Đề tài Nghiên cứu ứng dụng từ cây lạc tiên vào công nghệ sản xuất nước giải khát (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu ứng dụng từ cây lạc tiên vào công nghệ sản xuất nước giải khát (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỪ CÂY LẠC TIÊN VÀO CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT S K C 0 0 0 2 8 1 MÃ SỐ: SV 2010 - 45 S K C 0 0 2 7 9 4 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2010
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 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
3. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát 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 ngồi 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 hĩa 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 khơ hịa 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 cơng nghệ 23 Trang 1
4. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát 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 thơng số cơng 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 thơng 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 Trang 2
5. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát 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 luơn giữ một tập tục quí: tục uống trà. Trà đã gắn liền trong đời sống thường nhật của người Việt. Trà khơng những được dùng làm thức uống mà cịn là vật phẩm trong sính lễ, dịp ma chay, tạ lễ, tiếp khách. Khi khách đến chơi nhà thì chủ nhà dù cĩ bận đến mấy cũng dừng việc, pha trà mời khách. Người bình dân uống kiểu bình dân, quan lại, quý tộc cĩ tiệc trà kiểu quý tộc. Tất cả đều thể hiện sự trân trọng, lịng hiếu khách. Bên tách trà nĩng 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 khơng 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 cơng dụng của trà, của các thực phẩm từ thiên nhiên thì việc uống trà khơng chỉ đơn thuần là tập tục, là văn hĩa mà cịn là xuất phát từ vấn đề sức khỏe. Do đĩ, 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 hĩa sản phẩm để đáp ứng nhu cầu đĩ 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 luơn 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 Cơng ty Nielsen VN trong năm 2009). Đây là một mức phát triển mà khơng cĩ 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 ơxy hĩa, trà xanh đĩng 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 khơng cồn cĩ 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. Trang 3
6. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát Như đã nĩi ở trên , xã hơị hiêṇ đaị ngày càng phát triển , con ngườ i ngày cà ng bâṇ rơṇ với nhiều lo toan trong cuơc̣ sớng , cơng viêc̣ và hoc̣ tâp̣ , đĩ là nguyên nhân dâñ đến stress , ngủ khơng ngon giấc, mất ngủ , và đây cũng chính là căn bệnh thường gặp ở những người lớn tuổi . Theo kinh nghiêṃ trong dân gian từ xưa cho đến nay , mỡi khi bi ̣mất ngủ , tinh thần bất an , bứ t rứ t, nĩng nảy trong người, ngườ i ta thườ ng tìm dây nhañ lờng (lạc tiên), hái về để luộc, phơi khơ sắc uớng hoăc̣ ăn sớng hay chế biến theo nhiều cách khác nhau để chữa chứ ng mất ngủ . Như vậy, xuất phát từ thực trạng trên, nhĩm tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng 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 cĩ 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 đĩng chai với các dịng sản phẩm đã đứng vững trên thị trường. Đây là sự kết hợp hồn hảo giữa các loại nguyên liệu cùng với một phụ gia cĩ nguồn gốc từ thiên nhiên đĩ là acid citric được thêm vào sản phẩm cĩ 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 nĩi chung, ngành cơng nghiệp nước giải khát nĩi 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 cơng nghệ sản xuất nước giải khát đĩng 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 đĩ làm cơ sở để xác định các thơng số cơng nghệ cho quy trình sản xuất. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ các loại nguyên liệu đến cơng thức phối chế của sản phẩm dựa trên phân tích đánh giá cảm quan. Trang 4
7. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi 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: Đơng 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 cơng trình nghiên cứu tuy khơng 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 cơng 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 cĩ thể dùng thay thế một số thuốc an thần trong việc điều trị chứng lo âu tồn diện (GAD) với các triệu chứng: tinh thần rối loạn, lo âu, căng thẳng, mất ngủ Điều đáng nĩi 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 cơng dụng của loại cây này về vấn đề sức khỏe cũng đã được cơng bố khá thú vị đĩ là: các hợp chất chiết từ lá và trái của lồi Passiflora feotida L cĩ tác dụng chống lại 4 lồi 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 ngồi da. Cơng 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 Cơng nghệ Sinh học Eritea-Mai nejhi-Asmara Đơng Bắc Phi; khoa sinh thái học trường đại học Bharthidasau-Tiruchirappalli-Tamil Nadu miền nam Ấn Độ. Trang 5
8. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát Một nghiên cứu khác trong việc phân tích thành phần flavonoid của lồi passiflora foetida.L đã được thực hiện bởi: Bộ mơn hĩa sinh, bộ mơn dược thực vật học, Khoa dược học đại học Chulalongkorn Bangkok Thailand và đã dược cơng bố tại Đại hội khoa học và cơng 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 cĩ trong dịch chiết xuất từ lồi Passiflora foetida.L khi đo ở bước sĩng quang phổ hấp thu tia cực tím trong khoảng 200 – 550 nm. Kết quả thu được cho thấy cĩ ít nhất 5 flavonoid hiện diện trong dịch chiết Passiflora foetida, 3 trong số đĩ 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 cĩ trong dịch chiết xuất từ lồi Passiflora foetida.L khi đo ở bước sĩng quang phổ hấp thu khác nhau Elution tham Thời gian Bước sĩng Kết luận khi so sánh với thơng số tiêu khảo lưu (phút) cực đại (nm) chuẩn A 28.8 338.268 Trương tự thời gian lưu trữ và bước sĩng Vitexin 28.6 336.267 tối đa của vitexin B 32.4 335.268 Chưa cĩ tiêu chuẩn lựa chọn C 51.1 347.253 Trương tự thời gian lưu trữ và bước 6ong Luteolin 51 348.253 tối đa của Luteolin D 56.5 336.268 Trương tự thời gian lưu trữ và bước sĩng Apigenin 56.1 337.266 tối đa của Apigenin E 57.1 349.268 Chrysin 64 313.267 Quercetin 47.5 369.254 Kaempferol 54.4 365.264 Riêng ở Việt Nam, thì từ lâu loại cây này đã được sử dụng như một loại dược liệu với cơng dụng chính là giải nhiệt, chữa mất ngủ và việc ứng dụng trong y học ngày càng được mở rộng. Một vài loại thuốc chữa mất ngủ với thành phần chính là chiết xuất từ thân của loại cây này như: Trang 6
9. Nghiên cứu ứng dụng cây lạc tiên vào cơng nghệ sản xuất nước giải khát Hình 1.1. Thuốc viên an thần lạc tiên Trong lĩnh vực thực phẩm thì nĩ cũng được dùng làm nguyên liệu chính trong sản xuất một số loại trà túi lọc, trà hịa tan cĩ tác dụng như những loại thực phẩm chức năng. Hình 1.3. Thực phẩm chức năng sản xuất từ cây lạc tiên Hình 1.4. Trà sen lạc tiên Mặc dù những thơng tin nghiên cứu về loại thảo dược này ngày càng rõ ràng hơn, tuy nhiên những ứng dụng của nĩ vẫn chưa nhiều, vẫn chưa thể hiện được giá trị thật sự của nĩ. Với xu thế phát triển mạnh của ngành cơng nghiệp thực phẩm nĩi chung và ngành chế biến nước giải khát nĩi riêng, đặc biệt là sự bùng nổ mạnh mẽ của dịng sản phẩm trà nước đĩng chai trong vịng 5 năm trở lại đây, thì đây thực sự là một cơ hội để cho một loại thảo dược dân dã thơng thường thật sự đi vào lịng ngành cơng nghiệp thực phẩm. Trang 7