Trà dược thảo là loại trà được sản xuất từ các loại thảo mộc, ngồi chức năng giải khát, trà dược thảo cịn cĩ thêm chức năng như cĩ thể phịng, chữa một số bệnh và bồi bổ cơ thể. Ở nước ta hiện nay, các loại trà dược thảo rất được ưa chuộng.
Chính vì thế mà các sản phẩm trà dược thảo rất đa dạng, được nhiều doanh nghiệp quan tâm đầu tư phát triển sản xuất. Cụ thể, các dạng trà dược thảo như:
1.5.1. Trà khổ qua
- Nguyên liệu: Từ 100% khổ qua nguyên chất.
- Cơng dụng: Bổ mật, nhuận gan, lợi tiểu, trợ tiêu hố, ngủ ngon, ngừa bệnh tiểu đường, sạn thận, mật, trừ giun sán…
1.5.2. Trà thanh nhiệt
- Nguyên liệu: Từ thảo dược tự nhiên như chè lá, artichoke, cam thảo, hoa
hoè, thảo quyết minh…
- Cơng dụng: Giải khát, giải nhiệt, bổ máu, giảm đau đầu, giảm huyết áp…
1.5.3. Trà Atiso
- Thành phần: Từ rễ, thân, cuống, cọng, hoa của cây Atiso, râu ngơ, cỏ ngọt…
- Cơng dụng : Mát gan, thơng mật, lợi tiểu, tăng bài tiết mật, hạ cholesterol và ure huyết, mịn da mặt…
1.4.4. Trà hà thủ ơ
- Thành phần: từ hà thủ ơ nguyên chất.
- Cơng dụng: bổ máu, tăng bài tiết thận, ngăn hiện tượng tĩc bạc sớm hay hĩi đầu, giảm căng thẳng thầnh kinh, giảm mất ngủ, ngừa thiếu hồng cầu, bệnh máu trắng…
1.5.5. Trà linh chi
- Thành phần: từ lingzhi, cây thuốc họ chùm bao dùng trong thảo dược học…
- Cơng dụng: tốt cho hoạt động tim mạch, giảm cholesterol, làm đẹp, tăng khả năng miễn dịch của cơ thể, tốt cho trí não, an thần, ngủ ngon…
1.5.6. Trà rong biển
- Cơng dụng: đây là loại trà thảo dược cĩ tác dụng làm mát cơ thể, loại trừ nhiệt dư thừa, giải nhiệt, giải cảm, trị bệnh biếu cổ…
1.5.7. Trà cỏ ngọt
- Thành phần: cỏ ngọt, chè xanh.
- Cơng dụng: lợi tiểu (thuốc kích niệu), hạ cholesterol, giảm huyết áp, đặc biệt tốt cho chứng béo phì và tiểu đường.
1.5.8. Trà sâm
- Thành phần: từ đằng sâm nguyên chất.
- Cơng dụng: bổ trung ích khí, bổ phổi và tì vị. Thích thợp để kích thích tiêu hố, giảm chứng biếng ăn, tứ chi mệt mỏi, tinh thần uể oải, miệng khơ lưỡi đắng, phổi yếu, ho khan..
1.5.9. Trà trái nhàu
- Thành phần: được chế biến từ trái nhàu và cỏ ngọt.
- Cơng dụng: dùng cho người bị sỏi thận, cao huyết áp, tiểu đường, ho cảm. Đặc trị đau lưng, thấp khớp nhuận tràng.
1.5.10. Trà tim sen
- Thành phần: tim sen, cam thảo, rễ chanh, hoa cúc, trà bạch mao.
- Cơng dụng: tim sen là loại thảo mộc thanh nhiệt, an thần, mát gan, sáng mắt. Dùng trà tim sen thường xuyên giúp dễ ngủ, da mịn màng, tinh thần sảng khối.
1.5.11. Trà gừng
- Thành phần: Được sản xuất từ củ gừng nguyên chất.
