chế biến nước giải khát từ cây thuốc dòi (pouzolzia zeylanca l benn) và khảo sát biến động các hoạt chất sinh học trong quá trình xử lý nhiệt

Benn và khảo sát biến động các hoạt chất sinh học trong quá trình gia nhiệt” được thực hiện với các khảo sát bao gồm: i ảnh hưởng của quá trình phối chế đến màu sắc và mùi vị của nước gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

LÊ THỊ NGỌC MỶ MSSV: C1200647

CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ CÂY THUỐC DÒI

(POUZOLZIA ZEYLANCA L BENN) VÀ KHẢO SÁT

BIẾN ĐỘNG CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TRONG

QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆTLUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 08

Giáo viên hướng dẫn:

PGS.TS NGUYỄN MINH THỦY

NĂM 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài:

CHẾ BIẾN NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ CÂY THUỐC DÒI

(POUZOLZIA ZEYLANCA L BENN) VÀ KHẢO SÁT

BIẾN ĐỘNG CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TRONG

QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT

MSSV: C1200647 LỚP: CB1208L1

Cần Thơ, 2014

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Chế biến nước giải khát từ cây thuốc

dòi (Pouzolzia Zeylanca L Benn) và khảo sát biến động các hoạt chất sinh học

trong quá trình xử lý nhiệt” do sinh viên Lê Thị Ngọc Mỷ thực hiện và báo cáo

đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Chủ tịch hội đồng

PGS.TS NGUYỄN MINH THỦY

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS NGUYỄN MINH THỦY Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực và chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Người viết

LÊ THỊ NGỌC MỶ

LỜI CẢM TẠ Không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy, Cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy, Cô Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng Trường Đại học Cần Thơ đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đến cô Nguyễn Minh Thủy, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp Và em cũng xin chân thành cảm ơn các Anh, Chị trong phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp

đỡ, tạo điều kiện cho em thực tập tại phòng Do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm còn hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp Thầy, Cô để bài báo cáo được hoàn thành tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 20 tháng 5 năm 2014

Sinh viên thực hiện

LÊ THỊ NGỌC MỶ

TÓM TẮT

Nghiên cứu “Chế biến nước giải khát từ cây thuốc dòi (Pouzolzia Zeylanca L

Benn) và khảo sát biến động các hoạt chất sinh học trong quá trình gia nhiệt” được thực hiện với các khảo sát bao gồm: (i) ảnh hưởng của quá trình phối chế đến màu sắc và mùi vị của nước giải khát; (ii) ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến hàm lượng các hoạt chất sinh học, giá trị cảm quan và khả năng bảo quản sản phẩm Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng đường và rễ tranh bổ sung có ảnh hưởng đến giá trị cảm quan Với hàm lượng đường 6,5% (w/w) và hàm lượng rễ tranh 1% (w/w) và pH sản phẩm 4,5 cho sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất Trong quá trình thanh trùng hàm lượng các hoạt chất sinh học giảm theo chiều tăng của nhiệt

độ và thời gian giữ nhiệt Hàm lượng anthocyanin giảm nhiều nhất ở 95oC trong 20 phút giữ nhiệt Hàm lượng polyphenol và tannin cũng giảm nhưng không nhiều Nhiệt độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm nước giải khát từ cây thuốc dòi là

90oC và thời gian giữ nhiệt là 10 phút, với điều kiện này sản phẩm nước thuốc dòi được sử dụng trong một tuần

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

DANH SÁCH BẢNG vii

DANH SÁCH HÌNH viii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 Tổng quan về cây thuốc dòi 2

2.1.1 Mô tả thực vật 2

2.1.2 Phân bố sinh thái 2

2.1.3 Dược tính 2

2.1.4 Thành phần hóa học trong cây thuốc dòi 3

2.1.5 Các hoạt chất sinh học trong cây thuốc dòi 4

2.1.5.1 Tính chất và vai trò của anthocyanin 4

2.1.5.2 Tính chất và vai trò của tannin 6

2.1.5.3 Tính chất và vai trò của polyphenol 7

2.2 Tổng quan về nước giải khát 9

2.2.1 Nguồn gốc nước giải khát 9

2.2.2 Các công đoạn trong quá trình chế biến nước giải khát 9

2.2.2.1 Nguyên liệu 9

2.2.2.2 Trích ly 10

2.2.2.3 Phối chế 10

2.2.2.4 Gia nhiệt - Bài khí 10

2.2.2.5 Thanh trùng 10

2.3 Nguyên liệu phối chế 11

2.3.1 Acid citric (E330) 11

2.3.2 Rễ tranh 12

2.3.3 Đường phèn 12

2.4 Cơ sở của quá trình thanh trùng 13

2.4.1 Chọn nhiệt độ thanh trùng 13

2.4.2 Chọn thời gian thanh trùng 13

2.4.3 Tính toán ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt (giá trị thanh trùng F) 13

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

3.1 Phương tiện nghiên cứu 15

3.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 15

3.1.2 Nguyên liệu 15

3.1.3 Thiết bị, hóa chất 15

3.1.3.1 Dụng cụ, thiết bị 15

3.1.3.2 Hóa chất 15

3.2 Phương pháp thí nghiệm 15

3.2.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát công thức phối chế đến màu sắc và mùi vị của nước giải khát 16

3.2.1.1 Mục đích 16

3.2.1.2 Bố trí thí nghiệm 16

3.2.1.3 Phương pháp thực hiện 17

3.2.1.4 Chỉ tiêu theo dõi 17

3.2.2 Thí nghiệm2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến hàm lượng các hoạt chất sinh học và giá trị cảm quan của sản phẩm 17

3.2.2.1 Mục đích 17

3.2.2.2 Bố trí thí nghiệm 17

3.2.2.3 Phương pháp thực hiện 17

3.2.2.4 Chỉ tiêu theo dõi 17

3.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học và giá trị cảm quan 17

3.3.1 Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin (Phương pháp pH vi sai) 17 3.3.2 Xác định polyphenol tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu 18

3.3.3 Xác định pH: dùng máy đo pH .19

3.3.4 Xác định hàm lượng tannin bằng phương pháp chuẩn độ bằng kali permanganate 19

3.3.5 Phân tích dữ liệu 19

3.3.6 Phương pháp đánh giá cảm quan 20

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 21

4.1 Ảnh hưởng phối chế đến màu sắc và mùi vị của nước giải khát 21

4.2 Tác động của quá trình thanh trùng đến chất lượng sản phẩm nước giải khát từ cây thuốc dòi 22

4.2.1 Thay đổi nhiệt độ tâm của sản phẩm trong quá trình thanh trùng 22

4.2.2 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng các hoạt chất sinh học của sản phẩm 24

