Nghiên cứu quy trình sản xuất nước diệp lục từ cây cần tây (apium graveloens)

Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly .... Khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình phối chế đến chất lượng sản phẩm .... Khảo sát sự ảnh hưởng của quá

Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Phương Khanh - là giảng viên khoa công nghệ sinh học và phụ trách phòng thí nghiệm sinh hóa Cô đã tạo mọi điều kiện về vật chất cũng như tinh thần để giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Em xin chúc Cô luôn luôn khỏe mạnh, hạnh phúc và gặt hái được nhiều thành công hơn trong cuộc sống

Em xin dành lời cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất của mình đến cô Nguyễn Thị Lệ Thủy là giảng viên khoa Công nghệ sinh học, chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm và cũng là giảng viên hướng dẫn em thực hiện đề tài thực tập và khóa luận tốt nghiệp Cô đã luôn đồng hành, giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình để em hoàn thành tốt được đề tài của mình Không những chỉ dạy em kiến thức mà cô còn dạy em cách làm việc, cho em thêm nhiều hiểu biết và kinh nghiệm quý báu Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Cô! Em xin chúc Cô luôn luôn khỏe mạnh, hạnh phúc và gặt hái được nhiều thành công hơn trong cuộc sống

Cuối cùng em xin dành lời tri ân sâu sắc nhất đến người đã cho em được đến với cuộc đời này, người đã nuôi nấng và dạy dỗ em nên người, để em có cơ hội được học hỏi và tiếp xúc với cuộc sống, với thầy cô, với những người bạn, với những cơ hội đang chờ đợi em trong tương lai…Đó chính bố, mẹ, anh, chị,… của

em Con xin cảm ơn ba mẹ vì công ơn sinh thành và nuôi dưỡng của Người Em xin

ba mẹ luôn được khỏe mạnh, bình an và sống mãi với con, để con có cơ hội được đền đáp công ơn bao la trời biển của ba mẹ Chúc anh, chị luôn luôn hạnh phúc và thành công hơn

TP HCM, Ngày 05 Tháng 05 Năm 2015

Người thực hiện Trần Phúc

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG i

DANH MỤC HÌNH ii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1 Cầy tây (Apium graveolens) 3

1.1 Đặc điểm thực vật học 3

1.2 Mô tả hình thái 4

1.3 Thành phần dinh dưỡng 4

1.3.1 Thành phần dinh dưỡng chính 4

1.3.2 Một số hợp chất đặc trưng trong Cần tây 5

1.4 Một số bài thuốc từ Cần tây 6

1.5 Một số nghiên cứu về cây Cần tây 7

1.5.1 Nghiên cứu trong nước 7

1.5.2 Nghiên cứu ngoài nước 7

2 Chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa và ứng dụng 8

2.1 Giới thiệu về chlorophyll 8

2.1.1 Cấu trúc chlorophyll 8

2.1.2 Tính chất vật lý của chlorophyll 9

2.1.3 Tính chất quang học của chlorophyll 10

2.1.4 Tính chất hóa học của chlorophyl 10

2.2 Hoạt tính chống oxy hóa của chlorophyll 11

2.3 Tác dụng của chlorophyll đối với sức khỏe 12

2.4 Một số sản phẩm chlorophyll trên thị trường 12

3 Quá trình trích ly 13

3.1 Trích ly chất lỏng 13

3.2 Trích ly chất rắn 15

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly 16

3.3.1 Nhiệt độ 16

3.3.3 Hệ dung môi và tốc độ chuyển động của dung môi 16

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

1 Vật liệu nghiên cứu 19

1.1 Địa điểm nghiên cứu 19

1.2 Nguyên liệu 19

1.3 Hóa chất sử dụng 19

1.4 Thiết bị 20

2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.1 Sơ đồ nghiên cứu dự kiến 20

2.2 Thuyết minh sơ đồ 22

3 Nội dung nghiên cứu 22

3.1 Khảo sát tính chất nguyên liệu 22

3.1.1 Khảo sát tính chất hóa lý của nguyên liệu 22

3.1.2 Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của nguyên liệu 23

3.2 Khảo sát quá trình tạo chế phẩm Natri đồng chlorophyllin 23

3.2.1 Khảo sát hàm lượng CuSO 4 cần bổ sung 24

3.2.2 Khảo sát hàm lượng NaOH cần bổ sung 25

3.3 Khảo sát quá trình điều chế dịch Cần tây 26

3.3.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly 26

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến quá trình trích ly 27

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình trích ly 28

3.4 Khảo sát quá trình chế biến nước diệp lục 29

3.4.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình phối chế đến chất lượng sản phẩm 29

3.4.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến chất lượng sản phẩm 30

3.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn thiện 31

3.5.1 Đánh giá cảm quan sản phẩm hoàn thiện theo TCVN: 3215-79 31

3.5.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm về chỉ tiêu vi sinh 33

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

1 Kết quả khảo sát tính chất nguyên liệu 35

1.1 Tính chất hóa lý của nguyên liệu 35

1.2 Khả năng kháng oxy hóa của dịch trích Cần tây 35

2 Khảo sát quá trình tạo chế phẩm Natri đồng chlorophyllin 36

2.1 Khảo sát hàm lượng CuSO4 cần bổ sung 36

2.2 Khảo sát hàm lượng NaOH cần bổ sung 38

3 Khảo sát quá trình điều chế dịch Cần tây 39

3.1 Ảnh hưởng của yếu tố tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly 39