- Cơng dụng : Giải nhiệt, giải cảm, rất tốt cho sức khoẻ, giảm đau bụng, ho khan.
Ngồi ra, cịn các dạng trà được thảo được chiết xuất, tinh chế đĩng chai hay ở dạng bột cĩ thể kế đến các thương hiệu nổi tiếng như: Trà thảo mộc Dr. Thanh được sản xuất từ chín loại thảo mộc cung đình, giúp giải nhiệt và thanh lọc cơ thể;
Trà xanh khơng độ được sản xuất từ tinh chất trà xanh giúp cơ thể chống lão hĩa; Trà hịa tan Atiso cĩ tác dụng nhuận gan, mật, lợi tiểu.
Từ phần tổng quan trên cho thấy, Car thu nhận được từ rong sụn
Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty cĩ phổ sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực sản xuất và đời sống. Tuy nhiên, riêng đối với nước ta, rong sụn cũng như Car cịn là đối tượng mới, chưa được nghiên cứu và sử dụng nhiều. Mấy năm gần đây, một số nhà khoa học tại một số cơ quan nghiên cứu và đào tạo đã quan tâm nghiên cứu chế biến rong sụn và ứng dụng Car vào sản xuất sản phẩm mới. Tuy nhiên các nghiên cứu ứng dụng Car cịn chưa đáp ứng được yêu cầu địi hỏi của thực tiễn, rong nguyên liệu vẫn chủ yếu được xuất khẩu qua thương lái dưới dạng nguyên liệu khơ nên rất dễ bị ép giá, bị động trơng chờ vào thị trường nước ngồi. Do vậy, cần đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng Car trong các ngành cơng nghiệp như thực phẩm, y dược, chế biến các thực phẩm chức năng từ Car. Theo các kết quả điều tra về thị trường mới được cơng bố gần đây cho thấy, nhu cầu của xã hội về các sản phẩm trà uống liền rất cao. Các sản phẩm dạng này được rất nhiều người dân ưa chuộng, nhất là các sản phẩm trà ngồi chức năng là thức uống cịn cĩ thêm khả năng phịng chống bệnh tật. Các nhà khoa học trên thế giới cũng đã dự báo rằng: Thức ăn của con người trong thế kỷ XXI sẽ là các thực phẩm chức năng. Đối với nước ta, đây là lĩnh vực cĩ nhiều triển vọng. Do vậy, hướng nghiên cứu ứng dụng “Sản xuất trà uống hịa tan” của đề tài là một hướng đi đúng đắn, đáp ứng được yêu cầu bức thiết của thực tế.
Chương 2 - NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu
2.1.1. Car
Car bán tinh chế được sản xuất từ Phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơng nghệ chế biến-Trường Đại học Nha Trang.
Hình 2.1. Car thu nhận từ rong sụn
Kappaphycus alvarrezii (Doty) Doty
2.1.2. Enzyme amylase
Từ phần tổng quan về Car và enzyme amylase rút ra nhận xét, để thủy phân Car tạo ra Dexcar cĩ khối lượng phân tử 51.000÷54.000 Da thì loại enzyme
amylase thích hợp là α-amylase. Cụ thể, sau khi tham khảo tài liệu [2,3], chọn các enzyme amylase sau: Ce, Fu, Te, Dia để xác định mức độ thủy phân Car.
Te
Alpha-amylase Novo gọi là Termamyl. Te là chế phẩm dạng lỏng, cĩ tỷ
trọng là 1,2g/ml, chịu được nhiệt độ cao và được sản xuất bởi chủng Baccillus
licheniformis. Te là một endo-amylase, cĩ tác dụng thủy phân mối nối 1-4 alpha
glucoside thành amylose và amylopectin. Với cơ chất tinh bột dưới tác dụng của Te
sẽ nhanh chĩng tạo thành dextrin và oligosaccharide tan trong nước. Nhiệt độ bảo quản tốt nhất là 0÷10oC.
Nhiệt độopt= 40÷1050C; pHopt=5,0÷7,0.