4.2.2.1 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng anthocyanin 24

4.2.2.2 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng polyphenol 27

4.2.2.3 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng tannin 29

4.2.3 Sự thay đổi hàm lượng các hoạt chất sinh học của sản phẩm trong quá trình bảo quản 32

4.2.3.1 Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin của sản phẩm trong quá trình bảo quản 32

4.2.3.2 Sự thay đổi hàm lượng polyphenol của sản phẩm trong quá trình bảo quản 33

4.2.3.2 Sự thay đổi hàm lượng tannin của sản phẩm trong quá trình bảo quản .34

4.2.4 Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm trong phòng thí nghiệm 34

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

PHỤ LỤC 40

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Màu sắc của anthocyanin thay đổi theo pH 4

Bảng 2.2: Các loại anthocyanidin thường gặp trong thực phẩm 5

Bảng 2.3: Độ hòa tan của acid citric theo nhiệt độ 11

Bảng 3.1: Bảng điểm mô tả các chỉ tiêu .20

Bảng 4.1: Giá trị PU (phút) của các chế độ thanh trùng, với z = 8,3 và Tref = 93,3oC 24

Bảng 4.2: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) và thời gian giữ nhiệt (phút) của chế độ thanh trùng đến hàm lượng anthocyanin 25

Bảng 4.3: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) và thời gian giữ nhiệt (phút) của chế độ thanh trùng đến hàm lượng polyphenol 28

Bảng 4.4: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) và thời gian giữ nhiệt (phút) của chế độ thanh trùng đến hàm lượng tannin 30

Bảng 4.5: Hạch toán chi phí thành phẩm 34

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Cây thuốc dòi 2

Hình 2.2: Chuẩn bị nguyên liệu 9

Hình 2.3: Cỏ tranh 5

Hình 3.1: Quy trình chế biến nước giải khát trích ly 16

Hình 4.1: Sản phẩm nước cây thuốc dòi sau khi phối chế 21

Hình 4.2: Đánh giá cảm quan nước thuốc dòi theo hàm lượng đường và rễ tranh bằng phương pháp phân tích mô tả định lượng (QDA) 21

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ của nước giải khát trong quá trình thanh trùng ở nhiệt độ 85oC 22

Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ của nước giải khát trong quá trình thanh trùng ở nhiệt độ 90oC 23

Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ của nước giải khát trong quá trình thanh trùng ở nhiệt độ 95oC 23

Hình 4.6: Thay đổi hàm lượng anthocyanin sau quá trình thanh trùng 25

Hình 4.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) và thời gian giữ nhiệt (phút) của chế độ thanh trùng đến hàm lượng anthocyanin 26

Hình 4.8: Tương quan giữa hàm lượng anthocyanin lý thuyết và thực tế 27

Hình 4.9: Thay đổi hàm lượng polyphenol sau quá trình thanh trùng 27

Hình 4.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) và thời gian giữ nhiệt (phút) của chế độ thanh trùng đến hàm lượng polyphenol 28

Hình 4.11: Tương quan giữa hàm lượng polyphenol lý thuyết và thực tế 29

Hình 4.12: Thay đổi hàm lượng tannin sau quá trình thanh trùng 30

Hình 4.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) và thời gian giữ nhiệt (phút) của chế độ thanh trùng đến hàm lượng tannin 31

Hình 4.14: Tương quan giữa hàm lượng tannin lý thuyết và thực tế 32

Hình 4.15: Biểu đồ thay đổi hàm lượng anthocyanin trong quá trình bảo quản 33

Hình 4.16: Biểu đồ thay đổi hàm lượng polyphenol trong quá trình bảo quản 33

Hình 4.15: Biểu đồ thay đổi hàm lượng anthocyanin trong quá trình bảo quản 34

Hình 5.1: Sản phẩm nước giải khát từ cây thuốc dòi 36

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Cây thuốc dòi (Pouzolzia Zeylanca L Benn), thuộc họ Gai (Urticaceae) là một

loại cây mọc hoang, phổ biến ở nhiều nước Cây được người dân biết đến như là một vị thuốc nam có công dụng chữa ho lâu năm, viêm họng, làm thuốc mát và thông tiểu Ở nước ta trong những năm qua chưa có nhiều nghiên cứu về cây

thuốc dòi, vì vậy việc nghiên cứu chế biến nước giải khát Pouzolzia Zeylanca L Benn kết hợp với rễ tranh với hy vọng được đóng góp một phần nhỏ vào việc tạo ra

sản phẩm mới có chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu của thị trường

Lĩnh vực sản xuất nước giải khát đã có lịch sử phát triển rất lâu đời Cùng với sự phát triển của xã hội, nước giải khát ngày càng thể hiện vai trò quan trọng của mình,

nó không chỉ nhằm cung cấp nước cho cơ thể sống, mà còn là cách thưởng thức hương vị của sản phẩm Từ những năm cuối thể kỷ XX, khi mức sống của người dân được nâng cao, người tiêu dùng càng quan tâm hơn đến sức khỏe nên quay về với các thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên Vì vậy, xu hướng tiêu thụ các loại nước uống được sản xuất từ nguyên liệu tự nhiên ngày càng tăng Và việc tạo ra sản phẩm nước giải khát từ thực phẩm này cũng góp phần làm đa dạng chủng loại và nâng cao giá trị dinh dưỡng các sản phẩm đồ uống trong nước

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định công thức phối chế, các chế độ xử lý nhiệt, thời gian bảo quản cho quá trình sản xuất nước giải khát từ cây thuốc dòi có chất lượng cao và đảm bảo an toàn

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về cây thuốc dòi

Tên khoa học: Pouzolzia zeylanica (L.) Benn, thuộc họ Gai (Urticaceae)

