Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  NGUYỄN THỊ THU SƯƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM TRÀ HÒA TAN TỪ MÃ ĐỀ, KIM TIỀN THẢO VÀ C

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



NGUYỄN THỊ THU SƯƠNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM

TRÀ HÒA TAN TỪ MÃ ĐỀ, KIM TIỀN THẢO

VÀ CỎ NGỌT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: HUỲNH THỊ ÁI VÂN

Nha Trang, tháng 07/2013

i

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Thu Sương MSSV: 51131349

Lớp: 51CBTP-3 Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt” Số trang: … Số chương: … Số tài liệu tham khảo: … Hiện vật: Quyển đồ án tốt nghiệp, Đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ………

………

………

………

………

………

………

………

Kết luận: ………

………

………

………

Nha Trang, ngày… tháng… năm 2013

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và làm thực nghiệm, đến nay em

đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt” Bên cạnh nỗ lực của bản thân, em đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ và giúp đỡ chu đáo, tận tình của gia đình, thầy cô và bạn

bè

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm- trường Đại học Nha Trang đã truyền đạt kiến thức quý báu để em có thể vận dụng vào thực hiện đề tài này

Qua đây em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Cô Huỳnh Thị Ái Vân, người

đã trực tiếp hướng dẫn và đưa ra những góp ý tận tình để em có thể thực hiện đề tài này một cách tốt nhất

Con cảm ơn ba mẹ rất nhiều vì sự quan tâm, hỗ trợ của ba mẹ là chỗ dựa tinh thần, vật chất lớn lao để con có thể yên tâm học tập và nghiên cứu

Cho mình xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn bè của mình, những sự giúp

đỡ và chia sẻ kiến thức của các bạn là động lực để mình có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách thuận lợi

Xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người! Sinh viên

Nguyễn thị Thu Sương

iii

MỤC LỤC

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về nguyên liệu 4

1.1.1 Tổng quan về Mã đề 4

1.1.1.1 Tên gọi và đặc điểm hình thái 4

1.1.1.2 Tình hình phân bố, mùa vụ trồng trọt và thu hái 5

1.1.1.3 Thành phần hóa học và công dụng chữa bệnh của Mã đề 5

1.1.1.4 Tình hình sử dụng cây Mã đề 7

1.1.2 Tổng quan về Kim tiền thảo 9

1.1.2.1 Tên gọi và đặc điểm hình thái 9

1.1.2.2 Tình hình phân bố, mùa vụ trồng trọt và thu hái 10

1.1.2.3 Thành phần hóa học và công dụng của Kim tiền thảo 10

1.1.2.4 Tình hình sử dụng Kim tiền thảo 11

1.1.3 Tổng quan về Cỏ ngọt 12

1.1.3.1 Tên gọi và đặc điểm 12

1.1.3.2 Tình hình phân bố, mùa vụ trồng trọt và thu hái 13

1.1.3.3 Thành phần hóa học và công dụng của Cỏ ngọt 14

1.1.3.4 Tình hình sử dụng cây Cỏ ngọt 15

1.2 Tổng quan về trà hòa tan và công nghệ sản xuất trà hòa tan 17

1.2.1 Giới thiệu về trà hòa tan 17

1.2.2 Một số sản phẩm trà hòa tan 19

1.2.3 Các quá trình cơ bản trong nghệ sản xuất trà hòa tan 22

1.2.3.1 Quá trình trích li 22

iv

1.2.3.2 Quá trình cô đặc 23

1.2.3.3 Quá trình sấy 23

1.2.3.4 Công nghệ sấy phun 26

1.3 Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài 28

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Đối tượng nghiên cứu 30

2.1.1 Nguyên liệu 30

2.1.1.1 Mã đề 30

2.1.1.2 Kim tiền thảo 30

2.1.1.3 Cỏ ngọt 30

2.1.2 Hóa chất và dung môi sử dụng 30

2.1.2.1 Chất trợ sấy 30

2.1.2.2 Nước 31

2.1.2.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 31

2.2 Nội dung nghiên cứu 31

2.2.1 Quy trình công nghệ dự kiến sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 31

2.2.1.1 Sơ đồ quy trình dự kiến 31

2.2.1.2 Thuyết minh quy trình 33

2.2.2 Nội dung các thí nghiệm cần nghiên cứu trong đề tài 35

2.2.3 Bố trí thí nghiệm 37

2.2.3.1 Xác định thành phần lý - hóa của Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 37

2.2.3.2 Xác định nhiệt độ và thời gian chần Mã đề 37

2.2.3.3 Xác định nhiệt độ và thời gian sao Mã đề 40

2.2.3.4 Xác định thời gian sao Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 42

2.2.3.5 Xác định tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt 45

2.2.3.6 Xác định tỉ lệ nước/hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt (ml/g) dùng trong công đoạn trích li 47

v

2.2.3.7 Xác định nhiệt độ và thời gian nấu trích li hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và

Cỏ ngọt 50

2.2.3.8 Xác định nồng độ chất tan dịch cần đạt sau cô đặc 52

2.2.3.9 Xác định tỉ lệ maltodextrin phối trộn 53

2.2.3.10 Xác định nhiệt độ sấy phun 55

2.3 Phương pháp nghiên cứu 58

2.3.1 Phương pháp phân tích 58

2.3.1.1 Phương pháp phân tích lý - hóa 58

2.3.1.2 Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm 58

2.3.2 Phương pháp kiểm nghiệm vi sinh 58

2.3.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 59

2.3.3.1 Cơ sở lý thuyết 59

2.3.3.2 Lập cơ sở đánh giá chất lượng cho sản phẩm nghiên cứu 60

2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 64

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 65

3.1 Kết quả xác định thành phần lý - hóa trong nguyên liệu 65

3.1.1 Kết quả xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu 65

3.1.2 Kết quả xác định hàm lượng tro toàn phần trong nguyên liệu 65

3.2 Kết quả xác định nhiệt độ và thời gian chần Mã đề 66

3.3 Kết quả xác định nhiệt độ và thời gian sao Mã đề 70

3.4 Kết quả xác định thời gian sao Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 76

3.4.1 Kết quả xác định thời gian sao Kim tiền thảo 76

3.4.2 Kết quả xác định nhiệt độ sao Cỏ ngọt 78

3.5 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt 80

3.6 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ nước/hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt dùng trong trích li 84

3.7 Kết quả thí nghiệm xác định nồng độ chất tan dịch cần đạt sau cô đặc 88

3.8 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ maltodextrin phối trộn 91

3.9 Kết quả thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy phun 94

vi

3.10 Đề xuất quy trình sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 96

3.11 Kết quả sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 99

3.12 Tính toán sơ bộ chi phí nguyên vật liệu cho một gói trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt thành phẩm (2g) 102

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 104

4.1 Kết luận 104

4.2 Đề xuất ý kiến 104

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

PHỤ LỤC 108

vii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BYT: Bộ Y tế GTTB ± SD: Giá trị trung bình ± Độ lệch chuẩn HSQT: Hệ số quan trọng

KPH: Không phát hiện QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TB: Trung bình

TBCCTL: Trung bình chưa có trọng lượng TBCTL: Trung bình có trọng lượng TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam VNĐ: Việt Nam đồng

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần các chất trong cây Cỏ ngọt 14

Bảng 2.1.Tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt ở các thí nghiệm 47

Bảng 2.2 Nhiệt độ và thời gian nấu trích li hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 51

Bảng 3.1 Hàm lượng ẩm trong nguyên liệu Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 65