3.2 Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến quá trình trích ly 40

3.3 Ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình trích ly 41

4 Kết quả khảo sát quá trình chế biến nước diệp lục 42

4.1 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng cửa quá trình phối chế đến chất lượng sản phẩm 42

4.2 Kết quả sự ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến chất lượng sản phẩm 44

5 Đánh giá chất lượng sản phẩm toàn diện 45

5.1 Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm theo TCVN: 3215-79 45

5.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm về vi sinh 46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHỤ LỤC iii

SVTH: Trần Phúc i

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng phân loại khoa học 3

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của cây Cần tây 5

Bảng 2.1 Chỉ tiêu và phương pháp nghiên cứu nguyên liệu 22

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng kháng oxy hóa của Cần tây 23

Bảng 2.3 Hàm lượng CuSO4 cần bổ sung để tạo chế phẩm Natri đồng Chlorophyllin 25

Bảng 2.4 Hàm lượng NaOH cần bổ sung để tạo chế phẩm Natri đồng Chlorophyllin 25

Bảng 2.5 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly 26

Bảng 2.6 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến quá trình trích ly 27

Bảng 2.7 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình trích ly 28

Bảng 2.8 Bố trí thí nghiệm phối chế sản phẩm 29

Bảng 2.9 Bảng điểm đánh giá cảm quan về vị 30

Bảng 2.10 Khảo sát quá trình thanh trùng 31

Bảng 2.11 Bảng điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm 32

Bảng 2.12 Mức chất lượng đánh giá sản phẩm 33

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu 35

Bảng 3.2 Khả năng kháng oxy hóa của dịch trích Cần tây 36

Bảng 3.3 Hàm lượng CuSO4 cần bổ sung 37

Bảng 3.4 Hàm lượng NaOH cần bổ sung 38

SVTH: Trần Phúc i

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly 39

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến quá trình trích ly 40

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình trích ly 41

Bảng 3.8 Bảng điểm cảm quan 43

Bảng 3.9 Kết quả theo dõi mẫu sau quá trình thanh trùng 44

Bảng 3.10 Kết quả đánh giá cảm quan 45

Bảng 3.11 Kết quả phân tích vi sinh 46

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây Cần tây (Apium graveolens) 3

Hình 1.2 Hình thái cây Cần tây (Apium graveolens) 4

Hình 1.3 Cấu trúc phân tử Chlorophyll a và chlorophyll b 9

Hình 1.4 Phổ hấp thụ của Chlorophyll a và b 10

Hình 1.5 Sản phẩm Chlorophyll Fibersol Plus 13

Hình 1.6 Chiết xuất diệp lục Synergy 13

Hình 1.7 Sơ đồ trích ly theo một đoạn giao dòng 14

Hình 1.8 Sơ đồ trích ly theo nhiều đoạn giao dòng 14

Hình 1.9 Sơ đồ trích ly liên tục nhiều đoạn nghịch dòng 15

Hình 2.1 Cây Cần tây 19

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến 21

Hình 2.3 Sơ đồ trích ly thu dịch chlorophyll 24

Hình 3.1 Khả năng kháng oxy hóa của dịch Cần tây 36

Hình 3.2 Kết quả thay thế nhân kim loại trong phân tử chlorophyll 37

Hình 3.3 Dịch trích Cần tây 42

Hình 3.4 Sản phẩm nước diệp lục 44

SVTH: Trần Phúc 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sức khỏe là vốn quý giá nhất của con người, là tài sản vô hình nhưng có sức mạnh hữu hình, là cái đánh giá thể chất của bạn so với những người khác Có lẽ cũng chính sự nhận thức về tầm quan trọng của sức khỏe mà ngay từ thời xa xưa ông cha ta đã nghĩ việc chăm lo và bảo vệ sức khỏe, sử dụng các loại cây thảo mộc có sẵn trong tự nhiên để bồi bổ cũng như chữa trị bệnh

Cuộc sống của con người ngày càng hiện đại, điều kiện sống ngày càng được nâng cao Nhưng kéo theo nó là hàng loạt hệ lụy, sức khỏe con người ngày càng bị đe dọa với các bệnh mãn tính ngày càng tăng: tiểu đường, béo phì, huyết

áp, tim mạch… Vì vậy, ngoài việc ăn uống hợp lý, thể dục điều độ thì các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe có nguồn gốc tự nhiên đang dần được ưa chuộng Hàng loạt sản phẩm từ Lô hội, Atiso, Cam thảo,… đã ra đời Bên cạnh những loại cây

có hoạt tính sinh học đã được biết đến còn có một số loại thưc vật được dùng để phòng và chữa bệnh nhưng vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về những đối tượng

này Trong đó có cây Cần tây, có tên khoa học là Apium graveolens

Cần tây lại mang lại nhiều lợi ích tiềm ẩn cho sức khỏe con người Cần tây giàu diệp lục tố, acid folic, vitamin C, Kali, Natri,…và chất xơ Bên cạnh giá trị dinh dưỡng cao, Cần tây còn có tác dụng lợi tiểu, bổ thận, hạ huyết áp, chữa mỡ trong máu cao, mất ngủ,… (Đỗ Tất Lợi, 2006)

Nắm bắt xu hướng trên kết hợp với những lợi ích mà Cần tây mang lại, đề

tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước diệp lục từ cây Cần tây (Apium Graveolens)” được thực hiện nhằm mục đích làm tăng tính đa dạng các sản

phẩm hỗ trợ sức khỏe con người

SVTH: Trần Phúc 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

SVTH: Trần Phúc 3

1 Cần tây (Apium graveolens)

1.1 Đặc điểm thực vật học[4]

