nghiên cứu ứng dụng từ cây lạc tiên vào công nghệ sản xuất nước giải khát

Sản phẩm là sự kết hợp nguồn nguyên liệu chính là lạc tiên – loại cây thân cỏ mọc phổ biến, loại dược liệu được sử dụng rộng rãi trong nhân dân có tác dụng: an thần, chống suy nhược thầ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỪ CÂY LẠC TIÊN VÀO CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM



ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỪ CÂY LẠC TIÊN VÀO CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT

MÃ SỐ: SV2010 - 45

NGƯỜI CHỦ TRÌ : NGUYỄN NHẤT LINH

NGƯỜI THAM GIA : ĐÀO DUY CAN

: HUỲNH CƠNG TÀI

ĐƠN VỊ : KHOA CNHH&TP

TP HỒ CHÍ MINH – 2010

Mục lục

Phần 1 Tổng quan đề tài 3

1.1.Đặt vấn đề 3

1.2.Đối tượng nghiên cứu 4

1.3.Phạm vi giới hạn của đề tài 4

1.4.Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 5

1.5.Tổng quan về nguyên liệu và phụ gia 8

1.5.1.Nguyên liệu 8

1.5.1.1.Cây Lạc Tiên [2, tr 3-9] 8

1.5.1.2.Trà xanh 14

1.5.1.3.Nước 18

1.5.1.4.Đường saccharose 19

1.5.1.5.Phụ gia 19

Phần 2 Giải quyết vấn đề 20

2.1.Mục đích của đề tài 20

2.2.Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1.Phương pháp hóa lý 20

2.2.1.1.Xác định hàm lượng polyphenol tổng theo phương pháp Prussian Blue 20

2.2.1.2.Xác định nồng độ chất khô hòa tan của dịch chiết bằng khúc xạ kế điện tử 20

2.2.1.3.Xác định pH: đo bằng máy đo pH cầm tay 20

2.2.1.4.Phương pháp xác định hiệu suất trích ly 20

2.2.2.Phương pháp đánh giá cảm quan 20

2.3.Nội dung nghiên cứu 21

2.3.1.Sơ đồ nghiên cứu 21

2.3.2.Cơ sở lý thuyết 21

2.3.2.1.Quá trình lọc 21

2.3.2.2.Quá trình trích ly 22

2.3.3.Quá trình thực hiện 23

2.3.3.1.Giai đoạn 1 23

a.Chế biến sản phẩm trà lạc tiên 23

a.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 23

a.2 Thuyết minh quy trình 24

2.3.3.2.Giai đoạn 2 27

2.3.3.3.Bố trí thí nghiệm 28

a Giai đoạn 1 28

b Giai đoạn 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn trà lạc tiên:trà xanh:syrup:nước đến giá trị cảm quan của sản phẩm 30

Phần 3 Kết quả 32

3.1.Kết quả giai đoạn 1 32

3.1.1.Khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến: hiệu suất trích ly và hàm lượng polyphenol tổng trong quá trình trích ly lạc tiên 32

3.1.1.1.Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ lạc tiên/nước đến hiệu suất trích ly và hàm lượng polyphenol tổng 32

3.1.1.2.Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất trích ly và hàm lượng polyphenol tổng 33

3.1.1.3.Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly và polyphenol tổng 34

3.1.2.Thí nghiệm 4: Khảo sát tỉ lệ phối trộn nguyên liệu đến giá trị cảm quan của sản phẩm trà lạc tiên 35

3.2.Kết quả giai đoạn 2 35

3.2.1.Khảo sát tỉ lệ phối trộn trà lạc tiên:trà xanh:syrup:nước đến giá trị cảm quan của sản phẩm 35

3.3.Kết quả tổng kết 36

Phần 4: Kết Luận – Kiến Nghị 37

4.1 Kết Luận 37

4.2 Đề nghị 37

Phụ lục 38

1 Kết quả xử lý statgraphics cho các thí nghiệm khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly 38

2 Bảng kết quả đánh giá cảm quan 54

Phụ lục phiếu 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

Phần 1 Tổng quan đề tài 1.1 Đặt vấn đề

Người Việt từ xưa, dù sống trên núi cao, ở đồng bằng hay vùng ven biển, dù là người sang hay kẻ hèn luôn giữ một tập tục quí: tục uống trà Trà đã gắn liền trong đời sống thường nhật của người Việt Trà không những được dùng làm thức uống mà còn là vật phẩm trong sính lễ, dịp ma chay, tạ lễ, tiếp khách Khi khách đến chơi nhà thì chủ nhà dù có bận đến mấy cũng dừng việc, pha trà mời khách Người bình dân uống kiểu bình dân, quan lại, quý tộc có tiệc trà kiểu quý tộc Tất cả đều thể hiện sự trân trọng, lòng hiếu khách Bên tách trà nóng biết bao điều được đề cập, được thổ lộ, trà là cái bắt đầu, là sự kết thúc

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, của lối sống hiện đại tấp nập ngày càng xuất hiện nhiều hơn những mối lo về sức khỏe, kèm theo sự tiến bộ của khoa học đã giúp làm rõ hơn những công dụng của trà, của các thực phẩm từ thiên nhiên thì việc uống trà không chỉ đơn thuần là tập tục, là văn hóa mà còn là xuất phát từ vấn đề sức khỏe Do đó, vị thế của cây trà ngày càng được nâng cao

Với nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng, yêu cầu của việc đa dạng hóa sản phẩm