Tên tiếng Việt: Bọ mắm; Thuốc dòi

Tên khác: Parietaria zeylanica L., Pouzolzia cochinchinensis Lour, Pouzolzia

indica (L.) Gaudich

2.1.1 Mô tả thực vật

Cây thuốc dòi (Hình 2.1) là loại thảo mộc sống quanh năm, thân đứng thẳng hướng lên, đơn giản và thường có vài nhánh cây Cây cao khoảng 12 - 50 cm Thân rễ thường có mấu, cành cây thường ngắn có lông cứng Lá thường mọc đối xứng, thỉnh thoảng so le và thường mọc phía trên hoặc phía dưới cuống lá, lá hình tam giác dài khoảng 2 - 6 cm; cuống lá dài 0,2 - 1,8 cm; những lá nhỏ có hình trái xoan thường mọc trên cuốn lá; trên lá có gân nhưng rải rác đôi khi còn có cả lông cứng Cụm hoa thường có cả hoa đực và hoa cái Bầu nhụy của hoa cái có dạng elip hoặc hình thoi, đường kính bầu nhụy từ 0,8 - 1 mm Quả có đường kính 1,5 - 1,8 mm, có lông măng

và không dễ thấy, trên quả có đường gân hoặc 4 cạnh, trên đỉnh quả có 2 nhánh như hai răng nhọn Quả có màu trắng, sáng hoặc màu vàng tối hoặc màu sáng nâu, hình trứng Cây thuốc dòi ra hoa từ tháng 3 - 9 và bắt đầu có quả từ tháng 5 – 10 (Đỗ Huy Bích

và cộng sự, 2004)

Hình 2.1: Cây thuốc dòi

(Nguồn: thuoc-doi-2/)

http://ngocliennguyen.wordpress.com/2013/09/19/cong-dung-cua-cay-bo-mam-hay-cay-2.1.2 Phân bố sinh thái

Cây thuốc dòi phân bố thích hợp với khí hậu Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ và Australia Cây mọc hoang khắp mọi nơi, đặc biệt thích hợp với đồng cỏ thưa thớt, bên cạnh suối nơi ẩm ướt, ấm áp và một số nơi có độ ẩm cao như đồng ruộng, vùng đất trống hay trên các bãi cát ven biển khắp nước ta

2.1.3 Dược tính

Cây thuốc dòi thường được dùng cả phần trên mặt đất lẫn phần dưới mặt đất của cây, tất cả đều được sử dụng Theo y học cổ truyền và các nghiên cứu hiện đại, cây

thuốc dòi thường được sử dụng trị cảm ho hoặc ho lâu ngày, viêm họng, bệnh về phổi, lỵ, viêm ruột, nhiễm trùng đường tiết niệu, bí tiểu tiện, đau răng, nấm da cứng, dùng ngoài trị đinh nhọt, sâu quảng, viêm mủ da (Đỗ Tất Lợi, 1995)

Ở Malaysia và Indonesia, theo Yusuf M et al., (1994), lá của cây thuốc dòi có thể trị

lành được vết thương, được sử dụng cho loét hoại tử, trong bệnh giang mai, bệnh lậu, làm giảm đau dạ dày Nó được sử dụng như một phương thuốc tiêu chảy, khó tiêu, trẻ con suy dinh dưỡng, khó khăn khi đi tiểu và chấn thương do té ngã

Một số bài thuốc trong Đông y:

+ Chữa ho lao hay ho lâu ngày: dùng 40g thuốc dòi sắc uống hoặc nấu cao lỏng pha với mật ong uống mỗi ngày vài lần, mỗi lần từ 15 ml đến 20 ml

+ Chữa viêm họng, đau răng: lấy lá cây nhai lấy nước nuốt

+ Chữa tắc tia sữa, đái gắt, đái buốt: dùng 30 - 40g cây sắc uống mỗi ngày

Ngày nay trong y học, cây thuốc dòi còn được kết hợp với những vị thuốc khác nhằm tạo ra những loại thuốc có công hiệu rõ rệt như:

+ Khả năng chống lại tế bào ung thư khi nấu thuốc dòi (Pouzolzia indica) với cây công chúa lá rộng (Cananga latifolia)

+ Có hiệu quả cao trong việc chống lại bệnh lao: khi sắc thuốc dòi với cây long

thảo dơi Chiristia vespertillionis

+ Cao bổ phổi do Công ty cổ phần dược liệu Trung Ương 2 sản xuất gồm thuốc dòi, bách bộ, thạch xương bồ, tinh dầu bạc hà, cam thảo, vỏ quýt, cát cánh

+ Cao bổ phổi do Công ty cổ phần Dược vật tư y tế Thái Nguyên sản xuất, thành phần gồm có thuốc dòi, mạch môn, bách bộ, cam thảo, trần bì, thạch xương bồ + Ngoài ra, rễ cây thuốc dòi dùng để giải độc, chống lại vi khuẩn, giải sốt và giúp thải ra mủ (chất độc) từ vết thương nhiễm trùng

2.1.4 Thành phần hóa học trong cây thuốc dòi

Thuốc dòi là cây thuốc được biết từ lâu như một vị thuốc dân gian nhưng các nghiên cứu hóa học về cây này vẫn còn rất ít Shah Alam và cộng sự (2003), công

bố phân lập (isolated) được một isoflavon từ cao cloroform của cây thuốc dòi có tên 5-metoxyl-4’-hydroxyl-2’’, 2’’-dimetylpyrano (3’’,4’’,7,8) isoflavon Kết quả thử hoạt tính cho thấy chất này có khả năng chống lại vi khuẩn gây bệnh đường ruột

Nồng độ nhỏ nhất để tiêu diệt 50% tế bào của vi khuẩn Escherichia coli là 32

µg.ml-1

Lê Thanh Thủy (2007) đã khảo sát thành phần hóa học của cây thuốc dòi và phân lập được sáu hợp chất là: phylanthin, methyl stearat, β-sitosterol-3-o-β-D-glucopyranosid, isovitexin và quercetin Đây là các hợp chất đầu tiên được phân lập

từ cây thuốc dòi

2.1.5 Các hoạt chất sinh học trong cây thuốc dòi

2.1.5.1 Tính chất và vai trò của anthocyanin

Ngày nay, màu sắc tự nhiên của sản phẩm hưởng mạnh mẽ đến sự lựa chọn của người tiêu dùng Vì vậy, cần đảm bảo sự ổn định màu sắc của sản phẩm trong suốt quá trình bảo quản Nghiên cứu khoa học về hóa học màu sắc tự nhiên trong thực phẩm ở cấp độ lý thuyết và ứng dụng là điều cần thiết để cải thiện việc sử dụng màu sắc tự nhiên thay vì màu sắc tổng hợp như hiện nay

Trong sản phẩm nước giải khát, màu sắc là yếu tố đặc biệt quan trọng được xem như là chỉ tiêu hàng đầu để đánh giá chất lượng và giá trị sản phẩm này Màu sắc tự nhiên của nước giải khát từ cây thuốc dòi là kết quả của quá trình tổng hợp anthocyanin trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây

Anthocyanin là những glucoside do gốc đường glucose, glactose kết hợp với gốc aglycone có màu (anthocyanidin) có nhiệm vụ hấp thu ánh sáng xung quanh 500nm tạo ra sắc tố màu đỏ Các gốc đường có thể gắn vào vị trí 3,5,7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycoside,

vị trí 3 và 5 gọi là diglycoside

Các aglycone của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và

R2, thường là nhóm H, OH hoặc OCH3 (Wright and Wickard, 1998) Màu của anthocyanin được xác định bởi cấu trúc hóa học và môi trường bên ngoài Khi tăng

số nhóm hydroxyl (H, OH) vào phân tử sẽ làm cho nó chuyển từ màu hồng sang màu xanh Khi thay nhóm hydroxyl bằng nhóm methoxyl (OCH3 sẽ làm ngược lại khuynh hướng đổi màu (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011) Các anthocyanin ổn định trong môi trường acid hơn trong môi trường kiềm Tuy nhiên, nó cũng được biết đến như một chất chỉ thị màu trong vùng pH 1÷14 Trong môi trường pH khác nhau, anthocyanin sẽ có màu sắc khác nhau (Bảng 2.1)

Bảng 2.1: Màu sắc của anthocyanin thay đổi theo pH

(Nguồn: Nguyễn Thị Phương Anh và Nguyễn Thị Lan, 2007)

Anthocyanin là sắc tố tan trong nước, thuộc nhóm flavonoid rất phổ biến trong thực vật, có màu đỏ, xanh da trời, màu do sự phối hợp giữa đỏ và xanh Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, các hợp chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, nhưng thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường Ở pH

= 7 các anthocynin có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh Ở pH = 1 chúng thường ở dạng muối oxonium có màu cam đến đỏ, ở pH = 4÷5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH 7÷8 lại về dạng

bazơ quinoidal anhydro màu xanh (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2005)

Anthocyanin có bước sóng hấp thu trong miền nhìn thấy, đạt cực đại tại bước sóng 510÷540nm Độ hấp thu có liên quan mật thiết đến đến màu sắc của anthocyanin phụ thuộc vào pH dung dịch, nồng độ anthocyanin Thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thu lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp thu càng mạnh Ngày nay, sắc tố anthocyanin ngày càng được quan tâm vì chúng mang lại lợi ích sức khỏe trong chế độ ăn uống cho việc chống oxy hóa, chống hoạt động viêm, bệnh tiểu đường Ngoài ra, màu sắc của anthocyanin giúp thu hút côn trùng cho việc thụ phấn ở

cây (Nizamutdinova et al., 2009)

Anthocyanin trong trái cây được xem là chất chống oxy hóa, chống gây ung thư,

chống viêm và các bệnh thần kinh nhiễm trùng do vi khuẩn (Kong et al., 2003; Rossi et al., 2003) Anthocyanin làm nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm chế

biến bằng việc ngăn cản quá trình oxy hóa chất béo và protein trong sản phẩm thực

phẩm (Kahkomen et al., 2003; Viljanen et al., 2004, được trích bởi Rein, 2005)

Anthocyanin không ổn định và dễ bị oxy hóa do ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, ánh sáng, oxy, cấu trúc và nồng độ anthocyanin, sự có mặt của enzyme và các chất khác như flavonoid, protein, các khoáng chất…

Anthocyanin là các dẫn xuất polyhydroxy và methoxy của flavynium Có 6 loại anthocyanidin phổ biến trong thực phẩm là: pelargonidin, cyaniding, delphinidin, peonidin, petunidin và malvidin Chúng khác nhau do độ hydroxyl và methoxyl hóa vòng B (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)

Các loại anthocyanin thường gặp trong thực phẩm được trình bày trong Bảng 2.2

Bảng 2.2: Các loại anthocyanidin thường gặp trong thực phẩm

(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)

2.1.5.2 Tính chất và vai trò của tannin

Trong những năm gần đây, sản xuất tannin đã trở thành một vấn đề rất quan trọng bởi nó làm tăng lợi ích thương mại trong lĩnh vực dược phẩm, thực phẩm và dinh dưỡng các ngành công nghiệp Đặc biệt, tannin có thể đóng góp vào việc điều trị bệnh của một số thảo dược thuốc; đồ uống giàu tannin có tác dụng tích cực vào bệnh tim mạch, là chất chống oxy hóa trong chế độ ăn uống Ngoài ra, tannin được

sử dụng để chuyển đổi da động vật để da, do khả năng tương tác và kết tủa protein

(Anh et al., 2007; Mateus et al., 2004)

Theo Nguyễn Thị Thu Lan (2007), cơ chế thuộc da là do tannin có nhiều nhóm –OH phenol, tạo nhiều liên kết hydro với mạch polypeotid của protein, do đó da sống động vật biến thành da thuộc không thối và bền Phân tử tannin càng lớn thì sự kết hợp với protein càng chặt Phân tử lượng tannin phần lớn từ 500 – 5000 đvC Tất cả các tannin đã biết cho đến nay là các phenol đa phân tử Khi nung chảy tannin với kiềm thu được các chất như: pyrocarechin, acid potorcatechin, pyrogalot, acid gallic

và phlorogluxin (Lê Tự Hải và cộng sự, 2008; Hoàng Thị San, 1986)

Quá trình khai thác tannin tự nhiên ngày nay càng được quan tâm, để tối đa hóa sự chiết tách của tannin có sự ảnh hưởng của quá trình xử lý (nghiền và loại bỏ độ ẩm), nhiệt độ và thời gian trích, đặc tính hóa học của dung môi và tỷ lệ dung môi

được nghiên cứu nhiều hơn (Guerrero et al., 2008) Nước là dung môi dùng rộng

rãi nhất cho việc trích ly, ngoài ra còn có các dung môi như methanol, ethanol, acetone hoặc etylaxetat và dung dịch nước của các hợp chất hữu cơ tương tự được

sử dụng Trong nghiên cứu này, một số dữ liệu thực nghiệm chiết xuất tannin từ cây thuốc dòi sử dụng nước làm dung môi Chọn nước làm dung môi đã được thực hiện dựa trên cơ sở dữ liệu ít tốn kém và không gây ô nhiễm (Gironi and Piemonte, 2010) Tannin phân bố rất rộng trong các loại thực vật, tuy nhiên có loại thực vật chứa nhiều, có loại ít Thực vật càng già, đã hóa gỗ thì tannin càng nhiều Tannin tập trung nhiều ở các họ rau răm, hoa hồng, đậu, sim, cà phê, cây sồi, bạch đàn, chè…

và có mặt ở nhiều bộ phận của cây: rễ, thân rễ, vỏ, lá, hoa, hạt Hàm lượng tannin trong dược liệu thường khá cao Ở trong cây, tannin tham gia vào quá trình trao đổi chất và oxy hoá khử, đồng thời nhờ có nhiều nhóm phenol nên tannin có tính kháng khuẩn, bảo vệ cây trước những tác nhân gây bệnh từ bên ngoài (Phan Kế Lộc, 1973; Hoàng Thị San, 1986)

