theo màu sắc

2.1.1.3 ðặc ñiểm thực vật của nấm Linh chi

- Tính ña dạng của các loại nấm Linh chi bộc lộ qua biến dị hình thái quả thể [7] Linh chi có cấu tạo 2 phần là phần cuống và mũ nấm:

+ Cuống nấm biến dị rất lớn, từ rất ngắn 0,5cm, rất mảnh 0,2cm cho ñến dài từ 5-10cm hoặc rất dài 20-25cm, cuống nấm có thể ñính ở bên hoặc ñính gần tâm do quá trình lên tán mà thành

+ Mũ nấm dạng thận gần tròn, ñôi khi xoè hình quạt hoặc ít nhiều dị dạng Trên mặt mũ nấm có vân gợn ñồng tâm và có tia rãnh, màu vàng nâu, vàng cam,

ñỏ cam, ñỏ nâu, nâu tím hoặc nâu ñen, nhẵn bóng như láng vecni Kích thước tán biến ñộng từ 2-30cm, dày từ 0,8-2,5cm

+ Thịt nấm dày từ 0,4-1,8cm, màu vàng kem, nâu nhạt hoặc trắng Thịt nấm mềm, dai khi tươi và trở nên chắc cứng, nhẹ khi khô Hệ sợi kiểu trimitic, ñầu tận cùng của sợi phình hình chùy, màng rất dày ñan khít vào nhau tạo thành lớp vỏ láng phủ trên mũ và bao quanh cuống

- Phần sinh sản là một lớp ống dày từ 0,2-1,7nm gồm các ống nhỏ, thẳng, miệng tròn, ñảm mang 4 bào tử trứng Thực chất ñó là màng phủ lỗ nảy mầm phồng căng hay lõm thụt vào mà thành Bào tử ñảm có cấu trúc vỏ kép, lõm ở ñầu, màu vàng mật ong sáng, kích thước từ 5-6µm x 8,5-12µm Các bào tử ñảm ñơn bội khi gặp ñiều kiện thuận lợi sẽ nảy mầm tạo hệ sợi sơ cấp (primary hyphae), hệ sợi sơ cấp ñơn nhân ñơn bội nhanh chóng phát triển, phối hợp với nhau tạo ra hệ sợi thứ cấp hay còn gọi là hệ sợi song hạch, phân nhánh rất mạnh tràn ngập khắp giá thể Lúc này thường có hiện tượng xuất hiện bào tử vô tính màng dày dễ rụng và khi gặp ñiều kiện thuận lợi sẽ cho ra hệ song mạch tái sinh Tiếp sau ñó là giai ñoạn phân hoá hệ sợi, các hệ sợi nguyên thuỷ hình thành các sợi cứng màng dài, ít phân nhánh bện kết lại thành cấu trúc bó ñược cố kết bởi các sợi bện phân nhánh rất mạnh, từ ñó hình thành các nấm màu trắng mịn vươn dài thành các trụ tròn mập Phần ñinh trụ bắt ñầu xoè tán, lớp vỏ láng màu ñỏ cam xuất hiện, tán lớn dần hình thành bào tầng và phát tán bào tử ñảm liên tục cho tới khi nấm già sẫm màu, khô tóp và lụi dần trong vòng 3-4 tháng

- Hệ gen của nấm Linh chi với khoảng 12.600 gen trên 13 nhiễm sắc thể, ựược sắp xếp theo trình tự vào năm 2012 [38]

2.1.2 Thành phần hóa học, hoạt tắnh sinh học và dược lý của nấm Linh chi

Các nghiên cứu về thành phần hoá học của nấm Linh chi ựầu tiên ựược tiến hành vào ựầu thế kỷ 20, khi các nhà khoa học quan tâm ựến lớp vỏ láng của nấm và ựã phát hiện các chất như esgosterol, các enzyme là phenoloxidase và peroxidase Cho ựến gần ựây, bằng phương pháp kắch hoạt phóng xạ, ựã xác ựịnh ựược trên 90 nguyên tố hóa học trong nấm Linh chi, trong ựó hai nhóm ựược quan tâm nhất là polysaccharide và triterpenoide Trong các hợp chất trên thì polysaccharide chứa hàm lượng cao nhất, chiếm từ 50-60%, là hợp chất quyết ựịnh chất lượng của nấm Linh chi Nấm Linh chi có hàm lượng polysaccharide càng cao thì ựược ựánh giá là chất lượng càng tốt Trong số các thành phần hóa học của nấm Linh chi nuôi trồng thì polysaccharide và polysaccharide liên kết protein ựược nghiên cứu nhiều nhất, chúng có tác dụng tăng cường miễn dịch, diệt tế bào khối u thông qua kắch hoạt các tế bào miễn dịch đó là các polysaccharide như hetero-β-D-glucan có chứa các mạch nhánh glucurono-β-D-glucan, 1-3,1-6-β-D-glucan, arabi-noxylo-β-D-glucan, xylo-β-D-glucan, mano-β-D-glucan và các polysaccharide liên kết protein như glucoxylan-protein, galactoxyloglucan-protein, gluco-galactan-protein và [24]

Polysaccharide gồm 2 loại chắnh:

GL-A: Gal: Glu: Rham: Xyl (3,2:2,7:1,8:1,0) M= 23.000 Da

GL-A: Gal: Glu: Rham: Xyl (6,8:2,0:1,0) M= 25.000 Da

GL-A có thành phần chắnh là Gal, nên gọi là Galactan, còn GL-B có thành phần chắnh là Glu nên gọi là Glucan, khi phức hợp với một protein thì polyssacharide có tác dụng chống ung thư rõ rệt

Hàm lượng một số thành phần hợp chất chắnh trong nấm Linh chi gồm: nước 12-13%, cellulose 54-56%, lignin 13-14%, hợp chất có ni tơ 1,6-2,1%, hợp chất phenol 4-5%, chất béo 1,9-2%, kali 1,9-2%, natri 0,08-0,12%, canxi 1-1,2% [37] Các hoạt chất chắnh thể hiện dưới các nhóm nêu trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Các hoạt chất sinh học trong nấm Linh chi

Adenosine và dẫn xuất Nucleotid Ức chế kết dính tiểu cầu, thư giãn cơ,

giảm ñau

dịch

Lanosporeric axít A Steroid Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Lonosterol Steroid Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Compounds I, II, III, IV, V Steroid Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Ganoderans A, B, C Polysacarit Hạ ñường huyết

Beta-D-glucan Polysacarit Chống ung thư, tăng tính miễn dịch BN-3B:1, 2, 3, 4 Polysacarit Tăng tính miễn dịch

Ganoderic axít R, S Triterpenoid Ức chế giải phóng histamine

Ganoderic axít B, D, F, H,

Ganoderic axíts Triterpenoid Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Ganodermadiol Triterpenoid Giảm huyết áp

Ganodermic axít Mf Triterpenoid Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Ganodermic axít T.O Triterpenoid Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Lucidone A Triterpenoid Tăng cường chức năng gan

Lucidenol Triterpenoid Tăng cường chức năng gan

Ganosporelacton A Triterpenoid Chống khối u

Ganosporelacton B Triterpenoid Chống khối u

Oleic axít Triterpenoid Ức chế giải phóng histamine

Nguồn [35]

a Nhóm có bản chất protein

Nhóm này nổi bật với Lingzhi-8 do các nhà khoa học Nhật Bản tìm ra, ñược chứng minh là một tác nhân hỗ trợ chống dị ứng phổ rộng và ñiều hoà miễn dịch rất hữu hiệu, ñồng thời duy trì tạo kháng thể hỗ trợ chống các kháng nguyên viêm gan B [35]

và các sterol [21]

