Sản xuất sản phẩm trà sake đóng chai và trà túi lọc giàu polyphenol

Sản xuất sản phẩm trà sake đóng chai và trà túi lọc giàu polyphenol

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Xuất xứ của đề tài

Từ lâu nay, vấn đề dinh dưỡng và sức khoẻ luôn là mối quan tâm của con người Theo xu hướng của cuộc sống ngày nay, người ta có ít thời gian để chăm sóc cho sức khoẻ, đồng thời các căn bệnh thời đại cũng có chiều hướng gia tăng…

Do đó việc bổ sung thêm các thành phần dinh dưỡng, dược liệu cần thiết vào thực phẩm là cần thiết nhằm bổ sung và hỗ trợ cơ thể

Sản phẩm đồ uống không còn đơn thuần là giải khát mà còn phải tốt cho sức khoẻ Vì thế việc nghiên cứu sản xuất các chiết xuất từ thiên nhiên để bổ sung vào đồ uống luôn được quan tâm, và những chất được trích ly đó chính là các hợp chất polyphenol

Hợp chất này thường được trích ly từ các loại hoa lá, củ quả… của nhiều loại thảo dược và thường thấy nhất là trong trà Thành phần này được sử dụng trong thực phẩm như một loại thực phẩm chức năng nhằm mục đích phòng ngừa bệnh do có tính chất kháng oxy hoá mạnh Hợp chất polyphenol được sử dụng với rất nhiều mục đích trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…

Việc sử dụng hợp chất polyphenol bổ sung vào thực phẩm mang lại nhiều giá trị cho cả người sản xuất cũng như người tiêu dùng:

+ Nhà sản xuất: đa dạng hoá sản phẩm, có cơ hội thị trường…

+ Người tiêu dùng: sản phẩm có lợi cho sức khoẻ…

Chính vì vậy, việc sản xuất các sản phẩm đồ uống có chứa polyphenol trích ly mang lại hiệu quả và lợi nhuận cao hơn so với các sản phẩm đồ uống truyền thống, và điều này đang là hướng ưu tiên để phát triển cho ngành chế biến đồ uống trên thế giới và ở Việt Nam

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Sakê là một loại thảo mộc được dân gian sử dụng rất nhiều nhưng lại ít có công trình nghiên cứu

Hiện nay chỉ có một số ít các công trình nghiên cứu về tinh bột sakê Bên cạnh đó dân gian sử dụng lá sakê để nấu làm nước uống thay trà rất phổ biến, một số tài liệu cũng đề cập tới polyphenol trong lá sakê Do vậy, đề tài “Nghiên cứu trích ly polyphenol từ lá sakê và ứng dụng tạo sản phẩm đồ uống giàu polyphenol” là rất thực tế và khả năng mang lại nhiều giá trị

Những vấn đề được nghiên cứu trong đề tài:

1) Tìm hiểu đặc tính và thành phần của lá sakê

2) Khảo sát quá trình trích ly và thu nhận polyphenol

3) Thử nghiệm tạo sản phẩm trà sakê đóng chai và trà túi lọc giàu polyphenol

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về cây sakê

2.1.1 Đặc điểm sinh thái

a) Nguồn gốc và phân loại

 Nguồn gốc

Sakê được cho là có nguồn gốc từ vùng tân Guinea Phân bố rộng rãi ở khu vực Thái Bình Dương: Indonesia, Malaysia đến Hawaii Cây thích hợp với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều

Sakê là một trong những loài cây lương thực có sản lượng cao, với một cây có thể ra tới trên 200 quả mỗi mùa Tại miền nam Thái Bình Dương, cây sinh ra 50 – 150 quả mỗi năm Tại miền nam Ấn Độ, sản lượng thông thường là

150 – 200 quả mỗi năm Quả sakê có chứa thành phần tinh bột, khoáng chất, các acid amin thiết yếu

Sakê đã có thời gian được coi là cây lương thực quý, được các nhà thám hiểm và thương buôn người Tây Ban Nha, Anh, Pháp coi trọng, vận chuyển và buôn bán đến các vùng thuộc địa của họ Chủ yếu thường từ Philipines chuyển đến Mêxico và Trung Mỹ, Jamaica Hiện nay sakê vẫn cập cảng Hoa kỳ, Canada và Châu Âu từ Caribean để cung cấp cho nhu cầu thực phẩm của các sắc tộc thiểu số và làm nguyên liệu cho một số ngành chủ yếu là ngành công nghệ thực phẩm

Sakê đã được người Pháp đưa vào Việt Nam từ Indonesia và được trồng tại miền nam Việt Nam Cây không sống được trong vùng khí hậu miền bắc Việt Nam

Hình 2.1: Đặc điểm cây sakê

 Phân loại khoa học:

Giới (regnum) : Plantae Ngành : Angiospermae

Bộ (ordo) : Rosales Họ (familia) : Moraceae Chi (genus) : Artocarpus Loài (species) : A altilis Sakê thuộc họ dâu tằm( Moraceae) tên khoa học là: Artocarpus altilis

b) Đặc điểm sinh thái

 Thân và cành:

Sakê là cây gỗ có thân thẳng tròn, có thể cao đến 6m Vỏ cây có màu xám đen, bên trong chưa nhiều nhựa mủ Cây phân nhánh liên tục tạo thành một hệ thống cành và chồi, lá

Cành mảnh mọc ngang, dài làm tán rộng Thân, cành, lá dày đan xen lẫn nhau tạo thành hệ thống tán dày

Vỏ và cành non có màu xanh, lớn lên có màu xanh thẫm rồi chuyển sang màu xanh nhạt, càng lớn càng chuyển sang màu nâu xám

 Chồi và lá

Chồi mọc tận trên cùng của cành lá sakê, chúng sinh trưởng rất mạnh Chồi có màu xanh tươi khi mới nhô lên ở trạng thái xoắn Chồi có nhiều nhựa, lớn nhanh vươn lên cao, bung xoắn tạo thành lá

Lá sakê to và dày có chiều dài từ 25 – 35cm, bản xẻ thùy thường chia từ 3 đến 9 thùy sâu hình lông chim Lá có hình thuôn dài cuống lớn mập, khi rụng thì để thành sẹo trên cành

Lá cây có chứa nhựa mủ, một loại nhựa cây có màu trắng sữa, lá có hệ thống gân lớn hình xương cá và hệ thống gân nhỏ đan xen lẫn nhau Lá cây màu xanh thẫm, khi già chuyển thành màu vàng nâu khô rụng xuống

Hình 2.2: Lá sakê

 Hoa và quả

Hoa: Sakê là loài cây đơn tính cùng gốc, với các hoa đực và hoa cái mọc trên cùng một cây

Các hoa đực ra đầu tiên, có dạng bông dài, hoa nhỏ màu vàng Sau một khoảng thời gian ngắn thì các hoa cái mọc ra Cụm hoa cái hình cầu thuôn, mập khi non màu xanh thẳng đứng trên cành, già chuyển sang màu vàng

Hoa mọc thành cụm hoa dạng đầu, chỉ có khả năng được thụ phấn sau đó

3 ngày Động vật thụ phấn cho nó là côn trùng và một số loại động vật như chim, dơi