Tannin có cấu trúc phức tạp, dựa vào cấu trúc hoá học tannin được chia thành 2 loại chính là tannin thủy phân (tannin pyrogallic) và tannin ngưng tụ (tannin pyrocatechic) (Lê Ngọc Tú, 2003) Tannin thủy phân, khi thuỷ phân bằng acid hoặc bằng enzyme tanase thì giải phóng ra phần đường là glucose, đôi khi cũng gặp những loại đường đặc biệt Phần không phải đường là các acid, acid hay gặp là acid gallic Các acid gallic nối với nhau bằng dây nối depsid tạo thành acid digallic, acid

trigallic Phần đường và phần không đường nối với nhau theo dây nối ester nên người ta gọi loại này là pseudoglycosid Tannin ngưng tụ, được hình thành từ những đơn phân cơ bản là catechin và epcatechin, đó là hai chất đồng phân của nhau Phân

tử cơ bản thuộc loại flavan có cacbon số 4 là nhóm methylen (-CH2-) dễ ngưng tụ thành các polymer

Tannin hầu như không tan trong các dung môi kém phân cực, tan được trong cồn loãng, glycerin, ceton, tốt nhất là nước nóng Tannin có dạng bột vô định hình, màu vàng nhạt hay vàng nâu nhạt, mùi đặc biệt, vị chát Khi thủy phân tannin pyrogalic trong môi trường acid thu được acid gallic, có tính acid Tannin tạo kết tủa một số muối kim loại (sắt III clorid, chì acetat…), alcaloid, albumin, gelatin và tạo nhiều dây nối hydro với mạch polypeotid của protein, do đó da sống động vật biến thành

da thuộc bền và không thối

So với các hợp chất thiên nhiên, tannin là chất có độ bền kém Nó chỉ thể hiện tính bền trong môi trường acid Với tác dụng của nhiệt trong môi trường pH acid, nó dễ

bị phân hủy và sau đó ngưng tụ lại với nhau thành các hợp chất có màu nâu Ngoài

ra, sự phân hủy của tannin còn có thể xảy ra trong quá trình chiết, trích cũng như tinh chế chúng Độ bền của tannin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc hóa học của tannin, pH, nhiệt độ, thời gian, oxy, enzyme Nếu pH, nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, khả năng tiếp xúc với các tác nhân oxy hóa càng nhiều thì tannin càng bị phân hủy nhanh

2.1.5.3 Tính chất và vai trò của polyphenol

Polyphenol là những hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân benzene (Lê Ngọc Tú, 2003) Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân loại các chất phonolic trong thực vật thành hai nhóm chính như sau:

Nhóm phenol đơn giản: gồm các chất có cấu tạo từ một vòng benzene và một hay nhiều nhóm OH, được phân thành các monophenol, diphenol (pyrocatechin), triphenol (pyrogallol)

Nhóm hợp chất phenol phức tạp: trong thành phần cấu tạo, ngoài vòng benzene còn

phenol polymer: có cấu tạo khung carbon (C6 - C3)n, (C6)n, (C6 - C3 - C6)n Được chia thành các nhóm: tannin, lignin, melanin, catecholmelanin, acid humic có trong than bùn

Polyphenol là hợp chất rất phân cực, dễ tan trong dung môi là kiềm loãng, cồn loãng, tan trong cồn, aceton, ethyl acetate và khó tan trong nước, khó kết tinh, không tan trong dung môi kém phân cực như n-hexan, ether dầu hỏa, benzen, diethyl ether

Polyphenol có nhiều trong thực vật như rau, quả, hoa, tạo màu sắc đặc trưng cho thực vật Ngoài ra, polyphenol còn bảo vệ thực vật khỏi vi sinh vật hại, sự oxi hóa

và tác hại của tia cực tím Về y học, polyphenol là một trong những hoạt chất tự nhiên có nhiều tác dụng như chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, chống dị

ứng và chống lão hóa cho con người (Scalbert et al., 2005)

Polyphenol được chú ý đến bởi khả năng chống oxy hóa của chúng Chúng có khả năng chuyển electron trong chuỗi hô hấp bình thường định cư trong ti thể Chúng có được khả năng đó là do chúng có khả năng tạo phức bền với các kim loại nặng, do

đó làm mất hoạt tính xúc tác của chúng, đồng thời chúng có khả năng nhận các gốc

tự do tức là có khả năng dập tắt các quá trình tạo ra các gốc tự do Ngoài ra polyphenol còn có khả năng ức chế sự phát triển của vi nấm Hiện nay nhiều tài liệu nghiên cứu polyphenol có khả năng chống và ức chế các tế bào ung thư và sự hấp thụ các tia UV

Tác dụng ngăn chặn và chữa bệnh ung thư của polyphenol được nghiên cứu rất nhiều trong những năm gần đây Nhiều công trình nghiên cứu đã cho thấy polyphenol có khả năng tương tác ngăn chặn và hạn chế các quá trình khơi mào, hình thành và phát triển các tế bào ung thư

Các nghiên cứu được báo cáo trong hội nghị “Polyphenol và sức khỏe” tổ chức tại Vichy (Pháp), đã tổng kết nhiều đặc tính của hợp chất này như:

+ Chống lại bệnh tim mạch: trong bữa ăn hàng ngày, thực phẩm chứa polyphenol giúp chống lại sự tạo lập cholesterol xấu, nguồn gốc gây xơ vữa thành mạch

+ Chống lại bệnh ung thư: giúp phòng ngừa sự hình thành các khối u, ngăn cản

sự đột biến di truyền gây hại

+ Chống loãng xương: một vài loại polyphenol tác dụng như hormon như nhóm isoflavon (một loại polyphenol) của đậu nành Tác dụng chống loãng xương Polyphenol được chiết xuất thành các dạng khác nhau như: cao chiết, dung dịch, dạng paste được sử dụng rộng rãi trong các loại sản phẩm đồ uống, làm chế phẩm

bổ sung vào các loại thực phẩm chức năng và làm thuốc

Ở Nhật Bản, hầu hết các loại thức ăn nhanh đều được bổ sung polyphenol do kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất polyphenol có nhiều tác dụng trong phòng

ngừa các bệnh liên quan đến cuộc sống hiện đại như: ung thư, xơ vữa động mạch, lão hóa, các bệnh về tim mạch…

