Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng bổ sung polyphenol chè xanh 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ---------    --------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài : NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG BỔ SUNG POLYPHENOL CHÈ XANH Giáo viên hướng dẫn: Thạc sỹ Vũ Hồng Sơn Sinh viên thực hiện : Nguyễn Diệu Huyền Lớp : K13CNSH - 0602 Hà Nội – 5/2010 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Vũ Hồng Sơn đã cho tôi ý tưởng, tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi hoàn thành khoá luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ Môn Công Nghiệp Thực Phẩm và Công Nghệ Nhiệt Đới (Trường ĐHBK Hà Nội) đã nhiệt tình chỉ bảo giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học đã dạy dỗ, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình học tập và rèn luyện vừa qua. Tôi cũng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã giúp đỡ động viên trong suốt thời gian qua. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày…tháng 5 năm 2010. Sinh viên: Nguyễn Diệu Huyền MỤC LỤC Phần I Phần I 2 2 TỔNG QUAN TỔNG QUAN 2 2 A. SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ A. SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ 2 2 1. Tên gọi 1. Tên gọi 2 2 2. Đặc điểm hình thái [1] 2. Đặc điểm hình thái [1] . . 2 2 4. Phân loại các giống chè 4. Phân loại các giống chè . . 3 3 5. Thành phần hóa học của chè [2,3,28] 5. Thành phần hóa học của chè [2,3,28] 4 4 2. Xác định hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng quét gốc tự do 2. Xác định hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng quét gốc tự do DPPH DPPH . . 33 33 6. Phân tích cảm quan 6. Phân tích cảm quan 41 41 6.1. Phép thử so hàng 6.1. Phép thử so hàng 41 41 6.2. Phép thử thị hiếu 6.2. Phép thử thị hiếu 43 43 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT: EC : (-) – epicatechin ECG : (-) – epicatechin gallate EGC : (-) – epigallocatechin EGCG : (-) – epigallocatechin gallate GC : (+) – gallocatechin C : (+) – catechin GCG : (+) – gallocatechin gallate GTTB : Giá trị trung bình TB : Giá trị trung bình POL : Peroxy hoá lipit PP : Polyphenol PPII : Polyphenol chiết từ chè xanh vụn. Nguyễn Diệu Huyền Khoá luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Cây chè (Camellia sinensis) được phát hiện đầu tiên ở Trung Quốc cách đây khoảng gần 4000 năm. Trong khoảng thời gian đầu tiên chè được dùng như một dược liệu, theo thời gian chè trở thành một đồ uống phổ biến trên khắp thế giới. Nếu xét về giá trị của chè so với một loại đồ uống thông thường thì chè vượt trội cả về giá trị kinh tế và giá trị về y học trong đời sống con người. Uống chè không những là một nét văn hóa lâu đời mà nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh chè có tác dụng trong việc phòng ngừa và chữa trị nhiều loại bệnh khác nhau. Chính vì vậy việc đẩy mạnh sản xuất và sử dụng chè và các thành phần trích ly từ cây chè đang là một hướng đi triển vọng, mang lại nhiều lợi ích quý giá của cho con người. Đặc biệt trong chè có chứa nhiều hợp chất polyphenol là những chất chống oxy hóa tự nhiên. Do tính chất chống oxy hóa mạnh, polyphenol chè xanh được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong các ngành khoa học công nghệ như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm…Trong đó xu hướng sản xuất các sản phẩm thực phẩm có bổ sung polyphenol đang là một trong những vấn đề nóng được