Cần tây, tên tiếng Anh: Celery, tên khoa học: Apium graveolens

Hình 1.1 Cây Cần tây (Apium graveolens)

Phân loại khoa học:

Bảng 1.1 Bảng phân loại khoa học

Giới (regnum) Thực vật (Plantae)

Ngành (division) Hạt kín (Magnoliophyta)

SVTH: Trần Phúc 4

1.2 Mô tả hình thái[3]

Cây thảo sống dai, cây mọc thẳng đứng, cao tới 1,5 m, nhẵn, có nhiều rãnh dọc, chia làm nhiều cành mọc đứng Lá ở gốc có cuống, hình thuông hay ba cạnh, hơi có dạng 5 cạnh, xẻ ba hay chia thùy cho tới giữa phiến, các thùy hình ba cạnh, dạng mắt chim, tù có khía lượn tai bèo Lá giữa và lá ngọn không cuống, chia làm 3 hoặc xẻ 3 hoặc không chia thùy Cụm hoa gồm nhiều tán, các tán ở đầu cành có cuốn dài hơn các tán bên Không có tổng bao Hoa nhỏ màu trắng nhạt Cán quả chia đôi, mang 2 quả hình cầu, dạng trứng, nhẵn có cạnh lồi hay chạy dọc, không nổi rõ lắm

Hình 1.2 Hình thái cây Cần tây (Apium graveolens)

1.3 Thành phần dinh dưỡng

1.3.1 Thành phần dinh dưỡng chính:

Cần tây có hàm lượng nước cao (hơn 88%), rất giàu β-caroten, acid folic, vitamin C, magiê, kali, natri, chất diệp lục và chất xơ, Thành phần dinh dưỡng trong 100 g Cần tây tươi được thể hiện trong bảng 1.2:

Năng lượng 42 Kcal Riboflavin 0,06 mg

(Nguồn: USDA National Nutrient data base: http://ndb.nal.usda.gov )

1.3.2 Một số hợp chất đặc trưng trong Cần tây [13]

Toàn thân cần tây chứa tinh dầu, trong đó: limonen (37%), cis-β-ocimen

(19%), n-butyl phthalid (12%), bao gồm myrcen, γ-terpinen và trans cimen Rễ có

SVTH: Trần Phúc 6

γ-terpinen (18%) và trans-β-ocimen, 16,7% 3-methyl-4-ethylhexan, và ρ-xymen (13.2%), bao gồm limonen, cis-β-ocimen và α-tecpineol

Lá chứa khoảng 0,1% tinh dầu dễ bay hơi, chủ yếu là myrcen (33,6%),

limonen (26,3%), cis-β-ocimen (14,2%), n-butyl phthalid (6,2%) và β-selinen (3,7

%) Quả chứa nước (90.5%), hỗn hợp nitơ (1.95%), chất béo (0.07%), cellulose (1.15%) và tro (1.31%) Khi cất cho từ 2 – 3% tinh dầu không màu, lỏng, mùi thơm đặc trưng của cần tây Thành phần chủ yếu là các tecpen: limonen (86%), β-selinen (8%), n-butylidene-phthalid (8%), và myrcen Hạt chứa nhiều canxi, vitamin A, vitamin C, sắt, magiê, natri, kali và phốt pho Mùi thơm đặc trưng của Cần tây do 2 hợp chất oxy: sedanolic (C12H18O3) và anhydrid sedanolic Ngoài ra còn có một ancol 2 vòng

1.4 Một số bài thuốc từ Cần tây[24]

 Trị cao huyết áp: rau Cần tây sắc lấy nước uống hằng ngày (chia 3 lần) uống đến khi thấy huyết áp ổn định Hoặc dùng rau cần tươi giã vắt lấy nước thêm một ít mật ong và đường mạch nha, lượng như nhau, đem đun nóng ấm và uống ngay Cần tây dùng cả thân 50 g, thái khoảng đốt ngón tay, đổ 3 bát con nước, sắc lấy một bát, uống ngày 3 lần như vậy Sau một thời gian ngắn, huyết áp sẽ ổn định

 Bổ thận, hạ huyết áp: rau cần tây 100 g, thịt lợn nạc 100 g, nước luộc gà 300

ml, nấm hương 30 g, dâu 10g, hành 10 g, gừng 5 g, muối, dầu vừa đủ Cho dầu vào chảo nóng phi thơm gia vị rồi cho các vị còn lại cùng nước luộc gà, đun nhỏ lửa 20 phút, chia làm 2 - 3 lần ăn trong ngày

 Dùng cho bệnh nhân tai biến mạch máu não, bất động: lấy rau cần tây tươi

giã nát uống kết hợp với điều trị Tây y hay phục hồi chức năng là rất tốt Trong rau cần tây có chứa nhiều canxi, sắt, phốt pho, giàu protid và đều gấp đôi các loại rau khác Các acid amin tự do ở cần tây cũng nhiều, tinh dầu, manitol, inositol, các vitamin sẽ giúp tăng cảm giác thèm ăn, xúc tiến tuần hoàn máu và bổ não

