Nghiên cứu sản xuất trà dạng lá khô từ rau má centella asiatica

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐOÀN THỊ QUẾ CHI NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TRÀ DẠNG LÁ KHÔ TỪ RAU MÁ CENTELLA ASIATICA CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG MÃ SỐ NGÀNH: 60 54 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO Chữ ký: Cán chấm nhận xét 1: TS LÊ THỊ PHÚ Chữ ký: Cán chấm nhận xét 2: TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Chữ ký: Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS.TS Dương Thanh Liêm TS Nguyễn Hữu Phúc PGS.TS Phạm Thị Ánh Hồng TS Lê Thị Phú PGS.TS Đống Thị Anh Đào TS Lê Thị Hồng Nhan Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn Quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn Quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 20 tháng 01 năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐOÀN THỊ QUẾ CHI Phái: NỮ Ngày, tháng, năm sinh: 07/3/1982 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm đồ uống MSHV: 01108463 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TRÀ DẠNG LÁ KHÔ TỪ RAU MÁ CENTELLA ASIATICA II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Tìm hiểu thành phần hóa học ngun liệu rau má Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất trà dạng khô từ rau má Centella Asiatica Đánh giá chất lượng sản phẩm III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 12/2010 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS.ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Cơng nghệ Thực phẩm hết lịng giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua để em có tảng kiến thức ngày Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Đống Thị Anh Đào tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt trình nghiên cứu để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cám ơn q thầy phụ trách Phịng Thí nghiệm, đặc biệt cô Nguyễn Thị Nguyên tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian thực luận văn phịng thí nghiệm Con xin cảm ơn ba mẹ gia đình ln ln chỗ dựa vững chắc, động viên, khuyến khích tạo điều kiện cho học tập tốt Tôi xin chân thành cám ơn tất bạn lớp CH08TP động viên, giúp đỡ, đóng góp ý kiến chân thành bổ ích suốt thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô bạn mạnh khỏe, vui vẻ thành đạt sống Học viên Đồn Thị Quế Chi i TĨM TẮT LUẬN VĂN Ở nước ta, rau má trồng phổ biến thu hoạch quanh năm Rau má giàu khoáng chất, chứa chất có hoạt tính sinh học dùng làm dược liệu quý, có tác dụng hỗ trợ điều trị số bệnh Tuy nhiên, sản phẩm chế biến từ rau má quy mô công nghiệp thực phẩm bỏ ngỏ Do đó, việc nghiên cứu đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất trà dạng khơ từ rau má Centella Asiatica nhằm đa dạng hóa sản phẩm đưa rau má thành nguồn nguyên liệu cho cơng nghiệp Điều góp phần gia tăng giá trị sử dụng rau má gia tăng hiệu kinh tế ngành rau Việt Nam Chúng tiến hành khảo sát thông số kỹ thuật quy trình cơng nghệ sản xuất trà rau má dạng khô, kết sau:  Điều kiện bảo quản nguyên liệu rau má: nhiệt độ 5-60C, thời gian ngày  Lựa chọn trình chế biến nhiệt: phương pháp chần  Thông số trình chế biến nhiệt: chần 850C, thời gian 30s  Thơng số q trình sấy: nhiệt độ 750C, thời gian 3h30 phút Sản phẩm trà rau má dạng sấy khơ, dịn, có màu xanh đậm đặc trưng rau má, độ ẩm W= 6,53% Nước trà rau má có màu vàng nhạt, mùi thơm đặc trưng rau má, vị ngọt, nhẫn đắng, có chứa nguyên tố khoáng: K, Mg, Mn, Ca, P hoạt chất saponin Hàm lượng chất tan 33,49% ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Tóm tắt luận văn ii Mục lục iii Danh mục bảng vii Danh mục hình ix Danh mục đồ thị x Lời mở đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đại cương rau má 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Đặc điểm thực vật học 1.1.3 Phân loại 1.1.4 Phân bố 12 1.1.5 Điều kiện sinh trưởng 12 1.1.6 Cách trồng thu hoạch 12 1.1.7 Thành phần hóa học 13 1.1.8 Tác dụng