Polyphenol được sản xuất nhiều ở các nước Mỹ, Nhật và đặc biệt là ở Trung Quốc với quy cách và các chỉ tiêu khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất hoặc theo sự đặt hàng của khách hàng Phương pháp sản xuất cơ bản dựa trên kỹ thuật trích ly bằng dung dịch ethanol sau đó làm tinh khiết bằng ethyl acetate để thu được chế phẩm có

độ tinh khiết theo yêu cầu

2.2 Tổng quan về nước giải khát

2.2.1 Nguồn gốc nước giải khát

Lịch sử của nước giải khát có thể bắt nguồn từ loại nước khoáng được tìm thấy trong các dòng suối tự nhiên Các nhà khoa học cũng nhanh chóng phát hiện ra carbon dioxide (CO2) có trong các bọt nước khoáng thiên nhiên Loại nước giải khát không gas (không CO2) đầu tiên xuất hiện vào thế kỷ 17 với thành phần pha chế gồm nước lọc, chanh và một chút mật ong Năm 1676, Công ty Compagnie de Limonadiers tại Paris (Pháp) độc quyền bán các loại nước chanh giải khát

Từ khi du nhập vào Việt Nam cho đến nay trên thị trường nước giải khát đa dạng các loại như nước giải khát không cồn và có cồn, nước giải khát có gas và không có gas, nước giải khát có thành phần thiên nhiên hay nhân tạo… của rất nhiều công ty

và cơ sở sản xuất như Coca-Cola, Pepsi-Cola, Tân Hiệp Phát…

2.2.2 Các công đoạn trong quá trình chế biến nước giải khát

2.2.2.1 Nguyên liệu

Cây thuốc dòi phải có cấu trúc nguyên vẹn, không bị tổn thương cơ học, không có

lá ủ hay bị sâu Dùng toàn bộ thân cây, thuốc dòi và rễ tranh làm sạch bằng cách rửa nhiều lần để loại bỏ tạp chất, vi sinh vật… Cây thuốc dòi và rễ tranh được cắt khúc 2÷3 cm như Hình 2.2

Hình 2.2: Chuẩn bị nguyên liệu

2.2.2.2 Trích ly

Quá trình tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp nhờ dung môi, trong đó dung môi này hòa tan chọn lọc một số chất trong hỗn hợp gọi là trích ly hay nói cách khác quá trình trích ly dựa trên cơ sở độ hòa tan không đồng nhất của các chất có trong hỗn hợp dung môi này hay dung môi khác Trích ly các chất hòa tan trong chất lỏng gọi là trích ly lỏng, trích ly trong chất rắn gọi là trích ly rắn Trích ly là quá trình khuếch tán Trích ly ở nhiệt độ trong phòng, không có đảo trộn xảy ra do khuếch tán phân

tử, khi đun nóng hoặc có khuấy trộn gọi là khuếch tán đối lưu (Trần Minh Tâm, 1998) Hiệu số nồng độ các chất hòa tan ở hai pha tiếp xúc nhau là động lực của quá trình Dung môi dùng để trích ly phải được tách ra sau quá trình trích ly bằng phương pháp đun nóng, chưng cất hoặc sấy Sau khi tách không để mùi vị lạ và không gây độc cho sản phẩm (Lê Bạch Tuyết, 1996)

Quá trình trích ly nhằm mục đích khai thác và thu được các hoạt chất sinh học cao

từ cây thuốc dòi, chuẩn bị cho quá trình phối chế tiếp theo

2.2.2.3 Phối chế

Phối chế là quá trình pha trộn giữa hai hay nhiều cấu tử (thành phần) khác nhau để thu được một hỗn hợp (sản phẩm) theo mong muốn Trong công nghệ thực phẩm quá trình phối chế nhằm tạo ra sản phẩm mới và tăng chất lượng sản phẩm

Theo Lê Văn Việt Mẫn (2006), trong thực tế, tỷ lệ phối chế giữa các cấu tử tùy thuộc vào từng yêu cầu cụ thể, thường được cho dưới dạng công thức Trong quá trình phối chế, đặc điểm và tính chất của dịch lọc sẽ có sự thay đổi về các tính chất vật lý, hóa học, sinh học, cảm quan

2.2.2.4 Gia nhiệt - Bài khí

Việc nâng nhiệt trước khi vô chai ghép nắp ở giai đoạn này nhằm mục đích đuổi khí còn lại trong chai và loại bỏ khí (chủ yếu là oxy) (Nguyễn Trọng Cẩn và Nguyễn Lệ

Hà, 2009) Bài khí có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình bảo quản nước giải khát sau này, tránh hiện tượng oxy hóa lên các hợp chất nhạy cảm như màu sắc và mùi

vị Đặc biệt là anthocyanin, đây là hợp chất dễ bị oxy hóa dưới tác động của ánh sáng Ánh sáng được xem là một nhân tố xúc tác để thúc đẩy các phản ứng biến đổi xảy ra, còn oxy sẽ tham gia trực tiếp vào phản ứng với hợp chất anthocyanin và làm mất màu hợp chất này Anthocyanin có màu là do nhóm O+ trong hợp chất này tạo nên, khi tác dụng với oxy thì nhóm O+ biến mất làm hợp chất trở nên không màu

2.2.2.5 Thanh trùng

Theo Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận (2000), thanh trùng là quá trình xử lý nhiệt dưới nhiệt độ sôi của nước Trong sản phẩm nước giải khát thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản Yêu cầu cơ bản của quá trình thanh trùng là tiêu diệt được các vi sinh vật nhưng không yêu cầu là tiêu diệt hết toàn bộ

vi sinh vật trong đồ hộp, vì muốn đảm bảo như vậy đồ hộp phải nâng lên nhiệt độ rất cao trong thời gian dài (Nguyễn Xuân Phương và Nguyễn Văn Thoa, 2005), và ở điều kiện đó nhiều thành phần và cấu trúc của sản phẩm bị phá hủy làm giảm rất

nhiều giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm (Nguyễn Văn Tiếp và cộng sự,

2000) Nước giải khát từ cây thuốc dòi là sản phẩm có hợp chất màu tự nhiên và dễ

bị biến đổi vì thế ngoài việc đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật thì cần phải đảm bảo các hợp phần màu, mùi không bị biến đổi

