Luận văn Thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:195

Thêm vào BST

Báo xấu

173
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu này nhằm xác định được một số thành phần hóa học chính trong cây đinh lăng (rễ, thân và lá); Xây dựng được quy trình tách chiết và thu nhận hợp chất saponin từ đinh lăng; Xác định được một số hoạt tính sinh học trong dịch chiết thu được từ đinh lăng; Xây dựng được quy trình sản xuất đồ uống giàu hợp chất saponin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯƠNG THỊ HOÀI LÊ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT SAPONIN TỪ ĐINH LĂNG (Polyscias fruticosa (L.) Harms) VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm HUẾ - 2019
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯƠNG THỊ HOÀI LÊ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT SAPONIN TỪ ĐINH LĂNG (Polyscias fruticosa (L.) Harms) VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 8540101 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. LÊ VĂN LUẬN HUẾ - 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Tác giả Lương Thị Hoài Lê
ii LỜI CẢM ƠN Đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống" là nội dung tôi chọn để nghiên cứu và làm luận văn tốt nghiệp sau thời gian theo học chương trình đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ thực phẩm tại Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Huế. Để hoàn thành quá trình nghiên cứu, ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ các tổ chức, cá nhân. Xin gửi lời cảm ơn đến TS. Lê Văn Luận và TS. Nguyễn Văn Huế, những người đã hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu đề tài. Xin gửi lời tri ân sâu sắc đến các thầy cô trong khoa Cơ khí – Công nghệ, những người vừa mang đến cho tôi những kiến thức quý giá, vừa là động lực để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng rất biết ơn bạn bè, đồng nghiệp, các anh chị em trong lớp Cao học thực phẩm K23A đã cùng tôi trải qua vui buồn trong suốt thời gian qua. Cuối cùng tôi gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân. Cảm ơn nguồn động viên to lớn, cảm ơn những giờ phút chắt chiu quý giá gia đình đã dành cho tôi để tôi toàn tâm toàn ý học tập và hoàn thành luận văn này. Huế, tháng 6 năm 2019 Học viên Lương Thị Hoài Lê
iii TÓM TẮT Đinh lăng, từ lâu đã được biết đến là nhân sâm của người nghèo, được nhân dân ta sử dụng khá nhiều trong các bài thuốc chữa bệnh và bồi bổ sức khỏe, tuy nhiên việc sử dụng còn mang tính truyền thống, chưa khai thác hết hoạt chất quý của cây, trong đó saponin được biết đến là một trong những hợp chất có giá trị nhất. Với mong muốn khai thác và sử dụng hợp chất này một cách hiệu quả, khoa học và mang lại giá trị kinh tế cao nhất, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống". Để xây dựng quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng, bước đầu chúng tôi khảo sát một số thành phần hóa học từ các bộ phận khác nhau của cây, từ đó lựa chọn ra bộ phận có hàm lượng saponin cao nhất làm nguyên liệu để nghiên cứu quy trình tách chiết. Tiếp theo đó, chúng tôi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách chiết và bước đầu xây dựng quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng. Định lượng hàm lượng saponin bằng phương pháp HPLC trong dịch chiết sẽ là tiền đề để chúng tôi sản xuất nước uống giàu hợp chất này. Sản phẩm vừa đáp ứng xu thế của người tiêu dùng, vừa đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, lá đinh lăng là bộ phận giàu hợp chất saponin nhất. Lá đinh lăng giữ được hàm lượng saponin và giá trị cảm quan cao nhất khi được sấy bằng phương pháp chân không ở nhiệt độ 550C trong vòng 8 giờ. Điều kiện tách chiết tối ưu là sử dụng dung môi ethanol 40%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: 1/12, tách chiết trong vòng 4 giờ tại nhiệt độ 700C bằng phương pháp khuấy trộn. Từ dịch chiết thu được, chúng tôi tiến hành định lượng bằng phương pháp sắc kí lỏng, kết quả thu được dịch chiết (sử dụng 5 g bột lá, định mức trong 100 ml nước) có hàm lượng saponin là 1631 mg/L (tương đương 3,27%). Kết quả nghiên cứu về các sản phẩm đồ uống cho thấy đối với sản phẩm nước uống đinh lăng không đường tỉ lệ 8 ml dịch cô đặc trong 100 ml thành phẩm là sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt nhất. Nước uống đinh lăng có đường được yêu thích nhất khi phối trộn thêm 5% đường saccharose và 0,03% acid citric. Đối với sản phẩm nước uống đinh lăng bổ sung đường kiêng thì hàm lượng đường isomalt 15% trong công thức phối chế là phù hợp. Các sản phẩm được đồng hóa tại áp suất 2000 psi, sau đó nước uống không đường được thanh trùng tại 100 0C trong 10 phút. Hai sản phẩm còn lại được thanh trùng tại 900C trong vòng 10 phút nhận được đánh giá cảm quan cao nhất.
iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii MỤC LỤC .................................................................................................................. iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... ix DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... x DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................xii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................... 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 2 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ............... 2 3. 1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................................. 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................................... 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................... 3 1.1. Giới thiệu chung về đinh lăng ............................................................................... 3 1.1.1. Tên gọi............................................................................................................... 3 1.1.2. Mô tả cây ........................................................................................................... 3 1.1.3. Phân bố .............................................................................................................. 4 1.1.4. Phân loại ............................................................................................................ 4 1.1.5. Thành phần hóa học ........................................................................................... 5 1.1.6. Tác dụng dược lý ............................................................................................... 6 1.1.7. Một số bài thuốc dân gian từ đinh lăng............................................................... 6 1.2. Tổng quan về hợp chất saponin ............................................................................. 7 1.2.1. Nguồn gốc – phân loại ....................................................................................... 7 1.2.2. Sự phân bố trong thực vật .................................................................................. 8 1.2.3. Tính chất của saponin......................................................................................... 8 1.3. Tổng quan về phương pháp sấy............................................................................. 9
v 1.3.1. Bản chất của quá trình sấy.................................................................................. 9 1.3.2. Lựa chọn phương pháp và chế độ sấy................................................................. 9 1.4. Tổng quan về phương pháp chiết .......................................................................... 9 1.4.1. Nguyên tắc chung .............................................................................................. 9 1.4.2. Mục đích của quá trình tách chiết ....................................................................... 9 1.4.3. Phương pháp chiết............................................................................................ 10 1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách chiết ................................................. 10 1.5. Nguyên liệu sử dụng trong công nghệ sản xuất đồ uống ...................................... 11 1.5.1. Nước ................................................................................................................ 11 1.5.2. Đường saccharose ............................................................................................ 11 1.5.3. Đường isomalt ................................................................................................. 12 1.5.4. Acid citric ........................................................................................................ 13 1.6. Cơ sở lý thuyết của quá trình thanh trùng ............................................................ 13 1.6.1. Mục đích của quá trình thanh trùng .................................................................. 13 1.6.2. Các phương pháp thanh trùng........................................................................... 13 1.6.3. Cơ sở để đưa ra chế độ thanh trùng đối với sản phẩm thực phẩm ..................... 14 1.7. Cơ sở lý thuyết của quá trình đồng hóa ............................................................... 15 1.7.1. Nguyên tắc chung ............................................................................................ 15 1.7.2. Mục đích của quá trình đồng hóa ..................................................................... 16 1.8. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước liên quan đến đề tài................. 16 1.8.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................... 16 1.8.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ..................................................................... 16 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................. 18 2.1. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 18 2.1.1. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 18 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 18 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................ 18 2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 18 2.2.1. Xác định thành phần của cây đinh lăng ............................................................ 18