Quả: Quả giả, phức hợp phát triển lên từ bao hoa phình ra và bắt nguồn từ 1.500 – 2.000 hoa Chúng được nhìn thấy trên lớp vỏ quả như là các đĩa giống hình lục giác

Quả hình trứng, kích cỡ to bằng quả bưởi chùm có bề mặt thô ráp giống quả mít và mỗi quả trên thực chất là tổ hợp của nhiều quả bé, mỗi quả bé được bao quanh bằng bao hoa dày cùi thịt và phát triển trên đế hoa dày cùi thịt Một vài giống cây trồng đã qua chọn lọc có quả không hạt

Hình 2.3: Hoa và quả sakê

2.1.2 Thành phần hoá học

Cây sakê là một loại cây đặc biệt Tất cả các bộ phận của cây, ngoài việc

chứa các thành phần cơ bản như: protein, lipid, vitamin… chúng còn chứa các

thành phần dược tính như: geranyl dihydrochalcone, geranyl flavonoids,

geranyl-tetrahydrochalcone, papayotin và artocarpine

 Bảng 2.1: Thành phần hoá học của lá sakê:

Thành phần Khối lượng chất khô trong 100g

 Bảng 2.2: Thành phần hoá học của hạt:

Thành phần Khối lượng chất khô trong 100g

 Bảng 2.3: Thành phần hoá học của quả:

Thành phần Khối lượng chất khô trong 100g Riboflavin 0.05-0.08mg Niasin 0.7-1.5mg

Cycloartenol 0.8-1.5mg α-amirin 0.7-1.2mg

 Thành phần hóa học của hoa:

Hoa sakê có chứa một số hoạt chất loại chalcones có khả năng chống bướu ung thư, ức chế được tế bào ung thư loại sarcoma, hợp chất loại geranyl-tetrahydrochalcone (chống được dị ứng)

 Thành phần hoá học của vỏ thân:

Vỏ thân: có các hợp chất loại phenolic: Artenolol A, B, C, D và E; các prenylflavon: Artonin E và F; Cycloartobiloxanthones

Đọt non: có các flavonoids, các hợp chất dihydrochalcone, cycloaltilisin 6 và 7 (các hợp chất này có hoạt tính ức chế men Cathepsin K )

2.1.3 Một số ứng dụng của lá sakê hiện nay

Bộ phận có thể dùng trong y học gồm, rễ, lá, vỏ và nhựa cây Theo Đông

y, rễ sakê có tính làm dịu, trị ho; vỏ có tác dụng sát trùng; lá có công dụng tiêu viêm, tiêu độc, lợi tiểu

Ở một số nước, rễ sakê dùng trị bệnh hen và các chứng rối loạn dạ dày, đau răng, bệnh về da; vỏ cây sakê dùng trị ghẻ; nhựa cây được dùng pha loãng trị tiêu chảy và lỵ; còn lá sakê tươi thì được dùng với lá đu đủ tươi, giã với vôi để

đắp trị nhọt Trong nước, dân gian dùng lá sakê chữa phù thủng, viêm gan vàng

da bằng cách nấu lá tươi để uống Ngoài ra, theo lương y Nguyễn Công Đức (giảng viên khoa Y học Cổ truyền, ĐH Y Dược, Tp.HCM) lá sakê phối hợp với một số vị thuốc khác sẽ trị được một số bệnh sau:

1 Trị bệnh gút (thống phong) và sỏi thận :

Dùng lá sakê tươi (2 lá - độ 100 gr), 100 gr dưa leo và 50 gr cỏ xước khô, để nấu nước uống trong ngày

2 Trị tiểu đường týp 2 :

Lấy 2 lá sakê tươi (100 gr), 100 gr trái đậu bắp tươi và 50 gr lá ổi non Tất cả để chung nấu nước để uống trong ngày

3 Chữa viêm gan vàng da :

Dùng 100 gr lá sakê tươi, 50 gr diệp hạ châu (chó đẻ) tươi, 50 gr củ móp gai tươi và 20 - 50 gr cỏ mực khô Tất cả để chung, nấu nước để uống trong ngày

4 Trị chứng huyết áp cao dao động :

Dùng 2 lá sakê vàng vừa mới rụng, 50 gr rau ngót tươi và 20 gr lá chè xanh tươi Để chung nấu nước uống trong ngày

2.2 Giới thiệu về polyphenol và một số polyphenol trong lá

sakê

2.2.1 Polyphenol

Polyphenol là các hợp chất mà phân tử của chúng chưa nhiều vòng Benzen, trong đó có một, hai hoặc nhiều hơn hai nhóm Hydroxyl Dựa vào đặc trưng của cấu tạo hóa học người ta chia các hợp chất polyphenol thành ba nhóm chính:

 Nhóm hợp chất phenol C6 – C1: Acid Galic

 Nhóm hợp chất phenol C6 – C3: Acid Cafeic

 Nhóm hợp chất phenol C6 – C3 – C6 : Catechin, Flavonoid

Hình 2.4: Hợp chất polyphenol

Tính chất: Các polyphenol có chứa gốc Pyrocatechic hoặc Pyrogalic nên chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng cộng và ngưng tụ

 Phản ứng oxy hóa – khử: Dưới tác dụng của enzyme polyphenol oxydase, các polyphenol bị oxy hóa tạo thành các Quinon

 Phản ứng cộng: Khi có mặt các acid amin thì các Quinon này sẽ tiến hành phản ứng cộng với acid amin để tạo thành các octoquinon tương ứng

 Phản ứng ngưng tụ: Các octoquinon này dễ dàng ngưng tụ với nhau để tạo thành các sản phẩm có màu gọi chung là Flobafen

2.2.2 Chức năng của các polyphenol

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

Nhiều polyphenol có hoạt tính vitamin P, nghĩa là có khả năng làm tăng độ đàn hồi và chuẩn hóa tính thẩm thấu của vi ti huyết quản

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

2.2.3 Polyphenol trong lá sakê:

a) Tác dụng dược lý của lá sakê:

Theo các công trình nghiên cứu trên thế giới người ta phát hiện ra rằng ngoài các thành phần khoáng chất, vitamin và một số chất vi lượng chúng có hàm lượng cao các hợp chất polyphenol

Trong lá sakê có chứa:

 5 hợp chất loại geranyl dihydrochalcone (2, 4, 5, 8, 9)

Hình 2.5: Các hợp chất geranyl dihydrochalcone

 4 loại geranyl flavonoids (1, 3, 6, 7)

Hình 2.6: Các hợp chất geranyl flavonoids

Lá sakê từ lâu đã được những cư dân vùng tân Guinea và một số quốc gia như Ai Cập, Malaysia, Indonesia sử dụng như là một loại thảo dược dùng để trị bệnh hoặc phối hợp với các loại thuốc khác để chữa các bệnh về ngoài da, tiêu chảy, bệnh gút, viêm da, ho, viêm gan, giải độc gan…

Tuy nhiên những nghiên cứu mới đây chỉ ra rằng các hoạt chất polyphenol trong lá sakê có tác dụng trị được nhiều loại bệnh khác nhau như bệnh về đường tim mạch, đái tháo đường, bệnh parkison, bệnh béo phì, bệnh sỏi thận và đặc biệt theo các tài liệu mới đây chỉ ra rằng các hoạt chất polyphenol trong lá sakê có tác dụng ức chế và ngăn ngừa các tế bào ung thư ở người loại SPC-A-1, SW 480,SMMC-7721 (Phytochemistry Số 68-2007); Quercetin, Campherol)