ñ Các hợp chất lanostanoide có cấu trúc kiểu triterpen

Các hợp chất lanostanoide có cấu trúc kiểu triterpen ñược phát hiện ngày

một nhiều, xác ñịnh cấu trúc [15]:

- Ganodermenonol: 26-hydroxy-5 alpha-lanosta-7,9 (11).24-trien-one

- Ganodermadiol: 5 alpha-lanosta-7,9 (11).24-trien-3 beta.26-diol

- Ganodermatriol: 5 alpha-lanosta-7,9 (11).24-trien-3 beta.26 27-triol

e Nhóm các este với axít béo không no linoleic

Nhóm các este với axít béo không no linoleic ñược ghi nhận vào năm

1991, có hoạt tính chống ưng thư, ñó là 2 ergosterol mới [16]:

- Steryl este 1: Ergosta-7.22-dien-3beta-yl-linoleate

- Steryl este2: 5alpha 8alpha- epidioxyergosta- 22-dien-3 beta-yl-lino leate ðồng thời các tác giả còn tìm ra một lanostanoid và một steroid mới cũng

có tác dụng ức chế các tế bào ưng thư

f Nhóm polysaccharide

Nhóm polysaccharide cũng rất phong phú ở nấm Linh chi và phổ hoạt lực mạnh Hee và cộng sự ñã khảo cứu các BN3B gồm 4 polysaccharid ñồng thời có hoạt tính tăng miễn dịch Trong ñó BN3B1 ñược xác ñịnh là glucan (chỉ chứa glucose) và BN3B3 là một arabinogalactan mang các liên kết glycosid [28] Polysaccharide có nguồn gốc từ nấm Linh chi dùng ñiều trị ung thư ñã ñược công nhận sáng chế ở Nhật Bản năm 1976 Công ty Kureha Chemical Industry sản xuất chế phẩm trích ly từ nấm Linh chi có tác dụng kháng các tác nhân gây ung thư Công ty Teikoko Chemical Industry sản xuất sản phẩm từ nấm Linh chi có gốc glucoprotein làm chất ức chế tế bào ung thư Tại Mỹ, bằng sáng chế mã số 4051314 cấp cho Ohtsoka và cộng sự năm 1977 về sản xuất hợp chất polysaccharide từ nấm Linh chi dùng ñể chống ung thư β-D-glucan của nấm Linh chi là polysaccharid liên kết với các axit amin, kích thích hay ñiều hòa hệ thống miễn dịch bằng cách hoạt hóa các tế bào như tế bào T, ñại thực bào, tăng hàm lượng glolubin miễn dịch giúp tăng miễn dịch ñối với các tế bào lạ như vi khuẩn, vi rút hay tế bào khối u [22]

g Các phức hợp polysaccharid-proteine

ðặc biệt các phức hợp polysaccharid-proteine có hoạt tính hỗ trợ chống khối u và tăng miễn dịch ñã ñược chỉ ra từ lâu [43] Gần ñây tác dụng tăng sinh tổng hợp IL-2 (Interleukine-2) và hoạt tính DNA polymerase ở chuột già tuổi bởi polysaccharid ñã cho thấy khả năng trẻ hoá, tăng tuổi thọ bởi các hoạt chất của nấm Linh chi [49]

h Nhóm triterpennoid

ða dạng nhất và có tác dụng dược lý mạnh là nhóm

saponine-triterpennoids - các axít ganoderic Giai ñoạn từ năm 1984-1987, lần ñầu tiên chứng minh các axít ganoderic C là mới trong tự nhiên Sau ñó ñến năm 1986, Morigiwa tìm ra thêm axít Ganoderic B [37] Ngày nay nhóm axít ganoderic ñã ñược phát hiện có tới hàng chục dẫn xuất khác nhau ðặc biệt là axít ganoderic

có tác dụng chống dị ứng, ức chế sự giải phóng histamin, tăng cường hấp thụ oxy

và cải thiện chức năng gan Hiện nay ñã tìm thấy trên 80 dẫn xuất từ axít

ganoderic, trong ựó ganodosteron ựược xác ựịnh là chất kắch thắch hoạt ựộng của gan và bảo vệ gan Phân tắch thành phần nguyên tố của nấm Linh chi còn phát hiện thấy có khoảng 40 nguyên tố, trong ựó có germanium Germanium có liên quan chặt chẽ với hiệu quả lưu thông khắ huyết, tăng cường vận chuyển oxy vào

mô, ựặc biệt là giảm bớt ựau ựớn cho người bị ung thư giai ựoạn cuối

2.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất và chế biến nấm Linh chi

Nấm Linh chi, từ lâu không những chỉ ựược trọng dụng ở Á đông, mà hiện nay là một trong những ựối tượng ựược quan tâm nghiên cứu phát triển và ứng dụng tại các nước phát triển trong các ngành y dược, chế biến thực phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng

2.2.1 Trên thế giới

Linh chi hiện nay ựang ựược nuôi trồng ở khắp nơi trên thế giới [21] Sản lượng nấm Linh chi trên thế giới khoảng 4.300 tấn/năm, trong ựó riêng Trung Quốc chiếm 3.000 tấn, Nhật Bản tuy là quốc gia ựã tìm ra cách trồng nhưng ựến nay mới chỉ sản xuất khoảng 500 tấn mỗi năm, còn lại là Hàn Quốc, đài Loan, Nhật Bản, Thái Lan, Mỹ, Malaisia, Việt Nam, Indonesia và Srilanka

- Hàn Quốc cũng chiếm một thị phần ựáng kể và ựặc biệt chú trọng ựến

loài Cổ Linh chi Ganoderma applanatum có tác dụng chống khối u cao

- Ấn độ Linh chi ựược nuôi trồng từ năm 1929 và mới phát triển ở qui mô nhỏ vì vẫn có quan niệm cho là nấm Linh chi chỉ là nấm phá gỗ mạnh

- Ở đài Loan ựã sưu tầm, nuôi trồng tới hơn 10 loài nấm Linh chi khác nhau Nước này ựã bán ựược 350 triệu ựô la Mỹ hàng năm

- Trong khu vực đông Nam Á, Malayxia cải tiến quy trình trồng nấm Linh chi ngắn ngày trên các phế thải giàu chất xơ, thậm chắ cho thu hoạch quả thể sau 40 ngày Tại Thái Lan ựã có một số trang trại cỡ vừa nuôi trồng

Ganoderma lucidum và Ganoderma capense (còn gọi là nấm Linh chi sò)

- Tại Mỹ ựã thành lập Viện nghiên cứu nấm Linh chi quốc tế ựặt tại thành phố New York và nấm Linh chi ựã ựược nuôi trồng ở quy mô công nghiệp

2.2.2 Tại Việt Nam

Tổng sản lượng các loại nấm ăn và nấm dược liệu của Việt Nam ựạt trên 100.000 tấn/năm, kim ngạch xuất khẩu ựạt khoảng 40 triệu USD [10] Trong ựó

nấm Linh chi ựược nuôi trồng phổ biến ở các ựịa phương như Sơn La, Lào Cai,

Hà Giang, Hà Nội, Hưng Yên, Vĩnh Phúc, Ninh Bình, Lâm đồng, dùng ựể cung cấp nguồn dược liệu trong nước, bổ sung cho thực phẩm và một phần ựể xuất khẩu [11]

Ngành trồng nấm ở nước ta ựã phát triển nhanh trong vòng 10 năm qua, nhưng vẫn chưa trở thành ngành công nghiệp như ở các nước khác, do ựầu ra còn hạn chế, thiếu công nghệ chế biến thô thành nguyên liệu tinh chế ựể cung cấp cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm Chế phẩm nấm Linh chi phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm trong nước hiện nay chủ yếu phải nhập khẩu

