(TIỂU LUẬN) nghiên cứu quy trình sản xuất trà hòa tan từ nấm linh chi đen amauroderma subresinosum

DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Nấm Linh chi đen...7 Hình 2.2: Nấm Linh chi đen của Hàn Quốc...16 Hình 2.3: Hình ảnh một số sản phẩm trà hòa tan...20 Hình 3.1: Quy trình dự kiến sản xuất trà hòa

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu

- Địa điểm: Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

- Thời gian nghiên cứu: Từ 1.1.2021 đến

Nội dung 1: Nghiên cứu thành phần hóa học của nấm Linh chi đen

- Xác định độ ẩm nguyên liệu bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi

- Xác định hàm lượng tro toàn phần

- Định lượng Polysaccharide tổng số sau trích ly bằng phương pháp so màu

Nội dung 2: Nghiên cứu quá trình trích ly Polysaccharide trong nấm Linh chi đen

- Nghiên cứu lựa chọn nồng độ dung môi trích ly Polysaccharide trong nấm Linh chi đen

- Nghiên cứu lựa chọn thời gian xử lý bằng sóng siêu âm tới hiệu quả trích ly Polysaccharie trong nấm Linh chi đen

- Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ xử lý bằng sóng siêu âm tới hiệu quả trích ly Polysaccharide trong nấm Linh chi đen

- Nghiên cứu lựa chọn tỉ lệ nguyên liệu/dung môi tới hiệu quả trích ly

Polysaccharide trong nấm Linh chi đen

- Nghiên cứu lựa chọn thời gian trích ly tới hiệu quả trích ly Polysaccharide trong nấm Linh chi đen

Nội dung 3: Nghiên cứu tạo sản phẩm trà hòa tan từ dịch chiết Polysaccharide tổng số từ nấm Linh chi đen

- Nghiên cứu quy trình sản xuất dự kiến trà hòa tan từ nấm Linh chi đen

Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.4.1 Phương pháp xác định chỉ tiêu hóa lý

Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm nguyên liệu bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi

Mẫu được sấy ở nhiệt độ 105°C để bay hơi lượng nước đến mức độ mong muốn, sau đó độ ẩm của nguyên liệu được xác định dựa trên lượng mẫu còn lại sau quá trình sấy [13].

Công thức tính: Độ ẩm (w %) được tính theo công thức sau: m 1 – m 2

W(%)= x 100 m 0 Trong đó: m 1 : Khối lượng mẫu + chén sứ trước khi sấy (g) m 2 : Khối lượng mẫu + chén sứ sau khi sấy (g) m 0 : Khối lượng của chén sứ (g)

Thí nghiệm 2: Xác định hàm lượng tro toàn phần

Nguyên tắc của phương pháp xác định tro tổng số là nung ở nhiệt độ 550–600°C để đốt cháy hoàn toàn các chất hữu cơ; hàm lượng tro tổng số của nguyên liệu được xác định bằng khối lượng của chén sứ sau khi nung.

Chén sứ đã rửa sạch được nung ở lò ở nhiệt độ 550–600 °C cho đến khi trọng lượng ổn định, để nguội có cả nguyên liệu trong bình hút ẩm rồi cân ở cân phân tích với độ chính xác đến 10^-4 g; khoảng 2 g nguyên liệu được cho vào chén và cân toàn bộ khối lượng chính xác bằng cân phân tích Cả chén sứ chứa mẫu được nung lại ở 550–600 °C trong 6–7 giờ cho đến khi thu được tàn tro trắng; nếu tro còn đen, lấy ra để nguội, thêm vài giọt H2O2 hoặc HNO3 đặc và tiếp tục nung cho đến khi tro trắng, rồi để nguội trong bình hút ẩm và cân bằng ở cân phân tích Tiếp tục nung ở nhiệt độ trên thêm 30 phút, để nguội trong bình hút ẩm và cân lại ở cân phân tích, lặp lại thao tác này cho tới khi trọng lượng mẫu trong chén sứ thay đổi không đáng kể Kết quả giữa hai lần nung và cân liên tiếp có sai lệch nhỏ hơn 0,0005 g.

- Tính kết quả: Hàm lượng tro theo phần trăm tính bằng công thức :

G 1 -G Trong đó: X: Hàm lượng tro (%)

G 1 : Khối lượng chén nung và mẫu (g)

G 2 : Khối lượng chén nung và tro trắng (g).