dược lý 21 1.1.9 Công dụng 23 1.1.10 Những thuốc chữa bệnh có sử dụng rau má Việt Nam 24 1.1.11 Tình hình sử dụng 25 1.1.12 Ứng dụng 26 iii 1.2 Tác dụng số chất khoáng 28 1.2.1 Canxi 28 1.2.2 Magie 29 1.2.3 Mangan 30 1.2.4 Phospho 31 1.2.5 Kali 31 1.3 Chlorophyll 33 1.3.1 Cấu tao 33 1.3.2 Tính chất 33 1.3.3 Chlorophyllase 33 1.4 Cơ sở lý thuyết trình sấy 35 1.4.1 Bản chất 35 1.4.2 Phương pháp sấy 36 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng 37 1.4.4 Các biến đổi vật liệu 37 1.5 Sản xuất trà dược liệu 40 1.5.1 Trà khô 42 1.5.2 Bánh trà 42 1.5.3 Trà hòa tan 42 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Nguyên liệu 45 2.1.1 Rau má 45 2.1.2 Nước 45 2.1.3 Muối ăn 47 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất 48 2.2.1 Quy trình thí nghiệm sản xuất trà rau má dạng khô 48 iv 2.2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 49 2.3 Sơ đồ nghiên cứu 51 2.3.1 Sơ đồ 51 2.3.2 Thuyết minh sơ đồ 52 2.4 Phương pháp phân tích 53 2.4.1 Phương pháp hóa học 53 2.4.2 Phương pháp cảm quan đánh giá thị hiếu 58 2.4.3 Phương pháp tính tốn, thống kê 60 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 61 3.1 Khảo sát nguyên liệu rau má 62 3.1.1 Điều kiện bảo quản 62 3.1.2 Tỷ lệ thành phần 64 3.1.3 Thành phần hóa học 64 3.1.4 Định tính sơ hợp chất từ thiên nhiên rau má 68 3.2 Khảo sát thông số kỹ thuật 69 3.2.1 Lựa chọn trình chế biến sơ nhiệt 69 3.2.2 Khảo sát trình chế biến sơ nhiệt 74 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch NaCl đến màu sắc nguyên liệu sau chế biến sơ nhiệt 80 3.2.4 Khảo sát trình sấy 81 3.2.5 Đường cong sấy sản phẩm trà rau má 83 3.2.6 Tối ưu hóa q trình sấy với quy hoạch thực nghiệm 85 3.2.7 Màu sắc sản phẩm theo thời gian 88 3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm 89 3.3.1 Chỉ tiêu cảm quan 89 v 3.3.2 Thành phần hóa học 89 3.3.3 Chỉ tiêu vi sinh 90 3.4 Thành phần nước trà rau má 91 3.4.1 Thành phần khoáng hoạt chất sinh học 91 3.4.2 So sánh thành phần khống chất có nước trà rau má nước trà xanh 93 3.4.3 Đánh giá chất lượng cảm quan thị hiếu 94 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 4.1 Kết luận 100 4.2 Kiến nghị 101 Tài liệu tham khảo 104 Phụ lục 108 vi DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Phân loại rau má theo đặc điểm thực vật học Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng rau má 14 Bảng 1.3: Thành phần saponin theo điều kiện địa lý khác 20 Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng nước sinh hoạt sản xuất 46 Bảng 2.2: Kết phân tích hàm lượng khống chất nước dùng để pha trà 47 Bảng 2.3: Chỉ tiêu hóa lý muối 47 Bảng 3.1: Tỷ lệ thu hồi nguyên liệu nhiệt độ bảo quản khác 62 Bảng 3.2: Tỷ lệ phần nguyên liệu rau má 64 Bảng 3.3: Thành phần hóa học phận rau má 65 Bảng 3.4: Kết so sánh thành phần hóa học rau má với loại rau khác 66 Bảng 3.5: Kết định tính hợp chất từ thiên nhiên rau má 68 Bảng 3.6: Kết khảo sát chế độ hấp chần ứng với thời gian nhiệt độ khác nhau70 Bảng 3.7 : Kết khảo sát trình chế biến nhiệt theo phương pháp chần ứng với nhiệt độ khác 74 Bảng 3.8: Khảo sát trình chế biến nhiệt theo phương pháp chần ứng với thời gian khác 78 Bảng 3.9: Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến màu sắc nguyên liệu sau chế biến sơ nhiệt 80 Bảng 3.10: Kết khảo sát trình sấy 81 Bảng 3.11: Hàm ẩm theo thời gian sấy nhiệt độ 750C 83 Bảng 3.12: Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm hai yếu tố trình sấy 85 vii -114- Bã nguyên liệu sau chiết ether đem chiết nóng với cồn 900 (30ml x lần) bếp cách thủy, lọc Tập trung dịch lọc vào bình nón, chia làm phần: - Phần thứ nhất: pha loãng dung dịch cồn với thể tích nước cất, kiềm hịa dung dịch NH4OH đậm đặc, lọc: a Tủa phễu với ml CHCl3, hứng vào ống nghiệm Sau cho vào 1ml anhydrid acetic nhỏ từ từ vài giọt H2SO4 đậm đặc Nếu dung dịch có màu xanh có nhân STEROID b Dịch lọc acid hóa HCl, lọc Tủa phểu hòa với 3-4ml cồn 900 chia làm ống nghiệm: + Ống 1: cho vài giọt