Những nghiên cứu về nấm Linh chi tại Việt Nam tập trung chủ yếu vào ựiều tra, sưu tập, nêu ựặc ựiểm phân loại, ựiều kiện sinh thái, quy mô nuôi trồng

và các hoạt chất chắnh có trong nấm Linh chi Gần ựây trong nước cũng ựã có một số nghiên cứu sản xuất, trắch ly và ứng dụng các hoạt chất sinh học có trong nấm Linh chi [11]

Hiện nay trong nước chưa có cơ sở nào sản xuất chế phẩm nấm Linh chi trắch ly thương mại, trong khi ựó các nước như Trung Quốc, Nhật Bản, đài Loan,Ầ ựang nhập khẩu nấm nguyên liệu từ nước ngoài về ựể chế biến thành các sản phẩm thương mại cung cấp cho các ngành công nghiệp trong nước của họ và xuất khẩu, ựem lại hiệu quả kinh tế rất cao

2.2.3 Các loại sản phẩm từ nấm Linh chi

Chế phẩm nấm Linh chi trên thế giới có ở dạng chế phẩm nấm Linh chi trắch ly (trắch ly hoạt chất sinh học từ quả thể nấm) và chế phẩm nấm Linh chi thu ựược bằng công nghệ lên men sinh khối (nấm Linh chi sinh khối) Trong ựó chế phẩm nấm Linh chi trắch ly ựược ưa chuộng và chiếm ưu thế trên thị trường

do có nhiều tắnh ưu việt về hoạt tắnh sinh học, dễ bảo quản và tắnh an toàn thực phẩm cao, thuận lợi cho quá trình phối chế, cảm quan của sản phẩm, tiện lợi cho người sử dụng Các chế phẩm nấm Linh chi này ựược ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Hiện nay trên thị trường các nước trên thế giới, chế phẩm nấm Linh chi trắch ly chủ yếu có nguồn

gốc từ Trung Quốc, Malaysia, Bulgaria, Croatia, ðức, Mỹ,… ñứng ñầu là Trung Quốc [28]

Chế phẩm nấm Linh chi trích ly thương mại hiện nay trên thế giới cung cấp cho ngành công nghiệp chế biến thường có dạng bột màu nâu, hàm lượng polysaccharid từ 10-30%, hàm lượng tritecpenoid từ 2-4% và ñược ñóng trong các túi nilon chống thấm khí, bên ngoài là thùng các tông, trọng lượng mỗi thùng

từ 5kg ñến 25kg; thời hạn bảo quản khoảng 3 năm; sản phẩm ñạt các yêu cầu về ATVSTP Sản phẩm bột nấm Linh chi trích ly của công ty trách nhiệm hữu hạn Wuling Bioteachnology Thượng Hải có giá khoảng 1.300 USD/ kg [28]

Một số sản phẩm có thành phần nấm Linh chi như trà Linh chi, cà phê Linh chi, cao nấm Linh chi, mỹ phẩm, thực phẩm chức năng từ Linh chi hiện nay chủ yếu có nguồn gốc xuất xứ từ Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc

2.2.4 Tiêu chuẩn của một số sản phẩm bột nấm Linh chi trích ly

Theo kết quả khảo sát trên thị trường, hiện nay các sản phẩm bột trích ly

từ nấm Linh chi thương mại có các thông số in trên bao bì sản phẩm như sau:

- Nấm Linh chi ñỏ (Reishi Mushroom): Sản phẩm ở dạng bột màu vàng với hàm lượng polysaccharide 10%, triterpenoid 2%, esgosterol ≥0,3-0,4% Sản phẩm ñạt tiêu chuẩn ISO, GMP, HACCP

- Nấm Linh chi ñỏ (Red Reishi Mushroom PE): Sản phẩm có dạng bột màu nâu vàng với hàm lượng polysaccharide 10-40% Sản phẩm ñạt tiêu chuẩn ISO

9001, GMP

- Nấm Linh chi ñỏ chiết suất (Ganoderma red mushroom power and extract): Sản phẩm có hàm lượng polysaccharide khoảng 10-60% Sản phẩm ñạt tiêu chuẩn GMP và HACCP

- Sản phẩm bột nấm Linh chi chiết suất do hãng NUSCI của Mỹ sản xuất ñóng gói P.E, hàm lượng polysaccharide 35% Sản phẩm ñạt tiêu chuẩn GMP và HACCP

2.3 Nghiên cứu trích ly thu nhận các hoạt chất sinh học của nấm Linh chi

Trong một thời gian dài, trên thế giới có nhiều nghiên cứu tách chiết các hợp chất sinh học từ nấm Linh chi bằng phương pháp trích ly bằng dung môi, kể

cả dung môi nước Những nghiên cứu áp dụng phương pháp tắch ly mới với sự

hỗ trợ của các kỹ thuật vật lý và sinh học như siêu âm, vi sóng, enzyme chỉ mới ựược tiến hành gần ựây Bên cạnh việc nghiên cứu tạo ra những sản phẩm có ựộ tinh khiết cao ựể làm thuốc thì vẫn rất phổ biến những phương pháp công nghệ trắch ly dung môi cải tiến với sản phẩm ở dạng chế phẩm chứa nhiều thành phần

2.3.1 Cơ sở khoa học trắch ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi

Theo các nghiên cứu, nấm Linh chi có cấu tạo chủ yếu là các cenllulose,

ựộ nhớt vừa phải nên các chất trong Linh chi dễ hòa tan khi ựược trắch ly bằng nước, enzyme hay ngâm trong cồnẦ mà không bị mất hoạt tắnh của các chất sinh học Ngoài ra, các hợp chất này rất bền ựối với nhiệt

- Nhóm polysaccharide, là nhóm chất hữu cơ phổ biến và có khối lượng lớn nhất trong nấm Linh chi Sasaki và cộng sự ựã chiết xuất và xác ựịnh kết cấu

và hoạt tắnh từ Linh chi, Tử chi, Tùng sam Linh chi và Cổ Linh chi Có trên 100 loại polysaccharide, trong ựó phổ biến nhất là tinh bột và cellulose Polysaccharide trong nấm Linh chi là glucide phức với phân tử rất lớn gồm nhiều ựơn vị monosaccharide liên kết với nhau Dung dịch polysaccharide của nấm Linh chi có ựộ nhớt thấp Dung môi nước ựược ựánh giá là phù hợp ựể chiết xuất các hợp chất polysaccharide [17]

- Nhóm tecpenoid là nhóm hòa tan nhiều trong ethyl acetat hơn là trong nước, tuy nhiên khi chiết tecpenoid trong nấm Linh chi bằng nước vẫn cho hoạt tắnh sinh học của chúng cao, ựặc biệt khi kết hợp nhiệt ựộ Nhóm chất khử tan hoàn toàn trong nước và rất bền nhiệt, ở ựiều kiện nhiệt ựộ 1210C trong thời gian

30 phút vẫn không làm mất hoạt tắnh sinh học của các tecpenoid [48] đáng chú

ý là riêng rẽ từng chất có hoạt tắnh sinh học của nấm Linh chi lại không có tác dụng trị bệnh, nhưng khi kết hợp toàn bộ dịch chiết thì lại cho kết quả sinh học

rất cao [17] Chắnh vì vậy, dịch chiết Linh chi rất thuận lợi trong việc chế biến

các sản phẩm ựồ uống dạng cao nấm Linh chi và trà Linh chi hòa tan

Hiện nay có hai phương pháp trắch ly chắnh là trắch ly lỏng-lỏng và phương pháp trắch ly rắn-lỏng [1] Vì mục ựắch của ựề tài là trắch ly hoạt chất

sinh học trong nấm Linh chi nên chúng tôi sẽ trình bày về phương pháp trích ly rắn-lỏng, ñối với phương pháp này phải có các yêu cầu sau:

- Yêu cầu ñối với dung môi: An toàn và ñược phép sử dụng trong chế biến thực phẩm, phải có tính hoà tan chọn lọc, không ñộc, không ăn mòn thiết

bị và dễ mua

- Cơ chế hoà tan: Dung môi thấm qua các mao quản vào các tế bào dược liệu, thời gian thấm phụ thuộc vào ñường kính, chiều dài mao quản, bản chất dung môi Quá trình hoà tan phụ thuộc vào bản chất hoá học của các chất tan và dung môi Các chất có nhiều nhóm phân cực (-OH-COOH) dễ tan trong dung môi phân cực (nước, cồn, propyl ) Các chất có nhiều nhóm không phân cực (chất béo, CH3-C2H5- và ñồng ñẳng) dễ tan trong dung môi không phân cực Dựa vào phương pháp và số bậc trích ly có hai loại là trích ly một bậc và nhiều bậc Với phương pháp trích ly một bậc thì toàn bộ quá trình trích ly ñược thực hiện trong thiết bị trích ly, nguyên liệu và dung môi chỉ tiếp xúc một lần Phương pháp trích ly nhiều bậc ñược tiến hành trong một số thiết bị trích ly Ở thiết bị cuối cùng dung dịch ñậm ñặc ñi vào nồi chưng cất Hơi dung môi từ thiết

bị chưng cất ñi vào thiết bị ngưng tụ rồi vào thùng chứa rồi vào thiết bị thứ nhất Quá trình tiếp tục cho ñến khi ñạt ñược ñộ trích ly cần thiết của nồi thứ nhất Sau

ñó tháo hết dung môi và bã ra khỏi thiết bị thứ nhất rồi cho vật liệu mới vào, lúc này thiết bị thứ nhất thành thiết bị cuối và thiết bị thứ hai thành thiết bị thứ nhất Quá trình cứ tiếp tục như vậy, hệ thống làm việc liên tục [12]

• Phương pháp ngâm: Chuẩn bị nguyên liệu ñổ vào bình có kích thước nhất ñịnh sau ñó cho dung môi vào nguyên liệu ngâm qua ñêm ñể chiết hoạt chất Dịch chiết thu ñược ñem cô ñuổi dung môi thu hoạt chất

• Phương pháp cách thủy: Cho nguyên liệu vào bình cách thủy có kích thước nhất ñịnh, ñổ dung môi vào nguyên liệu với tỷ lệ thích hợp, ñặt vào một trụ chiết, bình chứa nguyên liệu ngập trong nước Sau khi thực hiện các quá trình chiết lấy dịch chiết ra ñem cô chân không thu ñược hoạt chất thô

• Phương pháp trích ly bằng thiết bị Soxhlet: Chuẩn bị nguyên liệu, bọc giấy, bịt 2 ñầu rồi ñặt vào trụ chiết Dùng dung môi chiết trong thời gian nhất

ñịnh Sau khi thực hiện các chu trình chiết lấy dịch chiết ra ñem cô chân không thu ñược hoạt chất khô

2.3.3 Một số nghiên cứu về trích ly hoạt chất sinh học của nấm Linh chi

2.3.3.1 Công nghệ trích ly hoạt chất sinh học của nấm Linh chi trên thế giới

Trên thế giới ñã có rất nhiều nghiên cứu về trích ly và ứng dụng các hoạt chất sinh học trong nấm Linh chi Theo công trình nghiên cứu gần ñây, thành phần chủ yếu của các loại nấm Linh chi có axít amin, protid, steroid, polysaccharid, germanium, axít ganodenic [18] Kết quả nghiên cứu tại trường ðại học Dược Cát Lâm, Trung Quốc ñã chỉ ra rằng nhóm hợp chất triterpene có hoạt ñộng thể chất ñáng kể, ñặc biệt là khả năng chống ung thư Do hàm lượng trong Linh chi thấp nên khả năng trích ly triterpene rất khó khăn Phương pháp trích ly triterpene có thể sử dụng dung môi methanol, ethanol ñể tách trực tiếp triterpene hoặc dùng kiềm ñể tách hết lượng axít sau ñó tiến hành tách triterpene Hiệu suất trích ly cao nhất trong ñiều kiện sử dụng dung môi ethanol 90 % trong ñiều kiện tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/35, trích ly trong thời gian 2giờ ở nhiệt

ñộ 800C [48]

Kết quả nghiên cứu về trích ly polysaccharide tối ưu trong ñiều kiện sử dụng dung môi NaOH nồng ñộ 5,1%, nhiệt ñộ 60,10C trong thời gian 77,3phút, lệ nguyên liệu/ dung môi tương ứng là 1/21,4 cho hiệu suất trích ly polysaccharid từ nấm Linh chi ñạt 8,3% [32]

2.3.3.2 Công nghệ trích ly hoạt chất sinh học của nấm Linh chi trong nước

Gần ñây trong nước cũng rất quan tâm và có nhiều nghiên cứu về trích ly

và ứng dụng các hoạt chất sinh học trong nấm Linh chi:

- Kết quả nghiên cứu của ñề tài “Trích ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh

chi” ñã xác ñịnh ñược công thức trích ly các hoạt chất sinh học của nấm Linh chi

sử dụng cho công nghệ sản xuất rượu bổ Phương pháp trích ly bằng cồn với tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu là 1/10 ñạt hiệu suất 8,8% khi chiết lần 1 bằng cồn 960, lần 2 bằng cồn 700, lần 3 bằng cồn 450 [6]

- Kết quả nghiên cứu của ñề tài “Quy trình tách chiết các hoạt chất sinh

học từ nấm Linh chi” sử dụng dung môi là nước, quá trình chiết ñạt tối ưu ở nhiệt

ñộ 800C, thời gian chiết 7giờ, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/20, hàm lượng chất chiết thu hồi ñạt 6,91% [9]

2.4 Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly các hoạt chất sinh học

2.4.1 Nguyên lý tác ñộng của sóng siêu âm

Nguyên tắc phá vỡ cấu trúc tế bào bằng sóng siêu âm dựa trên hiệu ứng lỗ hổng khí, chuyển năng lượng âm thanh thành năng lượng cơ học dưới dạng sóng xung có áp lực khoảng vài nghìn Pa (300MPa) Năng lượng này làm tan rã tế bào khi ñộng năng của nó lớn hơn ñộ bền của màng tế bào Ngoài ra, gradient vận tốc lớn hơn làm gia tăng quá trình phá vỡ và cắt ñứt tế bào

Hiệu quả trích ly các hợp chất hòa tan tăng do sự tạo thành các bọt khí trong dung môi khi sóng siêu âm truyền qua Dưới tác dụng của sóng, các bọt khí

bị kéo nén, sự tăng áp suất và nhiệt ñộ làm các bọt khí nổ vỡ, tạo lên hiện tượng

“sốc sóng” Khi sự nổ vỡ của các bọt khí ở gần bề mặt pha rắn, xảy ra mất ñối xứng sinh ra các tia dung môi có tốc ñộ cao vào thành tế bào, làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa pha rắn và lỏng do ñó làm tăng sự xâm nhập của dung môi vào tế bào ðiều này làm tăng sự chuyển khối và phá vỡ cấu trúc tế bào, sự nổ vỡ của

các bọt khí làm tăng sự thoát của các chất nội bào vào dung dịch

Những tác dụng chính của sóng siêu âm trong quá trình chế biến:

- Tăng mạnh tính thẩm thấu của dung môi chiết xuất;

- Làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai pha bằng cách phân tán chúng thành những hạt nhỏ;

- Tăng cường sự xáo trộn của hỗn hợp (thay cho kỹ thuật phối trộn);

- Có tác dụng làm nóng cục bộ nên tăng tính hòa tan của dung môi;

- Tăng tốc ñộ của các phản ứng hóa học;