Fu
Alpha-amylase của hãng Novo được gọi là Fungamyl thu được từ nấm mốc
danh pháp là 1-4 alpha-D-glucan glucanohydrase. Enzyme này thủy phân cầu nối 1- 4 alpha glucoside của amylose và amylopectin tạo thành lượng lớn đường maltose.
Nhiệt độopt= 40÷700C; pHopt=4,0÷7,0.
Ce
Endo-Glucanase Novo gọi là Cereflo, được sản xuất từ Bacillus subtitils bằng sự lên men chìm. Ce là chế phẩm dạng lỏng, cĩ tỷ trọng là 1,2 g/ml. Enzyme này làm nhiệm vụ phân giải β-glucan (các cầu nối 1-4 β-glucoside) trong mạch nha và lúa mỳ tạo thành oligosaccharide cĩ 3-5 đơn vị glucose. Ngồi hoạt tính β- glucanase, Ce cịn chứa hoạt tính α-amylase giống như chế phẩm amylase từ
Bacillus subtitils.
Nhiệt độopt= 40÷700C; pHopt=5,0÷7,0.
Dia
Dia gồm 2 enzyme: α-amylase và β-amylase.
α-amylase: phân cắt tinh bột thành glucose và dextrin. α-amylase được hoạt hố trong giai đoạn ươm mầm. Nhiệt độopt=700C; pHopt=5,0.
β-amylase: phân cắt tinh bột thành maltose và dextrin. Nhiệt độopt=630C; pHopt=4,36.
Ce, Fu, Te do hãng NovoNordisk Đan Mạch sản xuất, được phân phối bởi Cơng ty TNHH Nam Giang-133/11 Hồ Văn Huê, Q. Phú Nhuận, TP. HCM.
2.1.3. Hĩa chất
- Maltodextrin: Là sản phẩm của Nhật, dạng bột mịn, màu trắng, khơng mùi, tan hồn tồn trong nước, độ ẩm 6÷7% và chỉ số DE là 17÷20.
- Đường saccharose: Do cơng ty Đường Biên Hồ sản xuất, cĩ hàm lượng đường saccharose ≥99,8%; độ ẩm ≤0,05%.
- Tinh bột, acid sunfosalisilic, I2, KI, NaCl, CH3COOH, CH3COONa,
KH2PO4, Na2HPO4, HCl, NaOH, cồn 900 và một số hĩa chất khác. Các hĩa chất đều đảm bảo độ tinh sạch sử dụng trong phân tích.
2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Các phương pháp hố học 2.2.1. Các phương pháp hố học
+ Xác định hàm ẩm bằng cân xác định độ ẩm MB45 của hãng OHAUS, Thụy Sỹ.
+ Xác định hàm lượng Hg, Cd, Pb, As theo phương pháp phổ hấp thu nguyên tử (AAS) [7].
+ Xác định độ tan Car (phần 2.3 phụ lục 2). + Xác định độ nhớt (phần 2.4 phụ lục 2). + Xác định chỉ tiêu vi sinh vật theo TCVN.
2.2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan
Đánh giá chất lượng sản phẩm thu được bằng phép thử cho điểm thị hiếu (phụ lục 3).
2.2.3. Xác định hoạt độ amylase theo phương pháp Heinkel (phần 2.1 phụ lục 2).2.2.4. Xác định khối lượng phân tử trung bình của Car bằng phương pháp đo 2.2.4. Xác định khối lượng phân tử trung bình của Car bằng phương pháp đo độ nhớt (phần 2.2 phụ lục 2).
2.2.5. Phương pháp xác lập cấu trúc của Dexcar [52, 53]
Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR (1H và 12C) là phương pháp cho phép xác định cấu trúc phân tử. Do đĩ, chúng tơi sử dụng phương pháp nghiên cứu này để xác lập cấu trúc của Dexcar thu được từ quá trình thủy phân Car của rong sụn. Phổ NMR được ghi trên máy Bruker Aventure 500 tại Viện Hĩa học-Viện KH&CN Việt Nam.