quân tâm hiện nay. Chính vì vậy, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ mang những giá trị quý báu của polyphenol tới đời sống, trong cuốn luận văn tốt nghiệp này em đã thực hiện đề tài: ‘Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng bổ sung polyphenol chè xanh’ nội dung đề tài nghiên cứu và khảo sát bao gồm: - Nghiên cứu, khảo sát chế phẩm polyphenol chiết từ chè xanh vụn. - Nghiên cứư sản xuất thạch trà xanh bổ sung chế phẩm polyphenol. - Nghiên cứu, khảo sát sản phẩm thạch trà xanh. K13 CNSH 0602 Viện Đại Học Mở Hà Nội 1 Nguyễn Diệu Huyền Khoá luận tốt nghiệp Phần I Phần I TỔNG QUAN TỔNG QUAN A. SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ 1. Tên gọi Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis Lind O.Kuntze, có nguồn gốc hay trung tâm phân tán ở vùng đông nam Trung Quốc - phía bắc Việt Nam. Ngoài ra cây chè theo các danh pháp cũ còn được gọi là Thea bohea và thea viridis. Hình 1: Lá chè Camellia sinensis Chè thuộc: Ngành: Bí tử (Angiospermae) Lớp: Song diệp tử (Dicotylednae) Bộ: Sơn trà (Theals) Họ: Trà (Theacea) Chi: Trà (Camenllia) Loài: Camenllia sinensis 2. Đặc điểm hình thái [1] Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm, và sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ôn đới. Căn cứ vào đặc tính sinh trưởng và hình thái của cây chè, người ta phân thành 3 loại cây khác nhau: cây bụi, cây trung bình và cây to. - Cây bụi: Loại này cây nhỏ, phân bố nhiều cành, gọn, các cành mọc từ cổ rễ, sau đó các cành phát triển theo tuổi lá. Loại này không có than nổi trên mặt K13 CNSH 0602 Viện Đại Học Mở Hà Nội 2 Nguyễn Diệu Huyền Khoá luận tốt nghiệp đất, cao từ 2-3m, chịu được lạnh, trồng chủ yếu ở: Nga, Trung Quốc, Nhật Bản. - Cây trung bình: thân cây nhỏ, phân cành ngay từ khi cây còn thấp, các cành mọc xiên với thân một góc nhất định, cành mọc phân tán và có thể cao tới 5- 6m; loại cây này sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới. - Cây to: thân cây to, lên cao mới bắt đầu phân cành, nếu để mọc tự nhiên có thể cao tới 17m 3. Đặc diểm sinh trưởng và phát triển Cây chè sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai sau đây: - Nhiệt độ bình quân năm: 15 o C – 25 o C. - Lượng mưa bình quân năm: 1500 – 2500 mm. - Độ ẩm tương đối của không khí : 80 – 85%. - - Đất có độ chua pH: 4,5 – 6; nhiều mùn và giàu chất dinh dưỡng N, P, K, nhất là N. Kết cấu đất tơi xốp, dốc thoải , vứa thoáng vừa giữ được nước. 4. Phân loại các giống chè Dựa theo đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh hóa, nguồn gốc phát sinh cây chè, Cohen Stuart (1919) đã chia Camellia sinensis (L) O.Kuntze thành 4 loại: chè Trung Quốc lá to, chè Trung Quốc lá nhỏ, chè Shan, chè Ấn Độ. a. Chè Trung Quốc lá to (Camellia Sinensis var.macrophylla). Đặc điểm: Thân gỗ nhỡ cao tới 5m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên. Lá to, dài 12 – 15 cm, rộng 5 – 7 cm, màu xanh nhạt, bóng. Năng suất phẩm chất tốt. Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc). b. Chè trung quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var.Bohea). Đặc điểm: cây bụi thấp phân cành nhiều. Lá nhỏ, màu xanh đậm, dài 3,5 – 6,5 cm. Năng suất thấp, phẩm chất bình thường. Khả K13 CNSH 0602 Viện Đại Học Mở Hà Nội Hình 2: Chè TQ lá to Hình 3: Chè TQ lá nhỏ 3 Nguyễn Diệu Huyền Khoá luận tốt nghiệp năng chịu rét ở nhiệt độ -12 0 C đến -15 0 C. Phân bố chủ yếu ở miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác. c. Chè Shan (Camellia Sinensis var.Shan). Đặc điểm: Thân gỗ, cao từ 6 đến 10m. Lá to và dài 15-18cm màu xanh nhạt. Tôm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết. Có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình cao, năng suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất. Nguyên sản ở Vân Nam (Trung Quốc), miền bắc của Miến Điện và Việt Nam. d. Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var.Assamica). Đặc điểm: Thân gỗ cao tới 17m phân thưa cành. Lá to, dài tới 20-30cm, mỏng mềm và xanh đậm, phiến lá gợn sóng, có 12-15 đôi gân lá, rất ít hoa, quả, chịu rét và chịu lạnh kém, cho năng suất búp cao và chất lượng tốt. Nguyên sản ở Ấn Độ, được trồng nhiều ở Ấn Độ, Miến Điện, Việt Nam. Các giống chè khác đều là biến chủng của 4 giống chè trên. 5. Thành phần hóa học của chè [2,3,28] 5.1 Nước Nước là thành phần chủ yếu trong búp chè. Trong búp chè (1 tôm + 3 lá) hàm lượng nước thường có từ 75-82%. Hàm lượng nước trong búp chè thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái… 5.2 Polyphenol [2,14] Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong chè. Các cấu tử chính chiếm đa số là các catechin (C, EC, EGCG, EGC, ECG, …). Ngoài ra trong thành phần polyphenol của chè còn có một số chất khác với tỉ lệ thấp như các flavonol (quercetin, kaempferon, rutin, …), các dẫn xuất glucoside, các leucoanthocyanin, theaflavin, thearubigin. K13 CNSH 0602 Viện Đại Học Mở Hà Nội Hình 4: Chè Shan Hình 5: Chè Ấn Độ 4 Nguyễn Diệu Huyền Khoá luận tốt nghiệp 5.3 Alkaloid [28] Trong chè có các alkaloid sau: cafein, theobromin, theophilin, adenin, guanin. Trong đó nhiều nhất là cafein, hàm lượng cafein ở trong chè cao từ 3- 5% tổng lượng chất khô trong chè tươi, thường nhiều hơn cafein trong lá cà phê từ 2-3 lần. 5.4 Protein và axit amin [2,15] Protein trong búp chè phân bố không đều, chiếm khoảng 15% tổng lượng chất khô của lá chè tươi. Các axit amin cơ bản trong lá chè bao gồm aspartic, arginine, alutamic, serine, glutamine, tyrosine, valine, phenylalanine, leucine, isoleucine và theanine … Trong đó theanine chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50-60% tổng hàm lượng axit amin tự do, theanine là axit amin đặc trưng của cây chè, theanine chỉ có thể được tìm thấy ở các cây họ chè và một số ít các loài nấm. 5.5 Gluxit và pectin [28] Trong lá chè chứa rất ít gluxit hòa tan, các gluxit không hòa tan chiếm tỉ lệ lớn. Pectin làm cho chè có mùi táo chín trong quá trình làm héo, làm chè dễ xoăn khi chế biến nhưng dễ hút ẩm nên làm ảnh hưởng xấu tới quá trình bảo quản chè. 5.6 Các sắc tố trong chè [3,28] Trong lá chè có các sắc tố chính đó là diếp lục tố (chlorophyll), tiếp đến là các sắc tố phụ carotenoid và xanthophyll. 5.7 Vitamin Các loại vitamin có trong chè rất nhiều. Hàm lượng một số vitamin trong chè tính theo mg/1000g chất khô như sau: Vitamin A: 54,6; B 1 : 0,70; B 2 : 12,20; PP: 47,0; C: 27,0 … Đặc biệt hàm lượng vitamin C ở trong chè tươi nhiều hơn cam chanh từ 3-4 lần. Quá trình chế biến chè đen làm cho vitamin C giảm đi nhiều vì nó bị oxy hóa, còn trong chè xanh thì nó giảm đi không đáng kể. K13 CNSH 0602 Viện Đại Học Mở Hà Nội 5 . B. Polyphenol chè xanh và ứng dụng của polyphenol chè xanh trong sản xuất thực phẩm chức năng I. Polyphenol chè xanh 1. Các hợp chất polyphenol trong chè. tài nghiên cứu và khảo sát bao gồm: - Nghiên cứu, khảo sát chế phẩm polyphenol chiết từ chè xanh vụn. - Nghiên cứư sản xuất thạch trà xanh bổ sung chế phẩm