Tác dụng ngăn chặn và chữa bệnh ung thư của polyphenol được nghiên cứu rất mạnh mẽ 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 Trong giai đoạn khơi mào các polyphenol trung hòa các tác nhân kích hoạt bởi cytorchom P450 enzyme, các tác nhân này có khả năng tương tác làm thay đổi cấu trúc của AND, ngăn chặn sự tạo thành Nitrosamine là một nhóm các hợp chất phát sinh từ khói thuốc lá, các amin dị vòng trong thịt, cá nấu chín – các tác nhân được cho là gây ung thư

Trong giai đoạn bắt đầu của tế bào ung thư, các polyphenol có khả năng ức chế AP-1 một dẫn xuất truyền khơi mào cho sự phát triển của tế bào ung thư

da, thể hiện khả năng ngăn chặn protein kinase, enzyme kích hoạt tế bào trong giai đoạn phát triển của tế bào ung thư, ức chế hoạt động của Telomerase, làm giảm thời gian sống của tế bào ung thư

Khi quá trình ung thư diễn ra, polyphenol có thể can thiệp, ức chế hoạt động của urokinase, enzyme đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và biến đổi của tế bào ung thư, phá hủy các dạng biến đổi đặc thù của tế bào gây ra do sdevirus, hay ngăn chặn quá trình tổng hợp AND trong tế bào ung thư hepatoma, leukemia, ung thư phổi Ngoài ra còn có một số công bố chưa chính thức cho rằng polyphenol có khả năng ngăn chặn một số loại ung thư như: ung thư vú, ung thư vòm họng, ung thư đường tiêu hóa, giảm khối u…

b) Tác dụng chống oxy hóa của polyphenol trong lá sakê

 Quá trình oxy hóa và nguyên nhân gây bệnh do mất cân bằng oxy hóa Theo các tài liệu nghiên cứu đã công bố, các bệnh như: ung thư, tim mạch, lão hóa… có liên quan rất gần với các quy luật về quá trình oxy hóa trong

các tế bào sống Các quá trình oxy hóa diễn ra dưới tác dụng của các gốc tự do trong tế bào là cần thiết để tạo ra năng lượng hoặc trong các quá trình sinh tổng hợp của cơ thể Gốc tự do là những hợp chất hoạt động mạnh, được tạo ra trong

cơ thể trong quá trình trao đổi chất hay được đưa vào từ bên ngoài do virút, vi khuẩn… Các gốc tự do được tạo thành gồm các gốc có hoạt tính cao như Hydroxyl (OH), Ion sắt( Fe2+O) Cu(OH)2 những gốc tự do có hoạt tính trung bình và yếu như Peroxyl (ROO), Hydrogen Peroxde H2O2, Singlet Oxy (O1), Nitric oxide (NO), Ankoxyl ( RO)…

Gốc tự do là các nguyên tử không trọn vẹn, số điện tử vòng ngoài của nó là số lẻ nên không bền vững, nó phải kết hợp với một nguyên tử khác để có số điện tử chẵn để bền vững Sự bền vững này chỉ trong chốc lát, chính nó lại tạo ra một nguyên tử không trọn vẹn khác và tiếp tục kết hợp với một nguyên tử khác rồi trở thành nguyên tử không trọn vẹn và tiếp tục chu kỳ bất tận như thế Phản ứng hóa học của nó rất mãnh liệt và nó sẽ kéo theo một điện tử của phân tử khác về nó, cho ra những phân tử khác bị hư hại hay bị oxy hóa Một khi phân tử

bị oxy hóa rồi thì phân tử đó sẽ tự mất đi tất cả các chức năng vốn có của nó, tiếp đó chính nó lại là tác nhân oxi hóa các phân tử chung quanh nó, làm hư hại các tế bào của các phân tử xung quanh Và quá trình này cứ tiếp tục như thế sẽ tạo thành các tế bào không bình thường dẫn tới các loại bệnh như: xơ vữa động mạch, ung thư…

Thông thường các gốc tự do trong tế bào sinh ra trong quá trình sinh dưỡng được kiểm soát chặt chẽ thông qua quá trình kháng oxy hóa nội tại bằng các hợp chất như glutathione, vitamin E, vitamin C và enzym superoxide dismutase Ngoài ra cơ thể còn có các tế bào như neutrophil, monocyte, B-cell… có khả năng chống lại các yếu tố oxy hóa ngoại lai xâm nhập

Tuy nhiên, trong các tế bào có thể xuất hiện hiện tượng các gốc tự do được tạo ra quá nhiều do mất cân bằng trong hoạt động hoặc do các yếu tố bên ngoài như các chất độc, do nhiễm vi sinh vật, do ozone, bức xạ, tia UV, nhiễm phóng xạ, do thuốc lá, môi trường ô nhiễm… Các gốc tự do dư thừa trong khi cơ thể thiếu các yếu tố bảo vệ để ngăn chặn, có khả năng tương tác, phá hủy màng lipid không bão hòa của tế bào, làm giảm khả năng bảo vệ các tế bào dẫn đến sự xâm nhập các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài oxy hoá các nucleotid căn bản làm thay đổi cấu trúc AND, dẫn đến các quá trình đột biến, phát sinh các khối u, ung thư, làm hỏng cấu trúc protein hoặc hoạt hóa enzym trong các quá trình trao đổi chất gây bệnh…

 Tính kháng oxy hóa của nhóm hợp chất polyphenol trong lá sakê

Trong cơ thể con người có sẵn một vài enzyme dùng để bảo vệ và ngăn ngừa nhiều loại gốc tự do làm nguy hại tế bào như: superoxide dismutase phân hóa nhiều trong các tế bào hồng cầu và gan Tuy nhiên với số lượng gốc tự do quá nhiều nên cơ thể phải nhờ đến các chất chống oxy hóa từ bên ngoài như vitamin E, vitamin C… Tuy nhiên người ta đặc biệt chú tâm tới khả năng chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol có trong các loại thực phẩm như: lá dâu tằm, trà xanh, lá sakê…

Công thức hóa học của các geranyl dihydrochalcone (2, 4, 5, 8, 9), geranyl flavonoids (1, 3, 6, 7) có mặt các hydrogen phenolic thể hiện khả năng kháng oxy hóa mạnh Quá trình kháng oxy hóa của chúng được thể hiện bằng cách tác động trực tiếp lên các gốc tự do được sinh ra trong cơ thể, chúng sẽ tương tác với các gốc tự do đưa chúng về trạng thái các chất bền qua đó làm cho quá trình oxy hóa bị loại bỏ thông qua các dạng phản ứng sau:

Các chất A* tạo ra trong các phản ứng (1) (2) khác với các gốc RO2 * , RO* vì chúng không có khả năng lấy các ion H+ từ các acid béo không no hay của các hợp chất trong cơ thể nên không tạo ra các gốc tự do mới để tiếp tục khởi động quá trình oxy hóa Các sản phẩm tạo ra trong phản ứng (3)(4) là những sản phẩm khá bền và kết quả là chuỗi phản ứng của các gốc tự do sẽ kết thúc sớm hơn 2.2.4 Ứng dụng khả năng kháng oxy hóa của các thành phần polyphenol Ứng dụng được quan tâm mạnh mẽ nhất hiện nay của nhóm các hợp chất polyphenol là về khả năng dược lý Nhưng ngoài khả năng ngăn chặn có hiệu quả các quá trình oxy hóa đặc biệt là các quá trình oxy hóa lipid, nhóm chất này còn được quan tâm sử dụng trong các sản phẩm thuộc các lĩnh vực khác như mỹ phẩm và thực phẩm Trong các lĩnh vực này do đặc điểm xuất phát từ thiên nhiên, an toàn nên polyphenol được sử dụng như là chất chống oxy hóa để thay thế cho các chất chống oxy hóa thường dùng như BHT, BHA… Trong mỹ phẩm polyphenol được bổ sung vào các sản phẩm như: kem đánh răng, kem dưỡng da, sữa tắm… RO2* + AH ROOH + A* (1)

RO* + AH ROH + A* (2)

RO2* + A* ROOA* (3)

RO* + A* ROA (4)

Trong thực phẩm với khả năng kháng oxy hóa chúng được cho vào kẹo, bánh, nước giải khát, chế biến thực phẩm chức năng…

2.2.5 Tình hình nghiên cứu, sản xuất chế phẩm polyphenol

a) Tình hình nghiên cứu và sản xuất chế phẩm polyphenol ở ngoài nước

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 bởi theo các 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

Trên thị trường thế giới có nhiều loại chế phẩm polyphenol chiết xuất từ trà xanh và một số loại nguyên liệu khác với độ tinh khiết 60 – 98% tùy thuộc trình độ công nghệ và thiết bị áp dụng Các hãng sản xuất của Trung Quốc đã cho ra đời nhiều loại sản phẩm polyphenol từ các loại trà khác nhau của Trung Quốc Giá của sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ và kỹ thuật tinh chế cũng như kiểu thiết bị ứng dụng và cuối cùng là nguồn nguyên liệu ban đầu

Thị trường tiêu thụ chế phẩm polyphenol nhiều nhất là Mỹ và Nhật Bản

Ở Mỹ, các loại sản phẩm polyphenol phổ biến ở dạng con nhộng Loại sản phẩm này yêu cầu hàm lượng polyphenol cao, độ tinh khiết cao hơn 95% và các chỉ tiêu về cafein và kim loại nặng cũng rất nghiêm ngặt bởi chúng được coi như là thuốc Tại thị trường Nhật Bản chế phẩm polyphenol được sử dụng đa dạng hơn với loại bột chứa trong các hộp 50 – 100gr dùng làm nguyên liệu bổ sung vào đồ uống và thức ăn nhanh, bánh kẹo… Hàm lượng polyphenol và các chỉ tiêu khác cũng tương đối rộng rãi bởi mục đích sử dụng là chế biến thực phẩm

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu chủ yếu của chế phẩm polyphenol trên thị trường

thế giới như sau:

Đặc tính cảm quan

Màu vàng kem, màu vàng nhạt đến màu nâu sáng, cấu trúc xốp, ánh kim

Mùi vị đặc trưng

Hàm lượng polyphenol tổng 50 - 98%

Tổng vi sinh vật hiếu khí < 1000 cfu/g

b) Tình hình nghiên cứu và sản xuất chế phẩm polyphenol trong nước

Nước ta đã có một số công trình nghiên cứu cơ bản về các loại hợp chất

polyphenol đặc biệt trong trà xanh, lá dâu tằm… trong các truờng đại học, viện

nghiên cứu hay các công ty chế biến thực phẩm

Viện hóa học thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam cũng đã có các

công trình nghiên cứu chiết xuất polyphenol sử dụng cho mục đích hóa dầu

Năm 2005, phân viện Công nghệ thực phẩm tại Tp HCM đã thực hiện đề

tài cấp bộ: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất polyphenol từ trà xanh Việt Nam”

Đề tài đã được nghiệm thu và đạt kết quả xuất sắc, mặc dù hàm lượng

polyphenol trong chế phẩm chỉ đạt 50 – 70% Năm 2008 Viện cũng thực hiện đề

tài : “Nghiên cứu cải tiến công nghệ và thiết bị để nâng cao chất lượng catechin

sản xuất từ trà xanh phục vụ cho nhu cầu xuất khẩu và tiêu thụ trong nước”

Nội dung nghiên cứu cải tiến quy trình công nghệ và thiết bị sản xuất catechin từ

trà xanh có độ tinh khiết ≥ 80% và ứng dụng quy trình công nghệ mới vào sản

xuất thực nghiệm

Nhóm nghiên cứu thuộc trường Đại học Lạc Hồng đã thực hiện đề tài :

“Nghiên cứu chiết xuất và xác định tác dụng kháng oxy hóa của polyphenol từ

trà xanh Việt Nam” Kết quả chiết xuất cafein và polyphenol từ lá trà xanh Việt

Nam có thể thu được cafein khoảng 2 – 2,1% và polyphenol khoảng 7 – 8% so

với mẫu lá khô

Chế phẩm polyphenol được chiết xuất từ lá trà xanh được sử dụng trong sản xuất dược phẩm và bổ sung vào một số loại thực phẩm:

+ Sản phẩm Dogarlic trà xanh của công ty dược Domesco trong thành phần có chứa cao trà xanh, có tác dụng hạ cholesterol, điều hòa triglycerid, phòng bệnh thấp khớp…

+ Sản phẩm Teamex của công ty dược Imexpharm chứa 25 mg epigalocatechingalat có tác dụng chống oxy hóa, các gốc tự do trong cơ thể giúp ngăn ngừa các bênh mãn tính và ung thư

+ Bánh sandwich, bánh pudding chức năng và sữa chua bước đầu thử nghiệm bổ sung polyphenol là sản phẩm từ kết quả nghiên cứu của đề tài cấp bộ năm 2005: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất polyphenol từ trà xanh Việt Nam”

Bảng 2.5: Hàm lượng polyphenol được bổ sung vào một số sản phẩm

bổ sung

2.2.6 Các sản phẩm có chứa polyphenol

a) Sản phẩm trong nước

 Sản phẩm DOGARLIC – TRÀ XANH của công ty dược Domesco

Sản phẩm dược liệu

Dạng bào chế: viên bao phim

Thành phần: Cao trà xanh 3/1 ( Folium Camellia exteact) : 0,25g

Cao tỏi 5/1 ( Allium sativum extract) : 0,3 g Cao nghệ 4/1 ( curcumo longga extract) : 0,25g Tá dược vừa đủ 1 viên bao phim Quy cách đóng gói: Hộp 10 vỉ x 10 viên, chai 50 hoặc 100 viên

Chỉ định: Hạ cholesterol, điều hòa triglycerid, phòng bệnh thấp khớp

Tương tác thuốc: Không nên uống với sữa

Cách dùng và liều dùng: Dùng uống, 2 -4 viên/ ngày, chia 2 lần trước bữa ăn theo hướng dẫn của thầy thuốc