để đáp ứng nhu cầu đó cùng với xu thế chung của các thực phẩm mới trên thị trường: thực phẩm chức năng, sinh học tự nhiên, thực phẩm cân bằng dinh dưỡng (ít béo, cholesterol, nhiều xơ, antioxidant…) thì bên cạnh các sản phẩm từ trà xanh truyền thống, việc mở rộng hơn các sản phẩm trà thảo dược, bổ sung thêm các tính năng, đáp ứng thị trường, mở ra cơ hội cho nhà sản xuất kinh doanh thực phẩm là một vấn đề tất yếu

Và theo nhiều số liệu thống kê gần đây cũng cho thấy rằng tốc độ tăng trưởng của mặt hàng nước giải khát trà xanh luôn đạt mức cao (trên 30%/ năm), riêng trong năm 2009, mức tăng trưởng đạt đến 97% trong khi mức tăng trưởng của ngành hàng tiêu dùng nhanh chỉ đạt 11% (Nghiên cứu của Công ty Nielsen VN trong năm 2009) Đây là một mức phát triển mà không có một loại nước giải khát nào đạt được, chứng tỏ nhu cầu của người tiêu dùng đang rất lớn và đây thực sự là một thị trường rất giàu tiềm năng Dễ uống, ít calo, giàu chất chống ôxy hóa, trà xanh đóng chai hiện đã trở thành thức uống được ưa chuộng nhất thế giới “Việt Nam là một trong

những thị trường tiêu thụ nước giải khát không cồn có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất thế giới”

Nhận định của GS Phạm Song, Chủ tịch Tổng hội Y học Việt Nam tại hội thảo quốc gia “Phát triển và nâng cao vị thế của trà xanh và thảo mộc đối với ngành đồ uống VN” do Tổng hội Y học Việt Nam tổ chức ngày 15/10/2010 tại Bình Dương

Như đã nói ở trên , xã hô ̣i hiê ̣n đa ̣i ngày càng phát triển , con người ngày cà ng bâ ̣n rô ̣n với nhiều lo toan trong cuô ̣c sống , công viê ̣c và ho ̣c tâ ̣p , đó là nguyên nhân dẫn đến stress , ngủ không ngon giấc, mất ngủ, và đây cũng chính là căn bệnh thường gặp ở những người lớn tuổi Theo kinh nghiê ̣m trong dân gian từ xưa cho đến nay , mỗi khi bi ̣ mất ngủ , tinh thần bất an , bứt rứt, nóng nảy trong người, người ta thường tìm dây nhãn lồng (lạc tiên), hái về để luộc, phơi khô sắc uống hoă ̣c ăn sống hay chế biến theo nhiều cách khác nhau để chữa chứng mất ngủ

Như vậy, xuất phát từ thực trạng trên, nhóm tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào công nghệ sản xuất nước giải khát” Sản phẩm là sự kết hợp nguồn

nguyên liệu chính là lạc tiên – loại cây thân cỏ mọc phổ biến, loại dược liệu được sử dụng rộng rãi trong nhân dân có tác dụng: an thần, chống suy nhược thần kinh, thanh nhiệt, giải stress… kết hợp với trà xanh – nguồn nguyên liệu được sử dụng phổ biến trong sản phẩm nước giải khát đóng chai với các dòng sản phẩm đã đứng vững trên thị trường Đây là sự kết hợp hoàn hảo giữa các loại nguyên liệu cùng với một phụ gia có nguồn gốc từ thiên nhiên đó là acid citric được thêm vào sản phẩm có tác dụng tạo vị, tăng tính năng giải khát, sự ra đời của sản phẩm đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng cũng như đáp ứng được xu thế của ngành thực phẩm nói chung, ngành công nghiệp nước giải khát nói riêng

1.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này là:

 Cây lạc tiên: một loại cây thân cỏ mọc hoang dại, từ xưa đã được sử dụng như một loại dược thảo

 Quy trình công nghệ sản xuất nước giải khát đóng chai từ lạc tiên

1.3 Phạm vi giới hạn của đề tài

Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly trà lạc tiên từ đó làm cơ sở để xác định các thông số công nghệ cho quy trình sản xuất

Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ các loại nguyên liệu đến công thức phối chế của sản phẩm dựa trên phân tích đánh giá cảm quan

1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Lạc Tiên (Passiflora foetida L) một loại cây bụi hoang dại phân bố rộng rãi ở các vùng

nhiệt đới trên thế giới: Đông Nam Á, Thái Bình Dương, Tây Phi , Trung Và Nam Mỹ… Từ lâu

đã được biết đến như một loại dược liệu dân dã với tác dụng an thần, chữa mất ngủ, gải độc, thanh nhiệt, chống co thắt, trị tiêu chảy…

Những đặc tính này đã thu hút rất nhiều nhà khoa học trên thế giới bắt tay vào nghiên cứu loại dược liệu quý này, những công trình nghiên cứu tuy không nhiều nhưng cũng đã mang lại những kết quả mang tính đột phá, mở ra cơ hội cho cả ngành y học lẫn thực phẩm Một số kết quả nghiên cứu về cây lạc tiên trên thế giới:

Một công bố được đăng trên tạp chí Dược lâm sàng và liệu pháp với sự kết hợp nghiên cứu của: Bệnh viện tâm thần Roozbeh, Đại học khoa học y dược Tehran-đại lộ nam Kagar-Tehran và

viện thảo dược học Jehad-E-Daneshgahi-Tehran-Iran Chiết xuất từ Passion flower có thể dùng

thay thế một số thuốc an thần trong việc điều trị chứng lo âu toàn diện (GAD) với các triệu chứng: tinh thần rối loạn, lo âu, căng thẳng, mất ngủ… Điều đáng nói ở đây là việc thay thế này giúp hạn chế được các tác dụng phụ khi sử dụng các loại thuốc an thần bình thường như: suy giảm sự tỉnh táo, giảm khả năng làm việc, ức chế hệ thống thần kinh, suy giảm nhận thức do các Benzodiazepin Nghiên cứu này đã tạo nên một bước đột phá trong việc chữa trị một trong những căn bệnh thời đại - chứng mất ngủ, đặc biệt đây thực sự là một vấn đề lớn ở những người cao tuổi