vi 2.2.2. Xác định hàm lượng saponin có trong cây đinh lăng ........................................ 18 2.2.3. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chiết tách saponin từ cây đinh lăng .................................................................................................................... 19 2.2.4. Đề xuất qui trình tách chiết saponin từ đinh lăng, định lượng saponin trong dịch chiết bằng phương pháp sắc kí lỏng ........................................................................... 19 2.2.5. Nghiên cứu các công đoạn sản xuất nước uống giàu hợp chất saponin ............. 19 2.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 19 2.3.1. Phương pháp lý thuyết ..................................................................................... 19 2.3.2. Phương pháp lấy mẫu ....................................................................................... 20 2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm ......................................................................... 20 2.3.4. Khảo sát công thức phối chế nước uống đinh lăng............................................ 25 2.3.5. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm ..................................................... 26 2.3.6. Khảo sát chế độ đồng hóa của sản phẩm .......................................................... 30 2.3.7. Khảo sát chế độ thanh trùng của sản phẩm ....................................................... 30 2.4. Phương pháp xử lý thống kê................................................................................ 31 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 32 3.1. Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của đinh lăng ..................................................... 32 3.1.1. Khảo sát thành phần hóa lý cơ bản của đinh lăng ............................................. 32 3.1.2. Khảo sát hàm lượng saponin tại các vị trí khác nhau của đinh lăng .................. 34 3.2. Kết quả khảo sát phương pháp sấy và nhiệt độ sấy đến chất lượng của lá............ 35 3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách chiết saponin từ lá đinh lăng............................................................................................................................ 37 3.3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của phương pháp chiết đến khả năng tách chiết.... 37 3.3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến khả năng tách chiết.................. 38 3.3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu / dung môi (R/L) đến khả năng tách chiết ................................................................................................................... 39 3.3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tách chiết................... 40 3.3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tách chiết .................... 41 3.3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến khả năng tách chiết .......................................................................................................................... 41
vii 3.4. Quy trình tách chiết saponin từ lá đinh lăng ........................................................ 42 3.5. Mô tả cảm quan và xác định một số thành phần dịch chiết .................................. 45 3.5.1. Mô tả cảm quan và chỉ số hóa lý ...................................................................... 45 3.5.2. Định lượng saponin trong dịch chiết bằng HPLC ............................................. 45 3.6. Kiểm tra, đánh giá khả năng kháng khuẩn và kháng oxy hóa của dịch chiết ........ 48 3.6.1. Kiểm tra, đánh giá khả năng kháng khuẩn của dịch chiết ................................. 48 3.6.2. Kiểm tra, đánh giá khả năng kháng oxy hóa của dịch chiết............................... 50 3.7. Kết quả khảo sát hàm lượng dịch chiết trong công thức phối chế nước uống đinh lăng không đường ...................................................................................................... 51 3.8. Kết quả khảo sát hàm lượng đường, acid citric trong công thức phối chế nước uống đinh lăng có đường............................................................................................ 54 3.8.1. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan theo hàm lượng đường bổ sung trong điều kiện cố định hàm lượng acid citric 0,01%........................................................... 54 3.8.2. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan theo hàm lượng đường bổ sung trong điều kiện cố định hàm lượng acid citric 0,02%........................................................... 55 3.8.3. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan theo hàm lượng đường bổ sung trong điều kiện cố định hàm lượng acid citric 0,03%........................................................... 56 3.8.4. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan theo hàm lượng đường bổ sung trong điều kiện cố định hàm lượng acid citric 0,04%........................................................... 