Bảng 3.2 Hàm lượng tro toàn phần trong nguyên liệu Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 66

Bảng 3.3 Mô tả cảm quan nguyên liệu sau chần và giá trị cảm quan dịch trích li Mã đề theo chế độ chần 67

Bảng 3.4 Mô tả cảm quan Mã đề và dịch trích li Mã đề theo thời gian sao 71

Bảng 3.5 Mô tả cảm quan dịch trích li Kim tiền thảo theo thời gian sao 77

Bảng 3.6 Mô tả cảm quan dịch trích li Cỏ ngọt theo thời gian sao 79

Bảng 3.7 Mô tả cảm quan sản phẩm theo tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt 81

Bảng 3.8 Thời gian cô đặc tương ứng với tỉ lệ nước/hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt dùng trong trích li 84

Bảng 3.9 Mô tả cảm quan sản phẩm theo nồng độ chất tan dịch sau cô đặc 89

Bảng 3.10 Đánh giá cảm quan sản phẩm theo tỉ lệ maltodextrin phối trộn 92

Bảng 3.11 Độ ẩm bột trà và mô tả cảm quan sản phẩm theo nhiệt độ sấy phun 94

Bảng 3.12 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 100

Bảng 3.13 Kết quả xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng tro của sản phẩm 100

Bảng 3.14 Kết quả xác định một số chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 101

Bảng 3.15 Định mức tiêu hao nguyên liệu Mã đề trong quá trình chuyển từ nguyên liệu tươi sang nguyên liệu khô 102

Bảng 3.16 Chi phí nguyên vật liệu cho 30 gói trà hòa tan Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 103

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh về cây Mã đề 4

Hình 1.2 Công thức phân tử aucubosid và catalpol .6

Hình 1.3 Một số hình ảnh về cây Kim tiền thảo 9

Hình 1.4 Sản phẩm viên nang Kim tiền thảo - f của Công ty dược phẩm FITO PHARMA 11

Hình 1.5 Hình ảnh sản phẩm Kim tiền thảo OPC 12

Hình 1.6 Hình ảnh về cây Cỏ ngọt 12

Hình 1.7 Cánh đồng trồng Cỏ ngọt 13

Hình 1.8 Công thức cấu tạo phân tử Stevioside 15

Hình 1.9 Hình ảnh một số sản phẩm trà túi lọc có thành phần Cỏ ngọt 16

Hình 1.10 Hình ảnh một số sản phẩm đường Cỏ ngọt 16

Hình 1.11 Hình ảnh sản phẩm thuốc 104 STEVIA 17

Hình 1.12 Quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan 1 18

Hình 1.13 Quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan 2 19

Hình 1.14 Một số sản phẩm trà thảo dược hòa tan 21

Hình 1.15 Một số sản phẩm trà hòa tan Ice Tea 21

Hình 2.1 Hình ảnh nguyên liệu 30

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 32

Hình 2.3 Sơ đồ tổng quát thể hiện các thí nghiệm cần nghiên cứu trong đề tài 36

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng tro toàn phần trong Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 37

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian chần Mã đề 39

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian sao Mã đề 41

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian sao Kim tiền thảo 43

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian sao Cỏ ngọt 44

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt 46

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ nước/hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt (ml/g) dùng trong trích li 49

x

Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian nấu trích li hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt 51Hình 2.12 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chất tan dịch cần đạt sau cô

đặc 53Hình 2.13 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ maltodextrin phối trộn 55Hình 2.14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy phun 57Hình 3.1 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến chất

lượng cảm quan dịch trích li Mã đề 69Hình 3.2 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sao đến chất

lượng cảm quan dịch trích li Mã đề 75Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt đến chất lượng cảm quan sản phẩm 83Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỉ lệ nước/hỗn hợp Mã đề, Kim tiền

thảo và Cỏ ngọt dùng trong trích li đến tỉ lệ chất tan 85Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích li đến độ

Brix dịch trích li 87Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích li đến điểm chất lượng cảm quan sản phẩm 87Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ chất tan dịch sau cô đặc đến hiệu suất thu hồi sản phẩm 89Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ chất tan dịch sau cô đặc đến chất lượng cảm quan sản phẩm 90Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỉ lệ maltodextrin phối trộn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm 93Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến hiệu suất thu hồi sản phẩm 95Hình 3.11 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo

và Cỏ ngọt 97

1

LỜI MỞ ĐẦU

Ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới, trà là một thức uống thông dụng và mang nét văn hóa đặc trưng riêng Nhắc tới trà, người ta thường nghĩ đến những sản phẩm làm từ nguyên liệu là đọt chè tươi Nhưng cùng với sự phát triển của cuộc sống, sản phẩm trà đã có nhiều thay đổi để phù hợp hơn với nhu cầu tiêu dùng đang ngày càng nâng cao của con người Nguyên liệu để chế biến trà ngoài đọt chè tươi còn có các loại thảo dược khác Các loại trà uống liền cũng ngày càng được ưa chuộng hơn vì tính tiện dụng của nó như: trà túi lọc, trà hòa tan, trà đóng chai Tuy trà hòa tan chế biến từ thảo dược là một mặt hàng khá mới nhưng nó lại là mặt hàng

có tiềm năng phát triển lớn với thị trường tiêu thụ rộng Chính vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm trà hòa tan từ thảo dược sẽ góp phần đa dạng hóa sản phẩm trà hòa tan hiện có trên thị trường

Trong dân gian, người dân thường sử dụng cây Mã đề để nấu nước uống giúp thanh nhiệt, lợi tiểu Các bài thuốc từ cây Mã đề cũng có tác dụng chữa vết thương, trị ho hay viêm thận Kim tiền thảo cũng thường được dùng với mục đích giải độc, trị sỏi thận rất hiệu quả Một số bài thuốc cũng đã sử dụng hai loại cây này để sắc thuốc chữa bệnh Bên cạnh đó, Cỏ ngọt là một nguyên liệu thường dùng với mục đích tạo vị ngọt không năng lượng phù hợp với nhiều đối tượng người sử dụng Cỏ ngọt được sử dụng để tạo vị ngọt cho nhiều sản phẩm trà túi lọc trên thị trường

Có thể thấy việc sử dụng kết hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt để sản xuất trà hòa tan đáp ứng được nhu cầu đa dạng hóa mặt hàng trà thảo dược hòa tan cũng như tính hợp lí về tác dụng dược học Trên cơ sở những điều đã phân tích, tôi

hình thành ý tưởng cho đề tài tốt nghiệp của mình như sau: “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM TRÀ HÒA TAN TỪ MÃ ĐỀ, KIM TIỀN THẢO VÀ CỎ NGỌT”

Mục đích của đề tài: tạo ra sản phẩm trà thảo dược hòa tan có chức năng

thanh nhiệt, giải độc, bảo vệ thận và góp phần đa dạng hóa sản phẩm trà hòa tan hiện có trên thị trường

2

Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu đưa ra quy trình sản xuất trà thảo dược

hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt vừa đảm bảo chất lượng cảm quan tốt vừa chứa hàm lượng cao các chất hòa tan chiết xuất từ nguyên liệu và đảm bảo vệ

sinh, an toàn thực phẩm

Nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất thử nghiệm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt

- Sản xuất thử nghiệm trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt tại phòng thí nghiệm

- Tính toán sơ bộ chi phí nguyên vật liệu để sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt

Ý nghĩa khoa học của đề tài:

- Đề tài vận dụng kiến thức khoa học về các quá trình cơ bản trong công nghệ chế biến thực phẩm để xây dựng nên quy trình sản xuất trà thảo dược hòa tan cho nguyên liệu Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt Các số liệu trong đề tài nghiên cứu có thể làm tài liệu thao khảo cho những người nghiên cứu sản xuất sản phẩm tương tự

- Từ kết quả nghiên cứu của đề tài cũng như những kiến nghị đề xuất trong

đề tài sẽ là cơ sở để người nghiên cứu khác có thể phát triển ý tưởng, hình thành các

đề tài nghiên cứu mới, góp phần bổ sung thêm kiến thức và kinh nghiệm cho việc sản xuất trà thảo dược hòa tan

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

- Đề tài sử dụng các loại thảo dược gần gũi trong dân gian, tương đối rẻ tiền, phù hợp với đề tài nghiên cứu của sinh viên

- Đề tài nếu được áp dụng vào sản xuất công nghiệp sẽ góp phần mở rộng hướng ứng dụng, giải quyết đầu ra, nâng cao giá trị kinh tế cho cây Mã đề, Kim tiền thảo, Cỏ ngọt Đồng thời còn tạo ra sản phẩm mới góp phần đa dạng hóa mặt hàng trà hòa tan

3

Mặc dù tôi đã nỗ lực rất nhiều nhưng do điều kiện thời gian, kinh phí cũng như kiến thức có hạn nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu xót Tôi rất mong nhận được sự góp ý từ thầy cô và bạn bè để bài báo cáo của tôi được hoàn thiện hơn

Sinh viên

Nguyễn Thị Thu Sương

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu

1.1.1 Tổng quan về Mã đề [10], [11], [12], [13]

1.1.1.1 Tên gọi và đặc điểm hình thái

Mã đề có tên khoa học là Plantago major L., thuộc họ Mã đề (Plantaginaceae)

Tên khác: Mã đề thảo, Mã đề á, Xa tiền, Suma, Nhả én dứt

5

1.1.1.2 Tình hình phân bố, mùa vụ trồng trọt và thu hái

Trên thế giới, Mã đề phân bố ở tất cả các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới của các châu lục Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan, Maylaysia, Philippin, Indonesia, Ấn độ và một số tỉnh ở phía nam Trung Quốc là những nơi có nhiều Mã

đề trong các quần thể mọc hoang cũng như trồng trọt

Vốn là cây mọc hoang nên Mã đề có sức sống rất cao, cây có nhu cầu nước ở mức trung bình, khả năng chịu hạn nhẹ nhờ bộ rễ ăn tương đối sâu và rộng Đất trồng Mã đề tốt nhất là loại đất cát pha, đất thịt nhẹ, đất trồng màu Mùa gieo trồng

Mã đề thích hợp nhất là mùa xuân và mùa thu Thời gian sinh trưởng từ lúc gieo trồng đến khi cây có hạt, ra hoa khoảng 3 tháng

Mã đề có thể được sử dụng ở dạng tươi hoặc khô Trong đông y, các bộ phận dùng của cây Mã đề có tên gọi khác như: toàn cây Mã đề được gọi là Xa tiền thảo,

lá Mã đề được gọi là Xa tiền, hạt Mã đề được gọi là Xa tiền tử Nếu lấy lá thì thời gian thu hoạch thích hợp từ tháng 5 đến tháng 7, nếu lấy hạt thì từ tháng 6 đến tháng 8

Tuy chưa có con số thống kê cụ thể về diện tích gieo trồng cũng như sản lượng thu hoạch song Mã đề đang là cây trồng được áp dụng gieo trồng trên diện

rộng ở nhiều nơi như: xã Hương Nê (Ngân Sơn - Bắc Cạn), Cao Bằng, Lạng Sơn,

Điện Biên, Hà Nam, Ninh Bình, Thái Bình

1.1.1.3 Thành phần hóa học và công dụng chữa bệnh của Mã đề

Thành phần hóa học chính của toàn cây Mã đề là chất nhầy Hàm lượng chất nhầy trong lá có thể đến 20% còn trong hạt có thể lên đến 40% Ngoài chất nhầy, hai thành phần khác đáng chú ý trong cây là iridoid glycosid và flavonoid

Hai chất iridoid glycosid đã được xác định là aucubosid và catalpol

6

Hình 1.2 Công thức phân tử aucubosid và catalpol

Nhiều hợp chất flavonoid đã được phân lập: apigenin, quercetin, scutellarein, baicalein, hispidulin (-5, 7, 4’ trihydroxy 6-methoxy flavon), luteolin-7-glucosid, luteolin-7-glucuronid, homoplantaginin (=7-O-β-D-glucopyranosyl-5, 4’ dihydroxy-6-methoxy flavon), nepitrin (=7 - O-β-D-glucopyranosyl-5, 3’, 4’ trihydroxy-6-methoxyflavon), 7-O-α-L-rhamnopyranosyl; 5, 6, 4’ trihydroxy-6-methoxyflavon; 7-O- β-D-glucopyranosyl 5, 6, 3’, 4’ tetrahydroxyflavon

Trong Mã đề một số thành phần khác đã được khảo sát như các acid hữu cơ (acid cinnamic, p-coumaric, ferulic, cafeic, Chlorogenic, neochlorogennic), carotenoid, vitamin K, vitamin C, một ít tanin, saponin…

Những dẫn chất iridoid glycoside là thành phần có tác dụng kháng khuẩn của

Mã đề

Trong Y học, các flavonoid có tác dụng nâng cao tính bền của thành mạch máu như rutin Ngoài ra flavonoid còn có những tác dụng khác như chống dị ứng, chống co giật, nghẽn mạch, nghẽn phế quản, lợi mật, diệt nấm [14]

Hạt Mã đề do có chất nhầy nên có tác dụng nhuận tràng và tăng thể tích phân Chất nhầy tạo thành một lớp bảo vệ niêm mạc ruột nên cũng được dùng làm thuốc chống viêm trong bệnh viêm ruột, đau dạ dày và lỵ Ngoài ra còn có tác dụng long đờm, lợi tiểu

Lá Mã đề thường dùng để sắc nước uống hoặc sử dụng trong các bài thuốc với mục đích thông tiểu, dùng chữa những trường hợp bí tiểu tiện, tiểu tiện ra máu,

- Chữa sỏi đường tiết niệu: Mã đề 20g, Kim tiền thảo 30g, rễ Cỏ tranh 20g

Ba thứ trên sắc uống ngày một thang hoặc hãm chè uống nhiều lần trong ngày

- Chữa sốt xuất huyết: Mã đề tươi 50g, củ Sắn dây 30g Hai thứ trên rửa sạch đun trong một lít nước, sắc kỹ còn một nửa, chia làm hai lần uống lúc đói trong ngày Có thể cho thêm đường, uống liền trong 3 ngày

- Chữa viêm gan siêu vi trùng: Mã đề 20g, Nhân trần 40g, Chi tử 20g, lá Mơ 20g Tất cả thái nhỏ sấy khô, hãm như chè để uống, ngày uống 100 - 150ml

- Chữa chứng nóng gan mật và người nổi mụn: Một nắm Mã đề tươi rửa sạch, nấu với 100g gan heo, hai thứ thái nhỏ, cho nắm muối vừa ăn để dùng vào buổi cơm trưa, dùng liên tục trong 6 - 7 ngày Khi dùng cần kiêng các thuốc cay nóng, không uống rượu, cà phê Có thể lấy một ít rau Mã đề tươi rửa sạch, giã nát nhuyễn đắp vào nơi có mụn, lấy băng dính lại