KOH, có màu đỏ có hợp chất ANTHRAGLYCOSID + Ống 2: cho vào bột Mg kim loại vài giọt HCl, có màu đỏ có hợp chất FLAVONOID - Phần thứ hai: Pha lỗng dịch cồn với thể tích nước cất chia làm phần: + Ống 1: Trung hòa natri acetat, sau thêm dung dịch FeCl3 2%, có màu xanh đen có TANIN + Ống 2: cho vào vài tinh thể Na2CO3, có sủi bọt có ACID HỮU CƠ - Phần thứ ba: dịch cồn bốc cách thủy chén sứ đến cạn Hòa cặn với 45ml H2SO4 2%, lọc Chia dịch lọc làm phần để thực phản ứng định tính alkaloid: + Ống 1: thuốc thử Mayer + Ống 2: thuốc thử Dragendorff + Ống 3: thuốc thử Bouchardat - Phần thứ tư: bốc dịch cồn chén sứ đến cạn, hòa cặn với ml nước cất đun nóng Lọc, cho thêm vào nước lọc 4-5 giọt thuốc thử Fehling A 4-5 giọt thuốc thử Fehling B, đun cách thủy, có tủa gạch có ĐƯỜNG KHỬ -115- - Phần thứ năm: dịch cồn pha lỗng với thể tích nước cất chia làm ống nghiệm: + Ống 1: acid hóa (màu đỏ) + Ống 2: kiềm hóa (màu lục) có ANTHOCYANOSID - Phần thứ sáu: chia dịch cồn thành phần, bốc cách thủy chén sứ + Chén 1: hòa với ml nước cất, lắc mạnh có bọt bền có SAPONIN + Chén 2: hòa vào chén 0,5 ml CHCl3 0,5 ml anhydric acetic, rót vào ống nghiệm nhỏ từ từ H2SO4 đậm đặc Có vịng tím có SAPONIN TRITERPEN Có vịng xanh lục có SAPONIN STEROID Xác định chất tan dịch acid Bã nguyên liệu sau chiết với cồn 900 chiết với H2SO4 2% (20mlx3 lần) Lọc, chia nước lọc làm phần: - Phần thứ nhất: lắc ống nghiệm, có bọt bền có SAPONIN - Phần thứ hai: kiềm hóa với NH4OH 10%, lắc với ether (5mlx3lần) Loại bỏ lớp nước, lớp ether lắc với H2SO4 2% Dịch acid chia làm phần để làm phản ứng tìm alkaloid (thuốc thử Mayer, Bouchardat, Dragendorff) - Phần thứ ba: cho tác dụng với thuốc thử Fehling, có tủa đỏ gạch có ĐƯỜNG KHỬ - Phần thứ tư: trung tính hóa với natri acetat, sau thêm vào vài giọt FeCl3 10%, có màu xanh có TANIN - Phần thứ năm: pha dịch với hai thể tích cồn 900, có tủa nhiều có hóa chất URONIC Phương pháp xác định saponin phương pháp tạo bọt Nguyên tắc: tính chất tạo bọt saponin tính chất đặc trưng saponin phân tử saponin lớn lúc đầu ưa nước đầu kỵ nước Người -116- ta dựa tượng gây bọt môi trường kiềm acid để sơ phân biệt saponin steroid triterpenoid Cách tiến hành: Lấy 1g bột nguyên liệu thực vật, thêm 5ml cồn, đun sôi cách thủy 15 phút Lấy ống nghiệm Þ 18 có nắp đậy cho vào ống thứ ml HCl 0,1N (pH=1), cho vào ống thứ hai ml dung dịch NaOH 0,1N (pH=13) Cho thêm vào ống 2-3 giọt dung dịch cồn chiết đậy nắp ống nghiệm, lắc mạnh ống 15 giây Để yên, cột bọt ống cao ngang bền sơ xác định mẫu thử có saponin triterpenoid Nếu ống kiềm có cột bọt cao sơ xác định saponin steroid Xác định điều kiện bảo quản nguyên liệu Lần lượt cân định lượng nguyên liệu ban đầu thành phẩm loại phần thải bỏ Xác định hàm ẩm Độ ẩm lượng nước tự có thực phẩm Về phương diện dinh dưỡng, độ ẩm cao, chất dinh dưỡng thấp Về phương diện xác định phẩm chất khả bảo quản, độ ẩm vượt mức tối đa, thực phẩm mau hỏng Ví dụ: Xác định độ ẩm thực phẩm phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi Cách tiến hành: Cân xác 1-3g ngun liệu cho vào chén nung có nắp sấy đến khối lượng không đổi Đưa chén vào tủ sấy, sấy mẫu 1050C Lấy chén để nguội bình hút ẩm cân Tiếp tục sấy 30 phút, để nguội bình hút ẩm cân Nguyên liệu sau cân lại đem sấy tiếp lại cân Lặp lại đến khối lượng không đổi Việc sấy khơ thực gia nhiệt tủ sấy, đèn hồng ngoại, vi sóng Các phương pháp sấy có tác dụng giảm thời gian sấy từ vài xuống vài phút, tránh hút ẩm trở lại mẫu đo thời gian thí nghiệm kéo dài -117- Hiện loại thiết bị xác định độ ẩm tự động máy sấy hồng ngoại dùng phổ biến phịng thí nghiệm Để xác định lượng ẩm liên kết nhiệt độ sấy phải lên đến 120-2000C Khi xác định độ ẩm thực phẩm cần ý tới trạng thái cấu trúc tính chất dễ bị biến đổi chúng Đối với mẫu thơ, rời xác định độ ẩm phương pháp sấy, chất lỏng người ta phải đặc làm bay nước trước sấy tránh sôi trào Trường hợp mẫu dễ bị biến đổi đường, hay mẫu giàu chất béo (fromage) phải giảm nhiệt độ sấy