Hình 2.7: Sản phẩm Dogarlic – Trà xanh

 Sản phẩm TEAMEX của công ty dược Imexpharm

Thành phần EGCG : 25g

Tính chất: EGCG là hoạt chất chính có trong trà xanh, có tác dụng chống các gốc tự do giúp ngăn ngừa bệnh mãn tính

Chỉ định: Teamex chứa EGCG được dùng để bổ sung nhu cầu EGCG hằng ngày của cơ thể

Liều dùng: 2-3 viên/ ngày

Ngày nay có một số sản phẩm nước giải khát trên thị trường có bổ sung polyphenol vào trong sản phẩm như trà xanh không độ, C2 không độ… có bổ sung EGCG

Hình 2.8: Sản phẩm Trà xanh O0

b) Sản phẩm nước ngoài

Có rất nhiều sản phẩm trên thị trường có bổ sung polyphenol, không chỉ riêng những sản phẩm thực phẩm nhưng còn cả những sản phẩm dược phẩm, mỹ phẩm

Phần lớn polyphenol được sử dụng bổ sung là polyphenol được chiết xuất từ các loại trà xanh

Hình 2.9: Một số sản phẩm thực phẩm ở nước ngoài như bánh, rượu, nước

giải khát… bổ sung polyphenol

Hình 2.10: Một số sản phẩm là thuốc hay thực phẩm chức năng có bổ

sung polyphenol

Hình 2.11: Một số sản phẩm mỹ phẩm có bổ sung polyphenol

2.2.7 Trích ly polyphenol từ lá sakê

a) Cơ sở kỹ thuật của quá trình trích ly

 Bản chất của quá trình trích ly

Trích ly là sự rút chất hoà tan trong chất lỏng hoặc chất rắn bằng một chất hoà tan khác (còn gọi là dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau

Trong thực tế, trích ly là sự hoà tan giữa các chất trong vật liệu vào trong dung môi, quá trình hoà tan đó xảy ra cho đến khi đạt đến sự cân bằng nồng độ chất trích ly ở các lớp bên trong và lớp mặt ngoài của nguyên liệu, đó là quá trình chuyển khối: sự chuyển vật chất nhờ sự khuếch tán phân tử (chuyển dần từ trong nội tâm nguyên liệu vào dung môi) và sự khuếch tán đối lưu (chuyển dần từ bề mặt vật liệu vào trong dung môi) Rõ ràng các cấu tử ở lớp bề mặt hoà tan nhanh hơn cấu tử ở lớp trong các khe vách của tế bào, điều đó cho thấy rõ tác dụng của việc chuẩn bị nguyên liệu trước khi đưa vào quá trình

 Biến đổi của vật liệu

Thay đổi nồng độ và thành phần cấu tử trong hệ thống trích ly Trong thiết

bị trích ly vật liệu bị biến đổi chủ yếu về hoá lý và hoá học Sự cân bằng phân bố các chất giữa hỗn hợp cần tách với dung môi hoặc giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau theo định luật phân bố:

Yp = K2 x X Trong đó : X_ nồng độ các chất hoà tan trong hỗn hợp đem trích ly (kg/kg)

Yp_ nồng độ cân bằng của các chất hoà tan trong dung môi (kg/kg)

K2_ hệ số phân bố phụ thuộc vào nồng độ chất hoà tan, nhiệt độ và thành phần pha

Ngoài sự thay đổi thành phần các cấu tử trong hệ thống trích ly còn có thay đổi cấu trúc của vật liệu, chủ yếu là cấu trúc bên ngoài

Có thể có sự trích ly các cấu tử khác ngoài cấu tử chính Có một số biến đổi sinh hoá và sinh học làm thay đổi tính chất vật liệu sau trích ly như tạo mùi

vị, hương thơm

Sản phẩm sau trích ly là hỗn hợp gồm các cấu tử đã tách rời cộng với dung môi Thường tách dung môi bằng phương pháp chưng cất hoặc bằng các phương pháp khác

 Các yếu tố ảnh hưởng của quá trình

Sự chênh lệch nồng độ giữa 2 pha: khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng Thời gian trích ly giảm khi tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu và tăng vận tốc chuyển động của dung môi trong lớp nguyên liệu

Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi: cần tăng diện tích này để làm tăng hiệu quả quá trình Đối với nguyên liệu rắn để làm tăng diện tích này thì có thể nghiền hoặc băm nhỏ nguyên liệu Mặt khác, nghiền hoặc băm có tác dụng làm vỡ tế bào làm thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa nguyên liệu và dung môi Tuy nhiên, kích thước và hình dạng của nguyên liệu làm nhỏ cũng có giới hạn Vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng đọng lên lớp nguyên liệu, tắc các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi cuốn vào chất cần trích ly sẽ làm cho dung dịch có nhiều cặn và làm phức tạp cho quá trình xử lý tiếp theo

Độ ẩm của nguyên liệu: độ ẩm của nguyên liệu giảm thì tốc độ trích ly tăng, vì độ ẩm tác dụng với protein và các chất háo nước khác, ngăn cản sự dịch chuyển của dung môi thấm sâu vào trong nguyên liệu sẽ làm chậm quá trình khuếch tán

Nhiệt độ trích ly: tăng nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phân tử chất hoà tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi Tuy nhiên nhiệt độ là một yếu tố có giới hạn vì khi nhiệt độ quá cao có thể xảy ra các phản ứng khác không cần thiết, gây khó khăn cho quá trình công nghệ

Thời gian trích ly: khi thời gian tăng lượng chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải có giới hạn vì khi đã đạt mức độ trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế

 Phương pháp thực hiện

Quá trình trích ly được thực hiện bằng cách ngâm hoặc tưới dung môi lên vật liệu

Các công đoạn chủ yếu của quá trình trích ly:

+ Cho hỗn hợp cần trích ly tiếp xúc với dung môi

+ Tách các pha

+ Tách và thu hồi dung môi

Có thể thực hiện quá trình trích ly bằng gián đoạn hoặc liên tục, trích ly một hoặc nhiều bậc Dung môi có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều

b) Phương pháp tổng quát để trích ly polyphenol

Do tính chất cũng như tầm quan trọng của polyphenol nên ta tiến hành xác định các nguyên liệu có hàm lượng polyphenol cao để tiến hành trích ly, thu nhận chúng Hiện nay trong công nghiệp vẫn sử dụng phương pháp trích ly bằng dung môi thông dụng để thu sản phẩm thô ban đầu

 Sơ đồ của quá trình được mô tả như sau:

Hình 2.11: Sơ đồ quy trình trích ly

Bã

 Giải thích

+ Lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu để trích ly polyphenol có thể dùng ở dạng tươi, hoặc đã được xử lý sấy khô… nhưng thông thường là đã qua xử lý sấy khô, như vậy sẽ giảm bớt được hàm lượng nước có trong nguyên liệu thuận lợi cho việc trích ly sau này, đồng thời quá trình sấy khô sẽ ức chế được hệ enzyme oxy hóa, tránh thất thoát lượng polyphenol trong nguyên liệu

Việc lựa chọn nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến kết quả trích ly polyphenol do sự phân bố hàm lượng của polyphenol không đồng đều phụ thuộc nhiều vào các yếu tố giống, thổ nhưỡng, cách thu hái, bảo quản, …

