3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ QUẾ Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Quế là một sản phẩm của tự nhiên mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu.
Theo Abdulrahman S. Alanazi1, M. U. Khan (2015) tại Tạp chí thế giới về dược và khoa học dược, đã tiến hành nghiên cứu sử dụng quế cho bệnh tiểu đường type 2 bằng phương pháp phân tích meta. Nghiên cứu tiến hành phân tích meta của 638 bệnh nhân, liều quế 120mg/ngày đến 6g/ngày, sử dụng trong 4 đến 18 tuần [19].
Kết quả kiểm tra trong 638 bệnh nhân, có 638 bệnh nhân giảm mức lượng đường trong máu khi đói, 567 bệnh nhân giảm cholesterol toàn phần, 521 bệnh nhân giảm nồng độ LDL, 544 bệnh nhân giảm triglycerides và 461 người tăng nồng độ HDL. Nghiên cứu cũng xác định thành phần cinamaldehyde tìm thấy trong quế ảnh hưởng đến lượng đường trong máu vì cimamaldehyde tác động lên phân tử và thụ thể của insulin, thúc đẩy sự phóng thích insulin, tăng cường độ nhạy cảm của insulin. Nghiên cứu xác định sử dụng quế có hiệu quả trong giảm nồng độ glucose trong máu, cholesterol toàn phần, LDL-C, mức triglyceride và tăng mức độ HDL-C đối với bệnh nhân tiểu đường type 2 [19].
Viện Liên bang đánh giá rủi ro (BfR) (2006) đánh giá những nguy cơ về sức khỏe khi sử dụng quế hàng ngày. Nghiên cứu xác định độ an toàn liều lượng quế dùng hàng ngày trên góc độ bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng đối với các viên nang quế được bán dưới dạng thực phẩm chức năng hay thực phẩm ăn kiêng để giảm lượng đường trong máu đối với các bệnh nhân tiểu đường type 2 [20].
Theo nghiên cứu của El-Baroty G.S., El-Baky H. H., Farag R.S. and M. A. Saleh (2010), tinh dầu trong vỏ quế được xác định chứa các thành phần hoạt tính kháng khuẩn mạnh, nghiên cứu đánh giá cao việc sử dụng quế như là chất chống lại vi khuẩn và nấm mốc hư hỏng, các thành phần hoạt tính sinh học có thể được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm tự nhiên, ngăn ngừa sự oxy hóa lipid có thể gây hư hỏng thực phẩm ở nồng độ 20-100 (μg/ml) [21].
Nghiên cứu của Gupta C., Kumari A., Garg A.P., Catanzaro R., Marotta F (2011) so sánh dầu quế và dầu đinh hương trong hiệu quả kháng khuẩn các vi sinh vật gây sâu răng. Nghiên cứu tìm thấy nhiều hiệu quả của dầu quế hơn dầu đinh hương, biểu hiện phổ rộng hơn các hoạt động kháng khuẩn ức chế tất cả 10 loài vi khuẩn thử
nghiệm liên quan đến sâu răng. Dầu quế tạo ra vùng ứng chế tối đa so với vi khuẩn gây bệnh của mảng bám răng như Streptococcus mutans & Pseudomonas sp [22].
Nghiên cứu của Khan R.,Sharma M., Kumar L., Husain S.A., Sharm A (2006), nghiên cứu hoạt tính chống tăng sinh tế bào ung thư, chiết xuất quế có hiệu quả chống ung thư bao gồm ức chế Angiogenesis, viêm và kích thích apoptosis trong tế bào bệnh u ác tính, có tiềm năng hạn chế sự phát triển của các tế bào tủy xương [24].
Nghiên cứu của Mang B., Wolters M., Schmitt B., Kelb K., Lichtinghagen R., Stichtenoth D.O., Hahn A (2006) ảnh hưởng của chiết xuất quế các tác động đến glycated Hemoglobin A1c (HbA1c), glucose huyết tương lúc đói, cholesterol toàn phần, lipoprotein mật độ thấp, lipoprotein mật độ cao và nồng độ triacylglycerol ở bệnh nhân tiểu đường type 2. Nghiên cứu được tiến hành với 79 bệnh nhân chẩn đoán đái tháo đường type 2, phân ngẫu nhiên bệnh nhân dùng chiết xuất quế hoặc viên nang giả dược 3 lần một ngày, dùng trong 4 tháng. Chiết xuất quế nước tương ứng 3 g bột quế mỗi ngày. Kết quả có sự khác biệt trung bình tuyệt đối và tỷ lệ phần trăm giữa mức glucose huyết tương lúc đói của nhóm quế (10,3%) và nhóm giả dược (3,4%). Không có sự khác biệt về HbA1c (Hemoglobin A1c), cấu hình lipid trước và sau khi can thiệp, quan sát không có tác dụng phụ [25].