- Làm sạch và khử khí trong chất lỏng;

- Khử hoạt ñộng của các vi sinh vật và men;

- Tăng tốc ñộ các quá trình chiết xuất

Hiệu ứng nổ bọt khí trong lòng chất lỏng do siêu âm có khả năng tạo ra các tác ñộng lý hóa: khử khí, ñồng hóa, phân tán, kết tụ từng phần, oxy hóa, nhũ tương hóa, trùng hợp/ khử trùng hợp các chất cao phân tử ða số các tác ñộng này ñều hỗ trợ tốt cho quá trình chiết suất Nhiều nước như ðức, Anh, Trung

Quốc, Nhật Bản, Ấn ðộ, Nga,… ñã ứng dụng hiệu ứng nổ bóng khí ñể chiết suất các hợp chất tự nhiên như chiết xuất lá, rễ cây sâm, cây dược liệu với quy mô công nghiệp, làm giảm thời gian chiết xuất từ 2-3 lần và chỉ cần sử dụng 50-70% lượng dung môi, hiệu suất chiết tách tăng lên 30-50% so với phương pháp chiết

suất truyền thống [42]

2.4.2 Thiết bị tạo sóng siêu âm và ứng dụng

Công nghệ chế tạo các thiết bị tạo siêu âm dựa trên nguyên lý biến bổi năng lượng ñiện thành năng lượng siêu âm ñã ñược phổ cập ở nhiều nước trên thế giới, tạo ñiều kiện cho ngành khoa học siêu âm ñược ứng dụng ñể làm phương tiện nghiên cứu bản chất hoặc tính chất của các ñối tượng khác nhau trên

cơ sở phân tích sóng siêu âm về tác dụng vật lý, hóa học và sinh học của chúng Hiện nay trên thế giới ñã chế tạo ñược các thiết bị siêu âm công suất từ 40W-75KW, với dải tần số làm việc từ 20KHz-10MHz các thiết bị siêu âm công suất lớn ñược dùng ñể trích ly các sản phẩm sinh học quy mô lớn [16]

- Từ năm 1999 hãng Hielscher Ultrasonics của ðức ñã sản xuất các mô ñun ñầu máy phát sóng siêu âm công xuất 1KW, 2KW, 4KW và 16KW ñể sử dụng trong sản xuất các chế phẩm sinh học như chiết suất dầu Biodiesel với mô ñun thiết bị ñể chiết suất có công suất từ 200-750lít/giờ sử dụng ñầu phát siêu âm 1KW (UIP 1000); 20-70m3/giờ, sử dụng 06 ñầu phát sóng siêu âm loại 16KW (6x UIP 16 000) [45]

- Hãng Branson của Mỹ ñã chế tạo thiết bị sản xuất dầu sinh học có sử dụng sóng siêu âm quy mô công nghiệp và cung cấp dầu trực tiếp cho người tiêu dùng [30]

- Tại Ấn ðộ ñã ứng dụng công nghệ siêu âm ñể ñể chiết suất các hợp chất

tự nhiên như Actemisin, chè xanh, nghệ vàng… và thực nghiệm ñể so sánh với phương pháp thông thường ñược hãng chế tạo thiết bị siêu âm Telsonic AG thực hiện Kết quả cho thấy, sử dụng phương pháp chiết suất bằng sóng siêu âm có nhiều ưu ñiểm hơn so với các phương pháp chiết suất thông thường, thể hiện qua nhiệt ñộ chiết suất thấp, số lần chiết suất ít hơn nên tiết kiệm ñược dung môi, thời gian chiết suất giảm từ từ 6-20 lần, hiệu suất thu hồi cao hơn từ 5-20% [19]

2.4.3 Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm trong trắch ly các hoạt chất sinh học của nấm Linh chi

Kết quả nghiên cứu ỘTối ưu hóa trắch ly polysaccharide và tăng khả năng

miễn dịch ở chuộtỢ ựã tiến hành xử lý nguyên liệu nấm Linh chi bằng sóng siêu

âm với công suất 50W trong 701giây với tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/11,6

cho hiệu suất trắch ly tăng 115,56% so với trắch ly bằng nước nóng [38]

Kết quả nghiên cứu nâng cao hiệu suất trắch ly polysaccharide trong nấm Linh chi bằng việc sử dụng sóng siêu âm có tần số 8kHz trong nước ở nhiệt ựộ

950C trong thời gian 3giờ với tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/12, cho hiệu suất

trắch ly polysaccharide tăng lên từ 42% -75% [47]

2.5 Ứng dụng enzyme trong trắch ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi

Bào tử Linh chi (còn gọi là bào tử ựảm) là một bộ phận rất nhỏ, khi chắn thì tách ra và trở thành hạt giống của nấm Linh chi đó là phần tinh túy nhất và là nguồn sống của nấm Linh chi Bào tử Linh chi có hai lớp vỏ rất cứng, rất khó ựể cho hệ tiêu hóa của cơ thể người hấp thụ Chỉ khi nào vách ngoài của nó bị mở ra thì cơ thể người mới có thể hấp thụ ựược hợp chất hữu hiệu ựó, ựồng thời giúp cho những thành phần hoạt tắnh và tinh chất của bào tử Linh chi gia tăng sự phơi nhiễm và phát huy các tác dụng quý giá trong trị liệu Có nhiều kỹ thuật ựể phá vách bào tử, trong ựó phương pháp phân giải enzyme bằng nhiệt siêu thấp là hiện ựại nhất, không làm mất ựi các thành phần hiệu quả của bào tử Tỷ lệ bị phá vỡ lớp vỏ bào tử ựạt tới 98%, ựó là trị số cao nhất bằng phương pháp vật lý thuần túy ựể phá vỡ vách tế bào ựược nói tới trong nhiều tài liệu hiện nay trên thế giới

Do vậy ựã làm tăng tỷ lệ hấp thu các hoạt chất có trong bào tử nấm Linh chi

trong cơ thể người tăng lên gấp hơn 45 lần

- Kết quả ựề tài Ộ Nghiên cứu trắch ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi Ợ

ựã sử dụng enzyme Novozyme 342 (hỗn hợp của enzyme hemicellulase và cellulase), nồng ựộ enzyme 0,21%, ựạt hiệu suất trắch ly cao nhất là 10,2% ở ựiều kiện nhiệt ựộ 600C, thời gian thủy phân trong 120phút Kết quả cho thấy, ưu ựiểm của phương pháp trắch lý bằng enzyme là cho hiệu suất trắch ly cao, thời

gian trích ly ngắn, nhiệt ñộ trích ly thấp, không làm ảnh hưởng tới một số hoạt chất sinh học mẫn cảm với nhiệt ñộ cao và tiết kiệm năng lượng [6]

2.6 Giới thiệu phương pháp cô ñặc và sấy thu nhận sản phẩm sau trích ly

2.6.1 Cô ñặc sản phẩm

Cô ñặc là phương pháp dùng ñể nâng cao nồng ñộ các chất hoà tan trong dung dịch gồm 2 hai nhiều cấu tử Quá trình cô ñặc của dung dịch lỏng-rắn hay lỏng-lỏng có chênh lệch nhiệt ñộ sôi rất cao thường ñược tiến hành bằng cách tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn); ñó là các quá trình vật lý, hoá

lý Tùy theo tính chất của cấu tử khó bay hơi hay không bay hơi trong quá trình

ñó, ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt ñộ (ñun nóng) hoặc phương pháp làm lạnh kết tinh [1]

+ Cô ñặc ñược ứng dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất sữa, ñường, rau quả, công nghiệp sản xuất các loại men vi sinh,

- Các yếu tố kỹ thuật của quá trình cô ñặc thực phẩm:

+ Nhiệt ñộ sôi của sản phẩm phụ thuộc vào áp suất hơi trên bề mặt sản phẩm, nồng ñộ chất khô và tính chất lý hóa của sản phẩm Khi áp suất hơi trên bề mặt của sản phẩm càng thấp thì nhiệt ñộ sôi của sản phẩm càng giảm Ở nhiệt ñộ sôi thấp, sản phẩm ít bị biến ñổi Vì vậy, trong nhiều trường hợp người ta tạo chân không trong thiết bị cô ñặc ñể hạ nhiệt ñộ sôi của sản phẩm hoặc sử dụng chất tải nhiệt có nhiệt ñộ thấp Tuy nhiên, nhiệt ñộ sôi thấp sẽ làm giảm tốc ñộ trao ñổi nhiệt trong sản phẩm và có thể ñưa tới hiện tượng bốc hơi bề mặt giống như quá trình cô ñặc

+ Thời gian cô ñặc phụ thuộc vào cường ñộ bốc hơi của sản phẩm và ñiều kiện vận hành của hệ thống thiết bị Ở thiết bị làm việc liên tục và sản phẩm có cường ñộ bốc hơi lớn thì thời gian cô ñặc ngắn

+ Cường ñộ bốc hơi phụ thuộc chủ yếu vào hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt càng cao thì cường ñộ bốc hơi càng lớn ðể nâng cao hệ số truyền nhiệt cần phải nâng cao nhiệt ñộ sôi và tốc ñộ tuần hoàn của sản phẩm

Quá trình cô ñặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản là nhiệt ñộ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô ñặc) và cường ñộ bốc hơi

- Nhiệt ñộ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến ñổi, hoạt chất ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến ñổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi Nhiệt ñộ sôi thấp còn làm giảm tốc ñộ ăn mòn và kéo tuổi thọ cảu thiết bị cô ñặc

+ Thời gian cô ñặc là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô ñặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu ñể ñạt ñến ñộ khô yêu cầu Thời gian cô ñặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường ñộ bốc hơi của sản phẩm Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường ñộ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn

+ Cường ñộ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường ñộ trao ñổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi Cường ñộ trao ñổi nhiệt ñược ñặc trưng bằng hệ

số truyền nhiệt của quá trình cô ñặc Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường ñộ bốc hơi càng cao

- Biến ñổi của thực phẩm trong quá trình cô ñặc:

* Biến ñổi vật lý

Thực phẩm cô ñặc là một hệ của nhiều chất hòa tan như ñường, acid, muối, còn chứa cả các chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù Khi cô ñặc, dung môi bay hơi, nồng ñộ chất hòa tan tăng dần, nhiệt ñộ sôi,

ñộ nhớt, khối lượng riêng tăng, nhưng hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sản phẩm cũng giảm

* Biến ñổi hóa học

Các loại ñường trong rau quả, do chịu tác dụng của nhiệt ñộ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị cô ñặc, nên bị caramel hóa Hiện tượng caramel hóa tạo

ra các sản phẩm có màu ñen và vị ñắng làm sản phẩm có chất lượng kém Ở nhiệt

ñộ 950C, ñường khử có thể bị caramel hóa Ở nhiệt ñộ 1600C, quá trình caramel hóa xảy ra mạnh, saccharose loại 1 phân tử nước tạo ra glucosan và fructosan Ở

khoảng nhiệt ñộ từ 185-1900C, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan Tiếp tục, 2 phân tử isosaccharosan kết với nhau, loại 2 phân tử nước tạo thành caramelan Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân

tử nước tạo thành caramelen Khi nhiệt ñộ tăng cao trên 2000C tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Quá trình carmel hóa của ñường saccharose- Hiện tượng xẫm màu còn do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và ñường khử (nhóm – CHO) tạo các melanoidin

+ Tinh bột sẽ bị hồ hóa Pectin bị phân hủy nên làm giảm tính tạo ñông trong nấu mứt

+ Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của sản phẩm

+ Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm do tác dụng của nhiệt ñộ cao,

do vậy ñể tránh tổn thất vitamin, nên dùng thiết bị cô ñặc chân không

Quá trình cô ñặc gồm các phương pháp sau [1]:

- Cô ñặc áp suất thường (thiết bị hở): nhiệt ñộ sôi và áp suất không ñổi,

thường ñược dùng trong cô ñặc dung dịch liên tục ñể giữ mức dung dịch cố ñịnh, nhằm ñạt năng suất cực ñại và thời gian cô ñặc ngắn nhất

- Cô ñặc áp suất chân không: dung dịch có nhiệt ñộ sôi thấp ở áp suất chân không, dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn và sự bay hơi dung môi diễn ra liên tục

- Cô ñặc nhiều nồi: số nồi không nên quá lớn vì nó làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi, có thể dùng phương pháp cô chân không, cô áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp ðặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cấp cho mục ñích khác ñể nâng cao hiệu quả kinh tế

- Cô ñặc liên tục: cho kết quả tốt hơn cô ñặc gián ñoạn, tuỳ theo ñiều kiện

kỹ thuật và tính chất của dung dịch, ta có thể áp dụng chế ñộ cô ñặc ở áp suất chân không, áp suất thường hoặc áp suất dư

- Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

Mục ñích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng ñộ bền

và bảo quản sản phẩm ñược lâu hơn

Một số phương pháp sấy [12]:

- Sấy ñối lưu: là phương pháp dùng khá phổ biến trong sản xuất, sử dụng tác nhân sấy là khí nóng, vừa làm nhiệm vụ truyền nhiệt vừa lấy ẩm ra khỏi vật liệu Tác nhân sấy có nhiều dạng khác nhau, tùy thuộc vào kiểu máy sấy

- Sấy tiếp xúc: là một hệ thống chuyên dùng, vật liệu nhận nhiệt trực tiếp

từ bề mặt dẫn nhiệt hoặc từ một bề mặt nóng hoặc từ môi trường chất nóng Người ta chia hệ thống sấy tiếp xúc thành 2 loại là loại tiếp xúc trong chất lỏng

và loại tiếp xúc bề mặt Nguyên tắc cơ bản của thiết bị sấy tiếp xúc là quá trình gia nhiệt, vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với bề mặt gia nhiệt

- Sấy bức xạ: là phương pháp sấy dùng tia bức xạ chiếu trực tiếp vào ñối tượng cần làm khô Nguồn nhiệt bức xạ thường dùng là ñèn hồng ngoại, ñiện trở, chất lỏng hay khí, tấm ñược ñốt nóng ở nhiệt ñộ nhất ñịnh, ñể vật nóng phát ra tia hồng ngoại

- Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy tách ẩm khỏi vật liệu sấy trực tiếp từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi nhờ quá trình sấy thăng hoa ðể tạo ñiều kiện sấy thăng hoa, vật liệu sấy phải ñược làm lạnh dưới ñiểm ba thể (lỏng, rắn, khí), nhiệt ñộ t = 0,00980C và áp suất p = 4,6mmHg

2.7 Giới thiệu về β-glucan

β-glucan là một polysaccarit của D-glucose với các liên kết glicozit, có trọng lượng phân tử khoảng 321000 - 1560000 Da Các phân tử β-glucan khác nhau ở khối lượng phân tử, tính hòa tan, ñộ nhớt và cấu hình trong không gian Nhiều nghiên cứu ñã chỉ ra rằng β-glucan với liên kết (1,3/1,6) có hoạt tính sinh học cao hơn β-glucan với liên kết (1,4/1,6) Sự khác nhau giữa các mối liên kết

và cấu trúc hóa học β-glucan sẽ ảnh hưởng ñến tính hòa tan, hoạt ñộng và hoạt tính sinh học của chúng β-glucan càng phân nhánh mạnh hoạt tính sinh học càng cao [36]

β-glucan thường có trong tế bào thực vật, hạt ngũ cốc, nấm men, nấm và

vi khuẩn Theo Ko và Lin (2004), ước tính β-glucan có trong các loại thưc phẩm

như: rau, củ, trái cây và nấm Trong nấm ñó nấm mộc nhĩ trắng cho hàm lượng

β-glucan cao nhất là 2,5% trọng lượng khô Nấm mỡ trung bình có khoảng 42mg/100g nấm khô, nấm hương là 22mg/100g nấm khô ðậu nành có chứa 0,8% β-1,3-glucan so với trọng lượng khô, trong cần tây, củ cải, cà rốt cũng chứa gần 20% β-1,3-glucan trong thành phần cacbonhydrat tổng số [31] Theo các nghiên cứu của viện thực phẩm Nhật Bản thì trong 100g nấm Linh Chi khô có khoảng 52,8 mg β-glucan

- Cơ chế tác ñộng của β-glucan:

+ β-glucan kết hợp với các thụ thể bên ngoài màng của ñại thực bào và những tế bào bạch cầu khác (bao gồm cả những tế bào thực bào tự nhiên và những tế bào tạo ñộc tố của cơ thể) Với sự kết hợp ñặc hiệu giữa các thụ thể trên

bề mặt ñại thực bào với tác nhân lạ, β-glucan có tác dụng phát hiện sự xâm nhập hoặc bám vào cơ thể của các nhân tố bất lợi và cảnh báo cho cơ thể biết [39]

- Tác dụng sinh học của β-glucan:

+Tác dụng chống ung thư

+ Tăng khả năng kích thích hệ miễn dịch

+ Tác dụng giảm ñường huyết và cholesterol

- Ứng dụng của β- glucan:

+ Ứng dụng của β- glucan trong thực phẩm: β-glucan trong tự nhiên rất sạch, có khả năng giữ nước cao, không tạo gel, không bị phân hủy bởi enzyme tiêu hóa ở người Vì vậy chúng thích hợp như một nguồn xơ thực phẩm β-glucan ñược sử dụng làm phụ gia thực phẩm ñể tăng sự tiêu hóa và chữa rối loạn tiêu hóa [13] Hiện nay, β-glucan thường ñược bổ sung vào một số sản phẩm dành cho trẻ em như: sữa, thức ăn dặm, Siro Martians, kem , ñồ uống trái cây…

+ Ứng dụng của glucan trong y dược: Nhiều nghiên cứu ñã cho thấy glucan có tác ñộng lên hệ miễn dịch thông qua cơ chế kích thích ñại thực bào hoặc tạo ra các chất trung gian hoạt hóa oxy và các nhân tố khác giết chết vật thể

β-lạ Vì vậy, β-glucan ñược sử dụng trong việc hỗ trợ ñiều trị ung thư ðối với bệnh

nhân ung thư phải ñiều trị bằng hóa chất hoặc chiếu xạ, β-glucan có khả năng tăng nhanh sự phục hồi máu kích thích sự phục hồi tủy xương và ngăn cản biến chứng nhiễm bệnh trong quá trình ñiều trị Bên cạnh ñó, nó còn có hiệu quả kháng khối u, giảm kích cỡ khối u [17,25]

+ Ứng dụng của β-glucan trong mỹ phẩm: β-1,3-glucan còn có khả năng

cảm ứng hoạt tính của tế bào Langerhans - là một tế bào chuyển hóa nằm trên da hoạt ñộng tương tự như ñại thực bào β-1,3-glucan làm se lỗ chân lông, giảm số lượng, ñộ sâu, ñộ dài của nếp nhăn, cảm ứng tổng hợp collagen và elastin, giảm

số lượng và kích cỡ tổn thương trên da và sự khô da Vì thế, β-1,3-glucan có thể ñược thêm vào kem bôi da, thuốc mỡ, kem cạo râu và những sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với da [31]

+Ứng dụng của β-glucan trong nuôi trồng thủy sản:Có một số nghiên cứu

sử dụng β-glucan như một chất kích thích hệ thống miễn dịch tiềm năng trong

chăn nuôi thủy sản Chang cheng - Fang và cộng sự (2000) ñã nghiên cứu hiệu quả của β-1,3-glucan lên sự sống xót của tôm sú lớn (Penaeus monodon) Khi bổ

sung β-1,3-glucan (2g/kg trọng lượng) cho tôm trong vòng 40 ngày thì lượng tôm sống sót trong lô có bổ sung β-1,3-glucan cao hơn hẳn so với lô ñối chứng [31]

PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ðối tượng nghiên cứu

Nấm Linh chi (Ganoderma lucidium) do Viện Di truyền Nông nghiệp

chuyển giao công nghệ và trồng tại Hợp tác xã Cựu chiến binh xã Long Hưng, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên

3.2 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu

- ðịa ñiểm nghiên cứu:

+ Thiết bị nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm của Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

+ Thiết bị và dụng cụ ñánh giá cảm quan tại phòng Kỹ thuật KCS của Tổng Công ty Chè Việt Nam…

- Thời gian nghiên cứu:

Từ tháng 4/2012 ñến tháng 5/2013

3.3 Thiết bị và vật tư hóa chất nghiên cứu

- Thiết bị siêu âm (Ultrasonic LC 30, ðức)

- Máy ño quang phổ (Zuzi 4110 ED Spectrophotometer, ðức)

- Thiết bị Soxhlet (TC 15, Trung Quốc)

- Thiết bị trích ly cô chân không (Việt Nam)

- Tủ sấy (Grot DZ 47-63, Trung Quốc)

- Cân phân tích (Precisa XT 320 M, Thụy Sỹ)

-Cân kỹ thuật (Cent-0-Gram Balance, OHAUS, Mỹ)

- Nhiệt kế, bếp ñiện, giấy lọc, dụng cụ thủy tinh, bình tam giác, ống ñong, bình ñịnh mức, phễu thủy tinh, pipet, micropipet buret,

- Các loại hóa chất phục vụ nghiên cứu, phân tích

- Chế phẩm ñường cỏ ngọt trích ly: ñộ ngọt gấp 200 lần ñường saccaroza

- Mật ong nguyên chất có hàm lượng ñường tổng số 82% do Công ty Ong Trung ương sản xuất

- ðường isomalt, lactose có ñộ tinh khiết 99%, dùng trong chế biến thực phẩm

3.4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1 Nghiên cứu xác ñịnh các ñiều kiện xử lý nguyên liệu và trích

ly các hoạt chất hòa tan của nấm Linh chi ñể tạo chế phẩm và xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm nấm Linh chi trích ly

Nội dung 2 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Linh chi trích ly ñể sản xuất cao nấm Linh chi

Nội dung 3 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Linh chi trích ly ñể sản

xuất trà Linh chi hòa tan

3.5 Phương pháp nghiên cứu

3.5.1 Phương pháp công nghệ

Hiện nay, sản xuất chế phẩm nấm Linh chi trích ly và các sản phẩm thương mại từ nấm Linh chi trích ly ñược thực hiện theo quy trình tổng quát nêu trên hình 3.1

Thuyết minh quy trình

Sau khi cô dịch trích ly ta thu ñược chế phẩm nấm Linh chi trích ly

Hình 3.1 Sơ ñồ khối quy trình công nghệ hoàn thiện sản phẩm từ nguyên liệu nấm linh chi

- Mỗi công thức thí nghiệm sử dụng 10g nấm Linh chi nguyên liệu ñã ñược ñược nghiền nhỏ

- Sử dụng phương pháp trích ly cách thủy

- Lọc thô bằng vải lọc và lọc tinh bằng giấy lọc chuyên dùng

- Công thức thí nghiệm ñạt kết quả tối ưu của công ñoạn nghiên cứu trước ñược sử dụng làm ñiều kiện cố ñịnh cho nghiên cứu ở công ñoạn tiếp theo

- Chỉ tiêu ñánh giá là hiệu suất trích ly so sánh giữa lượng polysaccharide hòa tan và β-glucan thu ñược trong dịch trích ly so với hàm lượng polysaccharide hòa tan và β-glucan tổng số có trong nguyên liệu

Các thí nghiệm của ñề tài ñược bố trí như sau:

3.5.2.1 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu ñến hiệu suất trích ly

Nấm Linh chi nguyên liệu sau khi xử lý làm nhỏ (thái lát, xay, nghiền) sử dụng sàng có các kích thước mắt sàng khác nhau ñể phân loại nguyên liệu theo các kích thước nghiên cứu Bố trí 4 công thức thí nghiệm khác nhau về kích thước nguyên liệu: d ≤ 2mm, 2<d≤5mm, 5<d≤10mm và d>10mm

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/20; Trích ly cách thủy trong 90 phút ở nhiệt ñộ 90oC

3.5.2.2 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm nguyên liệu ñến hiệu suất trích ly

Bố trí 4 công thức thí nghiệm khác nhau về thời gian ngâm mẫu: 30, 60,

90 và 120phút

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Kích thước nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 1, tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1/20 Trích

ly cách thủy trong 90phút ở nhiệt ñộ 90oC

3.5.2.3 Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm ñến hiệu suất trích ly

Bố trí 6 công thức thí nghiệm khác nhau về thời gian xử lý sóng siêu âm:

01 mẫu không xử lý sóng siêu âm dùng ñể làm mẫu ñối chứng; 05 mẫu xử lý sóng siêu âm tần số 20kHz ở các khoảng thời gian: 5, 10, 15, 20 và 25phút

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Kích thước nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 1, thời gian ngâm nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 2, tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1/20 Trích ly cách thủy trong 90phút ở nhiệt ñộ 90oC

3.5.2.4 Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi ñến hiệu suất trích ly

Bố trí 4 công thức thí nghiệm khác nhau về tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi:

1/10, 1/15, 1/20 và 1/25

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Kích thước nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 1, thời gian ngâm nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 2, thời gian sử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 3 Trích ly cách thủy trong 90phút ở nhiệt ñộ 90oC

3.5.2.5 Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ñộ trích ly ñến hiệu suất trích ly

Bố trí 5 công thức thí nghiệm khác nhau về nhiệt ñộ trích ly: 60, 70, 80,

90, 100oC

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Kích thước nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 1, thời gian ngâm nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 2, thời gian sử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 3, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 4 Trích ly cách thủy trong thời gian 90phút

3.5.2.6 Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian trích ly ñến hiệu suất trích ly

Bố trí 5 công thức thí nghiệm khác nhau về thời gian trích ly: 30, 60, 90,

120 và 150 phút

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Kích thước nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 1, thời gian ngâm nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 2, thời gian sử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 3, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 4, nhiệt ñộ trích ly ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 5

3.5.2.7 Thí nghiệm 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần trích ly ñến hiệu quả trích ly

Tiến hành trích ly nhiều lần nhằm mục ñích tách triệt ñể lượng polysaccharide hòa tan và β-glucan có trong nấm Linh chi nguyên liệu, tăng hiệu suất thu hồi

Trong thí nghiệm này sử dụng bã Linh chi ở lần trích ly 1 ñể tiến hành làm thí nghiệm trích ly lần 2 và bã Linh chi trích ly lần 2 ñể tiến hành trích ly lần 3 Mẫu trích

ly lần 2 và lần 3, không tiến hành ngâm và xử lý siêu âm mà ñược phối trộn với dung môi theo tỷ lệ ñược xác ñịnh tại thí nghiệm 4 và ñem ñi trích ly ngay

Các mẫu ñược trích ly ở cùng ñiều kiện và thông số như nhau: Tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi 1/5, nhiệt ñộ trích ly ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 5, thời gian trích ly ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 6

3.5.2.8 Thí nghiệm 8: Nghiên cứu lựa chọn công thức phối chế tạo sản phẩm cao nấm Linh chi

ðể người sử dụng mỗi lần 3g cao nấm Linh chi trọng lượng là 3g có chứa hàm lượng hoạt chất sinh học khoảng 0,015g polysaccharid (tương ñương với hàm lượng hoạt chất sinh học có trong 1g nấm Linh chi nguyên liệu), cần tính toán, lựa chọn các thành phần nguyên liệu hợp lý Thí nghiệm xây dựng thành 05 công thức phối chế khác nhau ñể tạo sản phẩm cao nấm Linh chi từ chế phẩm nấm Linh chi trích ly và các nguyên liệu như sau:

- Chế phẩm nấm Linh chi trích ly

- Bột lactose

- Chế phẩm Cỏ ngọt trích ly

- Mật ong

Tiến hành ñánh giá chất lượng và cảm quan

3.5.2.9 Thí nghiệm 9: Nghiên cứu lựa chọn công thức phối chế tạo sản phẩm trà Linh chi hòa tan

ðể người sử dụng mỗi lần 01 gói trà Linh chi hòa tan trọng lượng là 3g có chứa hàm lượng hoạt chất sinh học khoảng 0,015g polysaccharid (tương ñương với hàm lượng hoạt chất sinh học có trong 1g nấm Linh chi nguyên liệu), cần

tính toán, lựa chọn các thành phần nguyên liệu hợp lý Thí nghiệm xây dựng thành 05 công thức phối chế khác nhau ñể tạo sản phẩm trà Linh chi hòa tan từ chế phẩm nấm Linh chi trích ly và các nguyên liệu như sau:

- Chế phẩm Linh chi trích ly

- Cao cỏ ngọt

- ðường isomailtose, aspartam

- ðường cao phân tử

Tiến hành thử nghiệm sản xuất trà Linh chi hoà tan từ chế phẩm nấm Linh chi trích ly

3.5.2.10 Thí nghiệm 10: Nghiên cứu xác ñịnh ñộ ẩm nguyên liệu thích hợp ñể tạo hạt trà Linh chi hòa tan

Bố trí 5 công thức thí nghiệm khác nhau về ñộ ẩm tạo hạt sản phẩm: 10,

15, 20, 25 và 30% Công thức phối chế ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 9, các mẫu ñược ñem ñi tạo hạt trà bằng thiết bị tạo hạt và sấy ở cùng một ñiều kiện như nhau sau ñó tiến hành ñánh giá nhận xét sản phẩm

3.5.2.11 Thí nghiệm 11: Nghiên cứu xác ñịnh nhiệt ñộ thích hợp trong quá trình sấy tạo sản phẩm trà Linh chi hòa tan

Bố trí 6 công thức thí nghiệm khác nhau về nhiệt ñộ sấy tạo sản phẩm:

40, 50, 60, 70, 80 và 900C Công thức phối chế ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 9, hàm ẩm nguyên liệu ñược xác ñịnh từ thí nghiệm 10, sấy nguyên liệu trà ñến hàm

ẩm còn lại trong sản phẩm là 3,5% thì dừng sấy và tiến hành ñánh giá nhận xét sản phẩm

3.6 Phương pháp phân tích

3.6.1 Phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý

- Xác ñịnh ñộ ẩm bằng phương pháp sấy khô ñến trọng lượng không ñổi

- ðịnh lượng tinh bột bằng phương pháp thủy phân bằng axít

- Xác ñịnh hàm lượng cellulose theo TCVN 5103 (lSO 5498) Nông sản thực phẩm - Xác ñịnh hàm lượng xơ thô - Phương pháp chung

- Xác ñịnh Sterol tổng bằng phương pháp trắc quang [46]

- Phương pháp ño mật ñộ quang dịch chiết: theo TCVN 5367-91