Theo như nghiên cứu thì hàm lượng polyphenol trong lá đã vàng có hàm lượng cao nhất, đồng thời hàm ẩm thấp nhất nên đây là nguyên liệu được sử dụng để trích ly polyphenol sau này

Trong lá có hệ enzyme polyphenol oxidase, khi có tác dụng cơ học như vò, nghiền, xay… làm vỡ cấu trúc tế bào và giải phóng hệ enzyme này, enzyme sẽ tiếp xúc với cơ chất là các polyphenol và nhanh chóng xảy ra quá trình oxy hóa làm thất thoát lượng polyphenol Do đó trước khi thực hiện quá trình trích ly

ta phải có công đoạn làm mất hoạt tính enzyme polyphenol oxidase

Hiện nay có hai phương pháp thường được sử dụng để làm mất hoạt tính enzyme polyphenol oxidase là sử dụng hấp bằng hơi nước và sấy thùng quay hoặc sao rang

Trong phương pháp hấp bằng hơi nước nguyên liệu sau khi hái sẽ được đưa vào một thiết bị dạng thùng quay, hơi nước khoảng 1000C được sục vào và đảo liên tục, quá trình diệt men hoàn toàn sau 2-3 phút Trong phương pháp này, nguyên liệu thường hấp thu một lượng nước khá lớn nên hàm ẩm cao nên trong quá trình chế biến thường cần quá trình sấy kéo dài sau đó

Trong phương pháp diệt men bằng nhiệt, nguyên liệu được cho vào thùng sấy nóng hoặc chảo sao, nhiệt độ bề mặt truyền nhiệt khoảng 1200C – 1400C Nguyên liệu được đảo đều, quá trình diệt men được kết thúc sau 4 – 6 phút, quá trình diệt men bằng nhiệt thường được kết hợp với quá trình sấy sơ bộ bằng cách kéo dài thời gian sấy Phương pháp này có nhược điểm là nhiệt độ bề mặt quá cao gây biến tính các thành phần ở vị trí tiếp xúc, nhiệt độ khối vật liệu không đều và chất lượng sản phẩm thấp Phương pháp này cũng khó chuyển đổi để hoạt động liên tục nên chỉ được áp dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ

Hiện nay đã có nghiên cứu sử dụng năng lượng vi sóng để thực hiện quá trình ức chế enzyme và đã có những kết quả rất khả quan trong quy mô phòng thí nghiệm và đang được thử nghiệm ứng dụng trong quy mô công nghiệp

Sau khi diệt men, nguyên liệu sẽ được xay nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc và đem trích ly Quá trình xay cắt có thể được thực hiện bằng các máy cắt nguyên liệu thông thường

+ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly

Quá trình trích ly polyphenol hiện nay được thực hiện bằng các loại dung môi Nguyên tắc của trích ly bằng dung môi dựa trên sự thẩm thấu dung môi vào tế bào, chất cần trích ly hòa tan vào dung môi và khuyếch tán ra ngoài tế bào Quá trình trích ly bằng dung môi có ưu điểm là thiết bị đơn giản, có thể xử lý một lượng lớn nguyên liệu và có thể sử dụng ở quy trình liên tục Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly bằng dung môi:

 Lựa chọn dung môi trích ly: Dung môi trích ly là dung môi hòa tan được hợp chất cần trích ly Các polyphenol là các hợp chất phân cực nên chủ yếu sử dụng các dung môi phân cực như: nước, ethanol, acetone, ethyl acetate… Chủ yếu người ta dùng ethanol

 Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao làm tăng vận tốc và hiệu quả của quá trình, tuy nhiên cần lưu ý để lựa chọn nhiệt độ phù hợp tránh làm oxy hóa polyphenol cần trích ly Trong toàn bộ quá trình nhiệt độ không nên vượt quá 800C

 Tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi: Tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi càng nhỏ thì hiệu suất trích ly của quá trình càng cao Tuy nhiên sử dụng nhiều dung môi sẽ gây khó khăn cho các giai đoạn tiếp theo

 Khuấy trộn: Khuấy trộn giúp tăng cường hiệu quả trích ly, do tăng cường quá trình truyền khối

 pH: Polyphenol rất bền ở pH acid và kém bền ở pH base Khi thực hiện trích ly ở pH thấp sẽ tránh được hiện tượng oxy hóa polyphenol và tăng hiệu quả quá trình trích ly Tuy nhiên, cũng có nghiên cứu cho rằng ảnh hưởng của pH không làm ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả trích ly, chỉ cần đảm bảo pH trung tính hoặc thấp hơn

 Sử dụng chất kháng oxy hóa hỗ trợ: Việc sử dụng các chất kháng oxy hóa bổ sung như acid ascorbic, acid citric… được xác nhận làm tăng hiệu quả trích ly cũng như làm giảm sự oxy hóa polyphenol

 Thời gian: Quá trình trích ly polyphenol thường được thực hiện trong thời gian khác nhau Một số quy trình chỉ thực hiện trích ly dưới 30 phút, 30 – 60 phút hoặc kéo dài hơn Mặc dù hiệu quả trích ly thường tăng theo thời gian nhưng việc kéo dài thời gian trích ly lại tăng chi phí dẫn đến giá thành sản phẩm tăng cao không có tính kinh tế

Nhìn chung các quá trình trích ly dung môi thông thường có hiệu quả trích

ly không cao, thời gian dài, tiêu tốn nhiều dung môi Việc thay đổi các yếu tố liên quan chưa thực sự cải thiện hiệu quả quá trình

+ Các phương pháp trích ly polyphenol

Trích ly là một quá trình tách chiết hoàn toàn các chất có trong hỗn hợp các chất này có độ hòa tan khác nhau trong một dung môi hoặc trong những hệ dung môi khác nhau Quá trình chiết xuất là một quá trình phức tạp, có thể xảy

ra được là nhờ hiện tượng khuyếch tán, hòa tan, thẩm thấu, thẩm tích… của chất tan vào dung môi

 Phương pháp ngâm: Nguyên liệu được ngâm với dung môi trong bồn chiết ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng đảo trộn Thời gian ngâm tùy thuộc vào loại nguyên liệu

 Phương pháp đun hồi lưu: Nguyên liệu và dung môi chiết được chứa trong một bồn có gắn hệ thống ngưng tụ, sau đó đun hồi lưu ở nhiệt độ thích hợp Sau một thời gian chiết, rút dịch chiết ra cho dung môi mới vào để tiếp tục chiết

 Phương pháp ngấm kiệt và phương pháp ngược dòng: Được thực hiện trong bồn chiết có van điều chỉnh để dịch chiết chảy xuống theo mong muốn sau khi ngâm nguyên liệu với dung môi một thời gian nhất định Dịch rút ra từ bồn thứ nhất dùng để ngâm nguyên liệu ở bồn thứ hai, tiếp tục thực hiện cho đến bồn chiết sau cùng Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất

+ Tinh chế polyphenol

Tùy vào thành phần hóa học của hợp chất cần chiết xuất, trước khi được tinh chế có thể thủy phân hoặc không thủy phân để cắt đứt một số liên kết hóa học trong hợp chất, loại bỏ các thành phần không mong muốn nhằm thu hồi các chế phẩm cần chiết xuất