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Các nghiên cứu khoa học về quế ở Việt Nam hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu sâu về tính chất, tác dụng dược lý, công dụng của các thành phần dược liệu quý ở trong tinh dầu quế. Chủ yếu tập trung nghiên cứu về chiết xuất tinh dầu, khai thác, trồng và nhân giống các loại quế, đẩy mạnh về xuất khẩu quế. Cụ thể:
Nghiên cứu của Vũ Hoàng Ý (2011) nghiên cứu ảnh hưởng của sóng siêu âm trong chiết tách tinh dầu quế Trà My – Quảng Nam, cấu tử chính trong tinh dầu chiết tách từ cành và vỏ lấy từ cây quế Trà My- Quảng Nam là aldehyde cinamic, hàm lượng của cấu tử này trong tinh dầu chiết tách từ cành quế (89,24%), thấp hơn so với vỏ quế (93,36%). Kết hợp phương pháp chưng cất lôi cuốn với hơi nước và sóng siêu âm, xác định trong tinh dầu chiết từ vỏ khi không có siêu âm đạt 93,36% và khi có siêu âm đạt 92,95%; từ cành khi không có siêu âm đạt 89,24% và khi có siêu âm đạt 92,88% [17].
Nghiên cứu của Nguyễn Huy Sơn (2009), nghiên cứu chọn và nhân giống quế có năng suất tinh dầu cao đã chọn được 79 cây trội trong đó Văn Yên – Yên Bái 23 cây, Trà Mi – Quảng Nam 31 cây, Trà Bồng – Quảng Ngãi có 25 cây. Hàm lượng tinh dầu trong vỏ của các cây trội đều cao hơn và đạt từ 2,5-5,15%, hàm lượng aldehyde cinamic đạt từ 89,90-98,10% [16].
Nghiên cứu của Lương Thế Dự (2011), nghiên cứu hiện trạng và khả năng phát triển một số giống quế trồng được trong điều kiện sinh thái tại huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi đã xác định diện tích trồng quế tại huyện Trà Bồng 1060 ha, giống quế di thực có năng suất cao giống quế bản địa, nhưng phẩm chất (độ dày vỏ và hàm lượng tinh dầu trong vỏ) thấp hơn so với giống bản địa [4].
1.6. NHẬN XÉT CHUNG
Từ những tài liệu và các công trình trong nước và trên thế giới liên quan đến tính chất, chức năng của quế, chúng tôi nhận thấy:
- Quế là loại cây đang được chính phủ nước ta ưu tiên phát triển và nhân rộng, giá quế ngày càng ổn định và có chỗ đứng trên thị trường. Diện tích và sản lượng quế ngày càng tăng với nhiều giống quế tốt được chọn lọc và nhân giống. Tuy nhiên, do chưa áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật nên quế còn mắc nhiều bệnh ảnh hưởng đến chất lượng của quế.
- Trên thế giới, các công trình nghiên cứu tập trung vào tính chất, ứng dụng của quế, thành phần cinnamal dehyde và các thành phần dược liệu quý trong tinh dầu quế có chức năng điều trị và hỗ trợ điều trị các bệnh nhân tiểu đường, ung thư, cao huyết áp, tim mạch, tiêu hóa, sâu răng …
- Trong nước hiện nay, chưa có công bố nào liên quan đến xác định các thông số của quy trình sản xuất thực phẩm chức năng viên quế mật ong.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ, phương pháp sấy đến chất lượng của sấy vỏ quế và sấy viên quế mật ong chưa được nghiên cứu ở Việt Nam.
Với tổng quan tình hình nghiên cứu nêu trên, nội dung đề tài này tập trung vào xác định các thông số phù hợp cho quy trình sản xuất viên quế mật ong từ nguyên liệu vỏ quế tươi.
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu là vỏ quế tươi được thu mua tại huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi. Vỏ quế được lựa chọn làm nghiên cứu là: vỏ phải tươi, không bị sâu bệnh, dập nát hay bị hư hỏng.
Vỏ quế sau khi thu mua được chuyển về phòng thí nghiệm khoa Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông Lâm Huế để tiến hành thí nghiệm. Nguyên liệu vỏ quế tươi sau thu hoạch được mô tả ở hình 2.1.