 Trị bệnh đi tiểu nước đục như sữa: cách bào chế và dùng rễ cần tây cắt sát gốc thân, tốt nhất có đường kính từ 2 cm trở lên (nếu nhỏ hơn thì phải lấy tăng lên) Mỗi lần dùng 10 bộ rễ, rửa sạch cho vào 500 ml nước đun sắc nhỏ lửa cho tới khi

SVTH: Trần Phúc 7

cạn còn khoảng 200 ml thì lấy để uống Mỗi ngày cần uống 2 lần vào buổi sáng, tối, lúc bụng đói Kết quả rất công hiệu Uống thuốc từ 3 - 7 ngày nước tiểu trở lại hoàn toàn trong

 Chữa vàng da: xào 150 g cần tây với 15 g dạ dày lợn, ăn liên tục trong 1 tuần đến 10 ngày sẽ thấy hiệu quả

 Chữa trị viêm miệng, họng: cần tây 30 g rửa sạch, giã nát, vắt lấy nước, thêm

vài hạt muối tinh, súc miệng ngày 3 lần, hoặc có thể nuốt từ từ càng nhanh khỏi

1.5 Một số nghiên cứu về cây Cần tây

1.5.1 Nghiên cứu trong nước

Năm 1997, Lê Viết Ngọc Phượng[5] và cộng sự đã nghiên cứu thành phần

lacton của một số cây thuốc thuộc họ hoa tán (Apiaceae) trong đó có Cần tây

Năm 2004, Lê Thị Anh Đào[2] và cộng sự đã nghiên cứu được thành phần hóa học của cây Cần tây trồng ở Hà Nội

1.5.2 Nghiên cứu ngoài nước

Năm 2005, Sipailiene A.[21] và cộng sự đã nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của tinh dầu cây Cần tây

Năm 2011, Jung W S.[19] và cộng sự đã nghiên cứu khả năng kháng oxi hóa, hàm lượng flavonoid cũng như polyphenol từ cao chiết cây Cần tây

Năm 2012, Fazal S S.[13] và Singla R K đã báo cáo về thành phần hóa học, thành phần dinh dưỡng cũng như dược tính của cây Cần tây

Năm 2012, Iswantini D.[18] và cộng sự đã cho thấy Cần tây có khả năng kháng enzyme xanthine oxidase, một loại enzyme giữ vai trò quan trọng trong quá trình thoái hóa của purine, nó đóng vai trò là chất xúc tác cho phản ứng oxy hóa hypoxanthine thành xanthine và sau đó tiếp tục xúc tác cho phản ứng oxy hóa xanthine thành acid uric Đây là nguyên nhân chính gây nên bệnh Gút

SVTH: Trần Phúc 8

2 Chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa và ứng dụng

2.1 Giới thiệu về chlorophyll

Chlorophyll là sắc tố quan hợp chỉ có ở sinh vật tự dưỡng (autotrophic) hoặc thực vật phù du (phytoplankton) như tảo Lượng chlorophyll có trong tế bào phụ thuộc vào lượng sinh khối (Norbert Wasmund, 2006) Từ “chlorophyll” bắt nguồn

từ tiếng Hy Lạp: “chloros” có nghĩa là màu xanh và “phyllon” có nghĩa là lá Chlorophyll là một phân tử sinh học rất quan trọng, quyết định đến quá trình quang hợp của cây Giúp cây tổng hợp năng lượng từ ánh sáng Chlorophyll hấp thụ mạnh ánh sáng màu xanh dương nhưng lại hấp thụ kém ánh sáng màu lục trong dải quang

phổ của ánh sáng

2.1.1 Cấu trúc chlorophyll

Chlorophyll là một dẫn xuất của porphyrin có khung cơ bản là porphin và các dẫn xuất: dihydroporphin và tetrahydroporphin Porphin gồm 4 vòng pyrol nối với nhau bởi cầu nối methyl CH=

Phân tử diệp lục tố không cân xứng, nó còn có thêm một vòng phụ pentanol gồm các nhóm carbonyl và carboxyl liên kết nới methanol

Trong phân tử chlorophyll, các nhóm thé được gắn vào các vòng pyrol và một nguyên tử Mg ở vị trí trung tâm liên kết với 4 nguyên tử nitrogen Do đó, chlorophyll là một hợp chất Mg – porphyrin Cấu trúc của chlorophyll rất phức tạp, phải trãi qua nhiều năm nghiên cứu các nhà khoa học mới làm sáng tỏ được Năm

1960, Strell và Woodward đã tổng hợp được chlorophyll a

Trong tự nhiên, chlorophyll thường tồn tại ở 2 dạng:

Chlorophyll a: C55H72O5N4Mg

Chlorophyll b: C55H70O6N4Mg

Màu của chlorophyll b nhạt hơn màu của chlorophyll a Trong cấu tạo chlorophyll a khác chlorophyll b ở là tại vị trí nhóm R ở chlorophyll a là nhóm -

Có màu lam tinh thể hình lá dày

Không tan trong nước, tan ít trong ether dầu hỏa, tan trong ethanol, acetone, benzene,

Chlorphyll b: C55H70O6N4Mg

Phân tử lượng: M = 907,46 đvC

Bột vi tinh thể màu xanh lá cây

Không tan trong nước, tan ít trong ether dầu hỏa, tan trong ethanol, acetone, ethylacetone,…

Chlorophyll c: Không tan trong nước, tan ít trong ether dầu hỏa, tan trong ethanol, acetone, ethylacetone,…