Có thể thủy phân bằng dung dịch acid hoặc enzyme Tùy vào nguyên liệu có thể chọn điều kiện tối ưu cho phản ứng thủy phân như chọn acid, nồng độ acid, chọn loại enzyme, thời gian phản ứng

 Tinh chế bằng dung môi: Dùng dung môi có độ phân cực khác nhau để tách ra từng phân đoạn, tùy thuộc vào độ phân cực của từng hợp chất chúng sẽ được hòa tan trong các loại dung môi khác nhau Một số dung môi thường dùng là: benzen, chloroform, ether, ethyl acetate, methanol, ethanol…

 Tinh chế bằng than hoạt tính (theo Mabry): Cho than hoạt tính vào dịch chiết để hấp phụ, sau đó cho dung môi có độ phân cực từ yếu đến mạnh để đẩy các hợp chất ra khỏi than hoạt tính theo các phân đoạn khác nhau

 Tủa với acetate chì: Hòa tan cặn chứa hỗn hợp vào cồn loãng sau đó cho acetate chì vào để tủa Lọc lấy tủa, hòa tan tủa vào cồn loãng, loại chì thừa bằng dung dịch natri nitrat hoặc natri phosphate

 Tách bằng phương pháp tủa với ether: Cặn chứa hỗn hợp được hòa tan trong methanol, sau đó tủa ethylic và lọc Một số tủa với ether, một số khác không tủa nằm lại trong dịch lọc Phần tủa và dịch lọc được tinh chế bằng các phương pháp khác nhau

 Tách bằng phương pháp sắc ký: Tách bằng phương pháp sắt ký cột, sắc ký lỏng… Các phương pháp này có độ tinh khiết cao nhưng đòi hỏi thiết bị cũng như trình độ kỹ thuật cũng như chi phí cao

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

+ Lá chè tươi và trà khô thành phẩm: mua ở chợ

+ Lá sakê non, lá sakê xanh, lá sakê vàng

Tất cả các loại nguyên liệu đều được thu mua tại chợ Phạm Văn Hai – phường 3 – quận Tân Bình

Nguyên liệu sử dụng để nghiên cứu phải tươi tốt, không được dập nát, hư thối để tránh thất thoát hàm lượng polyphenol do bị oxy hoá

3.1.2 Hóa chất

+ Ethanol 980, nước cất

+ Ethyl acetat đạt độ tinh khiết ≥ 99,5%

+ Sodium tungstate ( NaWO4.H2O)

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Sơ đồ tiến hành nghiên cứu

Thu nhận cao polyphenol

Ứng dụng trong sản phẩm

Phương pháp Folin - Denis

Lá sakê vàng

Khảo sát phương pháp đo

Lựa chọn nguyên liệu lá sakê

Khảo sát quá trình trích ly

Khảo sát quá trình xử lý acid

Khảo sát quá trình tinh chế

3.2.2 Quy trình trích ly và thu nhận polyphenol

a) Sơ đồ quy trình

Hình 2.15: Sơ đồ quy trình trích ly và thu nhận cao polyphenol

b) Thuyết minh quy trình

 Lựa chọn nguyên liệu

Lá sakê dùng làm thí nghiệm là lá sakê đã chuyển màu vàng Lá được lựa chọn kỹ để loại bỏ lá hư, sâu, quá già khô, chọn lá không bị dập nát, chỉ lấy các lá tốt còn nguyên vẹn Sau đó đem đi cân lấy 10g/ mẫu Cân theo số lượng mẫu cần trích sau đó tiến hành diệt men

Cách thực hiện: Dùng máy xay thông thường để thực hiện quá trình xay nhỏ, sau đó đem chia đều khối lượng cho các mẫu trích ly Sau khi diệt men lá sẽ hấp thụ một lượng nước nên khối lượng tăng 8 – 10%

 Trích ly:

Dung môi dùng để trích ly là cồn và nước

Mục đích: Trích ly polyphenol trong lá sakê nhờ dung môi cồn và nước Cồn và nước là 2 loại dung môi phân cực nên được sử dụng để trích ly các chất phân cực có trong lá sakê, cụ thể là polyphenol

Thực hiện thí nghiệm nhiều lần với các dung môi là nước, cồn được thay đổi ở các nồng độ khác nhau So sánh lượng polyphenol có trong dịch trích từ đó chọn loại dung môi, nồng độ dung môi thích hợp

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly, dựa theo các tài liệu công bố các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly gồm có: Loại dung môi, tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly, pH

Cô đặc bằng cách đun cách thủy ở nhiệt độ 70 – 800C, sau đó tiến hành quá trình xử lý acid

 Xử lý bằng acid HCl

Mục đích: Tạo môi trường acid thích hợp cho sự tồn tại của polyphenol vì polyphenol rất bền trong môi trường acid Đồng thời dùng acid để phá hủy cấu trúc liên kết của các nhóm phức như đường, protein… với polyphenol để giải phóng polyphenol tự do

Hướng nghiên cứu xử lý acid, dựa theo tài liệu công bố các yếu tố ảnh hưởng của quá trình xử lý acid gồm có: pH, tỷ lệ dịch cao chiết/ dung môi, nhiệt độ, thời gian… Quá trình được tiến hành trên nhiều mẫu và thí nghiệm được lặp lại nhiều lần

 Lắng làm trong

Dịch trích sau khi xử lý acid thường có kết tủa vón, nhựa, có protein…

Do đó cần lắng để làm trong dịch

Cách thực hiện: Dịch sau khi xử lý acid xong, tiến hành khảo sát thời gian tối ưu của quá trình kết lắng để chuẩn bị bước vào quá trình tinh chế polyphenol

 Lọc

Mục đích: Loại kết tủa sáp, nhựa, protein… để làm trong dịch Sau khi lắng một thời gian, một số thành phần bị kết tủa Do đó cần phải lọc để thu lấy dịch trong Dịch trong này chứa các thành phần tan trong nước như polyphenol, đường, cafein…

Quá trình lọc thường lặp lại 3 lần cho đến khi thu được dịch trong

 Chiết polyphenol:

Mục đích: Để loại bỏ dần các tạp chất, thành phần không mong muốn như đường, protein… nhằm làm tăng độ tinh sạch của chế phẩm polyphenol

Dùng dung môi là ethyl acetate để lôi kéo polyphenol có trong dung dịch Sau khi để yên, hỗn hợp phân tách thành 2 lớp, lớp bên trên là dịch ethyl acetate, bên dưới là nước Polyphenol sẽ nằm trong ethyl acetate Đem cô đặc để thu hồi dung môi, thu được cao dạng paste chứa chủ yếu là polyphenol

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này gồm: Tỷ lệ dung dịch polyphenol/dung môi, thời gian…

Pha Etyl acetate được xử lý nhiệt để thu hồi ethyl acetate và cao chứa polyphenol

3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly và thu nhận polyphenol

a) Khảo sát quá trình trích ly

Trích ly là nhằm mục đích tách polyphenol ra khỏi lá sake bằng cách sử dụng dung môi để hoà tan dựa trên cơ sở chênh lệch nồng độ

Hình 2.12: Quá trình trích ly

Phương pháp khảo sát: khi khảo sát một yếu tố nào đó (nhiệt độ, thời gian… ) thì các yếu tố còn lại được cố định Yếu tố nào khảo sát xong thì sẽ được cố định ở giá trị tối ưu để tiếp tục khảo sát đến các yếu tố khác