Hình 2.1.Vỏ quế tươi sau thu hoạch 2.1.1.2. Hóa chất
- Dung dịch HCl 5%, HCl đậm đặc, H2SO4 0.1N, H2SO4 đậm đặc, HNO3 30%, NaOH 0,1N.
- Phenolphtalein, iod 0,01 N, hồ tinh bột, kalinatritartrate, chì axetate, Na2SO4, tasiro.
2.1.1.3. Thiết bị, dụng cụ
-Cân phân tích, bếp điện từ, lò nung, hệ thống Kjeldahl;
- Máy sấy đối lưu, máy sấy chân không, máy sấy bơm nhiệt, máy bao gói chân không, thiết bị cô quay chân không, thiết bị sắc kí khí ghép khối phổ;
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Phòng thí nghiệm khoa Cơ khí - Công nghệ -Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế và Trung tâm Kiểm nghiệm thuốc, mỹ phẩm, thực phẩm Thừa Thiên Huế.
- Nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm.
- Thời gian của việc nghiên cứu và thu thập số liệu: 10/2016 - 05/2017.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.2.1. Nghiên cứu xác định một số thành phần hóa học cơ bản nguyên liệu và các yếu tố ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng
* Nghiên cứu xác định một số thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu Các chỉ tiêu cần nghiên cứu:
- Hàm lượng nước
- Hàm lượng đường tổng số - Hàm lượng protein
- Hàm lượng vitamin C - Hàm lượng tro
- Hàm lượng tinh dầu
* Nghiên cứu ảnh hưởng của ba phương pháp sấy: sấy chân không, bơm nhiệt, đối lưu đến chất lượng vỏ quế khô
Các chỉ tiêu cần nghiên cứu: - Độ ẩm
- Chỉ tiêu chất lượng - Chỉ tiêu cảm quan
* Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy (400C, 500C, 600C) đến chất lượng vỏ quế sấy khô
Các chỉ tiêu cần nghiên cứu: - Độ ẩm
- Chỉ tiêu chất lượng - Chỉ tiêu cảm quan
2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng công thức phối chế
Các chỉ tiêu cần nghiên cứu: - Thời gian sấy, độ ẩm - Tỷ lệ vỡ vụn viên sau sấy - Chỉ tiêu cảm quan
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp sấy
Các chỉ tiêu cần nghiên cứu: - Thời gian sấy, độ ẩm - Chỉ tiêu cảm quan
2.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ sấy
Các chỉ tiêu cần nghiên cứu: - Thời gian sấy, độ ẩm - Chỉ tiêu cảm quan
2.2.5. Đánh giá chất lượng viên quế mật ong
- Đánh giá chất lượng viên quế mật ong về phương diện hóa sinh: hàm lượng nước, hàm lượng đường, hàm lượng tro, hàm lượng tinh dầu.
- Đánh giá chất lượng viên quế mật ong về phương diện vi sinh: tổng vi sinh vật hiếu khí, E.coli, Coliform, Samonella.
2.2.6. Đề xuất quy trình công nghệ sản xuất viên quế mật ong 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu
Chọn những vỏ quế tươi, không bị sâu bệnh, không bị dập nát hay hư hỏng, nguyên liệu đạt độ tuổi thu hoạch, có vị cay và mùi thơm đặc trưng của quế.
Sau khi thu hoạch và xử lý sơ bộ, xếp vào thùng carton đục lỗ và chuyển ngay đến phòng thí nghiệm.
2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.3.2.1. Thí nghiệm 1
Khảo sát phương pháp sấy gồm: sấy bơm nhiệt, sấy chân không, sấy đối lưu. Bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên. Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ 2.1 phụ lục 2.
Trong đó:
- CT1: sấy chân không - CT2: sấy bơm nhiệt - CT3: sấy đối lưu
Các công thức được tiến hành cùng một điều kiện; nhiệt độ sấy là 600C, độ ẩm của sản phẩm khoảng 10%. Sản phẩm vỏ quế sấy khô được đem phân tích các chỉ tiêu hóa lý và đánh giá cảm quan từ đó chọn kết quả xử lý phù hợp.
2.3.2.2. Thí nghiệm 2
Từ việc đã chọn được phương pháp sấy thích hợp tiến hành khảo sát nhiệt độ sấy khác nhau. Bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên. Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ 2.2 phụ lục 2.