2.3 Nguyên liệu phối chế

2.3.1 Acid citric (E330)

Acid citric là một loại acid phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm và trong công nghiệp đồ uống bởi vì nó có những thuộc tính rất tốt Nó có trong nhiều loại trái cây, nhất là họ citrus (cam, chanh, bưởi), dâu tây Vì vậy sử dụng acid này cho nước uống giải khát có thể tạo được vị chua tự nhiên Acid citric được xem là một chất an toàn trong công nghệ thực phẩm Theo đánh giá chung acid citric được sử dụng hơn 80% trong nhóm acid thực phẩm

Công thức phân tử: C6H8O7.H2O

Trạng thái: chất rắn kết tinh màu trắng

Tỷ trọng: 1,665 g/cm3

Điểm nóng chảy: 153oC

Độ hòa tan trong nước của acid citric ở các nhiệt độ được thể hiện ở Bảng 2.3

Bảng 2.3: Độ hòa tan của acid citric theo nhiệt độ

Nhiệt độ (oC) Độ hòa tan

(g/100g nước)

Nhiệt độ (oC)

Độ hòa tan (g/100g nước)

(Nguồn: Smith and Lily, 2003)

Ở nhiệt độ phòng, acid citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng dạng bột hoặc dạng khan hay monohydrat có chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử acid citric Trong thực phẩm, acid citric được sử dụng làm acid hóa môi trường, điều chỉnh pH Acid citric dùng trong nước giải khát có vai trò lớn nhất là tạo vị chua cho nước cây thuốc dòi, làm vị cho sản phẩm được hài hòa, tăng tính cảm quan cho nước giải khát

từ cây thuốc dòi Ngoài ra, acid citric còn là nhân tố làm hạ pH của sản phẩm, ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

2.3.2 Rễ tranh

Cỏ tranh (Hình 2.4) có tên khoa học Imperata cylindrica (L.) P Beauv Var major (Nees) Hubb., thuộc họ Lúa - Poaceae Cây mọc hoang trên các đồi khô trống trải

và phát tán ra đến đồng bằng Cây khó diệt vì rễ ngầm sống rất dai Rễ Cỏ tranh có

vị ngọt, tính mát, có tác dụng lợi tiểu, giải nhiệt, chỉ huyết, mát huyết Nếu phối hợp với mía nấu thành nước lại có tác dụng thanh lương, trừ thấp, giải độc Nếu sao vàng thì thông tiểu, làm ra mồ hôi và giải độc

số nguyên liệu khác (lúa miến ngọt, thốt nốt ) Đường phèn có chứa saccharose và một số nguyên tố vi lượng

Theo Đông y, đường phèn vị ngọt, tính bình, vào kinh tỳ và phế Công năng chữa trị: bổ trung ích khí, hoà vị, nhuận phế, chỉ khái, trừ đàm Dùng làm gia vị, khai vị trợ tiêu hoá Dùng cho các trường hợp: viêm khí phế quản ho khan ít đờm, đau rát họng, khí huyết hư, chóng mặt, đau đầu Y học phương Đông cho rằng, đường phèn

có tác dụng bổ dưỡng tốt hơn đường trắng nên dùng đường phèn bào chế các dạng cao bổ dưỡng như ngân nhĩ, long nhãn Đường phèn tuy vị rất ngọt nhưng dược tính bình hòa nên hạn chế được tác dụng lưu thấp sinh đàm hoá nhiệt Đường phèn giúp món ăn có vị thanh thơm ngon hơn; giúp cho các món chè ngọt mát hơn Một số món ăn dùng đường phèn làm gia vị tạo nên một hương vị đặc biệt

(http://www.thegioithaomoc.net/duong-phen-quang-ngai-2028830.html)

2.4 Cơ sở của quá trình thanh trùng

Trong quá trình chế biến thực phẩm, cần phải chọn một chế độ thanh trùng hợp lý

để đảm bảo được yêu cầu tiêu diệt các vi sinh vật có hại và đồng thời đảm bảo được các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất nhất, giữ cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất 2.4.1 Chọn nhiệt độ thanh trùng

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của vi sinh vật, độ acid là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất vì thế nó được xem là yếu tố quan trọng trong việc chọn nhiệt độ thanh trùng Người ta chia sản phẩm đồ hộp thành 2 nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm để làm cơ sở cho việc chọn nhiệt độ thanh trùng:

Nhóm sản phẩm đồ hộp không chua và ít chua có pH > 4,6: trong môi trường này, các vi sinh vật chịu nhiệt phát triển mạnh do đó cần phải chọn nhiệt độ thanh trùng cao, khoảng 105oC÷121oC (quá trình tiệt trùng)

Nhóm sản phẩm đồ hộp chua có pH < 4,6: các vi khuẩn chịu nhiệt không những không phát triển mà tính chịu nhiệt của chúng cũng giảm đi, dễ dàng bị tiêu diệt khi nâng cao nhiệt độ, kể cả nấm men và nấm mốc Vì vậy, nhiệt độ để thanh trùng nhóm

đồ hộp này thường ở nhiệt độ 100oC hay thấp hơn khoảng 80oC (Lê Mỹ Hồng, 2006) 2.4.2 Chọn thời gian thanh trùng

Ở một nhiệt độ thanh trùng nhất định, vi sinh vật trong đồ hộp thường không bị tiêu diệt ngay mà cần phải có một thời gian nhất định gọi là thời gian thanh trùng hay thời gian tác dụng nhiệt, ký hiệu là t (phút)

Trong quá trình thanh trùng, sản phẩm đựng trong đồ hộp không được đun nóng tức thời tới nhiệt độ thanh trùng cần đạt được mà nhiệt lượng phải được truyền từ môi trường đun nóng qua lớp bao bì vào lớp sản phẩm bên ngoài đồ hộp rồi mới vào khu vực trung tâm đồ hộp Quá trình này mất một thời gian để truyền nhiệt (ký hiệu t1) Khi nhiệt độ trung tâm đạt tới nhiệt độ thanh trùng, giữ nhiệt ở nhiệt độ đó trong một thời gian nhất định, gọi là thời gian tiêu diệt (ký hiệu t2)