- Chữa chứng nóng phổi, ho dai dẳng: Lấy khoảng 20 - 50g Mã đề tươi rửa sạch cho vào siêu (đổ nước nửa nồi sắc nhỏ lửa lấy một chén) sắc kỹ, chia làm ba lần uống hết trong ngày - cách 3 giờ uống một lần Uống thuốc lúc còn ấm

- Chữa chảy máu cam: Hái một nắm rau Mã đề tươi rửa sạch, giã nát, tẩm thêm ít nước vắt lấy nước cốt uống Người bệnh nằm yên trên giường gối cao đầu, bã

Mã đề đắp lên trán

- Chữa chứng bí tiểu tiện: Dùng 12g hạt Mã đề sắc uống làm nhiều lần trong ngày, có thể sắc cùng một ít lá Mã đề uống

- Chữa tiểu tiện ra máu: Dùng cây Mã đề một nắm to rửa sạch giã nát vắt lấy nước cốt uống vào lúc đói bụng hoặc thêm Cỏ mực hai thứ bằng nhau cũng làm như trên và uống lúc đói

- Chữa chứng tiểu ra máu, cơ thể nhiệt ở người già: Dùng hạt Mã đề (một vốc) giã nát bọc vào khăn vải sạch đổ 2 chén nước sắc còn một chén, bỏ bã, đỏ vào nước ấy 3 vốc hạt Kê và nấu thành cháo ăn khi đói, ăn nhiều mắt sáng làm người mát

- Chữa trẻ bị sởi, gây tiêu chảy: Dùng hạt Mã đề sao qua, sắc uống, nếu bí tiểu tiện thì thêm Mộc thông

Ngoài ra canh Mã đề nấu với tôm, thịt có tác dụng giải nhiệt, tiểu tiện dễ dàng Trên thế giới, Mã đề cũng được sử dụng với nhiều mục đích chữa bệnh tương tự như trên Ở Ấn Độ, cây Mã đề dùng cầm máu và trị vết thương, bỏng và viêm các mô Lá dùng làm mát, lợi tiểu, làm săn và hàn vết thương, nước hãm lá trị tiêu chảy và trĩ Rễ Mã đề có tác dụng làm săn, chữa sốt và ho Hạt Mã đề làm dịu viêm, lợi tiểu, bổ, trị lỵ và tiêu chảy Ở Thái Lan, toàn cây hoặc lá dùng lợi tiểu, sốt, hạt nhuận tràng, chống viêm và đầy hơi Ở Triều Tiên, dùng Mã đề trị bệnh về gan Trong y học cổ truyền Nhật Bản, nước sắc của Mã đề trị ho hen, bệnh tiết niệu, giảm phù, tiêu viêm Ở Trung quốc, dùng hạt Mã đề sắc uống chữa bệnh đái tháo đường, ho, vô sinh Ở Haiti, nhân dân dùng chữa choáng thần kinh và đau mắt

Cây Mã đề cũng đã được nghiên cứu chiết xuất và chế biến thành sản phẩm

có tính dược học Các nhà nghiên cứu Nhật đã chiết xuất chất nhầy hạt P major L dưới dạng tinh khiết với tên “Plantasan” với hiệu suất 6,8% Thành phần cấu tạo của Plantasan gồm có D-xylose, L- arabinose, acid D-galacturonic, L- rhamnose và D-galactose theo tỉ lệ tương ứng là 15:3:4:2:0,4 Planteose là một oligosaccharid hàm lượng 1%, thủy phân bằng acid thì cho 1 galactose, 1 glucose và 1 fructose

9

Ở Liên Xô cũ, người ta ép lá tươi, lấy dịch ép làm bốc hơi nước rồi chế viên hoàn được mang tên là “plantaglucosid”

1.1.2 Tổng quan về Kim tiền thảo [15], [16], [17]

1.1.2.1 Tên gọi và đặc điểm hình thái

Kim tiền thảo có tên khoa học là: Desmodium styracifolium (Osb.) Merr

Họ đậu - Fabaceae

Tên khác: Đồng tiền lông, Mắt rồng, Mắt trâu, Vảy rồng

Hình 1.3 Một số hình ảnh về cây Kim tiền thảo

Kim tiền thảo là loài cây thân thảo, mọc bò, cao 30 - 50cm có khi tới 80cm, đường kính thân 0,3 - 0,4cm, có nhiều đốt, mỗi đốt cách nhau 2 - 3cm Mặt dưới của thân có nhiều rễ phụ ăn sâu vào đất, rễ phụ tập trung nhiều ở mắt đốt và gốc lá

Vỏ màu nâu có lông màu hung, dai và dễ bóc Cành nhánh nhiều, ngọn non dẹt và

có phủ lông tơ màu trắng, mọc ra từ các đốt của thân Rễ gốc và rễ thân phát triển mạnh và lúc non đều có nốt sần màu nâu hơi trắng, chứa nhiều vi khuẩn cố định đạm cộng sinh Lá mọc so le, gồm 1 hoặc 3 lá chét tròn, dài 1,8 - 3,4cm, rộng 2,5 - 3,5cm, đầu và gốc lá hơi lõm, hình dạng giống con mắt hay đồng tiền Mặt dưới của

lá có lông trắng bạc, mặt trên có gân nổi rõ, cuống dài 2 - 3cm Hoa màu tím mọc thành chum ở kẽ lá, dài 7cm, có lông vàng Hoa mọc khít nhau, màu đỏ tía, dài 4mm, cánh 5mm, nhị đơn liền Quả đậu nhỏ, rộng 3,5mm có 3 - 6 ngăn chứa hạt, phần giữa các ngăn chứa hạt hơi thắt lại, vỏ quả có lông ngắn trắng Mùa hoa từ tháng 3 - 5

10

1.1.2.2 Tình hình phân bố, mùa vụ trồng trọt và thu hái

Kim tiền thảo mọc hoang khắp vùng đồi núi trung du nước ta, độ cao dưới 600m so với mực nước biển, gặp nhiều ở Quảng Ninh, Hải Dương, Phú Thọ…

Kim tiền thảo thích hợp với điều kiện nhiệt độ nóng ẩm hoặc ẩm mát, đất ít chua, có thành phần cơ giới trung bình, ẩm và thoát nước nhưng cũng chịu được đất chua, nghèo xấu và khô hạn Kim tiền thảo ưa sáng nhưng cũng chịu được bóng râm, sống lâu năm, tái sinh hạt, chồi gốc, chồi thân, chồi cành đều khỏe

Thời vụ gieo trồng Kim tiền thảo thích hợp vào vụ xuân hay đầu mùa mưa khi đất đã đủ ẩm chưa có những trận mưa to Mùa thu hái của Kim tiền thảo là vào mùa hè, lúc cây có nhiều lá và hoa Cây có thể được dùng ở dạng tươi, phơi hoặc sao khô