SVTH: Trần Phúc 10

Chlorophyll d: Không tan trong nước, ít tan trong ethanol, acetone, benzene,…

2.1.3 Tính chất quang học của chlorophyll [8]

Theo Vũ Văn Vụ (2009): “Trong bước sóng của ánh sáng khả kiến (400- 700 nm), có hai vùng hấp thu mạnh nhất của chlorophyll là xanh lam (430 nm) và đỏ (662 nm)”

Hình 1.4 Phổ hấp thu của chlorophyll a và b 2.1.4 Tính chất hóa học của chlorophyll [8]

Chlorophyll là este của acid dicacboxylic C32H30ON4Mg(COOH)2 với hai loại rượu là phyton (C20H39OH) và methanol (CH3OH) nên công thức của chlorphyll có thể viết như sau:

Chlorophyll khi tác dụng với dung dịch kiềm sẽ tạo thành muối tan trong nước

và vẫn có màu xanh:

SVTH: Trần Phúc 11

Ngược lại, khi chlorophyll tác dụng với acid thì nhân Mg sẽ được thay thế bằng H+ và tạo thành pheophytin có màu nâu:

Nếu pheophytin tiếp tục tác dụng với một kim loại khác thì kim loại này

sẽ thay thế vị trí Mg2+ lúc đầu và tạo nên hợp chất có màu xanh rất bền:

2.2 Hoạt tính chống oxy hóa của chlorophyll

Chlorophyll và các dẫn xuất của chlorophyll được biết đến là các chất có hoạt động chống oxy hóa Việc sử dụng các loại rau lá, giàu chlorophyll và các dẫn xuất của chlorophyll như chlorophyllin, có liên quan đến việc giảm nguy cơ xuất hiện của một số loại bệnh ung thư Vì vậy, việc áp dụng một chế độ ăn uống giàu chlorophyll có thể ngăn ngừa hoặc trì hoãn sự bộc phát của một số bệnh như ung thư, đó là các biểu hiện lão hóa được gây ra bởi các gốc tự do.Các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng, các dẫn xuất của chlorophyll, như chlorophyllin, đã cho thấy hoạt tính chống oxy hóa tương tự vitamin C Các chức năng của chlorophyll đối với động vật được biết đến là giúp ức chế quá trình peoroxy hóa lipid và bảo vệ

ty thể khỏi sự hư hại gây ra bởi các gốc tự do khác nhau và các loại phản ứng oxy hóa khác Chlorophyllin cũng được báo cáo là giúp ngăn chặn các bức xạ gây biến đổi DNA và tổn thương màng ty thể[25]

Chất chống oxy hóa và hoạt động antimutagenic của các dẫn xuất của chlorophyll trong chế độ ăn uống đã được đánh giá Hoạt tính chống oxy hóa được xác định bằng khả năng của mỗi hợp chất sau đây trong việc nhặt gốc tự do như 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) và 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) (ABTS+) Hoạt động Antimutagenic đã được khảo nghiệm với một chủng

SVTH: Trần Phúc 12

vi khuẩn vi hình gây đột biến đảo ngược, bằng cách sử dụng vi khuẩn Salmonella

typhimurium TA100 và benzo[a]pyrene như một chủng thử nghiệm và gây đột biến

tương ứng Các chất dẫn xuất của chlorophyll a đã cho thấy là có khả năng bắt gốc

tự do hiệu quả hơn so với các dẫn xuất của chlorophyll b Hơn nữa, các dẫn xuất kim loại tự do của chlorophyll như chlorins, pheophytins, và pyropheophytins cho thấy có khả năng chống oxy hóa thấp hơn các dẫn xuất kim loại như Mg-chlorophyll, Zn-pheophytins, Zn-pyropheophytins, Cu-pheophytins, và Cu-chlorophyllins Những kết quả này đã chứng minh rằng các dẫn xuất của chlorophyll trong chế độ ăn uống ở cả hai loại thực phẩm tươi và thực phẩm chế biến, chế độ ăn uống bổ sung có tác dụng chống oxy hóa và hoạt động antimutagenic[14]

2.3 Tác dụng của chlorophyll đối với sức khỏe:

Chlorophyll được đăng kí như một phụ gia thực phẩm (chất tạo màu) E140 Chlorophyll được sử dụng để bổ sung trong một số nước giải khát hoặc dầu thực vật

để tăng giá trị cảm quan Ngoài ra chlorophyll cũng có 1 số lợi ích cho sức khỏe của con người do chlorophyll chỉ khác với hemoglobin trong máu người ở nhân Mg2+

trong vòng chlorin (thay vì Fe2+)

Một số tác dụng của chlorophyll đối với sức khỏe[26]:

 Kiểm soát tốt cân nặng và chỉ số đường huyết

 Hỗ trợ làm lành vết thương hở và chống mưng mủ

 Tăng cường khả năng thải độc của cơ thể

 Bảo vệ tế bào khỏi tác nhân gốc tự do

 Giảm nguy cơ ung thư ruột kết do chế độ ăn uống

 Ngăn ngừa bệnh thiếu máu

2.4 Một số sản phẩm chlorophyll trên thị trường

 Chlorophyll Fibersol Plus:

SVTH: Trần Phúc 13

Diệp lục (Chlorophyll) trong sản phẩm được trích ly từ cỏ Linh lăng (chứa hàm lượng chlorophyll cao gấp

4 lần các loại rau thông thường) Ngoài hàm lượng chlorophyll cao (1 gói sản phẩm có hàm lượng chlorophyll tương đương 1 kg rau xanh), sản phẩm còn bổ sung nhiều loại vitamin và khoáng chất giúp tăng cường sức khỏe