Một mảng khác về công dụng của loại cây này về vấn đề sức khỏe cũng đã được công bố

khá thú vị đó là: các hợp chất chiết từ lá và trái của loài Passiflora feotida L có tác dụng chống lại 4 loài vi khuẩn gây bệnh cho con người như: Pseudomonas putida, Vibrio cholerae, Shigella flexneri và Streptococcus pyogenes Phát hiện này đã hỗ trợ rất nhiều trong việc kết hợp các loại

thuốc truyền thống (chất chiết thảo dược) trong việc điều trị một số bệnh như: tiêu chảy, đường ruột, cổ họng, nhiễm trùng tai, sốt và một số bệnh ngoài da

Công bố trên được đưa ra từ sự kết hợp nghiên cứu của: Khoa sinh vật học, thực vật học trường đại học Kandaswami Kandar-Namakkal-Jamil Nadu Miền nam Ấn Độ; Viện Công nghệ Sinh học Eritea-Mai nejhi-Asmara Đông Bắc Phi; khoa sinh thái học trường đại học Bharthidasau-Tiruchirappalli-Tamil Nadu miền nam Ấn Độ

Một nghiên cứu khác trong việc phân tích thành phần flavonoid của loài passiflora foetida.L đã được thực hiện bởi: Bộ môn hóa sinh, bộ môn dược thực vật học, Khoa dược học đại

học Chulalongkorn Bangkok Thailand và đã dược công bố tại Đại hội khoa học và công nghệ Thái Lan như sau:

Với phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC – DAD, hệ thống thiết bị hiện đại được cung cấp từ Nhật Bản, họ đã phân tích và định danh được các flavonoid có trong dịch chiết xuất

từ loài Passiflora foetida.L khi đo ở bước sóng quang phổ hấp thu tia cực tím trong khoảng 200 –

550 nm Kết quả thu được cho thấy có ít nhất 5 flavonoid hiện diện trong dịch chiết Passiflora foetida, 3 trong số đó là: Vitexin, luteolin và apigenin cùng với các loại khác như: chrysin,

kalmpferol, querceton… Bảng kết quả cụ thể như sau:

Bảng 1.1 Các flavonoid có trong dịch chiết xuất từ loài Passiflora foetida.L khi đo ở

bước sóng quang phổ hấp thu khác nhau

Elution tham

khảo

Thời gian lưu (phút)

Bước sóng cực đại (nm)

Kết luận khi so sánh với thông số tiêu chuẩn

A

Vitexin

28.8 28.6

338.268 336.267

Trương tự thời gian lưu trữ và bước sóng tối đa của vitexin

B 32.4 335.268 Chưa có tiêu chuẩn lựa chọn

Trương tự thời gian lưu trữ và bước 6ong tối đa của Luteolin

D

Apigenin

56.5 56.1

336.268 337.266

Trương tự thời gian lưu trữ và bước sóng tối đa của Apigenin

Hình 1.1 Thuốc viên an thần lạc tiên

Trong lĩnh vực thực phẩm thì nó cũng được dùng làm nguyên liệu chính trong sản xuất một

số loại trà túi lọc, trà hòa tan có tác dụng như những loại thực phẩm chức năng

Hình 1.3 Thực phẩm chức năng sản xuất từ cây lạc tiên

Và ý tưởng đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào công nghệ sản xuất nước giải khát” cũng xuất phát từ thực tại trên Việc xây dựng quy trình công nghệ sản xuất trà lạc tiên

đóng chai sẽ mở ra một cơ hội mới cho những nhà kinh doanh cũng như góp phần thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dung trong giai đoạn hiện nay

1.5 Tổng quan về nguyên liệu và phụ gia

1.5.1 Nguyên liệu

1.5.1.1.Cây Lạc Tiên [2, tr 3-9]

a Giới thiệu về cây lạc tiên

Lạc tiên, còn gọi là cây lạc, người dân Nam Bộ gọi là cây/dây nhãn lồng, cây hồng tiên, long châu quả, cây mắc mát, cây lồng đèn, dây chùm bao, dây lướ i , mắn nêm, dây bầu đường (Đà Nẵng ), tây phiên liên , mò pì , mác quánh mon (Tày), Stinking passion-flower, Granadilla, Tagua passion-flower (Anh); Passiflore, Passion (Pháp)

Danh pháp khoa học: Passiflora foetida L, thuộc Họ lạc tiên (Passifloraceae), là một loại

cây có lá và quả ăn được Cây có nguồn gốc từ tây nam Hoa Kì, Mexico, vùng Caribe, Trung Mỹ

và Nam Mỹ Ở các nước châu Âu người ta dùng hai loại lạc tiên khác tên là Passiflora coerulea

L và Passiflora incarnate L (giống cây Mắc mát trồng ở Đà Lạt)

b Hình thái

Hình 1.5 Cây lạc tiên (Passiflora foetida L)