Kim tiền thảocó đặc tính sinh trưởng bò lan nên có tác dụng cải tạo, chống xói mòn, giữ nước và bảo vệ đất rất tốt Vì thế cây Kim tiền thảo đã được đưa vào sản xuất tập trung nhằm mục đích phát triển kinh tế vùng nông thôn và bảo vệ đất rừng Năm 2000 - 2001 ở Chí Linh - Hải Dương đã có nhiều hộ trồng trên đất dốc ở các rừng keo và trại cây ăn quả như vải, nhãn… cho kết quả tốt Thời gian gần đây, huyện Yên Dũng, tỉnh Bắc Giang cũng có chương trình phát triển vùng sản xuất cây dược liệu để phát triển nông thôn mới Phòng Nông nghiệp và phát triển nông thôn huyện Yên Dũng đã đầu tư hỗ trợ kinh phí, tập huấn kĩ thuật làm đất, trồng, chăm sóc và thu hoạch cây Kim tiền thảo cho người dân với trên 30 ha

1.1.2.3 Thành phần hóa học và công dụng của Kim tiền thảo

Kim tiền thảo có chứa polysaccharide, saponin triterpenic, các flavonoid như isovitexin, vicenin glycoside, isoorientin và một số chất khác như desmodimin,

desmodilacton, lupenon, lupcol, tritriacontan, acid stearic,…

Các nghiên cứu dược lí hiện đại cho biết Kim tiền thảo có tác dụng lợi tiểu lợi mật, kháng sinh, kháng viêm, dãn mạch hạ huyết áp Vì thế Kim tiền thảo có công dụng chữa sỏi thận, sỏi túi mật, sỏi bàng quang, phù thũng, tiểu buốt, tiểu rắt, tiểu tiện đau rít, phù thũng tiểu ít, hoàng đản tiểu đỏ Liều dùng hàng ngày 10 - 30g, dạng thuốc sắc

11

1.1.2.4 Tình hình sử dụng Kim tiền thảo

Trong Đông Y, Kim tiền thảo được sử dụng trong các bài thuốc chữa bệnh như:

- Trị sạn đường mật: Kim tiền thảo 30g, Xuyên phá thạch 15g, Trần bì 30g, Uất kim 12g, Xuyên quân 10g (cho sau) sắc uống

- Trị sạn tiết niệu: Kim tiền thảo 30g, Xa tiền tử 15g (bọc vải), Chích sơn giáp, Thanh bì, Ô dược, Đào nhân đều 10g, Xuyên ngưu tất 12g sắc uống Có thể dùng độc vị Kim tiền thảo như nước chè để tống sỏi

- Chữa viêm thận, phù, viêm gan, viêm túi mật: Kim tiền thảo 40g, Mộc thông, Ngưu tất mỗi vị 20g, Dành dành, Chút chít, mỗi vị 10g, sắc uống ngày một thang

Ngoài vai trò là một vị thuốc chữa bệnh, Kim tiền thảo trở thành đối tượng được các nhà sản xuất dược phẩm hướng đến Kim tiền thảo đã được nghiên cứu chiết xuất thành dạng cao từ đó bào chế thành thực phẩm chức năng Trên thị trường hiện nay có các thực phẩm chức năng được bào chế từ Kim tiền thảo như sau:

- Sản phẩm viên nang Kim tiền thảo - f của Công ty dược phẩm FITO PHARMA Thành phần dược liệu là Kim Tiền Thảo Tá dược vừa đủ cho 1 viên nang 3,5g Sản phẩm có tác dụng điều trị sỏi thận và ngăn ngừa các biến chứng của sỏi thận hết sức hiệu quả.[18]

Hình 1.4 Sản phẩm viên nang Kim tiền thảo - f của Công ty dược phẩm FITO PHARMA

- Sản phẩm dược phẩm Kim tiền thảo OPC nhãn hiệu “Ông già” của công ty Cổ Phần Dược phẩm OPC với hai dạng sản phẩm là viên bao đường và viên bao phim [19]

12

a) b)

Hình 1.5 Hình ảnh sản phẩm Kim tiền thảo OPC

a) Sản phẩm viên bao đường, b) Sản phẩm viên bao phim

1.1.3 Tổng quan về Cỏ ngọt [20], [21], [22]

1.1.3.1 Tên gọi và đặc điểm

Cỏ ngọt có tên khoa học là: Stevia rebaudiana (Bert) Hemsl

3 gân chính xuất phát từ cuống lá Mép lá có răng cưa ở nửa phần trên Cụm hoa hình đầu, mỗi tổng bao có chứa 5 hoa nhỏ, tràng hình ống, màu trắng ngà, có 5 cánh

13

nhỏ Hoa dài 10 - 12mm Có 2 vòi nhụy dài thò ra ngoài Hoa có mùi thơm nhẹ Mùa hoa từ tháng 10 năm trước đến tháng 2 năm sau

1.1.3.2 Tình hình phân bố, mùa vụ trồng trọt và thu hái

Cỏ ngọt được trồng chủ yếu ở Paraguay, Brazil, Nhật Bản và Trung Quốc Chúng được nhập vào nước ta năm 1988 trồng thử nghiệm Hiện nay, Cỏ ngọt đã thích ứng với những vùng khí hậu của nước ta, sinh trưởng tốt tại sông Bé, Lâm Đồng, Đắc Lắc, Hà Nội, Hà Tây, Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Yên Bái

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng, Cỏ ngọt đã được chú trọng phát triển trên diện tích lớn Điển hình là xã An Vĩ, huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên, diện tích trồng

Cỏ ngọt đã lên đến gần 25 ha Gần đây trên địa bàn tỉnh Bắc Giang, công ty Cổ phần Stevia Ventures và Trung tâm Nghiên cứu Giống và Phát triển cây trồng Hà Nội (Viện Dược liệu) phối hợp với Sở Khoa Học và Công nghệ Bắc Giang, Ủy ban nhân dân xã Nội Hoàng (huyện Yên Dũng) đã tổ chức hội nghị triển khai dự án cây

Cỏ ngọt với kế hoạch là mở rộng diện tích vùng nguyên liệu Cỏ ngọt để đáp ứng thị trường xuất khẩu

Hình 1.7 Cánh đồng trồng Cỏ ngọt

Cỏ ngọt sinh sản hữu tính và vô tính, là cây ưa ẩm, ưa sáng nhưng sợ úng và chết khi ngập nước Sau trồng 35 - 40 ngày, Cỏ ngọt có thể thu hoạch lứa thứ nhất

Cỏ ngọt có thể được thu hoạch 8 - 10 lứa/năm Khi đoạn cành dài khoảng 20 - 25cm

là thời điểm cắt cành Trung bình mỗi tháng thu hoạch một lần

14

Ở nước ta, Cỏ ngọt sinh trưởng qanh năm nhưng cho thu hoạch cao nhất từ tháng 4 đến tháng 11 dương lịch (trừ tháng rét nhất là tháng 12, tháng 1 và tháng 2

ở phía Bắc) bởi vậy Cỏ ngọt nên được trồng vào tháng 4 đến tháng 9

Cỏ ngọt không đòi hỏi kĩ thuật sản xuất phức tạp Năng suất thu hoạch Cỏ ngọt cao, công nghệ thu hái, chế biến lại đơn giản Khối lượng thân, lá và chất lượng Cỏ ngọt đạt cao nhất ở thời kì trước nở hoa, vì vậy nên thu hoạch ở giai đoạn hình thành nụ

Nguyên liệu tươi được đem phơi khô để dễ bảo quản và sử dụng Cỏ ngọt mới làm khô sau thu hoạch thường có mùi ngái gây khó chịu cho một số người Để khử mùi ngái có thể tiến hành như sau: phun nước vào cỏ ngọt để làm ẩm đều Cho vào túi kín, ủ trong 2 - 3 ngày rồi đem phơi hoặc sấy khô sẽ làm hết mùi ngái mà không làm giảm độ ngọt