Chuẩn bị mẫu Car: hịa tan 20-30 mg mẫu trong D2O và 1-5% DMSO đến nồng độ 2-3%, ở 800C.
2.2.6. Phương pháp bố trí thí nghiệm- Sơ đồ bố trí thí nghiệm của đề tài: - Sơ đồ bố trí thí nghiệm của đề tài:
Enzyme: Ce, Te, Fu, Dia
Car
Xác định khối lượng phân tử
Thủy phân
Xác định hoạt độ bằng pp Heinkel
Thủy phân Car
enzyme amylaseopt
[enzyme amylaseopt], nhiệt độ, pH, [Car], thời gian
Chọn chế độ thủy phân cĩ
mức độ thủy phân cần thiết Đo độ nhớt
Xác định khối lượng phân tử
- [enzyme amylaseopt]opt - Nhiệt độopt
- pHopt Khẳng định chế độ
thủy phân thích hợp
Đánh giá sản phẩm thủy phân
Sấy phun Phối chế - [Car]opt - Thời gianopt - Xác định độ tan - Xác định cấu trúc ( 12C, 1H) - Xác định ATTP: độ sạch, kim loại nặng, vi sinh Xác định nồng độ dung dịch sấy; chất trợ sấy; tỷ lệ chất trợ sấy; nhiệt độ; tốc độ bơm; áp suất nén
Phụ gia: hương cam, màu cam, vitamin C, đường saccharose
Bao gĩi
2.2.6.1. Thăm dị loại enzyme amylase thích hợp cho q trình thủy phân Car từ rong sụn
Để chọn enzyme amylase thích hợp cho q trình thủy phân Car từ rong sụn, tiến hành bố trí thí nghiệm như sau:
Car 0,5%
Thủy phân
[enzyme]=0,2% pH: 6,0
Nhiệt độ: 40oC Thời gian: 2 giờ
Ter Fu Ce Dia
Đo độ nhớt
enzyme amylaseopt
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car bằng các enzyme amylase khác nhau trong điều kiện cố định các thơng số: nhiệt độ, pH, tỷ lệ enzyme và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ lựa chọn enzyme thủy phân Car thích hợp.
2.2.6.2. Nghiên cứu tìm thơng số thích hợp cho q trình thủy phân Car từ rong sụn
Mục đích: thủy phân Car từ rong sụn và ứng dụng vào sản xuất trà hịa tan. Cụ thể: đưa Car về dạng Dexcar cĩ khả năng hịa tan tốt, cĩ hoạt tính sinh học cao ứng dụng sản xuất trà uống hịa tan. Để cĩ hoạt tính lớn nhất, Car phải cĩ khối lượng phân tử là 51.000-54.000 Da (trung bình 52.500 Da) theo Phạm Hồng Hải,
Để xác định được các thơng số thích hợp cho q trình thủy phân Car bằng enzyme amylase phải tiến hành rất nhiều thí nghiệm. Việc xác định khối lượng phân tử trung bình của Car sau mỗi lần thí nghiệm sẽ rất phức tạp và khĩ khăn. Tuy nhiên, khối lượng phân tử trung bình của Car và độ nhớt của nĩ cĩ mối quan hệ với nhau theo phương trình: [16]
η =K.M α (Phương trình Mark-Houwik-Sakurada)
Trong đĩ:
η: là độ nhớt
M: khối lượng phân tử trung bình K, α: hệ số thực nghiệm
Vì vậy, để cho đơn giản thay vì chọn khối lượng phân tử trung bình của Car làm chỉ tiêu để đánh giá chế độ thủy phân, chúng tơi chọn độ nhớt của dung dịch Car. Do độ nhớt gắn với khối lượng phân tử, do đĩ mức độ thủy phân dung dịch Car được xác định theo cơng thức:
(Độ nhớt mẫu trắng - Độ nhớt mẫu thí nghiệm) × 100
Mức độ thủy phân Car =
(%)
Độ nhớt mẫu trắng
Sau khi đã xác định được thơng số cho mức độ thủy phân Car cần thiết được xác định theo cơng thức (2.2.6.2):
(Khối lượng phân tử Car nguyên liệu–52.500) × 100
Mức độ thủy phân Car cần thiết =
(%)
Khối lượng phân tử Car nguyên liệu
Lúc này mới đi xác định khối lượng phân tử trung bình của Dexcar bằng phương pháp đo độ nhớt-phần 2.2 phụ lục 2.