Khi chén sứ vừa lấy từ lò nung còn nóng, nên cho vào bình hút ẩm và để nắp hé mở hoặc mở lỗ thông khí ở trên nắp để không khí nóng từ chén sứ được thoát ra từ từ, nhằm tránh áp suất khiến nắp bình nở ra và bị bật hoặc làm vỡ nắp bình.

Thí nghiệm 3: Định lượng Polysaccharide tổng số sau trích ly bằng phương pháp so màu

Polysaccharide được định lượng bằng phương pháp phenol-sulfuric axit Các bước tóm tắt như sau: trộn 400 µL mẫu chứa polysaccharide với 200 µL dung dịch phenol 5%, sau đó thêm 1 mL H2SO4 đậm đặc và để 30 phút ở nhiệt độ phòng Màu của phản ứng được đo bằng máy quang phổ ở bước sóng 490 nm Hàm lượng polysaccharide được xác định dựa trên giá trị OD thu được của mẫu so với đồ thị chuẩn glucose (Foster et al., 1961).

Các hóa chất như sau:

3.4.2 Phương pháp phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới trích ly Polysaccharide từ nấm Linh chi đen

Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi tới hiệu quả trích ly Polysaccharide từ nấm Linh chi đen.

Mục đích: Lựa chọn được nồng độ dung môi cho hiệu quả trích ly cao nhất.

Nghiên cứu trích ly polysaccharide tổng số bằng ethanol, khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ethanol từ 60% đến 90% (v/v) lên hiệu suất trích ly Các yếu tố cố định gồm khối lượng mẫu, nhiệt độ xử lý bằng sóng siêu âm, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian siêu âm và thời gian trích ly Thiết kế thí nghiệm được bố trí theo bảng dưới đây để đảm bảo so sánh hiệu quả các điều kiện trích ly và tối ưu hóa quy trình.

Công thức Yếu tố thay đổi

Yếu tố cố định Nồng độ dung môi Ethanol

CT3 70 o - Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: 1/15 (g/ml)

- Thời gian siêu âm: 6 phút

CT4 80 o - Thời gian trích ly: 150 phút

Dịch trích ly được lọc qua giấy lọc thô hai lần và giấy lọc tinh một lần để loại bỏ tạp chất trước khi phân tích Mỗi công thức lặp lại ba lần nhằm đảm bảo tính lặp lại và độ tin cậy của kết quả Dựa vào hàm lượng polysaccharide tổng thu được, lựa chọn nồng độ dung môi tối ưu nhất để tối ưu hóa hiệu suất chiết.

Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lí bằng sóng siêu âm tới hiệu quả trích ly Polysaccharide tổng số trong nấm Linh chi đen

Khảo sát xử lý bằng sóng siêu âm được thực hiện tại các thời điểm 0, 2, 4, 6 và 8 phút Nồng độ của dung môi được chọn từ thí nghiệm 4, trong khi các yếu tố cố định bao gồm khối lượng mẫu, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi, nhiệt độ siêu âm và thời gian trích ly Bố trí thí nghiệm được trình bày trong bảng dưới đây.

Thời gian xử lí bằng

Yếu tố cố định sóng siêu âm (phút)

CT7 2 - Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: 1/15 (g/ml)

- Dung môi ethanol: Chọn ở thí nghiệm 4

- Thời gian trích ly: 150 phút

Quá trình dịch trích ly được lọc qua giấy lọc thô hai lần và lọc qua giấy lọc tinh một lần; mỗi công thức được lặp lại ba lần để đảm bảo độ chuẩn xác Dựa vào hàm lượng polysaccharide tổng thu được, thời gian xử lý bằng sóng siêu âm được lựa chọn là tối ưu.

Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lí bằng sóng siêu âm tới hiệu quả trích ly Polysaccharide trong nấm Linh chi đen

Khảo sát được tiến hành ở các mức nhiệt độ 30, 40, 50 và 60 °C Nồng độ dung môi được lựa chọn từ thí nghiệm 4 và thời gian xử lý bằng sóng siêu âm được xác định từ kết quả của thí nghiệm trước để tối ưu quá trình.