Như vậy thời gian thanh trùng tổng quát của đồ hộp (hay thời gian đồ hộp tác dụng nhiệt) bao gồm thời gian truyền nhiệt (t1) và thời gian tiêu diệt (t2), với t = t1 + t2(phút) Nhưng trong thực tế, ngay trong thời gian truyền nhiệt, một số vi sinh vật có trong đồ hộp cũng bị tiêu diệt, do đó tác dụng của nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phát triển của vi sinh vật đó Vì vậy thời gian thanh trùng thực tế nhỏ hơn tổng của thời gian truyền nhiệt và thời gian tiêu diệt, ttt < t1 + t2

2.4.3 Tính toán ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt (giá trị thanh trùng F)

Để xác định mức độ tiêu diệt vi sinh vật, cần thiết phải biết giá trị số D và z biểu thị cho loại vi sinh vật cần tiêu diệt

D: thời gian cần thiết tại một nhiệt độ xác định để tiêu diệt 90% lượng vi sinh vật ban đầu được gọi là “thời gian tiêu diệt thập phân”

F: thời gian cần tính (phút) để tiêu diệt vi sinh vật tại một nhiệt độ nhất định

z: khoảng nhiệt độ cần thiết cho đường “thời gian chết nhiệt” thực hiện một chu trình logarite

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

Địa điểm: tiến hành thí nghiệm và thu nhận số liệu nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ

Water bath (Memmert)

Máy đo pH (Martini)

Chiết quang kế

Nhiệt kế thủy phân

Máy quang phổ FIA

Cân điện tử 2 số lẻ (độ chính xác 0,01 gam), cân điện tử 4 số lẻ (độ chính xác 0,0001 gam)

3.1.3.2 Hóa chất

KMnO4 (Trung Quốc)

Dung dịch indigocarmin (Đức)

Dung dịch H2SO4 (Trung Quốc)

Folin (Trung Quốc)

Dung dịch Na2CO3 (Trung Quốc)

3.2 Phương pháp thí nghiệm

Sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát trích ly được mô tả ở Hình 3.1

Hình 3.1: Quy trình chế biến nước giải khát

Thuốc dòi được sử dụng nguyên thân cây tươi vì hầu hết tất cả các bộ phận của cây đều chứa các hoạt chất sinh học Hàm lượng anthocyanin cao nhất ở lá già 0,356 (% chất khô), tannin 25,774 (% chất khô) và hàm lượng polyphenol cao nhất là ở lá non 12,989 (% chất khô) Thuốc dòi cắt khúc (2÷3 cm), tỷ lệ nguyên liệu : nước là 1 : 15 được trích ly ở pH 4, nhiệt độ 90oC trong 30 phút Ở các điều kiện này hàm lượng các hoạt chất sinh học đạt giá trị cao nhất Sau khi thu được dịch trích tiến hành thí nghiệm 1

3.2.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát công thức phối chế đến màu sắc và mùi vị của nước giải khát

3.2.1.1 Mục đích

Xác định chế độ phối chế để đạt sản phẩm có màu sắc và vị phù hợp

3.2.1.2 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 2 nhân tố và 3 lần lặp lại

Nhân tố A: hàm lượng đường phèn (%)

Thanh trùng

Trích ly Nguyên liệu

Sản phẩm

3.2.1.3 Phương pháp thực hiện

Chọn chế độ trích ly thích hợp thu được dịch trích, rễ tranh được trích ly cùng với nguyên liệu Đo thể tích, tiến hành phối chế đường, dịch trích rễ tranh như thí nghiệm 1

3.2.1.4 Chỉ tiêu theo dõi

Đánh giá cảm quan sản phẩm theo phương pháp phân tích mô tả định lượng QDA 3.2.2 Thí nghiệm2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến hàm lượng các hoạt chất sinh học và giá trị cảm quan của sản phẩm

3.2.2.4 Chỉ tiêu theo dõi

Xác định các thông số của quá trình thanh trùng

Xác định động học của quá trình thanh trùng tới các hoạt chất sinh học (polyphenol tổng, tannin, anthocyanin)

3.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học và giá trị cảm quan

3.3.1 Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin (Phương pháp pH vi sai) Dựa trên nguyên tắc: chất màu anthocyanin thay đổi theo pH Tại pH = 1 các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc flavium có độ hấp thụ cực đại, còn ở pH = 4,5 thì chúng ở dạng carbinol không màu

Đo mật độ quang của mẫu tại pH = 1 và pH = 4,5 tại bước sóng hấp thụ cực đại, so với độ hấp thụ tại bước sóng 700 nm

Nồng độ anthocyanin theo công thức:

(mg/l)

103

l

K M A C

Trong đó: A = (Amax,pH=1 – A700nm,pH=1) - (Amax,pH= 4,5 – A700nm,pH= 4,5)

Với: Amax, A700nm: độ hấp thu tại bước sóng cực đại và 700nm, ở pH= 1 và pH= 4,5 C: nồng độ anthocyanin (mg/l)

M: khối lượng phân tử của anthocyanin, M= 49,2 (g/mol)

l: chiều dày cuvet, cm

K: hệ số pha loãng

: hệ số hấp thụ mol, 26900 mol-1cm-1

3.3.2 Xác định polyphenol tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu

Phương pháp trích bằng dung môi

Cân 1,5g nguyên liệu tươi (0,2g nguyên liệu khô), cắt nhỏ Sau đó cho vào ống tube

10 mL, thêm 5mL dung dịch methanol 70% và ổn nhiệt ở 70oC trong 30 phút Lắc đều trên máy vortex và tiếp tục trích ly trong vòng 10 phút sau đó tiến hành lọc Tiếp tục lấy phần bã lọc trích lần 2 rồi gộp dịch chiết lại và đo thể tích

Hút 1 mL dịch đã pha loãng cho vào ống nghiệm, thêm 5 ml thuốc thử Folin 10%

và lắc đều, tiếp tục thêm 4mL dung dịch Na2CO3 7,5% lắc đều và để yên trong tối Sau 2 giờ tiến hành so màu ở bước sóng 765nm Hàm lượng polyphenol tổng được tính dựa vào đường chuẩn của acid gallic

Cách xây dựng đường chuẩn acid gallic

Pha acid gallic chuẩn với nồng độ 1mg/mL, sau đó pha loãng acid gallic với các nồng độ 0,02; 0,04; 0,06;0,08; 0,1; 0,12; 0,14; 0,16; 0,18; 0,2; 0,22; 0,24 và 0,26mg/mL

Lấy 1mL dung dịch acid gallic (đã pha loãng), bổ sung vào 5mL thuốc thử Folin 10% và lắc đều, tiếp tục thêm 4mL dung dịch Na2CO3 7,5% lắc đều và để 2 giờ sau

đó tiến hành so màu ở bước sóng 765nm