57 3.8.5. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan của mẫu nước đinh lăng có đường ...... 58 3.9. Kết quả khảo sát hàm lượng đường, acid citric trong công thức phối chế nước uống đinh lăng sử dụng đường kiêng (isomalt) .......................................................... 61 3.10. Kết quả khảo sát chế độ đồng hóa, thanh trùng.................................................. 64 3.10.1. Kết quả khảo sát chế độ đồng hóa .................................................................. 64 3.10.2. Kết quả khảo sát chế độ thanh trùng ............................................................... 66 3.10.3. Kết quả các chỉ tiêu hóa lý của 3 sản phẩm nước uống đinh lăng trước và sau khi thanh trùng........................................................................................................... 70 3.11. Đánh giá chất lượng cảm quan của 3 sản phẩm nước uống đinh lăng................. 71 3.12. Bước đầu đề xuất một số công đoạn tạo sản phẩm nước uống đinh lăng ở quy mô phòng thí nghiệm ....................................................................................................... 73 3.12.1. Một số công đoạn tạo sản phẩm nước uống đinh lăng .................................... 73
viii 3.12.2. Thuyết minh quy trình chế biến nước uống đinh lăng ..................................... 74 3.13. Xác định một số chỉ tiêu cảm quan, vi sinh, hóa lý mẫu thành phẩm ................. 75 3.13.1. Kết quả xác định một số chỉ tiêu cảm quan, vi sinh, hóa lý mẫu nước uống đinh lăng không đường ...................................................................................................... 76 3.13.2. Kết quả xác định một số chỉ tiêu cảm quan, vi sinh, hóa lý mẫu nước uống đinh lăng có đường ............................................................................................................ 77 3.13.3. Kết quả xác định một số chỉ tiêu cảm quan, vi sinh, hóa lý mẫu nước uống đinh lăng bổ sung đường kiêng .......................................................................................... 78 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 79 4.1. Kết luận .............................................................................................................. 79 4.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 81 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 86
ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ANOVA : Analysis of Variance CFU/ml : Colony Forming Units/ml cs. : Cộng sự E. coli : Escherichia coli HPLC : High Performance Liquid Chromatography MPN : Most Probable Number LB : Lysogeny Broth OA : Acid oleanolic OD : Mật độ quang QCVN : Quy chuẩn Việt Nam R/L : Rắn/lỏng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam UV-VIS : Ultraviolet-visible spectrophotometry
x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học chính của rễ và lá đinh lăng 3-8 năm tuổi thu thập ở các tỉnh phía nam như Tuy Hòa, Gia Lai – Kon Tum (1984) ............................................. 5 Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính của rễ và lá cây Đinh lăng 3-8 năm tuổi thu thập tại trại Dược liệu, Trung tâm Sâm Việt Nam – Hoocmon, Tp.HCM (1988) ................. 5 Bảng 1.3. Hàm lượng saponin ở các bộ phận khác nhau............................................... 6 Bảng 1.4. Độ hòa tan của đường saccharose theo nhiệt độ ......................................... 12 Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá cảm quan thành phẩm .................................................... 25 Bảng 2.2. Hệ số trọng lượng của các chỉ tiêu trong sản phẩm nước uống đinh lăng.... 28 Bảng 2.3. Phân loại chất lượng .................................................................................. 29 Bảng 2.4. Các chỉ tiêu vi sinh được tiến hành theo yêu cầu của QCVN 6- 2:2010/BYT ...................................................................................................... 30 Bảng 3.1. Một số thành phần hóa học cơ bản của đinh lăng ....................................... 33 Bảng 3.2. Kết quả phân tích hàm lượng saponin tại các vị trí khác nhau của cây ....... 34 Bảng 3.3. Thời gian sấy, độ ẩm và hàm lượng saponin theo các chế độ khác nhau .... 35 Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu hóa lý của dịch chiết .......................................................... 45 Bảng 3.5. Diện tích peak theo nồng độ chuẩn OA ...................................................... 45 Bảng 3.6. Kết quả định lượng saponin trong dịch chiết bằng phương pháp HPLC .... 47 Bảng 3.7. Kết quả thử kháng khuẩn của dịch chiết trên vi khuẩn E. Coli, Salmonella và B. Cereus nuôi cấy trên môi trường LB...................................................................... 49 Bảng 3.8. Kết quả thử kháng oxy hóa bằng phương pháp DPPH của dịch chiết ......... 50 Bảng 3.9. Mô tả cảm quan các mẫu nước uống đinh lăng không đường khi thay đổi thể tích dịch chiết ............................................................................................................ 51 Bảng 3.10. Một số chỉ tiêu hóa lý của nước uống đinh lăng không đường .................. 53 Bảng 3.11. Kết quả mô tả các chỉ tiêu cảm quan trong công thức phối chế sản phẩm nước uống đinh lăng có đường ................................................................................... 58 Bảng 3.12. Công thức phối chế nước uống đinh lăng có đường.................................. 60 Bảng 3.13. Một số chỉ tiêu hóa lý của nước uống đinh lăng có đường ........................ 60 Bảng 3.14. Mô tả cảm quan các sản phẩm nước uống đinh lăng sử dụng đường kiêng với hàm lượng đường khác nhau ................................................................................ 61
xi Bảng 3.15. Công thức phối chế nước uống đinh lăng bổ sung đường kiêng................ 63 Bảng 3.16. Một số chỉ tiêu hóa lý của nước uống đinh lăng bổ sung đường kiêng...... 63 Bảng 3.17. Kết quả phân tích vi sinh các mẫu thành phẩm trước khi thanh trùng ....... 66 Bảng 3.18. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm nước uống đinh lăng không đường sau khi thanh trùng ở 1000C ................................................................. 67 Bảng 3.19. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm nước uống đinh lăng có đường sau khi thanh trùng ở 900C ......................................................................... 68 Bảng 3.20. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm nước uống đinh lăng có bổ sung đường kiêng sau khi thanh trùng ở 900C................................................... 68 Bảng 3.21. Một số chỉ tiêu hóa lý của 3 sản phẩm nước uống từ đinh lăng................. 70 Bảng 3.22. Bảng điểm đánh giá cảm quan chất lượng 3 sản phẩm nước uống đinh lăng (nhóm thanh niên)...................................................................................................... 71 Bảng 3.23. Bảng kết quả đánh giá chất lượng cảm quan 3 sản phẩm nước uống đinh lăng (nhóm thanh niên) .............................................................................................. 71 Bảng 3.24. Bảng điểm đánh giá cảm quan 3 sản phẩm nước uống đinh lăng (nhóm trung niên) ................................................................................................................. 71 Bảng 3.25. Bảng kết quả đánh giá chất lượng cảm quan 3 sản phẩm nước uống đinh lăng (nhóm trung niên) .............................................................................................. 72
xii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cây đinh lăng ............................................................................................... 3 Hình 1.2 Cây đinh lăng lá nhỏ...................................................................................... 4 Hình 1.3. Cấu tạo chung của saponin ........................................................................... 7 Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát chế độ sấy ................................................ 21 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly dịch chiết ........................................................................................................................... 22 Hình 3.1. Nguyên liệu sau khi thu hái tại Tỉnh Đăk Lăk ............................................. 32 Hình 3.2. Dịch chiết thu được từ rễ, thân, lá đinh lăng ............................................... 34 Hình 3.3. Màu sắc của lá trước và sau khi sấy bằng các phương pháp khác nhau ....... 36 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của phương pháp chiết đến khả năng tách chiết ........................................................................................................................... 37 Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của các loại dung môi đến khả năng tách chiết 38 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/ lỏng đến khả năng tách chiết .. 39 Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tách chiết ......... 40 Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tách chiết .......... 41 Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến khả năng tách chiết ........................................................................................................................... 42 Hình 3.10. Quy trình tách chiết saponin từ lá đinh lăng.............................................. 43 Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa diện tích peak theo nồng độ chuẩn OA46 Hình 3.12. Sắc kí đồ chất chuẩn OA 50 mg/L ............................................................ 46 Hình 3.13. Sắc kí đồ của dịch chiết sau thủy phân...................................................... 47 Hình 3.14. Vòng kháng khuẩn của dịch chiết đối với các chuẩn vi khuẩn .................. 49 Hình 3.15. Đồ thị kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan theo sự thay đổi thể tích dịch chiết trong từng mẫu. ................................................................................................. 52 Hình 3.16. Thành phẩm nước uống đinh lăng không đường ....................................... 53 Hình 3.17. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan khi thay đổi hàm lượng đường với hàm lượng acid citric cố định là 0,01% ....................................................................... 54 Hình 3.18. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan khi thay đổi hàm lượng đường với hàm lượng acid citric cố định là 0,02% ...................................................................... 55
xiii Hình 3.19. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan khi thay đổi hàm lượng đường với hàm lượng acid citric cố định là 0,03% ...................................................................... 56 Hình 3.20. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan khi thay đổi hàm lượng đường với hàm lượng acid citric cố định là 0,04% ...................................................................... 57 Hình 3.21. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan các sản phẩm nước uống đinh lăng có đường.................................................................................................................... 59 Hình 3.22. Thành phẩm nước uống đinh lăng có đường ............................................. 60 Hình 3.23. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan các sản phẩm nước uống đinh lăng sử dụng đường kiêng ở các hàm lượng khác nhau ...................................................... 62 Hình 3.24. Thành phẩm nước uống đinh lăng bổ sung đường kiêng ........................... 63 Hình 3.25. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm nước uống đinh lăng không đường sau khi đồng hóa ở các chế độ áp suất khác nhau.................................. 64 Hình 3.26. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm nước uống đinh lăng có đường sau khi đồng hóa ở các chế độ áp suất khác nhau ............................................ 65 Hình 3.27. Đồ thị mô tả kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm nước uống đinh lăng bổ sung đường kiêng sau khi đồng hóa ở các chế độ áp suất khác nhau .......................... 65 Hình 3.28. Quy trình tạo sản phẩm nước uống đinh lăng............................................ 73 Hình 3.29. Các sản phẩm nước uống thảo dược đinh lăng .......................................... 75
1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng một số cây cỏ để làm thực phẩm chức năng nhằm nâng cao sức khỏe và làm thuốc điều trị bệnh tật và các vết thương. Các loại cây cỏ này rất đa dạng, phân bổ nhiều vùng trên thế giới, đặc biệt ở các nước châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam ... Với sự phát triển của ngành hóa học hữu cơ, công nghệ trích chiết các chất hữu cơ có chức năng như là thuốc chữa bệnh ra đời. Trong những năm gần đây các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học không những được sử dụng rộng rãi trong y học mà còn được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi, trồng trọt, mỹ phẩm… Ngành công nghệ thực phẩm cũng sử dụng nguồn hoạt chất thiên nhiên rộng rãi để sản xuất các loại thực phẩm chức năng, bổ sung dinh dưỡng hay thực phẩm dạng thuốc nhằm mục đích nâng cao sức khỏe, phòng chống bệnh tật cho con người. Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) được trồng phổ biến trong nhiều hộ gia đình, từ lâu đã được sử dụng như một loại thảo dược quý, được mệnh danh là “nhân sâm của người nghèo” bởi tác dụng chữa bệnh tuyệt vời của nó. Một trong số các hoạt chất sinh học có trong đinh lăng được cho là vai trò quan trọng nhất là saponin. Việc sử dụng đinh lăng để làm nguồn dược liệu là nhu cầu trong xu hướng sử dụng hoạt chất sinh học từ thiên nhiên trong xã hội hiện nay. Đinh lăng thích hợp phát triển ở những vùng có khí hậu nhiệt đới với 2 mùa rõ rệt. Trước đây, đinh lăng thường được trồng ở những tỉnh miền núi phía bắc. Với khí hậu thích hợp, trong những năm gần đây, cây Đinh lăng được phát triển với diện tích khá lớn ở vùng Tây nguyên. Đã có khá nhiều nghiên cứu về thành phần và hoạt chất của đinh lăng. Nhưng công bố về loài cây này trên địa bàn Đăk Lăk thì chưa có và hiện nay, việc khai thác và sử dụng cây đinh lăng chủ yếu chỉ dừng lại ở việc nấu nước uống tươi hoặc dùng cho người bệnh xông, chống cảm. Vì vậy, tuy nguồn nguyên liệu sẵn có dồi dào nhưng để khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này một cách hiệu quả và khoa học thì cần phải được nghiên cứu và có khuyến cáo rõ ràng. Trên cơ sở đó đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống" được đề xuất với mục đích phân tích, tách chiết chất saponin trong cây đinh lăng được trồng ở Đăk Lăk và sử dụng nó trong công nghệ thực phẩm
2 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết saponin từ đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) và ứng dụng trong sản xuất đồ uống" hướng đến các mục tiêu cụ thể sau: - Xác định được một số thành phần hóa học chính trong cây đinh lăng (rễ, thân và lá) - Xây dựng được quy trình tách chiết và thu nhận hợp chất saponin từ đinh lăng. - Xác định được một số hoạt tính sinh học trong dịch chiết thu được từ đinh lăng - Xây dựng được quy trình sản xuất đồ uống giàu hợp chất saponin. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Xác định được một số thành phần có hoạt tính sinh học từ cây đinh lăng tại Đăk Lăk - Xây dựng được quy trình sản xuất đồ uống từ đinh lăng. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Giới thiệu quy trình tách chiết saponin từ cây đinh lăng - Tạo ra sản phẩm mới lạ, có lợi cho sức khỏe con người.
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Giới thiệu chung về đinh lăng 1.1.1. Tên gọi Đinh lăng hay còn gọi là cây gỏi cá, nam dương sâm. Tên khoa học Polycias fruticosa (L.) Harms, Thuộc họ ngũ gia bì Araliaceae Tên đồng nghĩa: Panax fruticosum L, Nothopanax fruticosum (L.) Miq, Tieghenopanax fruticosus (L.) R. Vig [20]. 1.1.2. Mô tả cây Đinh lăng thường được gọi là cây gỏi cá vì nhân dân hay lấy lá để ăn gỏi cá, là loại cây nhỏ, thân nhẵn, không có gai, thường cao 0,8 đến 1,5 m. lá kép 3 lần xẻ lông chim dài 20-40 cm, không có lá kèm rõ. Lá chét có cuống gầy dài 3-10 mm, phiến lá chét có răng cưa không đều, lá có mùi thơm. Cụm hoa hình chùy ngắn 7-18 mm gồm nhiều tán, mang nhiều hoa nhỏ. Tràng 5, nhị 5 với chỉ nhị gầy, bầu hạ 2 ngăn có dĩa trắng nhạt. quả dẹt dài 3-4 mm, dài 1 mm có vòi tồn tại [6],[20]. Rễ đinh lăng nên thu hoạch vào mùa đông ở những cây trồng từ 3 năm trở lên (trồng càng nhiều năm thì hệ rễ càng phát triển và lượng hợp chất thu được càng nhiều). Lá có thể thu hoạch quanh năm, thường dùng lá tươi [6]. Hình 1.1. Cây đinh lăng [38]
4 1.1.3. Phân bố Đinh lăng có nguồn gốc từ Thái Bình Dương, xuất hiện ở Việt Nam từ rất lâu và thường được trồng làm cảnh trước cửa đình, cửa chùa, được trồng phổ biến khắp cả nước. Đinh lăng là loại cây ưa ẩm, ưa sáng và bóng mát, cây tái sinh mạnh bằng hạt và cành và do đó thường được trồng chủ yếu bằng hạt và cành. Để trồng, người ta chọn những cành bánh tẻ, chặt đoạn dài 10-20 cm và cắm xuống đất. Đinh lăng được trồng vào tháng 2-4 hoặc tháng 8-10 hàng năm [6]. 1.1.4. Phân loại Phân loại: theo điều tra của Trung tâm sâm Việt Nam ở các tỉnh phía nam, đinh lăng có 6 loài [6]: - Polyscias fructicosa (L) Harms: đinh lăng, đinh lăng hương, đinh lăng lá xẻ, cây gỏi cá - Polyscias balfouriana Bailey: đinh lăng lá tròn, đinh lăng lá xà cừ - Polyscias guifeylei var. lacinita Bailey: đinh lăng lá xoan xẻ, đinh lăng xà cừ nhỏ - Polyscias filicifolia (Merr.et Fourn) Bailey: đinh lăng đuôi phượng, đinh lăng lá rách - Polyscias guilfeylei (Cogh et March) Bailey: đinh lăng lá trổ - Polyscias scutellarie (N.L. Burn) Fosberg: đinh lăng lá đĩa Trong các loài trên thì Polyscias fructicosa (L) Harms (đinh lăng hương) là loài phổ biến nhất và quan trọng nhất, được sử dụng để làm thuốc, gia vị và cây cảnh Hình 1.2 Cây đinh lăng lá nhỏ [20]
5 1.1.5. Thành phần hóa học Trong đinh lăng đã tìm thấy có các alkaloit, glucozit, saponin, flavonoit, tannin, vitamin B1, các axit amin trong đó có lyzin, xystein, methionin là những axit amin không thể thay thế được [6], [20]. Bảng 1.1. Thành phần hóa học chính của rễ và lá đinh lăng 3-8 năm tuổi thu thập ở các tỉnh phía nam như Tuy Hòa, Gia Lai – Kon Tum (1984) [6] Hợp chất chính Lá Rễ (%/dược liệu khô) Glycosid 0,79 0,27 Hợp chất khử 21,17 45,17 Alcaloid toàn phần 0,10 0,01 Saponin 5,26 0,42 - Chỉ số bọt 330 10 - Chỉ số phá huyết 250 Yếu - Cắn MeOH 23,82 21,14 Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính của rễ và lá cây Đinh lăng 3-8 năm tuổi thu thập tại trại Dược liệu, Trung tâm Sâm Việt Nam – Hoocmon, Tp.HCM (1988) [6] Hợp chất chính Lá Rễ (%/dược liệu khô) Saponin - Cắn MeOH 34,94 24,57 - Cắn n-BuOH 8,425 1,348 - Saponin toàn phần 1,647 Sapogenin - Acid oleanolic 0,434 0,302 - %/dược liệu khô 2,441 1,047