1.1.3.3 Thành phần hóa học và công dụng của Cỏ ngọt

Thành phần hóa học của Cỏ ngọt rất phức tạp, chất tạo vị ngọt chính trong cỏ ngọt là stevioside, ngoài ra còn có các chất tạo ngọt khác như steviol, steviolbioside, rebaudioside

Stevioside (Steviol glycosides) có công thức hóa học là C38H60O18 Khi thủy phân cho phân tử Steviol và Isosteviol Thông qua phương pháp ion hóa khi chúng trao đổi ion, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra được công thức hóa học của các loại đường trên

15

Stevioside là tinh thể hình kim, điểm nóng chảy 202 - 204oC, ít tan trong cồn Độ ngọt gấp 110 - 270 (300) lần đường sucrose Vì vậy nó cho ta cảm giác rất ngọt Đặc biệt là không tạo calorie và rất ổn định ở nhiệt độ cao 198oC (388oF),

nhưng không trở nên đậm màu hay trở thành đường caramen đặc

Hình 1.8 Công thức cấu tạo phân tử Stevioside

Vị ngọt của Cỏ ngọt không sinh ra năng lượng nên rất thích hợp cho những người bị bệnh tiểu đường, béo phì hoặc tăng huyết áp

1.1.3.4 Tình hình sử dụng cây Cỏ ngọt

Trong công nghiệp thực phẩm, Cỏ ngọt được dùng để pha chế làm tăng độ ngọt mà không làm tăng năng lượng của thực phẩm Trên thị trường hiện nay có các loại sản phẩm sử dụng nguyên liệu là cỏ ngọt như trà túi lọc, thực phẩm chức năng

Ví dụ như:

- Trà Atiso - Cỏ ngọt: Thành phần: lá, thân và rễ atiso, cỏ ngọt và hương liệu

tự nhiên có công dụng làm nước giải khát, mát gan, thông mật, giải độc, an thần, hạ cholesterol do trung tâm cây thuốc Đà Lạt sản xuất

- Trà túi lọc Cỏ ngọt: Trà cỏ ngọt có công dụng thay trà dành cho người bị bệnh tiểu đường, béo phì, cao huyết áp, lợi tiểu, đau đầu, giúp trí óc minh mẫn, làm cho giấc ngủ sâu, hạ đường huyết, nhất là béo phì ở phụ nữ Sản phẩm trà túi lọc Cỏ ngọt gắn liền với nhiều thương hiệu như: Nguyên Thái Trang, Vĩnh Tiến, Thái Bảo…

16

a) b) c)

Hình 1.9 Hình ảnh một số sản phẩm trà túi lọc có thành phần Cỏ ngọt

a) Trà Atiso - Cỏ ngọt, b) Trà Cỏ ngọt Nguyên Thái Trang, c) Trà Cỏ ngọt Vĩnh Tiến

- Sản phẩm đường Cỏ ngọt: Được chế biến từ cây Cỏ ngọt, là loại đường không có calories, an toàn tuyệt đối cho người ăn kiêng, tiểu đường, béo phì, mỡ máu, huyết áp cao…

Hình 1.10 Hình ảnh một số sản phẩm đường Cỏ ngọt

Trong dược phẩm, có sản phẩm thuốc thay thế đường trắng dành cho người

bị béo phì như: thuốc số 104 STEVIA với công dụng hạ đường huyết cho bệnh nhân bị bệnh tiểu đường, làm giảm sự thèm ăn đường, ăn tinh bột Sản phẩm này không những được ưa chuộng tại Mỹ mà còn nhiều nước khác trên thế giới

17

Hình 1.11 Hình ảnh sản phẩm thuốc 104 STEVIA

Ngoài ra Cỏ ngọt còn được dùng trong chế biến mỹ phẩm, chẳng hạn sữa làm mượt tóc, kem làm mềm da Nó vừa có tác dụng nuôi dưỡng tất cả các mô, tái tạo làn da mới vừa chống nhiễm khuẩn, trừ nấm

1.2 Tổng quan về trà hòa tan và công nghệ sản xuất trà hòa tan

1.2.1 Giới thiệu về trà hòa tan

Trà hòa tan bắt đầu xuất hiện từ năm 1959 ở Thụy Sĩ rồi đến Mỹ [10] Ưu điểm của loại trà này là hòa tan rất nhanh, không để lại cặn, cách pha chế sử dụng đơn giản.

Trà hòa tan có thể được sản xuất từ nguyên liệu chè đen hoặc chè xanh thứ phẩm Để sản xuất trà hòa tan, người ta tiến hành trích li chất tan từ nguyên liệu, dịch thu được đem phối trộn với chất trợ sấy đến nồng độ nhất định rồi đem sấy tạo bột trà

Tùy vào trang thiết bị, mục đích sản xuất mà sử dụng phương pháp sấy phun (như sơ đồ hình 1.1.2) hoặc có thể sấy khô chân không rồi nghiền thành bột mịn (như sơ đồ hình 1.13) Quy trình sản xuất như sau:

liệu, acid citric Nước

Bã

19

Hình 1.13 Quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan 2 [3]

Ngày nay, trà hòa tan không chỉ được sản xuất từ nguyên liệu cây chè nữa

mà nó còn áp dụng cho nhiều loại nguyên liệu thảo mộc có tính dược lí khác, người

ta gọi đó là sản phẩm trà thảo dược hòa tan

1.2.2 Một số sản phẩm trà hòa tan

Trên thị trường hiện nay, sản phẩm trà hòa tan được làm từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau và khá phong phú về mẫu mã, hình thức Nhiều thương hiệu trà đã gây được tiếng vang trong nước như: Trà Đại Gia, Vĩnh Tiến, Nhiều mặt

- Trà Gừng hòa tan có công dụng trong việc chữa trị các chứng bệnh như: trị cảm lạnh, ho, đau bụng, hỗ trợ tiêu hóa

- Trà khổ qua hòa tan giúp giải nhiệt, giảm đường máu, mỡ máu, kích thích tiêu hóa giúp ăn ngon miệng hơn

- Trà Atiso hòa tan sử dụng nguyên liệu atiso có tính bổ dưỡng, tăng lực, kích thích, làm ăn ngon, bổ gan, trợ tim, lợi tiểu, chống độc, gây tiết sữa cho phụ nữ nuôi con nhỏ

- Trà hòa tan từ nguyên liệu rau má với tính năng thanh nhiệt, giải độc, trừ thấp, tiêu sưng

- Trà từ Hoa cúc có khả năng làm dịu căng thẳng, thúc đẩy hệ thống miễn dịch, có tác dụng tốt trong điều trị bệnh tiểu đường…

Tùy vào quy trình sản xuất trà hòa tan mà sản phẩm tạo thành được gọi là trà hòa tan không có phụ gia và trà hòa tan có phụ gia

- Trà hòa tan không có phụ gia: Trong quy trình sản xuất, bán thành phẩm và sản phẩm không được bổ sung hay phối trộn với bất kì một phụ gia nào Loại trà này chứa chất tan được trích từ nguyên liệu, chính vì thế mang hương vị rất tự nhiên

và đặc trưng cho loại nguyên liệu sử dụng

- Trà hòa tan có phụ gia: Trong thành phần sản phẩm, nhà sản xuất có thể bổ sung thêm một số phụ gia, chất điều vị, chất tạo hương như: vitamin C, cacbonhydrat, hương trái cây…

là trích li lỏng - lỏng Trích li chất hòa tan trong rắn gọi là trích li rắn - lỏng

Yêu cầu đối với các dung môi dùng để trích li:

- Phải có tính hòa tan chọn lọc: đây là tính chất cơ bản;

- Không có tác dụng hóa học với cấu tử dung dịch, chất rắn;

- Không nên dùng trích li lỏng yêu cầu khối lượng riêng của dung môi khác

xa với khối lượng riêng của dung dịch;

- Không phá hủy thiết bị;

- Không thay đổi thành phần khi bảo quản;

- Không độc khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí, khó cháy;

- Rẻ tiền, dễ kiếm

Dung môi phải được tách ra sau quá trình trích li bằng phương pháp đun nóng, chưng cất hoặc sấy Trong công nghiệp dung môi chủ yếu là nước, cồn, ete

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích li và phương pháp thực hiện:

- Sự chênh lệch nồng độ hai pha: thực chất quá trình rích li là quá trình khuyếch tán vì thế sự chênh lệch nồng độ 2 pha dc/dx (gradient nồng độ) là động lực quá trình Khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích li tăng, thời gian trích li

giảm, ta thực hiện bằng cách tăng tỉ lệ dung môi so với nguyên liệu

- Kích thước của nguyên liệu: Với các nguyên liệu rắn cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi (dùng biện pháp nghiền băm nhỏ hoặc thái nhỏ vật liệu) Nó còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào khi thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và vật liệu Tuy nhiên kích thước và hình dạng vật liệu sau khi làm nhỏ cũng có bị giới hạn vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng động lên lớp nguyên liệu, tới các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi lôi cuốn vào mixen làm dung dịch có nhiều

cặn, làm phức tạp cho quá trình xử lí tiếp theo

- Tính chất vật liệu cũng ảnh hưởng lớn tới hiệu suất trích li

23

- Nhiệt độ: Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuyếch tán và giảm độ nhớt tạo điều kiện thuận lợi cho sự chuyển động của các phần tử Tuy vậy tăng cũng có giới hạn Vì khi cao quá sẽ xảy ra phản ứng khác không cần thiết gây khó khăn cho

quá trình công nghệ

- Thời gian trích li: Thời gian tăng chất lượng khuyếch tán tăng nhưng thời gian có giới hạn khi đạt tới mức độ trích li, theo yêu cầu nếu tăng thời gian thì hiệu

quả kinh tế giảm

Quá trình trích li được thực hiện bằng phương pháp ngâm hoặc tưới dung môi lên vật liệu Các công đoạn chủ yếu của quá trình trích li là: cho hỗn hợp cần trích li tiếp xúc với dung môi, tách và thu hồi dung môi Có thể thực hiện quá trình trích li gián đoạn hoặc liên tục, trích li một bậc hoặc nhiều bậc, dung môi có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, thực hiện trích li gián đoạn, không khuấy đảo

1.2.3.2 Quá trình cô đặc

Bản chất: Cô đặc là quá trình nâng cao nồng độ chất khô các sản phẩm bằng

phương pháp cho bay hơi nước

Quá trình cô đặc được yêu cầu thực hiện trong một chế độ nghiêm ngặt để:

- Bảo đảm các cấu tử sản phẩm, vị và mùi đặc trưng được giữ nguyên

- Đạt được nồng độ yêu cầu

- Các thành phần hóa học chủ yếu không thay đổi

Quá trình cô đặc có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp như: cô đặc dưới áp suất thường (thiết bị hở); cô đặc dưới áp suất thấp (chân không), cô một nồi hoặc nhiều nồi, cô gián đoạn hoặc liên tục; cô liên tục trong một nồi hoặc nhiều nồi Trong điều kiện phòng thí nghiệm, chọn cô đặc dung dịch dưới áp suất thường

1.2.3.3 Quá trình sấy

Bản chất : Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn

và dễ dàng Nó làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết , do đó vi sinh

24

vật, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được Sấy

cũng làm giảm hoạt độ của enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm

Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất Cụ thể là quá trình truyền nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường Các quá trình truyền nhiệt xảy ra đồng thời trên vật liệu sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại với nhau Sự khuyếch tán nước từ nguyên liệu ra môi trường có hai quá trình:

- Quá trình khuyếch tán ngoại: Là sự dịch chuyển của hơi nước trong quá trình khuyếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí

- Quá trình khuyếch tán nội: Là quá trình chuyển động của nước, trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác để tạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguyên liệu Động lực của quá trình khuyếch tán nội là sự chênh lệch về độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài Nếu sự chênh lệch ẩm càng lớn thì quá trình khuyếch tán ngoại càng nhanh

- Mối quan hệ giữa khuyếch tán nội và khuyếch tán ngoại: khuyếch tán nội

và khuyếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Tức là khuyếch tán ngoại tiến hành thì khuyếch tán nội mới có thể được tiếp tục và như thế độ ẩm của sản phẩm mới giảm dần Nếu khuyếch tán nội lớn hơn khuyếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ nhanh hơn, nhưng điều này hiếm có Khuyếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuyếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sự chênh lệch về độ ẩm lớn Do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh nhưng ở giai đoạn cuối thì hàm lượng nước trong nguyên liệu còn ít, tốc độ bay hơi ở bề mặt nhanh hình thành một lớp màng cứng, làm ảnh hưởng đến quá trình làm khô nguyên liệu

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy:

- Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy:

Trong trường hợp các điều kiện khác không đổi như vận tốc gió , độ ẩm không khí , nếu tăng nhiệt độ không khí thì tốc độ sấy sẽ nhanh Nhưng nếu tăng

25

nhiệt độ không khí quá cao thì sẽ làm nguyên liệu bị cháy, làm ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu Đồng thời khi nhiệt độ cao sẽ làm cho lipit bị cháy làm ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu Đồng thời khi nhiệt độ cao sẽ làm cho lipit trong nguyên liệu bị oxy hóa tạo ra nhiều andehyt và ceton làm cho sản phẩm có mùi ôi

khét khó chịu

Ngoài ra nếu nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng tạo màng cứng ở bề mặt nguyên liệu làm cản trở sự thoát hơi nước từ trong ra ngoài dẫn đến tốc độ sấy chậm Ngược lại nếu nhiệt độ không khí quá thấp thì sự thoát hơi nước chậm lại và

sẽ kéo dài thời gian sấy Vì vậy phải sấy ở nhiệt độ thích hợp

Quan hệ giữa lượng nước bay hơi và nhiệt độ sấy:

Trong đó:

w: lượng nước khuyếch tán ra (kg)

t: thời gian sấy (giờ)

k: hệ số bay hơi

t1: nhiệt độ sấy (oC)

t2: nhiệt độ nguyên liệu ban đầu (oC)

- Ảnh hưởng của áp suất khí quyển: Tốc độ sấy của nguyên liệu trong không khí ở nhiệt độ nhất định được biểu thị:

Trong đó:

p1: là áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu (mmHg)

p2: là áp suất riêng phần hơi nước trong không khí (mmHg)

B: là hệ số bay hơi nước trong khí quyển

Trong điều kiện áp suất thường vận tốc gió v = const thì B phụ thuộc vào sự truyền dẫn ẩm phần trong nguyên liệu Khi đó B được đặc trưng bằng hệ số bay hơi

K

26

- Độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm tương đối của không khí là nhân tố

ảnh hưởng quyết định đến tốc độ sấy Khi độ ẩm nhỏ thì áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí nhỏ, tốc độ sấy sẽ nhanh và ngược lại Theo kết quả nghiên cứu

của nhà khoa học thì:

- Độ ẩm không khí > 65% thì tốc độ sấy sẽ giảm rõ rệt, thời gian sấy sẽ kéo dài, dẫn đến nguyên liệu dễ bị hỏng

- Độ ẩm không khí > 80% thì quá trình sấy dừng lại và xảy ra hiện tượng hút ẩm

Độ ẩm không khí nhỏ thì tốc độ sấy nhanh nhưng độ ẩm nhỏ quá sẽ tạo màng cứng ở bề mặt nguyên liệu và kết quả là tốc độ làm khô cũng không được nhanh

- Kích thước và bản thân của nguyên liệu: Diện tích bề mặt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh vì tốc độ làm khô tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt và bề dày nguyên liệu

Đối với những nguyên liệu to dày thì nên cắt nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc và giảm bề dày nguyên liệu nhằm tăng tốc độ sấy Còn nếu chiều dày của nguyên liệu không đều thì tốc độ làm khô ở các điểm khác nhau sẽ khác nhau

1.2.3.4 Công nghệ sấy phun

Phương pháp sấy phun dùng để sấy các dung dịch, huyền phù, keo phân tán Trong công nghiệp thực phẩm, hệ thống sấy phun dùng để sấy dung dịch, để tách bơ thành sữa bột, lòng đỏ trứng gà, cà phê hòa tan, nước ép trái cây các loại, nấm men, vitamin,…

Cơ sở khoa học của sấy phun:

Sấy phun là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuyếch tán do:

- Chênh lệch ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu

- Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

27

Quá trình sấy phun có một số điểm cách biệt hơn so với quá trình sấy khác Mẫu nguyên liệu đưa vào sấy phun có dạng lỏng, còn sản phẩm sau khi sấy có dạng bột Thực chất mẫu nguyên liệu khi đưa vào thiết bị sấy sẽ được phân tán thành hạt nhỏ li ti trong buồng sấy chúng sẽ tiếp xúc với tác nhân sấy Kết quả là hơi nước bốc đi nhanh chóng Các hạt sản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng Quá trình sấy phun gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn phân tán dòng nguyên liệu thành những hạt sương li ti

- Giai đoạn trộn mẫu cần sấy và không khí nóng, khi đó sẽ xảy ra quá trình bốc hơi nước trong mẫu

- Giai đoạn thu hồi sản phẩm từ dòng khí thoát

Nguyên lí hoạt động của thiết bị sấy phun:

Dịch được bơm vào thiết bị với tốc độ thích hợp đến đầu vòi phun, dịch phân tán thành các hạt nhỏ li ti Dòng không khí nóng được lọc sạch và đi qua tháp sấy có nhiệt độ khoảng 130 - 200oC Dòng không khí này được đưa đến sát mút của vòi phun Nhờ chuyển động của dòng không khí nóng đã tạo nên chuyển động xoáy Sau đó hỗn hợp không khí - dịch được định hướng bởi bộ phận cyclon phân chia có khả năng tách sản phẩm khỏi khí thải Bột trà tách ra sẽ rơi xuống bình thu mẫu ở phía dưới

Trong quá trình sấy, tất cả các yếu tố: nhiệt độ không khí, áp suất khí nén, tốc

độ bơm dịch đều ảnh hưởng đến hiệu quả sấy phun Chẳng hạn, nếu sấy ở nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Ưu điểm của sấy phun:

- Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn, do

đó nhiệt độ của mẫu nguyên liệu đem sấy không bị tăng cao Nhờ đó sự tổn thất các chất dinh dưỡng mẫn cảm với các nhiệt độ là không đáng kể

- Sản phẩm sấy phun thu được là các hạt có hình dạng và kích thước đồng nhất

Tỉ lệ giữa các cấu tử không bay hơi trong hạt sản phẩm tương tự như trong mẫu lỏng ban đầu

28

- Thiết bị sấy phun trong thực tế sản xuất thường có năng suất cao và làm việc theo nguyên tắc liên tục Điều này góp phần làm hiện đại hóa các quy trình công nghiệp

Nhược điểm của sấy phun:

- Không thể sử dụng những mẫu có độ nhớt quá cao hoặc sản phẩm yêu cầu có

tỉ trọng cao

- Mỗi thiết bị sấy phun thường được thiết kế để sản xuất một số sản phẩm với những tính chất và chỉ tiêu đặc thù riêng Ví dụ: thiết bị chuyên dùng để sản xuất bột mịn không thể sản xuất dạng bột

- Vốn đầu tư thiết bị sấy phun khá lớn khi ta so sánh với các thiết bị sấy liên tục

1.3 Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài [1], [6], [8]

- Năm 2006, Phạm Đức Tùng dưới sự hướng dẫn của TS Đỗ Văn Ninh và KS

Nguyễn Văn Tặng đã thực hiện đồ án tốt nghiệp đại học : “Nghiên cứu xây dựng quy

trình công nghệ sản xuất trà thảo dược Atiso dạng bột hòa tan” Đề tài đã nghiên cứu

và đưa ra các thông số thích hợp cho các công đoạn trích li, sấy phun trong quy trình sản xuất bột atiso hòa tan nhằm thu được sản phẩm bột có chất lượng tốt nhất Bên cạnh đó còn chọn tỉ lệ các thành phần: bông, thân, lá của atiso và tỉ lệ Cam thảo, Cỏ ngọt, lá chè xanh cho thích hợp Kết quả của đề tài được ứng dụng vào nghiên cứu sản xuất làm viên nén sủi

- Năm 2009, Bùi Huy Chích dưới sự hướng dẫn của Ts Đỗ Văn Ninh đã hoàn

thành luận văn thạc sĩ kĩ thuật “Bước đầu nghiên cứu thủy phân carageenan từ rong

sụn (Kappaphycus alvarezii) bằng enzyme amylase và ứng dụng vào sản xuất trà uống hòa tan” Đề tài đã tìm ra loại enzyme amylase thích hợp để thủy phân carageenan từ

rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty), thu Dexcar dạng bột và ứng dụng vào sản xuất trà hòa tan

- Năm 2011, Đặng Thị Thu Huyền dưới sự hướng dẫn của TS Trần Danh Giang

đã thực hiện đồ án tốt nghiệp:“Nghiên cứu chế biến trà túi lọc từ Mã đề, Râu ngô và

Cỏ ngọt” Đề tài đã xác định hàm lượng ẩm và tro toàn phần trong 3 nguyên liệu Mã

29

đề, Râu ngô và Cỏ ngọt, đưa ra được quy trình chế biến trà túi lọc từ 3 loại nguyên liệu

trên với các thông số thích hợp với điều kiện phòng thí nghiệm Ngoài ra trong phần đề xuất ý kiến có đưa ra phương án tận thu vụn nguyên liệu để sản xuất trà hòa tan

Từ các dẫn liệu trên cho thấy quy trình sản xuất trà hòa tan đã được nghiên cứu

áp dụng cho một số loại nguyên liệu như: Atiso, bột dexcar thu được từ quá trình thủy

phân carageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Nguyên liệu Mã đề và Cỏ

ngọt đã được sử dụng trong sản xuất trà thảo dược túi lọc Trong đề tài nghiên cứu này

sẽ áp dụng công nghệ sản xuất trà hòa tan cho nguyên liệu Mã đề, Cỏ ngọt và sử dụng thêm nguyên liệu Kim tiền thảo