Nhiệt độ xử lí bằng

Yếu tố cố định sóng siêu âm ( o C)

- Tỉ lệ nguyên liệu: 1/15 (g/ml)

- Dung môi ethanol: Chọn ở thí nghiệm 4

CT13 50 - Thời gian siêu âm: Chọn ở thí nghiệm 5

- Thời gian trích ly: 150 phút

Dịch trích ly đem lọc qua giấy lọc thô 2 lần và qua giấy lọc tinh 1 lần, mỗi công thức lặp lại 3 lần Dựa vào hàm lượng Polysaccharide tổng số thu được lựa chọn nhiệt độ siêu âm tối ưu nhất.

Thí nghiệm 7: Nghiên cứu lựa chọn tỉ lệ nguyên liệu nấm Linh chi đen với dung môi trích ly.

Tiến hành khảo sát tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (g/ml) theo 1/10, 1/15, 1/20. Nồng độ dung môi được chọn ở thí nghiệm 4, thời gian và nhiệt độ siêu âm được lựa chọn ở thí nghiệm 5 và 6 Cố định các yếu tố như khối lượng mẫu, thời gian trích ly.

Bố trí thí nghiệm được bố trí theo bảng dưới đây:

Công Yếu tố thay đổi

Tỉ lệ nguyên Yếu tố cố định thức liệu/dung môi (g/ml)

- Nhiệt độ siêu âm: chọn ở thí nghiệm 6 CT16 1/15 - Dung môi ethanol: chọn ở thí nghiệm 4

- Thời gian xử lí sóng siêu âm: chọn ở thí nghiệm 5

Quá trình dịch chiết được thực hiện bằng cách lọc qua giấy lọc thô hai lần và lọc qua giấy lọc tinh một lần, với mỗi công thức được lặp lại ba lần Dựa vào hàm lượng polysaccharide tổng thu được từ các chu trình lọc, tỉ lệ tối ưu được xác định nhằm tối ưu hóa hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm.

Thí nghiệm 8: Nghiên cứu lựa chọn thời gian trích ly Polysaccharide từ nấm Linh chi đen.

Nghiên cứu này tập trung vào thay đổi thời gian chiết từ 60 đến 180 phút để đánh giá hiệu quả và tối ưu quy trình chiết Nồng độ dung môi được xác định tại thí nghiệm 4; thời gian và nhiệt độ siêu âm được chọn ở thí nghiệm 5 và 6; tỉ lệ nguyên liệu/dung môi được xác định ở thí nghiệm 7, đồng thời khối lượng mẫu được cố định để đảm bảo tính nhất quán Bố trí thí nghiệm được tiến hành theo bảng dưới đây.

Yếu tố thay đổi Công thức Thời gian trích ly Yếu tố cố định

- Nhiệt độ siêu âm: chọn ở thí nghiệm 6

- Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: chọn ở thí

- Thời gian xử lí sóng siêu âm: chọn ở thí nghiệm 5

- Nồng độ ethanol: chọn ở thí nghiệm 4.

Quy trình chiết polysaccharide được thực hiện bằng cách dịch chiết được lọc qua giấy lọc thô hai lần và giấy lọc tinh một lần để loại bỏ tạp chất Mỗi công thức được lặp lại ba lần để đảm bảo tính lặp lại và độ tin cậy của kết quả Dựa trên hàm lượng polysaccharide tổng thu được ở từng lần chiết, ta chọn được thời gian chiết tối ưu nhất cho quy trình.

Thí nghiệm 9: Nghiên cứu quy trình sản xuất dự kiến trà hòa tan

Xử lý Trích ly Lọc Thu dịch

Dịch chiết Linh chi đen

Cao cỏ ngọt Phối chế Đường glucose

Hình 3.1: Quy trình dự kiến sản xuất trà hòa tan từ nấm Linh chi đen

Nguồn: Đề tài “Nghiên cứu quy trình chế biến trà túi lọc từ lá sâm xuyên đá” [6]

Nấm Linh chi đen được kiểm tra và lựa chọn để loại tạp chất

Nấm Linh chi đen sau khi xử lý nguyên liệu được đem đi trích ly bằng sóng siêu âm với các thông số trích ly phù hợp.

Mục đích: Tách tối đa các hoạt chất sinh học quan trọng và các hợp chất hòa tan có trong sản phẩm nấm Linh chi đen.

Dịch trích ly được lọc bằng giấy lọc thô 2 lần, qua giấy lọc tinh 1 lần và thu được dịch chiết trong.