Dung dịch Car sau khi thủy phân
Lọc
Kết tủa bằng cồn 700
Cơ quay chân khơng (470C)
Sấy khơ ở 600 (W=12%)
Chế phẩm Dexcar
Xác định khối lượng phân tử trung bình
- Xác định nồng độ enzyme thủy phân thích hợp
Để chọn nồng độ enzyme thích hợp cho q trình thủy phân Car, tiến hành bố trí thí nghiệm như sau:
Car 0,5%
Thủy phân
pH= 6,0; τ=2h; nhiệt độ=400C
[enzyme amylaseopt]
0,1; 0,2 ; 0,3; 0,4%
Đo độ nhớt và chọn [enzyme amylase opt]opt
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, sẽ tiến hành thủy phân Car ở các nồng độ khác nhau của enzyme amylaseopt đã chọn ở trên, trong điều kiện cố định các thơng số: t0, pH, và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định nồng độ enzyme amylaseopt thích hợp.
- Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp
Để chọn được nhiệt độ thủy phân thích hợp cho q trình thủy phân Car, tiến hành bố trí thí nghiệm như sau:
Car 0,5%
Thủy phân
pH= 6,0; τ =2h; [enzyme amylaseopt]opt
Nhiệt độ
30; 40; 50; 60; 70; 80; 900C
Đo độ nhớt và chọn nhiệt độopt
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các nhiệt độ khác nhau trong điều kiện cố định các thơng số: pH, [enzyme amylaseopt]opt và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp.
- Xác định pH thủy phân thích hợp
Để chọn được pH thích hợp cho q trình thủy phân Car, tiến hành bố trí thí nghiệm như sau: Car 0,5%
Thủy phân
τ =2h; [enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt
pH
5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các pH khác nhau trong điều kiện cố định các thơng số: [enzyme amylase opt]opt, Nhiệt độopt và thời
gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định pH thủy phân thích hợp.
- Xác định nồng độ Car thủy phân thích hợp
Car
Thủy phân
τ =2h; [enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt; pHopt
Nồng độ Car
0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5%
Đo độ nhớt và chọn [Car]opt
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các nồng độ khác nhau trong điều kiện cố định các thơng số: [enzyme amylase opt]opt, nhiệt độopt, pHopt và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định nồng độ Car thủy phân thích hợp.
- Xác định thời gian thủy phân thích hợp
Để xác định thời gian thủy phân Car thích hợp, bố trí thí nghiệm như sau: Car
Thủy phân
[enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt; pHopt; [Car]opt
Thời gian
1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 (giờ)
Đo độ nhớt và xác định τ opt
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các thời gian khác
nhau trong điều kiện cố định các thơng số: [enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt; pHopt; [Car]opt. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định
thời gian thủy phân thích hợp để đi xác định khối lượng phân tử trung bình của Dexcar.
2.2.6.3. Bước đầu ứng dụng bột Car thủy phân để sản xuất trà uống hịa tan
Sau khi tham khảo các sản phẩm trà hịa tan và các sản phẩm đồ uống đã cĩ trên thị trường, chúng tơi dự kiến sản phẩm trà hịa tan Dexcar của đề tài cĩ đặc điểm chính sau:
Xác định một số thơng số cho cơng đoạn sấy phun
Đầu tiên dung dịch Dexcar được mang đi cơ đặc từ nồng độ 0,75 % đến nồng
độ thích hợp, sau đĩ đi xác định các thơng số thích hợp cho q trình sấy phun.