Trong đó: - CT1: 400C - CT2: 500C - CT3: 600C
Các công thức được tiến hành cùng phương pháp sấy bơm nhiệt, độ ẩm của sản phẩm khoảng 10%. Sản phẩm vỏ quế sấy khô được đem phân tích các chỉ tiêu hóa lý và đánh giá cảm quan từ đó chọn kết quả xử lý phù hợp.
2.3.2.3. Thí nghiệm 3
Nghiên cứu công thức phối chế viên quế và mật ong. Mật ong trước khi phối trộn với bột quế, đã được loại bớt một phần nước trên thiết bị cô quay chân không. Quá trình xác định công thức phối chế được khảo sát, với tỷ lệ số gam quế/số ml mật ong lần lượt là:
- CT1: 100/50 - CT2: 100/60 - CT3: 100/70
Các công thức được tiến hành cùng một quy trình tạo viên, các viên quế mật ong sau khi được tạo thành sấy ở nhiệt độ là 600C, độ ẩm của sản phẩm ± 8%. Sản phẩm viên quế mật ong sau sấy được xác định tỷ lệ vỡ và đánh giá cảm quan từ đó chọn kết quả xử lý phù hợp. Thí nghiệm được tiến hành theo sơ đồ hình 2.3, phụ lục 2.
2.3.2.4. Thí nghiệm 4
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp sấy khác nhau đến chất lượng của viên quế mật ong thành phẩm. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, mỗi chỉ tiêu được thực hiện 3 lần lặp. Thí nghiệm được tiến hành theo sơ đồ hình 2.4, phụ lục 2.
Trong đó:
-CT1: sấy đối lưu -CT2: sấy bơm nhiệt -CT3: sấy chân không
Các công thức được tiến hành cùng một điều kiện, độ ẩm của sản phẩm khoảng 8%. Sản phẩm viên quế mật ong được đánh giá cảm quan, đồng thời được xác định hàm lượng tinh dầu bằng hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước, từ đó chọn kết quả xử lý phù hợp.
2.3.2.5. Thí nghiệm 5
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng viên quế mật ong. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, mỗi chỉ tiêu được thực hiện 3 lần lặp. Thí nghiệm được tiến hành theo sơ đồ hình 2.5, phụ lục 2.
Trong đó: -CT1: 500C -CT2: 550C -CT3: 600C
2.3.3. Phương pháp vật lý
Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo TCVN 4326 - 2001.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.1, phụ lục 3.
2.3.4. Phương pháp hóa sinh
* Xác định hàm lượng đường khử TCVN 4594 – 88: Hàm lượng đường tổng số được xác định theo phương pháp Bertrand. Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phản ứng oxy hóa khử giữa đường khử và ion kim loại có trong môi trường kiềm.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.2, phụ lục 3.
* Xác định hàm lượng vitamin C: Vitamin C có thể khử dung dịch iod. Dựa vào lượng iod bị khử bởi vitamin C có trong mẫu, ta tìm được hàm lượng vitamin C.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.3, phụ lục 3.
* Xác định hàm lượng protein TCVN 10385:2014. Xác định nitơ tổng bằng phương pháp Kjeldahl. Hàm lượng protein được tính bằng cách nhân lượng nitơ tổng với hệ số quy đổi 6,25.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.4, phụ lục 3.
* Xác định hàm lượng tro: hàm lượng tro thô được xác đinh theo tiêu chuẩn ngành TCN 848:2006 bằng phương pháp nung ở nhiệt độ cao (được trình bày ở mục 2.5, phụ lục 2).
* Xác định hàm lượng tinh dầu TCVN 7039 : 2013: hàm lượng tinh dầu được xác định trên hệ thống chưng cất bằng hơi nước.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.6, phụ lục 3.
2.3.5. Phương pháp vi sinh
2.3.5.1. Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí
Nguyên tắc: vi khuẩn hiếu khí là những vi khuẩn sinh trưởng và hình thành khuẩn lạc trong điều kiện có sự hiện diện của oxy phân tử. Tổng số vi khuẩn hiếu khí hiện diện trong mẫu chỉ thị mức độ vệ sinh của thực phẩm. Chỉ số này được xác định bằng kỹ thuật đổ đĩa và đếm khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch dinh dưỡng từ một lượng mẫu xác định, xem một khuẩn lạc là sinh khối phát triển từ một tế bào hiện diện trong mẫu. Cách tiến hành xem mục 3.7 phụ lục 3.
2.3.5.2. Phương pháp xác định E.Coli và tổng số Coliforms (sử dụng phương pháp