Dịch trích ly acid Citric

 Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của dung môi trích ly

Khối lượng mẫu cho mỗi thí nghiệm là 10g

Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm theo các nồng độ dung môi trích ly như sau:

H2O, cồn 500, 600, 700, 800, 960

 Tiến hành khảo sát tỷ lệ dung môi trích ly

Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm theo các tỷ lệ khối lượng nguyên liệu: dung môi như sau: 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:30

 Tiến hành khảo sát nhiệt độ trích ly

Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm theo các nhiệt độ như sau: 30, 40, 50, 60, 70,

 Tiến hành khảo sát thời gian trích ly

Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm theo các thời gian như sau: 30, 60, 90, 120,

150, 180 (phút)

 Tiến hành khảo sát điều kiện môi trường (pH) trích ly

Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm theo các pH như sau: 5.5, 5, 4.5, 4, 3.5, 3

 Tiến hành xác định hiệu suất trích ly

Tiến hành trích ly mẫu ở điều kiện tối ưu đã khảo sát ở trên Sau khi trích

ly 1 lần xong thì tiến hành lọc thu lấy dịch lọc Phần bã tiếp tục được sử dụng để trích ly lại (lần 2, 3, 4) ở các điều kiện tương tự như trích ly lần 1

Việc trích ly được lặp lại 4 lần trên cùng một mẫu Đo OD của dung dịch sau mỗi lần trích ly Từ đó so sánh với hàm lượng ban đầu để tính được hiệu suất trích ly

b) Khảo sát quá trình xử lý acid

Xử lý acid nhằm mục đích thuỷ phân và loại bỏ các thành phần protein và các hợp chất cao phân tử có trong dịch trích ly dựa vào việc giảm pH và dùng tác nhân thủy phân acid HCl

 Tiến hành khảo sát tỷ lệ cao chiết 1/dung môi

Khối lượng cao chiết sử dụng để khảo sát cho mỗi thí nghiệm là 5g

Chuẩn bị 4 mẫu thí nghiệm có tỷ lệ cao chiết 1/ dung môi như sau: 1/5; 1/10; 1/15; 1/20

Đo OD

Chọn tỷ lệ dung môi phù hợp

Xử lý acid Dịch trong

Cô đặc Thu hồi Ethanol

 Tiến hành khảo sát nhiệt độ xử lý acid

Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm theo các nhiệt độ như sau: 30, 40, 50, 60, 70,

80 (0C)

 Tiến hành khảo sát thời gian xử lý acid

Chuẩn bị 5 mẫu thí nghiệm theo các thời gian như sau: 15, 30, 45, 60, 75 (phút)

 Tiến hành khảo sát thời gian lắng tủa

Chuẩn bị 4 mẫu thí nghiệm theo các thời gian như sau: 12, 24, 36, 48 (giờ)

c) Khảo sát quá trình tinh sạch

Tinh sạch dung dịch sau khi lắng tủa nhằm mục đích thu nhận polyphenol tinh khiết, vì khi cho dung dịch ethyl acetate vào dung dịch sau xử lý acid thì hỗn hợp sẽ chia thành 2 pha, trong đó polyphenol sẽ hoà tan vào trong lớp ethyl acetate Sau khi kết thúc, cô đặc để đuổi ethyl acetate và thu lại sản phẩm cuối cùng là cao chiết polyphenol

Hình 2.14: Quá trình tinh sạch thu cao polyphenol

 Tiến hành khảo sát tỷ lệ dịch sau xử lý acid/ ethyl acetate

Sau quá trình xử lý acid, dung dịch được lọc trong và sử dụng 100ml cho mỗi lần khảo sát

Chuẩn bị 5 mẫu thí nghiệm có tỷ lệ dịch polyphenol/ ethyl acetate như sau: 1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1

Dịch sau xử lý acid

 Tiến hành khảo sát thời gian tinh sạch

Chuẩn bị 5 mẫu thí nghiệm khảo sát theo các thời gian như sau: 30, 45,

60, 75, 90 (phút)

 Tiến hành xác định hiệu suất tinh sạch

Tiến hành tinh sạch dịch cao chiết 1 ở điều kiện tối ưu đã khảo sát ở trên Tinh sạch lần 1 xong thì tiến hành gạn lọc thu lấy dịch trong (pha ethyl acetate) Phần dịch cao chiết (pha nước) còn lại tiếp tục được cho ethyl actetate vào để tinh sạch lại (lần 2, 3, 4, 5) ở các điều kiện tương tự như tinh sạch lần 1

Việc tinh sạch được lặp lại 5 lần trên cùng một dung dịch cao chiết

Đo OD của dung dịch ethyl acetate sau mỗi lần tinh sạch Từ đó so sánh với hàm lượng ban đầu để tính được hiệu suất tinh sạch

+ Hiệu suất của quá trình tinh chế polyphenol bằng ethyl acetate

+ Hiệu suất của quá trình thu nhận polyphenol ( so với chất khô có trong nguyên liệu ban đầu)

x 100%

H = ∑Polyphenol trong pha etyl acetat

∑ Polyphenol trong dịch sau xử lý

+ Hiệu suất của quá trình thu nhận polyphenol ( so với tổng polyphenol có trong nguyên liệu ban đầu)

+ Độ tinh khiết của chế phẩm

3.2.4 Ứng dụng cao chiết polyphenol vào quá trình tạo sản phẩm

a) Trà sakê đóng chai

 Sơ đồ quy trình:

Hình 2.16: Sơ đồ quy trình tạo sản phẩm trà sakê đóng chai

x 100%

H =

∑ Polyphenol trong cao polyphenol (mg)

∑ Polyphenol trong nguyên liệu ban đầu (mg)

Gia nhiệt, Bài khí

Rót chai, đậy nắp

Thanh trùng, Làm nguội

Bảo ôn

Cao polyphenol

Dịch đường

 Thuyết minh quy trình:

+ Nguyên liệu: Sử dụng lá sakê tươi, sạch, không bị hư tổn, sâu bệnh… Loại lá sử dụng là lá sakê vàng vì có hàm lượng polyphenol cao và một số thành phần khoáng chất có lợi sức khỏe

+ Trích ly: Tách chiết các thành phần có trong lá sakê

+ Lọc: Nhằm loại bỏ phần bã và các cấu tử lơ lửng gây đục, làm trong dịch chiết

+ Phối chế: Dịch trích ly được phối trộn cùng với dung dịch đường và một số phụ gia như acid citric, vitamin C

+ Gia nhiệt, bài khí: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vào chai,

do đuổi hết không khí ra khỏi chai Ở giai đoạn này có bổ sung natri benzoate nhằm mục đích bảo quản sản phẩm

+ Thanh trùng, làm nguội: Tiêu diệt các vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm kéo dài thời gian bảo quản

+ Bảo ôn: Phát hiện các sản phẩm không đạt chất lượng trước khi đưa

ra thị trường

b) Trà túi lọc lá sakê

 Sơ đồ quy trình:

Hình 2.17: Sơ đồ quy trình tạo sản phẩm trà túi lọc

Sản phẩm

Làm héo Nguyên liệu