Lạc tiên là loại dây leo thân cỏ, dài 7 m đến 10 m Thân cây mềm, có nhiều lông Lá lạc tiên mọc so le, hình tim, dài 6-10 cm, rộng 5-8 cm, mép có lông mịn, cuống lá dài 7-8 cm Đầu tua cuống thành lò xo Hoa đơn độc 5 cánh trắng hay tím nhạt, đường kính 5.5 cm Cây ra hoa tháng 4 đến tháng 5, có quả tháng 5 đến tháng 7 Quả hình trứng, dài 2-3 cm, khi chín có màu vàng cam đến màu đỏ, có nhiều hạt màu đen

c Phân bố sinh thái

Lạc Tiên phân bố rất rộng rãi ở nhiều địa phương nước ta Chúng thường mọc hoang dại, tuy nhiên ở một số địa phương như ở Đà Lạt thì lạc tiên được trồng với mục đích làm thực phẩm hay sử dụng làm thuốc

134109, India; University Institute of Pharmaceutical Sciences, Panjab University, Chandigarh

160014, India), thành phần hóa học trong họ lạc tiên gồm có hợp chất alkaloid, hợp chất polyphenol, hợp chất glycoside (cyanogenic)

d.1 Hợp chất flavonoid

Hợp chất flavonoid của Passiflora incarnate L gồm có apigenin, luteolin, quercetin,

kaempferol (Gavasheli et al., 1974), 6-pd-allopyranosyl-8-xylopyranosyl p-apigenin (Grandolini

et al, 1997.); C-glycosyl flavonoid vitexin, isovitexin (Lutomski et al, 1981.), orientin, isoorientin, schaftoside, isoschaftoside, isovitexin-2-O-glucoside, 2-O-glucosyl-6-C glycosylapigenin, 6-pd-glucopyranosyl-8-pd-ribopyranosyl apigenin and swertisin (Chimichi et al., 1991; proliac and Raynaud, 1998; Rahman et al., 1997)

d.2 Alkaloid

P incarnata chứa indole alkaloid đơn giản dựa trên vòng β – carboline cụ thể là các chất

harman, harmol, harmine, harmalol và harmaline (Poethke et al, 1970) Các bộ phận sinh dưỡng của loài này màu xanh như lá cây trồng P incarnata chứa (0,07 – 0,12%) của harman và harmine, trong khi thành phần của các alkaloid trong cây được báo cáo là dưới 0,05% (Lohdefink và Kating, 1974; Lutomski và Nourcka, 1968; Rehwald et al, 1995.)

Passiflora edulis chứa các hợp chất phenol như 4-hydroxy-p-ionol, 4-oxo-p-ionol;

8-dihydro-p-ionol; 4-oxo-7,8-8-dihydro-p-ionol; oxo-a-ionol; đồng phân oxoretro-a-ionols; oxo-7,8-dihydro-ionol; 3-hydroxy-1,1,6 – trimethyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalenevomifoliol và dehydrovomifoliol (Winterhalter, 1990), terpene rượu linalool và terpeneol (Challier et at, 1990) terpene diols (E) và (Z) - 2,6-dimethyl-OCTA-2,7-diene-1,6-diol ; 2,6-dimethyl-OCTA-3,7-dien-2,6-diol; 2,6-dimethyl-1,8-octanediol; 2,6-dimethyl-OCTA-1,7-diene-3,6-diol; phát sinh ionol oxy ở vị trí thứ 3; và 2,5 dimethyl-4-hydroxy-3-(2H)-furanone (furaneol) đã được xác định (Chassagne et al 1999) Hai ionones mới I và II đã bị cô lập (23,24) (Naf et al, 1997)

d.4 Hợp chất Glycoside

Trong họ Passiflora có một loại glycoside triterpine cyclopropan và được đặt tên

passiflorine, cấu tạo hóa học có (22R), (24S)-22,28-epoxy-24-methyl-1a,3p,24,28-tetrahy –hydroxy-9, 19-cyclo-9p-lanostan-4-OIC acid pd-glucosyl este (Bombardelli et al, 1975)

Passiflora edulis có chứa nhiều glycoside trong đó bao gồm glycoside flavonoid, viz,

luteolin-6-C-chinovoside, luteolin-6-C-fucoside (Mareck et al 1991); cyclopean-tenoid cyanohydrin glycosides passicapsin và passibiflorin (Olafsdottir et al 1989); cyanogenic glycosides passicoriacin, epipassicoriacin và epitetraphyllin B (Saigler và Spencer, 1989); cyanogenic-p-rutinoside ((R) mandelonitrile-al-rhamnopyranosyl-pd-glucopyranoside) (Chassagne và Crouzet, 1998); amygdalin, prunasin, mandelonitrile rhamnopyranosyl-p-d-glucopyranoside, sambunigrin (Chassagne et al 1996); 6-Oalarabinopyranosyl-pd-linalool glucopyranosidesof, rượu và benzyl methyl 3-but-2-en-1-ol (Chassagne et al 1996); pd-glucopyranoside và 6-Oal-rhamnopyranosyl-pd-glucopyranoside của salicylate và pd-glucopyranoside của eugenol (Chassagne et al 1997)

d.5 Một số thành phần khác

Ngoài ra trong họ passiflora còn chứa các hợp chất khác như:

 Carotenoid: phytoene, phytofluene, α-caroten, neu-rosperene, β-caroten, lycopene, prolycopene, monoe-poxy-β-caroten, β-cryptoxanthin, β-citraurin, anther-axanthin, violaxanthin, neoxanthin (Mercadente et al 1998), α-caroten, α-cryptoxanthin, β-apo-carotenol (Goday và Rodriguez,1994)

 L-ascorbic acid (Wekesa et al.1996)

 Anthocyanin: cyanin-3-Op-glucopyranoside và cyanidin-3-Op-galactopyranoside (Chang

và Su, 1998), cyanidin -3-glucoside, cyanidin 3,6-malonyl glucoside, pelargonidin-3-glucoside (Kidoey et al., 1997)

𝛾-Lactone: 7-hexa, 7-deca và 7-dodecalacetone; 7-hepta, 7-octa và 7-nona lacton (Nitz et al., 1990), 4- alkylated-7-lactones (Benreuther et al., 1989)

Hương vị thành phần: ester (Yamaguchi et al.,1983), 3-methyl-thiohexan-1-ol, propyl-1, 3-enantiomers oxathione (Mosandl và Heusinger, 1983), edulans I và II Ưhitfield et al., 1974)

2-methyl-4-Thành phần dầu dễ bay hơi: hexyl caproate và butyrat, và caproate ethyl và butyrat ( 95%) (Dawes và Paul, 1961), limonene (Kuhlmann, 1984), 2-tridecanone (62.9%), (9Z)-octadecenoic

(16,6%), 2-pentadecanone (6.2%), acid hexadecanoic (3.2%), 2-tridecanol (2.1%), acid octadecanoic (2%) và oxyde caryophyllene (2%) (Arriaza et al, 1997)

Amino acid : proline, aspartic acid, glutamic acid, serine, alanine (Fang và Ling, 1984) Cacbonhydrat : fructose, glucose, sucrose, maltose, lactose (Fang và Chang, 1981) và pectin (Simpson et al, 1984)

Chất khoáng : Na, K, Mg, Ca, Zn, Al, Mn, Fe (Nogueira, 1998)

Enzyme tế bào chất pyruvate kinase (Guo và Li, 1993)

Cycloartane triterpene, acid cyclopassifloic A và D, và saponin của họ Cyclopassifloside

I-VI (Yoshikawa et al, 2000) Từ lá và cành của loài Pasiflora edulis, khi tinh chế bởi sắc kí lọc gel cho ra các acid cyclopassifloic E và G và saponin của họ cyclopassiflosides VII-XI

6-𝛽-d-glucopyranosyl-8-𝛽-d-ribopyranosyl apigenin và swertisin

(Chimichi et al., 1998; Congora et

al.,1986; Geiger và Markham, 1986; Li

Flavonoid

Flavonoid pachypodol, 7,4’-dimethoxyapigenin, ermanin, 4’,7-O-dimethyl-naringenin,

3,5-dihydroxy-4,7-dimethoxy flavanone

(Echeverri và Suarez, 1985; Echeverri

Cyanohyrin glycoside tetraphyllin A, tetraphyllin B, tetraphyllin B sulphate, deidaclin, volkenin (Andersen et al., 1998)

et al., 1991; Proliac và Raynaud, 1988;

Rahman et al., 1988)

Akaloid

Harman, harmol, harmine, harmalol và

harmaline (Poethke et al., 1970)

Các thành phần khác

𝛾-benzo-pyrone derivative maltol (Aoyagi et

al., 1974)

Carbohyrates như raffinose, sucrose, d-glucose

and d-fructose (Gavassheli et al., 1975)

Hexanol (1.4%), benzylalcohol (4.1%), linalool

(3.2%), phenylethyl alcohol (1.2%),

2-hydroxyl benzoic acid methyl ester (1.3%),

carvone (8.1%), trans-anethol (2.6%), eugenol

(1.8%), isoeugenol (1.6%), ionone (2.6%),

_-bergamotol (1.7%) và phytol (1.9%)

(Buchbauer và Jirovetz, 1992)

Các thành phần tạo nên mùi vị đặc trưng của

Passiflora incarnata gồm limonene, cumene,

𝛼-pinene, prezizaene, zizaene, and zizanene

(Buchbauer et al., 1992);

21 amino acids (Gavasheli et al., 1974),

Cyanogenic glycoside gynocardin (Spencer và

Bùi Chí Hiếu và cộng sự đã thử tác dụng dược lý của chế phẩm Passerynum gồm lạc tiên, Vông Sen, lá Sen, Thảo Quyết Minh, hạt tơ hồng, lá dâu, hạt keo giậu, sâm đại hành và kết luận

như sau: Passerynum với liều 0.2 g/20g chuột, có tác dụng làm giảm trạng thái hưng phấn thần kinh ở chuột nhắt trắng đã được dùng cafein, pha loãng với nồng độ 1:10, chế phẩm có tác dụng gây hạ huyết áp, tăng tần số và biên độ hô hấp của thỏ thí nghiệm, đồng thời làm giảm nhịp tim

và sức co bóp tim Chế phẩm có độc tính thấp, có thể dùng tới liều 75g/kg mà không gây chết súc vật Trên lâm sàng, Passerynum làm cho bệnh nhân ngủ dễ dàng, ngon giấc, không làm thay đổi huyết áp

Theo tài liệu Ấn Độ, quả Lạc Tiên chín có thể ăn được nhưng lúc còn xanh thì độc vì có chứa glycoside cyanogenic

Ở các nước Châu Âu, người ta dùng cây Passiflora coeruled và P.incarnata P.coerulca được coi là tác dụng an thần, chống co thắt P.incarnate đã được ghi trong từ điển Pháp cũng là thuốc an thần và chống co thắt H.Leclerc còn cho rằng P.incarnata có tác dụng hạ huyết áp,

giảm co bóp cơ trơn ruột

1.5.1.2.Trà xanh

a Phân loại thực vật

Cây trà nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau:

Ngành hạt kín Angiospermae Lớp song tử diệp Dicotyledonae

Bộ trà Theales

Họ trà Theaceae Chi trà Camellia (Thea) Loài Camellia (Thea) sinensis

Tên khoa học của cây trà được nhiều nhà khoa học công nhận là: Camellia sinensis (L) O.Kuntze và có tên đồng nghĩa là: Thea sinensis L [1, tr.2-3]

b Thành phần sinh hóa chủ yếu trong trà xanh [3, tr 5-10]

b.1 Nước

Nước là thành phần chủ yếu trong trà: nước có quan hệ đến quá trình biến đổi sinh hóa trong búp trà và đến sự hoạt động của các men, là chất quan trọng không thể thiếu được để duy trì sự sống của cây Hàm lượng nước trong trà thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái v.v Trong trà hàm lượng nước thường có từ 75 - 82%

b.2 Tanin

Tanin là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến phẩm chất trà Tanin là các polyphenol có vị chát, có tính thuộc da và bị kết tủa khỏi khối dung dịch bằng protein hoặc alkaloide

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của tanin trong búp trà Gruzia(Theo phân tích của

0.4 1.3 2.0 12.0 18.1 58.1 1.4 0.27 5.0

98,57%

b.3 Alkaloid

Trong trà có nhiều loại alkaloid nhưng nhiều nhất là cafein Hàm lượng cafein ở trong trà

có từ 3 - 5% thường nhiều hơn cafein ở trong lá cà phê từ 2 - 3 lần Nó không có khả năng phân

ly ion H+ tức là không có tính acid mà chỉ là một kiềm yếu Cafein chỉ hòa tan trong nước với tỷ

lệ 1/46, rất dễ hòa tan trong dung môi chlorofoc Cafein có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích cơ năng hoạt động của tim, có tác dụng lợi tiểu Cafein rất bền vững trong chế biến Nó có khả năng kết hợp với tanin để tạo thành hợp chất tanat cafein có hương vị dễ chịu Theo tài liệu của Roberto, hợp chất tanat cafein được tạo thành chủ yếu từ cafein, theaflavin, thearubigin, theaflavingalat Ngoài ra còn có sự tham gia của ECG và EGCG

b.4 Protein và các acid amin

Protein là hợp chất hữu cơ phức tạp chứa N, phân bố không đều ở các phần của búp trà và thay đổi tùy theo giống, thời vụ, điều kiện canh tác và các yếu tố khác Ngày nay người ta đã tìm thấy trong trà có khoảng 20 acid amin, các acid amin này kết hợp với đường và tanin tạo thành aldehide có mùi thơm của trà đen và làm cho trà xanh có dư vị tốt

Bảng 1.4 Một số amino acid tự do trong nước trà xanh (Nakabayashi, 1991; Bradfield

và Penny, 1948):

Amino acid Hàm lượng Trung bình %

Theanine Glutamic acid Arginine Aspartic acid Glutamine Serine Threonine Alanine Asparagine Lysine Phenylalanine Valine

194.0 – 2771.5 154.5 – 441.1 16.3 – 909.0 131.0 – 352.0 24.2 – 599.7 43.1 – 282.2 16.5 – 80.9 20.8 – 85.6 3.1 – 45.0 5.4 – 42.2 7.4 – 38.6 4.6 – 137.2

1201.9 277.2 265.0 226.6 206.1 83.9 30.4 29.9 23.1 21.2 20.8 19.8

45.9 12.7 9.2 10.8 7.5 3.8 1.4 1.4 1.2 1.0 1.1 1.0

b.5 Glucid và pectin

Trong lá trà chứa rất ít glucid hòa tan, trong khi đó các glucid không hòa tan lại chiếm tỷ lệ lớn Cellulose và hemicellulose cũng tăng lên theo tuổi của lá, vì vậy nguyên liệu càng già chất lượng càng kém Hàm lượng đường hòa tan ở trong trà tuy ít nhưng rất quan trọng đối với hương

vị trà Đường tác dụng với protein hoặc acid amin tạo nên các chất thơm Pectin thuộc về nhóm glucid và nó là hỗn hợp của các polysaccharid khác nhau và những chất tương tự chúng Ở trong trà, pectin thường ở dạng hòa tan trong nước, tan trong acid oxalic, tan trong amon oxalat Pectin tham gia vào việc tạo thành hương vị trà, làm cho trà có mùi táo chín trong quá trình làm héo Ở mức độ vừa phải, pectin làm cho trà dễ xoăn lại khi chế biến nhưng nó có ảnh hưởng xấu đến quá trình bảo quản trà thành phẩm vì pectin dễ hút ẩm

b.6 Vitamin

Các loại vitamin có trong trà rất nhiều Chính vì vậy giá trị dược liệu cũng như giá trị dinh dưỡng của trà rất cao Theo các tài liệu của Trung Quốc, hàm lượng một số vitamin trong trà tính theo mg/1.000g chất khô như sau: Vitamin A: 54.6; B1: 0.70; B2: 12.20; PP: 47.0; C: 27.0 v.v Đáng chú ý nhất là hàm lượng vitamin C ở trong trà, nhiều hơn trong cam chanh từ 3 đến 4 lần Quá trình chế biến trà đen làm cho vitamin C giảm đi nhiều vì nó bị ôxi hóa, còn trong trà xanh thì nó giảm đi không đáng kể

b.7 Enzyme

Men là nhân tố quan trọng của sự sống Men quyết định chiều hướng phát triển của mọi phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sinh vật và chúng là chất kích ứng tất cả các biến đổi hóa học

Trong búp trà non có hầu hết các loại men, nhưng chủ yếu gồm hai nhóm chính:

- Nhóm thủy phân: men amylase, glucoxidase, protease và một số men khác

- Nhóm oxy hóa khử: Chủ yếu là hai loại men: peroxidase và polyphenoloxidase

b.8 Tro

Các nguyên tố tro giữ vai trò quan trọng trong hoạt động của cơ thể sống, chúng là những nhân tố của sự thay đổi trạng thái các chất keo và ảnh hưởng trực tiếp đến sự trao đổi chất của tế bào Hàm lượng tro trong trà tươi từ 4-5% và trong trà khô từ 5-6% Trong trà, tro chia thành hai nhóm: hòa tan trong nước và không hòa tan trong nước Trà thành phẩm loại tốt, hàm lượng tro ít hơn so với loại trà xấu nhưng tỷ lệ chất tro hòa tan lại nhiều hơn

1.5.1.3.Nước

Bảng 1.5 Nước sinh hoạt - Tiêu chuẩn Việt Nam - TCVN 5502 : 2003

STT Tên chỉ tiêu Đơn

vị

Ngưỡng cho phép

STT Tên chỉ tiêu Đơn

vị

Ngưỡng cho phép

12 Hàm lượng chì mg/l 0.01 27 Hàm lượng thuốc trừ

sâu lân hữu cơ

Chú thích

1) NTU (Nephelometric Turbidity Unit): Đơn vị đo độ đục

2) MPN/100 ml (Most Probable Number per 100 liters): Mật độ khuẩn lạc trong 100 ml

3) pCi/l (picocuries per liter): Đơn vị đo độ phóng xạ Picocuri trên lit

4) pCi/l (picocuries per liter): đơn vị đo độ phóng xạ Picocuri trên lit

1.5.1.4 Đường saccharose

Saccharose có công thức phân tử là C12H22O11, là một disaccharide do hai monosaccharide

là D-glucose và D-fructose tạo thành Do hai nhóm OH glucozit của chúng đã tham gia liên kết nên saccharose không có tính khử, có độ quay cực bằng +66,5o Với sự có mặt của ion H+ hoặc một số enzyme đặc hiệu, dung dịch saccharose sẽ phân giải tạo thành hợp chất gồm một phân tử α-D-glucose và một phân tử β-D-fructose Saccharose là disaccharide phổ biến và quan trọng nhất

Chỉ tiêu chất lượng đường:

Acid citric là một acid hữu cơ yếu Nó là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được sử dụng

để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt

Danh pháp: Axít 2-hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic

Phân tử gam: 192.123 g/mol (khan), 210.14 g/mol (monohydrat)

Bên ngoài: chất rắn kết tinh màu trắng

Phần 2 Giải quyết vấn đề 2.1 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu và ứng dụng cây lạc tiên (Passiflora foetida L) vào công nghệ chế biến nước

giải khát

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp hóa lý

2.2.1.1 Xác định hàm lượng polyphenol tổng theo phương pháp Prussian Blue

Lấy 0.1ml dung dịch (chất chuẩn hoặc mẫu cần đo đã pha loãng đến nồng độ thích hợp) cho vào ống nghiệm, cho tiếp 3ml nước cất, lắc điều, tiếp theo cho tiếp 1ml K3Fe(CN)6 và 1ml FeCl3, lắc điều dung dịch Để yên dung dịch trong 15 phút, sau đó bổ sung chất ổn dịnh cho đủ 10ml, đo độ hấp thu A tại bước sóng 700nm

2.2.1.2 Xác định nồng độ chất khô hòa tan của dịch chiết bằng khúc xạ kế điện tử

2.2.1.3 Xác định pH: đo bằng máy đo pH cầm tay

2.2.1.4 Phương pháp xác định hiệu suất trích ly

Công thức xác định hiệu suất trích ly tại thời điểm t (g chất chiết/100g chất khô nguyên liệu):

100.)100.(

).(

w m

m A B H





Trong đó : H là hiệu suất trích ly tại thời điểm t (%)

B là hàm lượng chất khô tại thời điểm t (%)

A là lượng nước sử dụng trong quá trình trích ly (g)

m là khối lượng nguyên liệu sử dụng trong quá trình trích ly (g)

w là độ ẩm của nguyên liệu (%)

2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan

Đánh giá cảm quan sản phẩm bằng phương pháp cho điểm dựa theo TCVN 3215:79

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu

Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu

Tổng quan tài liệu - Cây lạc tiên: đặc điểm thực vật học, thành phần hóa

học, phân bố

- Nguyên liệu phụ: trà xanh, saccharose, acid citric, nước

Tình hình nghiên cứu về cây lạc tiên

Khảo sát tỉ lệ phối trộn nguyên

Viết báo cáo

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng

đến quá trình hiệu suất trích ly

và hàm lượng polyphenol tổng

của Lạc Tiên

Ảnh hưởng của tỉ lệ Ảnh hưởng của nhiệt độ Ảnh hưởng của thời gian

Sau khi lọc dung dịch trong suốt nhưng không thay đổi về thành phần hóa học và các thành phần khác, tuy nhiên có sự thay đổi trạng thái, màu sắc và chất lượng tăng do tách hết tạp chất

2.3.2.2.Quá trình trích ly

Trích ly là thực hiện quá trình chiết tách các chất hòa tan nằm trong nguyên liệu vào dung môi, quá trình hòa tan xảy ra đến khi đạt cân bằng nồng độ dịch trích ly ở bên ngoài và bên trong nguyên liệu, đây là quá trình truyền khối

Các biến đổi

- Vật lý: xảy ra sự khuếch tán của các thành phần hóa học từ lạc tin vào nước (polyphenol,

các hợp chất màu, hydratcarbon )

- Hóa lý: sự bay hơi của một số chất mẫn cảm nhiệt độ (chất mùi)

- Hóa học: ở nhiệt độ trên 80oC, caffeine kết hợp với polyphenol tạo váng Đó là các muối tanat caffeine, tan trong nước nóng và không tan trong nước lạnh Caffeine nói chung ít bị biến đổi hoặc mất mát Các đường khử phản ứng với các acid amin ảnh hưởng tới màu sắc dịch nước trà trích ly

- Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật có trong bán thành phẩm

- Cảm quan: màu đậm hơn (do phản ứng Maillard), mùi giảm (tổn thất cấu tử hương do bay

hơi)

2.3.3 Quá trình thực hiện

2.3.3.1 Giai đoạn 1

a Chế biến sản phẩm trà lạc tiên

a.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến sản phẩm trà lạc tiên nguyên chất

a.2 Thuyết minh quy trình

 Nguyên liệu

- Cây lạc tiên: Cây lạc tiên khô (độ ẩm 6-7%) được mua từ Đà Lạt và Bà Rịa-Vũng Tàu

- Nước: sử dụng nước thủy cục tại bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

- Đường saccharose: sử dụng đường saccharose tinh luyện được sản xuất tại công ty cổ phần đường Biên Hòa

- Tỉ lệ nguyên liệu/nước: tiến hành theo tỉ lệ thích hợp để vừa tiết kiệm chi phí vừa

có thiệu suất trích ly đạt yêu cầu

Ngoài ra còn một số yếu tố khác có thể kể đến: độ ẩm nguyên liệu trà, thao tác tiến hành

cũng ảnh hưởng nhất định đến hiệu suất trích ly

Tiến hành thực hiện

Cân một lượng nguyên liệu trà và lượng nước tương ứng để trích ly

Nấu nước đến nhiệt độ thích hợp khoảng 80-85oC cho trà nguyên liệu vào, khuấy đảo cho ngập đều trà nguyên liệu vào nước Sau khoảng 20-25 phút tiến hành lọc thu dịch

 Nấu syrup: sản xuất syrup từ đường saccharose

Mục đích: thu dịch đường để dễ phối trộn với các thành phần khác ở công đoạn phối trộn, sản

phẩm chất lượng đồng đều, tiết kiệm nguyên liệu đường…

Thông số nấu

Nhiệt độ để hòa đường vào nước: 60-65oC

Nhiệt độ nước đường khi sôi: 115± 2o

C Thời gian: nấu trong khoảng 20 phút bắt đầu từ lúc dung dịch đường sôi

Yêu cầu

Đường hòa tan hoàn toàn vào dung dịch

Dung dịch syrup sau khi nấu không có mùi do phản ứng caramen hóa gây ra, trong suốt

Tiến hành

Cân đường và nước theo tỉ lệ về khối lượng 650g đường:1000g nước Đun dung dịch đạt nhiệt độ 65oC thì cho đường vào, khuấy đều đến khi tan hoàn toàn vào nước Sau đó, dung dịch đường sẽ được đun sôi đến khi đạt độ brix 48o

Tiến hành lọc dung dịch trích ly và dịch syrup qua màng lọc, khăn lọc

Riêng đối với dịch trà có thể sử dụng thiết bị lọc chân không có trong phòng thí nghiệm Hóa Sinh của khoa CNHH & TP

Yếu tố ảnh hưởng

Kích thước của cặn, bã và trang thiết bị, dụng cụ lọc trà

Cần có thao tác, bố trí thích hợp để thu được dịch trà yêu cầu trong thời gian nhanh nhất

 Xử lý nước

Ta sử dụng nước đủ tiêu chuẩn sinh hoạt theo TCVN 5502:2003

 Phối chế

Khảo sát công thức phối chế

Phần này sẽ được tiến hành khảo sát trong các bước thí nghiệm

Thông số phối chế khảo sát: tỷ lệ giữa các loại nguyên liệu, pH, Brix

 Rót chai

Mục đích

Hoàn thiện, phân chia đều dịch trà thành phẩm vào các chai → tạo ra các đơn vị sản phẩm

Tiến hành

Sau khi phối chế tiến hành rót chai ngay và đem qua tiếp quá trình tiếp theo

Rót dịch trà vào chai sao cho phần dịch cách nắp chai một khoảng vừa đủ để thể tích có thể dãn nở

 Bài khí, ghép nắp

Mục đích

Chuân bị: bài khí nhằm loại bỏ hết khí trong chai trước khi đóng nắp, vì lượng khí này sẽ

gây ra hiện tượng tăng áp lực dẫn đến có thể bung nắp hoặc gây vỡ chai trong quá trình thanh trùng, vận chuyển

Bảo quản: bài khí sẽ hạn chế các phản ứng oxy hóa và sự phát triển của nhóm vi sinh vật

hiếu khí trong quá trình bảo quản thành phẩm, ghép nắp nhằm cách ly hoàn toàn sản phẩm với môi trường bên ngoài, tránh hiện tượng tái nhiễm vi sinh vật

Tiến hành

Quá trình bài khí trong thí nghiệm này chúng tôi sử dụng phương pháp nâng nhiệt

Yêu cầu: quá trình ghép nắp phải kín, bền, đảm bảo về kích thước

- Chú ý: đến độ kín của nắp ghép

2.3.3.2 Giai đoạn 2

Kết hợp với một số loại trà, sử dụng các loại hương, phụ gia tạo vị…

Sử dụng bổ sung dịch trích từ trà xanh để tăng hương vị: chát, giảm vị hăng của lạc tiên, bên cạnh bổ sung một số acid để điều vị, ức chế vi sinh vật gây hư hỏng: acid citric, nhằm mục đích cải thiện chất lượng sản phẩm phù hợp với nhiều đối tượng người tiêu dùng

a Sơ đồ quy trình công nghệ trà lạc tiên – trà xanh

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình chế biến trà lạc tiên – trà xanh

Phối chế Chiết chai Bài khí

Thanh trùng

Bảo ôn

Sản phẩm Đóng nắp