 Chiết xuất diệp lục (Liquid Chlorophyll Synergy):

Sản phẩm được nghiên cứu và sản xuất tại Mỹ bởi Tập đoàn Synergy Nature’s Sunshine Diệp lục lục tố được thu nhận từ

cỏ Linh lăng thông qua quá trình trích ly Sản phẩm chứa 8 loại enzyme cơ bản ở dạng tự nhiên, nhiều vitamin và khoáng chất,…

Hình 1.6 Chiết xuất diệp lục Synergy

3 Quá trình trích ly[1][6]

3.1 Trích ly chất lỏng

Trích ly chất lỏng là quá trình tách chất hòa tan bằng một chất lỏng khác (dung môi) không hòa tan Quá trình trích ly chất lỏng gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu: là giai đoạn trộn lẫn, phân tách 2 pha vào với nhau để tạo sự tiếp xúc pha tốt

Hình 1.5 Sản phẩm Chlorophyll Fibersol Plus

Các phương pháp trích ly theo đoạn: là quá trình có thể thực hiên liên tục hay gián đoạn Hỗn hợp ban đầu và dung môi được trộn lẫn với nhau, quá trình truyền khối xảy ra giữa hai pha được tiến hành cho đến khi hệ cân bằng sau đó để hỗn hợp lắng và tách pha

Hình 1.7 Sơ đồ trích ly theo một đoạn giao dòng

Trích ly theo nhiều đoạn giao dòng: quá trình cũng có thể thực hiện liên tục hay gián đoạn Đây là sự kéo dài của quá trình trích ly một đoạn trong đó có pha rafinat liên tục đi qua mỗi đoạn để được tiếp xúc với dung môi

Hình 1.8 Sơ đồ trích ly theo nhiều đoạn giao dòng

Pha trích ly

Nguyên liệu

Dung môi

Dung môi

SVTH: Trần Phúc 15

Trích ly liên tục nhiều đoạn nghịch dòng: nguyên liệu ban đầu và dung môi đi ngược chiều nhau Nguyên liệu đi vào đầu này còn dung môi đi vào đầu kia Pha trích và pha rafinat đi liên tục, ngược chiều nhau qua mỗi đoạn

Hình 1.9 Sơ đồ trích ly liên tục nhiều đoạn nghịch dòng

3.2 Trích ly chất rắn

Trích ly chất rắn là quá trình hòa tan chọn lựa một hay nhiều cấu tử trong chất

rắn bằng cách cho chất rắn tiếp xúc với dung môi

Quá trình trích ly chất rắn phụ thuộc vào cấu tạo bề mặt và kích thước của chất rắn Nhiệt độ trích ly càng cao càng tốt vì nhiệt độ cao làm tăng độ hòa tan của dung chất vào dung môi, làm giảm độ nhớt do đó làm tăng hệ số khuếch tán và tăng tốc

độ quá trình trích ly Tuy nhiên với sản phẩm tự nhiên, nhiệt độ trích ly quá cao có thể làm tăng độ hòa tan của các chất không mong muốn vào dung dịch

Quá trình trích ly chất rắn có thể thực hiện gián đoạn, bán liên tục hoặc liên tục Trong mỗi trường hợp quá trình có thể là tiếp xúc pha theo bậc hoặc tiếp xúc pha liên tục Có 2 phương pháp để tạo sự tiếp xúc pha là phun tưới chất lỏng qua lớp vật liệu rắn hoặc nhúng chất rắn chìm hoàn toàn trong chất lỏng Việc lựa chọn thiết bị trong một trường hợp bất kì phụ thuộc phần lớn trên trạng thái vật lý của chất rắn

Quá trình trích ly chất rắn được sử dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim,

nó đóng vai trò quan trọng trong quy trình luyện nhôm, cobalt, mangan, kẽm Nhiều sản phẩm hữu cơ thiên nhiên được thu hồi bằng quy trình trích ly chất rắn như: dầu thực vật được thu hồi từ các loại hạt chứa dầu như đậu nành, bông vải… bằng cách cho tiếp xúc với dung môi hữu cơ, tannin được tách ra từ vỏ bằng cách cho tiếp xúc với nước và nhiều dược phẩm khác nhau được thu hồi từ lá thuốc, cây thuốc… Trà

và cà phê được trích ly bằng cách cho tiếp xúc với nước nóng

Pha rafinat

Dung môi Dịch trích

Nguyên liệu

3.3.2 Thời gian trích ly:

Thời gian tiếp xúc của dung môi và nguyên liệu càng dài thì khả năng trích

ly càng cao khi đó nồng độ chất tan đạt giá trị cân bằng Tuy nhiên nếu thời gian quá dài sẽ hòa tan các chất trong nguyên liệu vào dung môi trích ly, sản phẩm thu được không tinh khiết

3.3.3 Hệ dung môi và tốc độ chuyển động của dung môi:

Dung môi dung để trích ly phải hòa tan các chất cần trích ly Các loại dung môi khác nhau có khả năng trích ly khác nhau Hiệu suất trích ly cò phụ thuộc vào

tỷ lệ hàm lượng dung môi so với nguyên liệu Tỷ lệ này càng cao thì dung dịch trích

ly càng nhiều Hệ dung môi là yếu tố quan trọng nhất quyết định hiệu suất trích ly

 Yêu cầu dung môi khi trích ly:

Hòa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hòa tan các cấu tử cần trích ly, khả năng hòa tan các cấu tử cần trích ly, khả năng hòa tan càng lớn càng tốt, nhưng ít hòa tan các cấu

Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào

Đây là một trong các yếu tố cơ bản thúc đẩy nhanh quá trình trích ly Việc phá

vỡ tối đa cấu trúc tế bào nguyên liệu tạo điều kiện tiếp xúc triệt để của chất tan và dung môi

3.3.4 Kích thước và hình dạng nguyên liệu:

Ảnh hưởng đến tốc độ chuyển động của dung môi qua lớp nguyên liệu Nguyên liệu có kích thước không đồng đều , trong quá trình trích ly, các hạt mịn sẽ lắng đọng trên những phần nguyên liệu chưa bị phá vỡ cấu trúc làm tắc ống mao dẫn Khi đó dung môi chỉ lưu thông trên toàn bề mặt lớp vật liệu, khả năng hòa tan của các chất tan vào dung môi thấp nên hiệu suất trích ly thấp

SVTH: Trần Phúc 18

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

SVTH: Trần Phúc 19

1 Vật liệu nghiên cứu

1.1 Địa điểm nghiên cứu

Tất cả các thí nghiệm sẽ được tiến hành nghiên cứu tại phòng thí nghiệm sinh hóa, cùng với sự hỗ trợ của phòng thí nghiệm chuyên ngành thực phẩm, vi sinh của trường Đại Học Mở thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ: 68 Lê Thị Trung, phường Phú Lợi, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

SVTH: Trần Phúc 20

 Cồn 850

 Acid Ascorbic

 DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)

Và một số hóa chất dùng để khảo sát tính chất nguyên liệu ban đầu như:

K3Fe(CN)6, ZnSO4 - KI, Na2S2O3 0,05N, KOH 0.1N, CH3COOH 9%, Ethanol, Hồ tinh bột, cồn 960

 Máy lọc chân không

 Máy quang phổ UV-vis

 Máy cô quay chân không

 Và một số dụng cụ thí nghiệm thông thường khác

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Sơ đồ nghiên cứu dự kiến

Bay hơi

Na Cu Chlorophyllin

Phối chế Đóng chai

Thanh trùng

Bảo ôn

Sản phẩm

SVTH: Trần Phúc 22

2.2 Thuyết minh sơ đồ

Cần tây tươi sau khi mua về sẽ được loại bỏ rễ và những phần hư hỏng, rửa sạch để loại bỏ các loại tạp chất có trong cây Sau đó, nguyên liệu sẽ được phân thành 2 phần lá và thân

Phần lá, tiến hành mang xay nhuyễn rồi thêm acetone vào để tiến hành trích ly thu chlorophyll Sau đó, lọc để loại bỏ bã Phần dịch trích chlorophyll thu được ta mang đi acid hóa (pH = 3), rồi cho tác dụng với CuSO4 trong 24 giờ Sau đó tiến hành đuổi hết acetone để thu phần tủa màu xanh là Chlorophyllin nhân đồng (Cu-Chlorophyllin) Hòa tan phần tủa màu xanh vào cồn 85o rồi cho tác dụng với NaOH Sau đó, bay hơi hết dung môi để thu được muối Natri đồng chlorophyllin tan trong nước

Phần thân Cần tây, cũng mang xay nhuyễn rồi trích ly với nước Phần dịch trích thu được sẽ được mang đi lọc rồi phối chế cùng với muối natri đồng chlorophyllin và đường Sau đó, tiến hành đóng chai và mang đi thanh trùng Cuối cùng ta được sản phẩm nước diệp lục

3 Nội dung nghiên cứu

3.1 Khảo sát tính chất nguyên liệu

3.1.1 Khảo sát tính chất hóa lý của nguyên liệu

Bảng 2.1 Chỉ tiêu và phương pháp nghiên cứu nguyên liệu

Hàm lượng tro Nung với nhiệt độ từ 300 – 600 oC

Hàm lượng đường khử Phương pháp Hargendorn và Jensen

Nồng độ chlorophyll Đo độ hấp thụ (A)

SVTH: Trần Phúc 23

3.1.2 Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của nguyên liệu

Mục đích: thí nghiệm này được thực hiện nhằm đánh giá khả năng bắt gốc tự

do của nguyên liệu Cần tây

 Cách tiến hành: 10 g Cần tây tươi được mang đi xay nhuyễn sau đó bổ sung

300 ml nước cất, mang đi trích ly ở 80 oC trong 60 phút Phần dịch trích thu được sẽ được lọc và bay hơi hết nước để thu cao chiết rồi mang đi khảo sát khả năng kháng oxy hóa

Bố trí và tiến hành thí nghiệm theo bảng 2.1

Lần lượt hút các dung dịch cho vào ống nghiệm đã được bao giấy bạc tránh sáng theo thứ tự như sau:

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng kháng oxy hóa của Cần tây

Nồng độ cao chiết Cần tây (µg/ml) 0,47 0,94 1,88

 Chỉ tiêu đánh giá: Các mẫu được đem đi đo độ hấp thụ ở bước sóng 517 nm và được ghi nhận lại, sau đó dựa vào kết quả OD có được sẽ tiến hành xử lý số liệu nhằm nhận biết được khả khăng kháng oxy hóa của cao chiết Cần tây

3.2 Khảo sát quá trình tạo chế phẩm Natri đồng chlorophyllin

 Mục đích: tạo chế phẩm Natri đồng chlorophyllin có độ bền màu cao và tan tốt trong nước

SVTH: Trần Phúc 24

Cách tiến hành:

Hình 2.3 Sơ đồ trích ly thu dịch chlorophyll

Dịch trích chlorophyll thu được sẽ mang đi khảo sát hàm lượng CuSO4 và NaOH cần bổ sung ở các thí nghiệm tiếp theo

3.2.1 Khảo sát hàm lượng CuSO 4 cần bổ sung

Sau khi có dịch trích chlorophyll, ta tiến hành acid hóa đến pH = 3 Tiếp đến lấy 50 ml dịch trích chlorophyll đã acid hóa cho phản ứng với CuSO4 ở nhiệt độ 25

oC trong 24 giờ Khảo sát hàm lượng CuSO4 cần phản ứng bố trí theo bảng 2.3:

3.2.2 Khảo sát hàm lượng NaOH cần bổ sung

Sau khi phản ứng thay thế nhân magiê (Mg) trong chlorophyll bằng nhân đồng (Cu2+), tiến hành đuổi hết dung môi acetone Hòa tan phần tủa màu xanh (Cu-Chlorophyllin) vào 20 ml cồn 85o, rồi cho phản ứng với NaOH ở nhiệt độ 25 oC trong 60 phút Khảo sát hàm lượng NaOH cần phản ứng bố trí theo bảng 2.4:

Bảng 2.4 Hàm lượng NaOH cần bổ sung để tạo chế phẩm Natri đồng

SVTH: Trần Phúc 26

 Chỉ tiêu đánh giá: Độ hấp thụ Các mẫu được mang đi đo độ hấp thụ ở bước sóng 662 nm

3.3 Khảo sát quá trình điều chế dịch Cần tây

 Mục đích: Thí nghiệm này được thực hiện nhằm mục đích khai thác tối đa các chất tan trong cây Cần tây

3.3.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến quá trình trích ly

 Bố trí thí nghiệm: mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần:

Cần tây tươi: 10g

Dung môi: nước cất

Nhiệt độ trích ly: 80oC

Thời gian trích ly: 60 phút

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi bố trí theo bảng 2.5:

Bảng 2.5 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố tỷ lệ nguyên liệu :

dung môi đến quá trình trích ly

STT Nghiệm thức Tỷ lệ nguyên liệu : dung môi (g/ml)

SVTH: Trần Phúc 27

Trong đó:

H(%): Hiệu suất trích ly

m: Khối lượng nguyên liệu mang trích ly (g)

m1: Tổng khối lượng dịch trích thu được (g)

m2: Khối lượng dịch trích mang đi đuổi dung môi (g)

m3: Khối lượng chất khô sau khi đuổi dung môi (g)

Kết quả được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphic plus 3,0

 Bố trí thí nghiệm: mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần:

Cần tây tươi: 10g

Dung môi: nước cất

Tỷ lệ nguyên liệu : dung môi: thông số tối ưu của thí nghiệm 3.3.1

Thời gian trích ly: 60 phút

Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến quá trình trích ly được bố trí theo bảng 2.6:

Bảng 2.6 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến quá

SVTH: Trần Phúc 28

 Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly: H(%)

Kết quả được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphic plus 3,0

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình trích ly

 Bố trí thí nghiệm: mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần:

Cần tây tươi: 10g

Dung môi: nước cất

Tỷ lệ nguyên liệu : dung môi: thông số tối ưu của thí nghiệm 3.3.1

Nhiệt độ trích ly: thông số tối ưu của thí nghiệm 3.3.2

Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình trích ly được bố trí theo bảng 2.7:

Bảng 2.7 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình

 Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly: H(%)

Kết quả được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphic plus 3,0

SVTH: Trần Phúc 29

3.4 Khảo sát quá trình chế biến nước diệp lục

3.4.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình phối chế đến chất lượng sản phẩm

 Mục đích: Thí nghiệm này được thực hiện nhằm đưa ra công thức phối chế sản phẩm sao cho đạt giá trị cảm quan cao nhất

 Cách tiến hành: tiến hành phối chế sản phẩm gồm:

Chế phẩm Natri đồng chlorophyllin thu được ở thí nghiệm 3.2

Dịch Cần tây thu được ở thí nghiệm 3.3

Dịch trích ly (%) Nước cất (%) Đường (g)

SVTH: Trần Phúc 30

 Chỉ tiêu đánh giá: Các mẫu sau khi được phối chế sẽ được đánh giá cảm quan về mùi, vị theo bảng điểm đánh gia 2.9 Kết quả được xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphic plus 3,0

Bảng 2.9 Bảng điểm đánh giá cảm quan về mùi, vị

0 Không mùi, vị lạ

1 Mùi thơm quá nồng, vị nhạt

2 Mùi thơm nhẹ, vị hơi ngọt/hơi nhạt

3 Mùi thơm dịu, vị quá ngọt

 Bố trí thí nghiệm: Sau khi kiểm tra pH của sản phẩm, kết quả pH > 4 Nên,

để tiêu diệt, ức chế vi sinh vật cần xử lý nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ ≥100 oC (tiệt trùng) Tuy nhiên, khi gia nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ quá cao sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt tính của một số chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm và làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm cũng như thành phần dinh dưỡng của sản phẩm Vì vậy, trong phạm vi bài nghiên cứu này, quá trình thanh trùng được chọn và thí nghiệm khảo sát quá trình thanh trùng ở các nhiệt độ và các khoảng thời gian như bảng 2.10: