Trích ly các hoạt chất sinh học từ cây thuốc dòi bằng dung môi nước để chế biến nước giải khát

DANH SÁCH BẢNG 1 Chỉ tiêu nước sử dụng trong sản xuất nước giải khát 14 4 Các hợp chất hóa học từ thực vật trích ly trong các dung môi khác nhau 19 5 Chỉ tiêu vi sinh đồ uống pha chế sẵn

Đề tài nghiên cứu khoa học “Trích ly các hoạt chất sinh học từ cây thuốc Dòi

(Pouzolzia zeylanica L Benn) bằng dung môi nước để chế biến nước giải khát”

do tác giả Nguyễn Duy Tân, công tác tại Khoa Nông nghiệp và Tài nguyên Thiên

nhiên thực hiện Tác giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và được Hội đồng Khoa học

và Đào tạo Trường Đại học An Giang thông qua ngày 16/8/2016

Thư ký

Chủ tịch hội đồng

- Các bạn sinh viên Trần Phước Giang, Châu Văn Hợp, Lê Thế Phương, Đặng Lê Trung Hiếu, Tạ Việt Hoa, Lê Thùy Dương và Lê Thị Lá Thắm đã tiếp sức cùng tôi trong việc thực hiện các nghiên cứu và xử lý các số liệu thí nghiệm

- Anh Nguyễn Thanh Phong, Giám đốc Công ty Trách nhiệm Hữu hạn Thương mại Đức Thịnh đã chấp thuận sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài để sản xuất thử ở dạng pilot trước khi ứng dụng vào sản xuất thực tế

Người thực hiện ThS NGUYỄN DUY TÂN

TÓM TẮT

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của quá trình trích ly (nhiệt độ

từ 63÷97oC, thời gian từ 13÷47 phút và tỷ lệ nước/thuốc Dòi 17/1÷33/1, thể tích/khối lượng (mL/g); ảnh hưởng của quá trình phối chế (từ 6÷18oBrix và pH từ 3,2÷4,4); ảnh hưởng của quá trình thanh trùng (nhiệt độ từ 66÷94oC và thời gian từ 11÷39 phút) đến giá trị cảm quan, độ hấp thu Abs, hàm lượng chất khô hòa tan, vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin Bên cạnh đó, nghiên cứu còn thực hiện khảo sát thị hiếu người tiêu dùng đối với sản phẩm mới và theo dõi sự thay đổi chất lượng của sản phẩm theo thời gian bảo quản Sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology) để bố trí các thí nghiệm và tối ưu hóa các thông số trong quá trình chế biến

Kết quả cho thấy điều kiện trích ly, phối chế và thanh trùng tối ưu đạt được cho các chất

có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan là 81oC trong 30 phút và tỷ lệ nước/thuốc Dòi 27/1 mL/g Dịch trích ly được phối chế với 15obrix và pH 3,6 và thanh trùng ở nhiệt độ

83oC trong thời gian 30 phút Hàm lượng các hợp chất có trong sản phẩm như sau: acid tổng 2,04%, đường tổng 14,14%, vitamin C 60,59 mg/L, anthocyanin 6,16 mg/L, flavonoid 133,02 mg/L, polyphenol 301,16 mg/L và tannin 437,34 mg/L Sau 3 tháng bảo quản ở nhiệt độ phòng, hàm lượng anthocyanin giảm đáng kể so với ban đầu 76,30% kế đến là polyphenol và tannin lần lượt là 44,09% và 43,24%; tiếp theo là vitamin C 34,64%; độ hấp thu Abs 28,57%; acid tổng 27,94%; flavonoid 23,65%; đường tổng 8%; giá trị đo màu L tăng 5,29% và cuối cùng là độ khác màu E giảm 3,1% Giá trị cảm quan về màu sắc, mùi và vị tuy có giảm so với ban đầu nhưng sản phẩm vẫn còn

sử dụng tốt Người tiêu dùng đánh giá cao về giá trị cảm quan của sản phẩm (có từ 57÷69% đánh giá từ mức độ tương đối thích đến cực kỳ thích về mùi, vị và màu sắc) và

có 95% người tiêu dùng đánh giá chất lượng sản phẩm ở mức từ khá trở lên; có 76% người tiêu dùng đồng ý với giá thành sản phẩm là 10.000 đồng/chai 300 ml và 85% sẵn lòng sử dụng sản phẩm khi được bán trên thị trường

Từ khóa: cây thuốc Dòi, hợp chất sinh học, trích ly, phối chế, thanh trùng, nước giải

khát, bảo quản, phương pháp bề mặt đáp ứng, tối ưu hóa

ABSTRACT

The research was conducted to survey the effects of extraction process (extraction temperature 63÷970C, extraction time 13÷47 minutes and water/material ratio 17/1÷33/1 v/w); the effects of blending process (6÷18oBrix and pH 3.2÷4.4); the effects of pasteurization process (temperature 66÷94oC and time 11÷39 minutes) on sensory value, absorbance of product at  = 960 nm, concentration of total solutes, vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol and tannin content of product Besides, studies still work initial study on consumer acceptance to the product and influence of preservation process on the change quality properties of product Response Surface Methodology (RSM) was used in this study to set experiments and optimize the parametrs of processing

Research results showed that the content of bioactive compounds and sensory value

were obtained highest at water-to-material ratio of 27:1 mL/g The optimum extraction temperature and time were 81oC and 30 min, respectively The best bleding process was carried out at 15oBrix and pH 3.6 and pasteurization process was employed in

83oC and 30 minutes The chemical composition of product: total acid, total sugar, vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol and tannin was 2.04%, 14.14%, 60.59 mg/L, 6.16 mg/L, 133.02 mg/L, 301.16 mg/L and 437.34 mg/L, respectively After 3 months of storage at room temperature on a shelf, the quality standards of the product were decreased, such as: content of anthocyanin significant decreased conpared with the intital point, 76.30%; after that polyphenol and tannin content decreased 44.09% and 43.24%; next vitamin C 34.64%; Absorbance (Abs) 28.57%; total acid 27.94%; flavonoid content 23.65%; total sugar 8%; colour value (L) increases 5.29% and difference of colour level (E) reduces 3.1% But the sensory value of product was still good There was 57÷69% of the consumers evaluated from fairly like to absolutely like about flavor, taste and colour of product Around 95% of consumers assessed the quality of products at good to excellent, about 76% of consumers agreed with the expected product costs 10,000 VND/300 ml bottle and 85% of consumers were willing

to use the product when it was sold on market

Keywords: Pouzolzia zeylanica, bioactive compound, extraction, blending,

pasteurization, beverage, preservation, response surface methodology, optimization

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trong công trình nghiên cứu này có xuất xứ rõ ràng Những kết luận mới về khoa học của công trình nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

An giang, ngày 10 tháng 3 năm 2016

Người thực hiện

Nguyễn Duy Tân

MỤC LỤC Chương 1: GIỚI THIỆU

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.2 Tổng quan về các hợp chất có hoạt tính sinh học 5

2.5.2 Các dạng hư hỏng thường gặp trong nước giải khát 27

2.6 Các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước 29

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình trích ly đến màu sắc và

hàm lượng các hoạt chất sinh học (polyphenol, flavonoid, tannin và

anthocyanin), hàm lượng chất hòa tan tổng

34

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của việc điều chỉnh brix, pH đến giá trị

cảm quan của sản phẩm nước giải khát thuốc Dòi

36

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng

đến hàm lượng vitamin C, các hoạt chất sinh học và chỉ tiêu vi sinh vật của

sản phẩm

38

Nội dung nghiên cứu 4: Bước đầu khảo sát mức độ chấp nhận của người

tiêu dùng đối với sản phẩm nước giải khát thuốc Dòi

39

Nội dung nghiên cứu 5: Theo dõi sự thay đổi màu sắc và hàm lượng các

hoạt chất sinh học của sản phẩm theo thời gian bảo quản

40

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.2 Ảnh hưởng của quá trình trích ly đến màu sắc và hàm lượng các hoạt chất sinh học (polyphenol, flavonoid, tannin và anthocyanin), hàm lượng chất hòa tan tổng

4.8 Thành phần hóa học và vi sinh vật của sản phẩm 83

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

DANH SÁCH BẢNG

1 Chỉ tiêu nước sử dụng trong sản xuất nước giải khát 14

4 Các hợp chất hóa học từ thực vật trích ly trong các dung môi khác nhau 19

5 Chỉ tiêu vi sinh đồ uống pha chế sẵn không cồn (TCVN7041-2002) 29

8 Mã hóa biến và các mức độ khảo sát thí nghiệm 1 35

14 Thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu thuốc Dòi phơi khô 41

15 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của các thông số trích ly đến hàm lượng anthocyanin 42

16 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của các thông số trích ly đến hàm lượng polyphenol 45

17 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của các thông số trích ly đến hàm lượng flavonoid 47

18 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của các thông số trích ly đến hàm lượng tannin 49

19 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của các thông số trích ly đến độ hấp thu 52

20 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của các thông số trích ly đến hàm

lượng chất khô hòa tan

54

21 Kết quả tối ưu hóa các thông số trích ly chung cho các hàm mục tiêu 57

22 Kết quả tối ưu hóa của các hàm mục tiêu tìm được từ mô hình 57

23 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của Brix và pH đến điểm cảm quan về màu sắc 58

24 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của Brix và pH đến điểm cảm quan về mùi vị 59

25 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của Brix và pH đến điểm cảm quan về MĐUT 60

26 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của Brix và pH đến độ hấp thu Abs 61

27 Giá trị đo màu (L, a, b và E) theo Brix và pH phối chế 63

28 Kết quả tối ưu hóa thông số phối chế chung cho các hàm mục tiêu 64

29 Kết quả tối ưu hóa của các hàm mục tiêu tìm được từ mô hình 64

30 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng vitamin C 65

31 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng anthocyanin 66

32 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng flavonoid 67

33 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng polyphenol 69

34 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng tannin 70

35 Kết quả tối ưu hóa thông số thanh trùng chung cho các hàm mục tiêu 71

36 Kết quả tối ưu hóa của các hàm mục tiêu tìm được từ mô hình 71

37 Giá trị F thanh trùng và tổng vi sinh vật (vsv) hiếu khí của các mẫu thanh trùng 72

38 Giá trị L, độ khác màu delta E và độ hấp thu Abs của các mẫu thanh trùng 72

39 Thống kê số lượng người được điều tra theo giới tính và nghề nghiệp 73

40 Kết quả thống kê acid tổng, đường tổng và vitamin C trong quá trình

bảo quản

79

41 Kết quả thống kê giá trị L, delta E và Abs trong quá trình bảo quản 80

42 Kết quả thống kê anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin trong

quá trình bảo quản

80

43 Ước tính chi phí sản xuất nước giải khát từ thuốc Dòi (mẻ 5,4 lít) 83

44 Kết quả phân tích thành phần hóa học của sản phẩm 84

45 Kết quả phân tích thành phần vi sinh vật của sản phẩm 84

DANH SÁCH HÌNH

4 Đại diện những nhóm chính của flavonoid tự nhiên 7

6 Sự thay đổi cấu trúc và màu sắc của anthocyanin theo pH khác nhau 10

9 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm

lượng anthocyanin với các nhân tố trích ly

43

10 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm

lượng polyphenol với các nhân tố trích ly

46

11 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm

lượng flavonoid với các nhân tố trích ly

48

12 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm

lượng tannin với các nhân tố trích ly

50

13 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa độ

hấp thu Abs với các nhân tố trích ly

53

14 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm

lượng chất khô hòa tan với các nhân tố trích ly

55

15 Đồ thị contour thể hiện điểm tối ưu hóa chung (dấu chấm đen) của

các thông số trích ly cho các hợp chất sinh học

19 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa

độ hấp thu Abs với giá trị Brix và pH phối chế

62

20 Đồ thị contour thể hiện điểm tối ưu hóa chung (dấu chữ thập) của thông

số phối chế Brix và pH cho các chỉ tiêu cảm quan và độ hấp thu Abs

23 Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm lượng flavonoid với nhiệt độ và thời gian thanh trùng

26 Đồ thị contour thể hiện điểm tối ưu hóa chung (dấu chữ thập) của

nhiệt độ và thời gian thanh trùng cho các hàm mục tiêu

71

27 Tỷ lệ phần trăm về độ tuổi của người tiêu dùng được phỏng vấn 74

28 Tỷ lệ phần trăm về trình độ học vấn của người tiêu dùng phỏng vấn 74

29 Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng quan tâm nhất khi chọn mua

31 Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng có thấy sản phẩm nước giải khát

từ cây thuốc Dòi trên thị trường chưa

75

32 Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về mùi (a),

vị (b) và màu sắc (c) của sản phẩm nước giải khát từ cây thuốc Dòi

76

33 Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức chất lượng của sản

phẩm nước giải khát từ cây thuốc Dòi bổ sung hương dâu

77

34 Tỷ lệ phần trăm mức độ người tiêu dùng chấp nhận giá thành sản

phẩm là 10.000 đồng/chai 300 ml

78

35 Tỷ lệ phần trăm mức độ sẵn lòng mua sản phẩm của người tiêu dùng

khi sản phẩm xuất hiện trên thị trường

78

36 Đồ thị biến thiên của acid tổng, anthocyanin và Abs theo thời gian 82

37 Đồ thị biến thiên đường tổng và vitamin C theo thời gian 82

38 Đồ thị biến thiên polyphenol, tannin và flavonoid theo thời gian 82

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CNTP: Công Nghệ Thực Phẩm

TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam

CB-CNV: Cán bộ, công nhân viên

NLĐ-BB: Người Lao Động, Buôn Bán

SV-HS: Sinh viên, học sinh

MĐƯT: Mức độ ưa thích

CFU: Colony Forming Unit

GAE: Đương lượng acid galic

TAE: Đương lượng acid tannic

QE: Đương lượng quercetin

AAE: Đương lượng acid ascorbic

HHDP: Hexahydroxydiphenic

DHHDP: Dehydroxylhexahydroxydiphenic

HT: Hydrolized tannin

CT: Condensed tannin

PCA: Plate Count Agar

EMB: Eosin Methylen Blue

BGBL: Brilliant Green Bile Lactose Broth

ISA: Iron Sulphite Agar

TSA: Tryptone Soya Agar

DBRC: Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cây thuốc Dòi có tên khoa học Pouzolzia zeylanica L Benn rất phổ biến và phát

triển tốt trong điều kiện khí hậu ở Việt Nam Theo Đông y, cây Thuốc Dòi có vị

ngọt, nhạt, tính mát, có tác dụng chỉ khái, tiêu đờm, dùng chữa ho lâu ngày, ho lao, viêm họng, viêm thanh phế quản Cây thuốc Dòi có thể được thu hái quanh năm, sử dụng ở dạng tươi hay phơi khô, sắc uống với liều dùng hàng ngày là 10-20g hoặc sử dụng ở dạng cao, dùng riêng hoặc phối hợp với các vị thuốc khác Có nơi người ta còn dùng cây thuốc Dòi làm thuốc mát và thông tiểu, thông sữa, giã nát lá thuốc Dòi nhét vào răng sâu để chữa sâu răng Cũng có thể giã nát dùng làm thuốc đắp chữa đinh nhọt, viêm mũi, vết bầm tụ máu (Đỗ Tất Lợi, 2004; Võ Văn Chi, 2012)

Các nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy cây thuốc Dòi có chứa các thành phần hóa học như alkaloid, polyphenol, flavonoid, tannin, isoflavone, glycoside, phyllathin, vitexin, friedelin, mycricyl palmitate, mycricylalcohol, carotenoid, ascorbic, tartaric, malic và pectic acid, gum, khoáng chất dịch trích ly từ cây thuốc Dòi có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa và khử gốc tự do (Ghani,

2003; Lê Thanh Thủy, 2007; Li et al., 2011; Saha & Paul, 2012a; Paul & Saha, 2012;

Saha et al., 2012; Saha & Paul, 2012b; Sarma & Dinda, 2013) Bên cạnh đó, theo Kannan (2011); Dmitrienko et al (2012) và Ho et al (2012) các hợp chất sinh học

như polyphenol, flavonoid, tannin và anthocyanin có vai trò chống oxy hóa, khử các gốc tự do, có khả năng kháng viêm, kháng vi rút và các loại nấm, ức chế các tế bào ung thư, kích thích miễn dịch, bảo vệ tim, gan, sóng radio và sự lão hóa, chống nghẽn mạch máu, chống dị ứng, phòng bệnh đái tháo đường

Qua các thông tin ở trên cho thấy cây thuốc Dòi chứa nhiều hoạt chất sinh học quý

và được người dân sử dụng để trị nhiều bệnh theo kinh nghiệm dân gian Tuy nhiên, việc sử dụng và chế biến các sản phẩm từ cây thuốc Dòi còn rất hạn chế Người dân chỉ sử dụng cây thuốc Dòi làm rau thực phẩm, xay cây tươi làm nước uống hoặc nấu làm nước mát chung với các thành phần nguyên liệu khác như lá dứa, mía lau, rễ

chanh,… Vì thế, việc nghiên cứu “Trích ly các hoạt chất sinh học từ cây thuốc Dòi

bằng dung môi nước để chế biến nước giải khát” là rất cần thiết Để tạo ra sản

phẩm mới, có hoạt tính sinh học cao, tiện lợi trong việc sử dụng, có thể phòng ngừa

và hỗ trợ điều trị một số bệnh đường hô hấp Làm phong phú thêm các sản phẩm được chế biến từ cây thuốc Dòi cũng như bổ sung thêm tài liệu nghiên cứu về cây thuốc Dòi còn khan hiếm ở Việt Nam hiện nay

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Tìm ra điều kiện trích ly tối ưu các hoạt chất sinh học có trong cây thuốc Dòi bằng

dung môi nước

- Tạo ra sản phẩm nước giải khát có giá trị cảm quan và sinh học cao (polyphenol, flavonoid, tannin và anthocyanin), đảm bảo an toàn vi sinh vật theo TCVN7041-

2002 qui định cho nước giải khát không cồn

- Biết được các biến đổi chất lượng của sản phẩm theo thời gian bảo quản và mức độ chấp nhận của người tiêu dùng

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Phân tích thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu thuốc Dòi

- Khảo sát ảnh hưởng của quá trình trích ly đến màu sắc, hàm lượng các hoạt chất sinh học (polyphenol, flavonoid, tannin và anthocyanin), hàm lượng chất hòa tan tổng

- Khảo sát ảnh hưởng của việc điều chỉnh brix, pH đến giá trị cảm quan của sản phẩm nước giải khát

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến hàm lượng vitamin

C, các hoạt chất sinh học và chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm

- Khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm

- Theo dõi sự thay đổi màu sắc và hàm lượng các hoạt chất sinh học của sản phẩm theo thời gian bảo quản

- Phân tích thành phần hóa học và vi sinh vật của sản phẩm

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

- Đa dạng hóa sản phẩm từ cây thuốc Dòi; tạo sản phẩm nước giải khát mới có chứa nhiều hoạt chất sinh học (polyphenol, flavonoid, tannin và anthocyanin)

- Chuyển giao quy trình công nghệ cho các đơn vị sản xuất có nhu cầu

- Làm tài liệu tham khảo cho giảng viên, sinh viên trong ngành Công nghệ thực

phẩm (CNTP)

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY THUỐC DÒI

Cây thuốc Dòi (Hình 1) còn gọi là bọ mắm có tên khoa học là Pouzolzia zeylanica L Benn, thuộc họ Gai (Urticaceae) chi Pouzolzia Gaudich Là loại cây thân thảo sống

nhiều năm, có cành mềm mọc trải ra; thân cao 40÷50 cm, có khi lên đến 90 cm, thân nhám và có lông Lá mọc so le có khi mọc đối, phiến lá nhỏ, hình mác, có lông cả 2 mặt Hoa nhỏ màu trắng, không cuống; hoa đực có 4 nhị có chỉ nhị cong trong nụ hoa; hoa cái

có vòi nhụy dài, trắng Quả hình trứng nhọn, màu hồng tím, có lông (Võ Văn Chi, 2012)

Hình 1: Cây thuốc Dòi (Pouzolzia zeylanica L Benn)

1 Phần gốc và ngọn cây mang hoa; 2 Nhụy; 3 Hoa đực (Nguồn: Võ Văn Chi, 2012)

Chi Pouzolzia Gaudich gồm nhiều loài thân thảo hoặc bụi nhỏ, phân bố chủ yếu ở

vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Ở Việt Nam chi này có 6 loài trong đó có cây thuốc Dòi Cây thuốc Dòi phân bố rộng rãi ở khắp các tỉnh từ đồng bằng đến trung du và cả vùng núi Bên cạnh đó, cây thuốc Dòi còn được tìm thấy ở nhiều nước châu Á khác như: Trung Quốc, Lào, Malaysia, Ấn Độ, Thái Lan, và là cây ưa ẩm, hơi chịu nóng, thường mọc lẫn với các cây cỏ khác trong vườn, ven đường đi và vùng nương rẫy Cây con mọc từ hạt, thường xuất hiện vào cuối mùa xuân, mọc nhanh trong mùa hè,

sau khi có hoa quả thì tàn lụi (Đỗ Huy Bích và cs, 2006)

Cây thuốc Dòi có vị ngọt, đắng nhạt, tính mát; có tác dụng trị khát, tiêu đờm, lợi tiểu, tiêu viêm, rút mủ (Võ Văn Chi, 2012) Cây thuốc Dòi có thể được thu hái quanh năm, nhưng tốt nhất vào cuối mùa khô Toàn cây được dùng làm thuốc để trị các bệnh như: cảm ho hoặc ho lâu năm, viêm họng, bệnh về phổi; lỵ, viêm ruột; nhiễm trùng đường tiết niệu, bí tiểu tiện; đau răng, nấm da cứng Dùng ngoài trị đinh nhọt, sâu răng, viêm mủ da, viêm vú, đụng giập Ở Ấn Độ, cây thuốc Dòi dùng trị giang mai, bệnh lậu và nọc rắn; ở Malaysia, dịch lá tươi và nước sắc lá dùng uống cho lợi sữa khi có hiện tượng ngưng tiết sữa (Võ Văn Chi, 2012)

Ngoài ra, ở một số quốc gia cây thuốc Dòi còn sử dụng để chữa rất nhiều bệnh như người dân Ấn Độ sử dụng cành non cây thuốc Dòi giã nát làm thuốc đắp lên vùng bị gãy

xương (Ratnam and Raju, 2008); sử dụng lá thuốc Dòi phối hợp với lá cây Sida

rhombifolia (loài thực vật họ cẩm quỳ) giã nát thành dạng paste làm thuốc đắp lên mụn

nhọt thúc đẩy nhanh tiến trình mưng mủ (Yusuf et al., 2006); sử dụng toàn cây sắc thành nước uống để điều trị bệnh đái tháo đường (Mondal et al., 2013); sử dụng lá thuốc Dòi

để điều trị bệnh ung thư (Sandhya et al., 2013) Nghiên cứu của Ahmed et al (2010) cho

thấy dịch trích ly nước và dịch trích ly cồn từ cây thuốc Dòi có khả năng khử được nọc rắn hổ lục (Russel viper venom) một cách có hiệu quả; nước ép từ phần thân cây thuốc

Dòi được sử dụng 2 lần/ngày để chữa các bệnh tổn thương về mắt (Purkayastha et al.,

2007); sử dụng lá và thân cây thuốc Dòi giã nát và đắp vào chổ bị thương 1 đến 2 lần/ngày để trị bệnh ngứa hoặc lá và thân cây thuốc Dòi được cuộn trong lá chuối đem hun nóng và nghiền lấy nước, phối chế thêm sữa dê uống 1 lần/ngày để trị bệnh kiết lỵ

và bệnh tiêu chảy ở trẻ nhỏ (Bhattacharjya and Borah, 2008)

Ở Bangadesh, người dân sử dụng lá cây thuốc Dòi giã nát đắp lên chỗ đau 2 giờ/một lần, ngày 2 lần trong 7 ngày để trị các bệnh đơn giản như đau hoặc tổn thương cơ thể

(Seraj et al., 2013) Sikder et al (2013) cho thấy dịch trích ly methanol từ cây thuốc

Dòi có khả năng làm giảm cơn đau do tổn thương ngoài da ở chuột bạch thí nghiệm

ở liều lượng sử dụng 400 mg/kg thể trọng

Bên cạnh đó, lá cây thuốc Dòi cũng được người dân ở Đài Loan dùng để chữa trị bệnh đau dạ dày, phòng ngừa phóng xạ và khẳng định giá trị chữa bệnh là hợp chất polyphenol có trong lá (Li, 2006)

Ở Thái Lan theo nghiên cứu của U-Pratya et al (2008) cho thấy dịch trích ly

methanol từ các phần thân và lá của cây thuốc Dòi ức chế được sự tăng nhanh tế bào của tế bào NB4 và tế bào HT93A ở người

Ngày nay trong y học, cây thuốc Dòi còn được kết hợp với những vị thuốc khác nhằm tạo ra những loại thuốc có công hiệu rõ rệt như khả năng chống lại tế bào ung

thư khi nấu cây thuốc Dòi (Pouzolzia indica) với cây công chúa lá rộng (Camanga

latifolia); chống lại bệnh lao một cách hiệu quả khi sắc cây Thuốc Dòi với cây long

thảo dơi (Christia vespertillionis)

Cao bổ phổi do công ty cổ phần dược liệu TW2 sản xuất gồm cây thuốc Dòi, bách

bộ, thạch xương bồ, tinh dầu bạc hà, cam thảo, vỏ quýt, cát cánh Cao bổ phổi do công ty cổ phần dược vật tư y tế Thái Nguyên sản xuất, thành phần gồm cây thuốc Dòi, mạch môn, bách bộ, cam thảo, trần bì, thạch xương bồ Ngoài ra, rễ cây thuốc Dòi dùng giải độc, chống lại vi khuẩn, giải sốt và giúp thải ra mủ (chất độc) từ vết thương nhiễm trùng (Lê Thanh Thủy, 2007)

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC

2.2.1 Hợp chất polyphenol

Thực vật tổng hợp rất nhiều hợp chất khi phát triển và được phân loại thành các sản phẩm trao đổi chất bậc 1 và bậc 2 Các chất trao đổi bậc 1 bao gồm carbohydrat, protein và lipid, chúng đóng vai trò quan trọng trong các chức năng sống cơ bản như

sự phân chia và phát triển của tế bào, hô hấp, dự trữ và sinh sản Các chất trao đổi bậc 2 được tổng hợp từ lipid và các acid amin thơm và đóng vai trò quan trọng trong việc thích nghi của thực vật với môi trường sống Dựa vào con đường sinh tổng hợp,

các chất trao đổi bậc 2 được chia thành 3 nhóm lớn (Bourgaud et al., 2001): phenol,

terpen và steroid Trong đó, các hợp chất phenol hoặc polyphenol là chiếm nhiều nhất với hơn 8.000 cấu trúc phenol đã được xác định (Harborne, 1986)

Các hợp chất polyphenol tự nhiên có rất nhiều dạng cấu trúc khác nhau Chúng có đủ các loại dạng cấu trúc từ những hợp chất đơn giản chứa một vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl cho đến những hợp chất polymer có độ phức tạp cao như tanin (Dragsted, 1993; Harborne, 1989) Phần lớn các polyphenol được liên kết với một hoặc nhiều nhóm đường, thường là gluocse hoặc rutinose được gắn vào, tuy nhiên các đường galactose, rhamnose và arabinose cũng được tìm thấy Sự liên kết với các acid hữu cơ, lipid và các phenol khác cũng được tìm thấy (Bravo, 1998)

Polyphenol được chia thành nhiều nhóm dựa vào số vòng phenol mà chúng chứa và dựa vào cấu trúc phân tử mà gắn những vòng này với một phân tử khác Các nhóm chính của polyphenol là: phenolic acid, phenolic alcohol, stilben, flavonoid và lignan

(Archivio et al., 2007) Tuy nhiên, theo Pandey and Rizvi (2009) trích dẫn từ Spencer et al (2008) thì polyphenol được chia thành các nhóm chính sau: phenolic acid, flavonoid, stilben và lignan; theo Boros et al (2010) thì polyphenol được chia

thành: phenolic acid, flavonoid, stilben, lignan và chất khác (Hình 2)

Hình 2: Sự phân loại các hợp chất polyphenol

(Nguồn: Boros et al., 2010)

Pandey and Rizvi (2009) (trích dẫn từ Herrmann (1995) và Ross (2002)) cho thấy có hơn 8.000 hợp chất phenol đã được xác định trong rất nhiều loài thực vật khác nhau, có nhiều chức năng quan trọng Các polyphenol có trong thực vật từ hai con đường sinh tổng hợp chính: con đường shikimat và acetat; polyphenol đã được chú ý trong việc quan sát các ảnh hưởng sinh học trong ống nghiệm như là khả năng loại trừ các gốc tự

do, sự điều biến các hoạt động của enzyme, cũng như tiềm năng hữu ích của chúng là kháng sinh, chống lại dị ứng, chống tiêu chảy, chống ung thư và chống viêm nhiễm

2.2.2 Hợp chất flavonoid

Flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phổ biến nhất trong thiên nhiên Ở thực vật thì flavonoid có trong tất cả các bộ phận của cây như: lá, quả, phấn hoa, rễ, gỗ

Có khoảng 2.000 flavonoid đã biết rõ cấu trúc

Flavonoid là những chất màu thực vật, có cấu trúc dạng C6-C3-C6 trong đó C6 là một vòng benzen gắn với C3 Tại các vòng có gắn một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (-OH) tự

do hoặc đã thay thế một phần cho nên bản chất là polyphenol Các polyphenol có thể phản ứng qua nhóm OH để tạo thành các phân tử phức tạp hoặc có thể liên kết với các hợp chất khác trong cây Sự biến đổi từ thể trạng oxy hóa của phần giữa liên kết C3 sẽ là

cơ sở cho sự phân loại hợp chất

Flavonoid được phân thành nhiều loại dựa vào tình trạng oxy hóa vòng pyran trung tâm Có 13 loại như sau: flavon; flavanon; flavonol (quercetin, kaemferol, myricetin); flavanonol; chalcon; dihydrochalcon; auron; anthocyanin; isoflavonoid; rotenoid; neoflavonoid; biflavonoid; leucoanthocyanidin (Đái Duy Ban, 2008) Cấu trúc cơ bản của flavonoid là nhân 2-phenyl-benzopyran hoặc flavan, gồm có hai vòng benzen A và B liên kết thông qua vòng sáu cạnh khác C (Hình 3)

Hình 3: Cấu trúc hóa học chung của flavonoid

(Nguồn: Shohaib et al., 2011)

Theo Pandey and Rizvi (2009) trích dẫn từ Spencer et al (2008) thì flavonoid là một

nhóm phổ biến nhất của polyphenol thực vật, có hơn 4.000 flavonoid khác nhau đã được xác định, nhiều trong số đó đã tạo nên màu sắc hấp dẫn của các loại hoa, trái cây và lá Flavonoid được chia thành 6 phụ nhóm như: flavonol, flavon, flavanon, flavanol, anthocyanidin và isoflavon Sự khác nhau trong mỗi nhóm xuất phát từ sự khác nhau số lượng và sự sắp xếp của nhóm hydroxyl, mức độ alkyl hóa hoặc sự glycosid hóa

Theo Archivio et al (2007), flavonoid cũng được chia thành 6 phụ nhóm, tùy thuộc

vào tình trạng oxy hóa của vòng trung tâm gồm có flavonol, flavon, flavanon, isoflavon, anthocyanidin và flavanol (catechin và proanthocyanidin)

Dmitrienko et al (2012) cho rằng flavonoid có nhiều hoạt tính sinh học như: chống oxy

hóa, kích thích miễn dịch, chống ung thư; bảo vệ tim, gan, sóng radio và sự lão hóa; chóng nghẽn mạch máu, chống dị ứng, chống viêm nhiễm và chống virus Flavonoid được phân bố rộng rãi trong tự nhiên, 4.000 flavonoid đã được tìm thấy trong các loại hoa và trái cây Nhiều nhóm flavonoid đã được ghi nhận, sự phân chia các phụ nhóm này tùy thuộc vào số lượng và bản chất nguyên tử trong vòng benzen (Hình 4)

Các hợp chất flavonoid có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm cũng như trong công nghiệp hoa cắt cành Các flavonoid có nhiều vai trò như tạo màu, vị, bảo

vệ chống oxy hóa chất béo, bảo vệ các vitamin và enzyme trong thực phẩm Một vài flavonoid có tác dụng chống dị ứng, chống viêm nhiễm, chống virus, chống bệnh đái tháo đường, ức chế sự phát triển tế bào, chống ung thư, và có những ảnh hưởng lên

sự trao đổi chất ở động vật có vú Các flavonoid hoạt động như chất chống oxy hóa trong việc bảo vệ các bệnh ung thư và bệnh tim mạch (Kannan, 2011)

Hình 4: Đại diện những nhóm chính của flavonoid tự nhiên

(Nguồn: Dmitrienko et al., 2012)

Trong thực vật, flavonoid là hợp chất polyphenol được tổng hợp bằng con đường phenylpropanoid Trong những năm gần đây, flavonoid được chứng minh là có những hoạt tính sinh học đặc biệt và khiến mọi người quan tâm nhiều hơn Các nghiên cứu trước đây cho thấy flavonoid có khả năng chống virus, chống oxy hóa, chống viêm

nhiễm cũng như trong việc phòng bệnh ung thư, bệnh tim mạch (Ho et al., 2012)

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy flavonoid có nhiều hoạt tính chữa bệnh như chống ung nhọt, loét, lão hóa, oxy hóa, chống vi khuẩn, nấm, viêm nhiễm, dị ứng, chống bệnh tiểu đường, tổn thương gan, chống ung thư, u bướu và bảo vệ thành mạch, ảnh hưởng lên hoạt động của các enzyme oxy hóa khử lipoxygenase, cyclooxygenase, proteinkinase C, tyrosine kinase trung hòa các gốc tự do có hại và bảo vệ oxy hóa màng tế bào và DNA, từ đó có thể chống lão hóa và các bệnh thoái hóa như bệnh Alzheimer và Parkinson Phối hợp với vitamin C để tăng cường bảo vệ thành mạch máu và làm giảm sự chảy máu cam Các flavonoid có thể giúp phòng ngừa và trị bệnh đục thủy tinh thể, giảm các mối nguy bệnh tim mạch bằng cách làm giảm mức LDL cholesterol, ngăn chặn việc hình thành cục máu đông, ngăn chặn sự xơ vữa

thành mạch máu (Shohaib et al., 2011)

Anthocyanin là những mono hay diglycoside do gốc đường glucose, galactose, ramnose kết hợp với gốc aglycon có màu gọi là anthocyanidol Khi thủy phân anthocyanin thu được đường và anthocyanidol Anthocyanin hòa tan trong nước, còn anthocyanidol thì không hòa tan trong nước

Hiện nay, người ta đã đồng nhất được hơn 200 anthocyanin (Đặng Thị Thu và cs, 2009)

Các chất này khi có màu đỏ thì ở dưới dạng một cation flavylium, được biểu diễn như một ion oxonium mang một điện tích dương trên nguyên tử oxy của dị vòng pyran Tuy nhiên, người ta chưa biết được chính xác nguyên tử nào: oxy hay carbon mang điện tích (+), do đó thường biểu hiện nó dưới dạng công thức trung tính Do đặc trưng này làm cho các anthocyanin có tính chất lưỡng tính dẫn đến những thay đổi màu sắc phụ thuộc vào pH Có nghĩa là nhờ điện tích (+) tự do này mà anthocyanin trong dung dịch acid tác dụng như những cation và tạo muối được với acid, còn trong dung dịch kiềm thì chất này tác dụng như anion và tạo muối được với bazơ

Thực tế các anthocyanin được sử dụng như những chất màu trong thực phẩm Chúng

có màu từ đỏ tím (hoa cà) đến đỏ ửng và được sử dụng trong vùng pH = 3,5-5,5 Các anthocyanin có lợi là tương đối trơ (không nhạy) với nhiệt độ và ánh sáng Tùy theo bản chất của đường, người ta thu được một số rất lớn các anthocyanin khác nhau nhưng chỉ có 6 anthocyanidol thường tồn tại ở trạng thái tự nhiên: Pelargonidol (Pg); Cyanidol (Cy); Peonidol (Pn); Delphinidol (Dp); Petunidol (Pt); Malvidol (Mv)

(Đặng Thị Thu và cs, 2009)

Anthocyanin là nhóm đáng chú ý nhất của flavonoid Anthocyanin xuất phát từ tiếng Hy lạp ‘anthos’ nghĩa là hoa và kyanos nghĩa là xanh dương, được biết là một chất màu tự

nhiên có màu từ xanh dương, tím, tím đỏ, đỏ tía, đỏ và cam Anthocyanin được tìm thấy

trong hoa, trái, lá, thân, hạt và rễ của thực vật (Mazza, 1993; Delgado et al., 2000)

Tất cả các anthocyanin tự nhiên hiện diện trong thực vật ở dưới dạng glucoside và nhiều trong số đó thì rất không bền trong nước và luôn thay đổi trong điều kiện nào

đó sẽ là một isomer không màu Sự thay đổi này có thể được ngăn chặn bằng cách cho thêm muối trung tính, cũng như acid vào dung dịch chất màu Có tổng cộng 539 anthocyanin được phân lập từ thực vật Các anthocyanin xuất hiện phổ biến trong thực phẩm là cyanidin (Cy; 30%), delphinidin (Dp; 22%), pelargonidin (Pg; 18%), peonidin (Pn; 7,5%), malvidin (Mv; 7,5%) và petunidin (Pt; 5%) Trong đó cyanidin, delphinidin và pelargonidin là các anthocyanin không methyl hóa, được hiện diện trong tự nhiên nhiều hơn ba hợp chất anthocyanin được methyl hóa peonidin, malvidin và petunidin (Kannan, 2011)

Cấu trúc các hợp chất anthocyanin phổ biến có trong nguyên liệu thực phẩm và sự thay đổi màu sắc theo pH được trình bày ở các Hình 5 và 6

Hình 5: Cấu trúc hóa học của các anthocyanidin chính: (1)-pelargonidin; cyanidin; (3)-peonidin; (4)-delphinidin; (5)-petunidin; (6)-malvidin

(Nguồn: Horbowicz et al., 2008)

Nói chung, các anthocyanin hoà tan tốt trong nước và trong dung dịch bão hoà Màu sắc của các anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH và nhiệt độ, các chất màu hiện diện

và nhiều yếu tố khác Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene thì màu càng xanh đậm (trong vòng B có thể có 1, 2 hoặc 3 nhóm OH) Mức độ methyl hoá các nhóm

OH ở trong vòng benzene càng cao thì càng màu đỏ Nếu nhóm OH ở vị trí thứ 3 kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít

Hình 6: Sự thay đổi cấu trúc và màu sắc của anthocyanin theo pH khác nhau (Nguồn: Wrolstad et al., 2005)

Các anthocyanin cũng có thể tạo phức với các kim loại để cho các màu khác nhau: chẳng hạn muối K sẽ tạo phức với anthocyanin có màu đỏ máu, còn muối Ca và Mg sẽ tạo phức với anthocyanin có màu xanh ve Hoặc cũng thấy phúc bồn tử đen sẽ chuyển sang màu xanh, còn anh đào thì chuyển sang màu tím khi có mặt Sn, anh đào cũng sẽ có màu tím khi có mặt Al, nhưng Al lại không có ảnh hưởng đến màu của nho đỏ Các anthocyanin của nho chỉ thay đổi đáng kể khi có Fe, Sn hoặc Cu

Màu sắc của các anthocyanin phụ thuộc rất lớn vào pH của môi trường Thông thường khi pH < 7 thì các anthocyanin có màu đỏ, ở pH 1 anthocyanin thường ở dạng muối oxonium (cation) màu cam đến đỏ, ở pH 45 chuyển về dạng hemiketal không màu, ở pH 67 chuyển sang dạng bazơ quinoide màu tím hay dạng chalcon màu vàng, ở pH 78 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro (anion) màu xanh

Khi đun nóng lâu, các anthocyanin có thể bị phá huỷ và mất màu, đặc biệt là các anthocyanin của dâu tây, anh đào, củ cải đỏ Ngược lại, các anthocyanin của phúc bồn tử đen cùng trong điều kiện đó lại không bị thay đổi Nhìn chung khi gia nhiệt các chất màu

đỏ dễ dàng bị phá huỷ, còn chất màu vàng thì khó hơn

Trong môi trường acid, các anthocyanin là những bazơ mạnh (oxonium) và có thể tạo muối bền vững với acid Anthocyanin cũng có khả năng tạo muối với bazơ Muối với acid thì có màu đỏ, muối với bazơ thì có màu xanh

Các anthocyanin có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm; hoạt tính chống oxy hoá; khả năng thu dọn gốc tự do; khả năng hấp thụ tia cực tím; anthocyanin còn có nhiều tác dụng

sinh, dược học khác đã được công bố: điều trị bệnh đái tháo đường, bệnh về thị giác, duy trì tính thấm của thành mạch, bảo vệ thành mạch, bảo vệ gan Anthocyanin có tác dụng điều trị các bệnh về tim, ung thư, viêm khớp (arthritis), tăng cường huyết quản, nuôi da, cân bằng sản xuất histamine và những bệnh khác có liên quan đến gốc tự do (Đặng Thị

Thu và cs, 2009)

2.2.4 Hợp chất tannin

Tannin là hợp chất polyphenol trong thực vật có vai trò trong nhiều mặt của cuộc sống hàng ngày Tannin là những hợp chất cấu tạo dựa trên acid tanic và acid gallic, rất phổ biến trong gỗ, vỏ cây và cây trồng lấy lá Tannin tan tốt trong nước Tannin chủ yếu có trong không bào và chất sáp bề mặt của cây Chúng không làm ảnh hưởng đến chuyển hóa của cây Chỉ sau khi màng tế bào bị vỡ và chết, chúng mới hoạt động và có tác dụng chuyển hóa Các bộ phận của cây có chứa tannin: vỏ thân, gỗ, quả, lá, rễ cây

Tannin là các hợp chất phenolic có khả năng tạo kết tủa với protein Chúng gồm nhóm oligomer và polymer Không phải chỉ có tannin kết hợp và tủa với protein mà một số phenolic khác như pyrogallol và resorcinol cũng có tính chất này Không phải tất cả các polyphenols đều kết tủa với protein hay tạo phức với polysaccharide Một trong những khái niệm chính xác nhất về tannin được đưa ra bởi Harvath (1981): tannin là hợp chất phenolic có trọng lượng phân tử cao, có chứa các nhóm hydroxyl và các nhóm chức khác (như carboxyl) có khả năng tạo phức với protein và

các phân tử lớn khác trong môi trường đặc biệt Khái niệm tannin không bao gồm

những chất phenol đơn giản hay gặp cùng với tannin, như acid gallic, các catechin, acid chlorogenic chúng được coi là các pseudotannin

Tannin thường được chia thành hai nhóm chính: tannin thủy phân và tannin ngưng tụ

hay proanthocyanidin (Bele et al., 2010)

Tannin thủy phân (HT- hydrolized tannins) là các ester của đường hoặc polyol với nhiều phân tử acid phenolic Phân tử đường thường là glucose Acid phenolic có thể

là acid gallic (gatotannin) hay acid hexahydroxydiphenic (HHDP) và dẫn xuất oxy hóa của nó là acid dehydroxylhexahydroxydiphenic (DHHDP), acid ellagic (ellagitannin) HT thường có hàm lượng thấp trong cây Khi thủy phân chúng tạo thành acid gallic, epigallic và đường

Tannin ngưng tụ (CT- condensed tannins) còn được gọi là tannin pyrocatechic (Hình 2.7), tồn tại trong cây phổ biến hơn HT Chúng là các oligomer hay polymer của các đơn vị flavonoid nối với các dây nối C-C không bị cắt khi thủy phân, như catechin, epicatechin hoặc các chất tương tự Catechin có thể tồn tại ở dạng monomer nhưng không có tính chất thuộc da

Tính chất chung: tannin là hợp chất oligomeric với nhiều đơn vị cấu trúc và nhiều

nhóm phenolic tự do Trọng lượng phân tử từ 500 đến hơn 20.000 dalton Tannin tan trong nước tạo dung dịch keo, nhưng độ hòa tan của chúng phụ thuộc vào mức độ polymer hóa Tan được trong cồn và acetone Tannin phản ứng với sắt chloride và

tủa với muối kim loại nặng, gelatin Tannin có thể tạo phức với protein, tinh bột, cellulose, muối khoáng

Hình 7: Cấu trúc của tannin ngưng tụ

(Nguồn: Rahim và Kassim, 2008)

Tính chất của tannin thủy phân: bị thủy phân trong môi trường acid nhẹ, kiềm nhẹ, nước

nóng hay enzyme (tannase) tạo thành carbohydrate và acid phenolic

Tính chất của tannin ngưng tụ (proanthocyanidin): tannin pyrocatechic khó tan trong

nước hơn tannin pyrogallic và còn được gọi là flobatanin do dễ tạo thành chất màu

đỏ tannin hay flobaphen dưới tác dụng của acid hoặc enzyme

Tác dụng của tannin: do khả năng tạo tủa với protein nên có tác dụng chữa tiêu chảy,

cũng như tác dụng chống chảy máu của các thuốc có hàm lượng tannin cao Tannin

có thể kết tủa với kim loại nặng và alkaloid nên thường được dùng để chữa ngộ độc kim loại và alkaloid Tác dụng ức chế sinh ung thư của tannin chủ yếu do khả năng kết hợp của tannin với các chất gây ung thư Cơ chế ức chế phần này phụ thuộc vào loại chất sinh ung thư Tannin ở nồng độ cao ức chế hoạt động của các enzyme, nhưng ở nồng độ thấp chúng thường kích thích hoạt tính các enzyme Tannin tham gia vào quá trình trao đổi chất và các quá trình oxy hóa khử trong cây Tannin có tác dụng kháng khuẩn nên có tác dụng bảo vệ cây Các hợp chất tannin có tác dụng giảm đau tại chỗ do làm giảm tác dụng của đầu dây thần kinh trung ương (ức chế và diệt vi

khuẩn); cầm máu do tác dụng làm se hệ mao mạch; có tác dụng chữa trĩ, viêm miệng

và họng Tannin, đặc biệt là tannin thủy phân có hoạt tính sinh học thấp theo đường uống do có khả năng tạo phức với protein nên có độ tan thấp trong chất béo Tannin thủy phân tồn tại hầu như trong ruột ở độ pH trung tính và kiềm hơn là pH acid, mức

độ thủy phân hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào hệ vi sinh vật trong ruột Acid gallic và epigallic có tác dụng độc đối với gan Sử dụng tannin với liều cao trong thời gian dài,

có thể gây tổn thương cho gan (Nguyễn Thượng Dong, 2006; Đái Duy Ban, 2011)

2.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 2.3.1 Nước

Theo Lê Văn Việt Mẫn (2006) nước được xem là nguyên liệu trong công nghệ sản xuất thức uống Đó là do hàm lượng nước chiếm một tỷ lệ cao hơn rất nhiều so với các hợp chất hóa học khác trong sản phẩm Ngoài ra, thành phần hóa học của nước nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến những tính chất cảm quan và độ bền hóa lý của các sản phẩm thức uống

Tại Việt nam, các công ty sản xuất thức uống tùy theo quy mô và năng suất có thể sử dụng nguồn nước ngầm hay nước máy làm nguyên liệu sản xuất Nước tự nhiên được xem là một dung dịch có chứa các hợp chất vô cơ và hữu cơ Ngoài ra, trong nước còn có các tế bào vi sinh vật và một hàm lượng nhỏ các khí hòa tan

Trong công nghệ sản xuất thức uống chất lượng nước được đánh giá chủ yếu thông qua ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh

- Chỉ tiêu cảm quan: nước nguyên liệu phải đạt các yêu cầu như trong suốt, không

màu, không mùi, không vị

- Chỉ tiêu hóa lý: các chỉ tiêu hóa lý thường được quan tâm là

+ Độ cứng: trong sản xuất thức uống người ta thường sử dụng nước có độ cứng từ rất mềm đến mềm Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, một số công ty sản xuất quy định

độ cứng của nước nguyên liệu không được lớn hơn 1 mg đương lượng calcium/lít + Độ kiềm: thường sử dụng nước có giá trị pH nằm trong vùng trung tính

+ Tổng chất khô: giá trị này do các hợp chất không bay hơi có trong nước tạo nên, vì vậy hàm lượng chất khô trong nước càng thấp thì chất lượng nước càng cao

+ Độ oxy hóa: giá trị này do hàm lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước tạo nên

và chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa Trong công nghệ sản xuất thức uống, nước nguyên liệu có chất lượng khá tốt nên giá trị oxy hóa thường rất thấp

- Chỉ tiêu vi sinh vật: hàm lượng vi sinh vật trong nước càng thấp càng tốt, nhưng đối

với vi sinh vật gây bệnh thì không được phép có

Cụ thể các chỉ tiêu của nước trong quá trình sản xuất nước giải khát như sau:

Bảng 1: Chỉ tiêu nước sử dụng trong sản xuất nước giải khát

Acid sulfate (SO4) ≤ 350 mg/lít

Hàm lượng arsenic (As) ≤ 0,05 mg/lít

Tóm lại: Để đánh giá chất lượng nguồn nước trong sản xuất thức uống, người ta phải

dựa vào đồng thời cả ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh Thông thường, mỗi nhà máy phải tự đề ra mức quy định cụ thể cho từng chỉ tiêu để phù hợp với thực

tế sản xuất Tuy nhiên, những quy định này phải nằm trong khoảng cho phép quy định chung của từng quốc gia

2.3.2 Đường saccharose (sucrose)

Là một trong những thành phần quan trọng trong nước giải khát, có tác dụng tạo vị ngọt và làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Đường saccharose là một disaccharide có công thức phân tử C12H22O11, phân tử lượng 342,30 Saccharose được cấu tạo từ hai phân tử đường α - D glucose và β - D fructose liên kết với nhau nhờ hai nhóm - OH glucosid của chúng, vì vậy saccharose không có tính khử Khi thủy phân bằng acid hoặc enzyme invertase sẽ giải phóng glucose và fructose

Đường saccharose có tinh thể màu trắng, không mùi, có vị ngọt, dễ tan trong nước, không tan trong dung dịch hữu cơ Nó liên kết chặt chẽ với nước làm giảm độ hoạt động của nước trong sản phẩm, có tác dụng ức chế vi sinh vật Ngoài ra, đường còn

có tác dụng làm tăng nhiệt độ sôi, tăng độ nhớt của dung dịch Ở thực phẩm có pH acid thì đường saccharose xảy ra phản ứng nghịch đảo, ở dịch quả khi bảo quản tạm thời thì quá trình này xảy ra tự động Sự nghịch đảo làm tăng chất khô lên 5,26% đồng thời làm tăng nhẹ vị ngọt và nhất là tăng độ hòa tan của đường trong dung dịch

(Nguyễn Văn Tiếp và cs, 2000)

Bảng 2: Tiêu chuẩn chất lượng đường thành phẩm

Chỉ tiêu chất lượng Đường sucrose sản xuất theo

(Nguồn: Nguyễn Xuân Phương & Nguyễn Văn Thoa, 2005)

2.3.3 Acid citric (acid limonic)

Acid citric có công thức phân tử C6H8O7, có dạng tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 153oC, dễ hòa tan trong môi trường nước, bị phân hủy ở 175oC tạo CO2 và

H2O Ở nhiệt độ phòng acid citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng dạng bột hoặc dạng khan hay là dạng monohydrat có chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử acid citric Dạng khan là dạng thương phẩm chủ yếu trên thị trường

Acid citric là một acid hữu cơ yếu và có nhiều trong nhóm trái cây có múi, đặc biệt trong chanh nên còn được gọi là acid chanh Acid citric là chất tạo vị chua thích hợp cho nhiều loại thức uống pha chế khác nhau Acid citric sẽ làm cho thức uống có vị chua tương tự như nước ép từ nhóm trái cây có múi Ngoài chức năng tạo vị, acid citric còn có tác dụng

ức chế vi khuẩn, nấm mốc và nấm men (Lê Văn Việt Mẫn, 2006)

Theo Từ Triệu Hải và Cao Tích Vĩnh (2002) acid citric có vị chua dịu nhất trong các loại acid hữu cơ, nên thường được dùng để điều chỉnh độ chua ngọt cho sản phẩm,

nó là loại acid được sử dụng rộng rãi trong nước giải khát từ trước đến nay vì nó làm thức uống có vị thơm ngon hơn so với các loại acid thực phẩm khác

Theo Lương Đức Phẩm (2002) acid citric được coi là an toàn sử sụng cho thực phẩm

ở các quốc gia trên thế giới Nó là một thành phần tự nhiên có mặt ở hầu hết các vật thể sống, lượng dư acid citric sẽ được chuyển hóa và đào thải khỏi cơ thể Liều lượng

sử dụng cho người: không hạn chế 0-60 mg/kg thể trọng và có điều kiện 60-120 mg/kg thể trọng

Bảng 3: Tiêu chuẩn acid citric dùng trong thực phẩm

Hàm lượng acid citric

≥ 99,50

≤ 0,05

≤ 10

≤ 3 Không phát hiện

(Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2006)

2.3.4 Acid ascorbic

Acid ascorbic còn được gọi là vitamin C được tìm thấy nhiều trong các quả họ citrus

và hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là ớt đà lạt, bắp cải, bông cải xanh, cà chua, trái kiwi, các trái có vị chua như sơ ri, cóc, ổi …

Vitamin C ở dạng tinh thể trắng, có vị chua, dễ tan trong nước (300 g/lít), khó tan trong rượu, không tan trong bezen, ete, chloroform Tồn tại được ở 100oC trong môi trường trung tính và acid, bị oxy hóa bởi O2 không khí và càng bị oxy hóa nhanh khi

có sự hiện diện của Cu và Fe Dung dịch nước 5% có pH = 3 Dạng muối natri dễ tan

trong nước hơn (900 g/lít) (Đàm Sao Mai và cs, 2012)

Vai trò của Vitamin C trong thực phẩm:

+ Cải thiện mùi vị sản phẩm

+ Chống oxy hóa các sản phẩm cá, sữa và các sản phẩm nhiều béo

+ Chống hóa nâu do enzyme cho các sản phẩm từ rau quả

+ Vitamin C thêm vào bột nhào bánh mì cải thiện được liên kết protein, tính đàn hồi

và duy trì khí trong bột nhào làm mềm ruột bánh mì

Liều lượng sử dụng cho người: không hạn chế 0-25 mg/kg thể trọng, có điều kiện 2,5-7,5 mg/kg thể trọng (Lương Đức Phẩm, 2002)

2.4 CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CƠ BẢN TRONG NGHIÊN CỨU

tồn tại ở dạng pha rắn (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Trích ly là thuật ngữ được sử dụng nhiều trong ngành dược, bao gồm sự phân chia các

bộ phận thực vật hoặc mô động vật có hoạt tính chữa bệnh từ những thành phần không hoạt động hoặc trơ bằng cách sử dụng dung môi chọn lọc trong các quy trình chuẩn (Shah and Rohit, 2013) Thực vật chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như lipid, chất hóa học có nguồn gốc thực vật, các chất có tác dụng chữa bệnh, các chất tạo mùi vị, mùi thơm và tạo màu Kỹ thuật trích ly đã được nghiên cứu rộng rãi để thu nhận các hợp

chất tự nhiên có giá trị từ thực vật cho mục đích thương mại hóa

Mục đích của quá trình trích ly là để thu nhận được các hợp chất dùng làm thuốc thô

từ các bộ phận khác nhau của thực vật thuốc theo mong muốn bằng các dung môi

chọn lọc (Tiwari et al., 2011) Sản phẩm thu được sau quá trình chuẩn hóa có thể sử

dụng như tác nhân chữa bệnh ở dạng cồn thuốc, dịch trích ly lỏng hoặc chế biến kết hợp với các thành phần khác thành dạng viên nén hoặc viên nang Các sản phẩm này chứa hỗn hợp nhiều chất trao đổi thực vật có tính chữa bệnh như alkaloid, glycoside,

terpenoid, flavonoid và lignan

b Nguyên liệu dùng để trích ly

Nguyên liệu dùng để trích ly có thể là một phần hay toàn bộ động vật, thực vật, khoáng vật hoặc vi sinh vật Có thể trích ly riêng lẻ hoặc hỗn hợp của nhiều loại nguyên liệu với nhau, nên thành phần trích ly được rất phức tạp, đôi khi không rõ ràng và kém ổn định, hàm lượng hoạt chất lại thay đổi, vì phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: giống, loài, khí hậu và những yếu tố về địa lý, điều kiện nuôi trồng, chế độ canh tác (đối với thực vật), bộ phận dùng, giai đoạn sinh trưởng, cách bảo quản Đối với nguyên liệu là thực vật, bộ phận dùng để trích ly có thể là hoa, quả, hạt, thân,

lá, nhựa, phần trên mặt đất, rễ, củ hoặc toàn cây Tùy theo bản chất của các chất có trong thực vật mà người ta quy định trích ly từ cây tươi hay khô Đối với các trường hợp đặc biệt người ta còn phải xử lý nguyên liệu trước khi đem trích ly

Để nghiên cứu thành phần hóa học một số cây thuốc, nên dùng dược liệu tươi Nếu phải xử lý thì thường ổn định bằng cách nhúng vào cồn hoặc nước sôi trong vài phút ngay sau khi thu hái, sau đó phơi khô tư nhiên trong bóng râm hoặc bằng quạt, tránh nhiệt độ cao Nếu dược liệu thu hái ở nơi xa, có thể giữ mẫu được vài ngày bằng cách bọc vào túi nhựa có chứa hơi cồn Cần phải xử lý sơ bộ, loại bỏ phần bị sâu bệnh, nấm ký sinh, các tạp chất cơ học, hoặc các thảo mộc khác lẫn vào

Các hợp chất tự nhiên trong thực vật thường được xếp theo các nhóm chức cơ bản như carbohydrate (monosaccharide, oligosaccharide, polysaccharide), lipid và acid béo, acid amin (protein và phi protein), Base amin (alkaloid, amin), acid hữu cơ, terpenoid (mono-, sesqui-, di-, tri-, triterpene, carotenoid, steroid), các hợp chất phenol (flavonoid, tannin, lignin, quinon), glycoside (Nguyễn Thượng Dong, 2006) Trong cây, các hợp chất tồn tại dưới dạng hòa tan trong nước như các carbohydrate phân tử nhỏ, một số polysaccharide như pectin, gum, các glycoside như saponin, flavonoid, muối alkaloid của các acid hữu cơ, acid amin, muối amin, các phenol hòa tan dưới dạng glycoside hoặc dạng phức hợp khác, dầu béo hoặc tinh dầu, các chất không phân cực như các hydrocarbon, monoterpene, sterol, carotenoid và các dẫn xuất phenyl propanoid Một lưu ý quan trọng là các enzyme vốn có mặt trong cây, cần phải khống chế để tránh sự thủy phân các glycoside và sẽ làm thay đổi tính phân cực, do đó làm thay đổi độ hòa tan của hợp chất đối với dung môi

c Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình trích ly

Theo Lê Văn Việt Mẫn và cs (2009) và Lê Ngọc Thụy (2009), trong quá trình trích

ly có thể xảy ra nhiều biến đổi khác nhau:

Biến đổi hóa lý: đó là sự hòa tan của các cấu tử từ nguyên liệu (pha rắn) vào dung

môi (pha lỏng); thông thường cùng với các cấu tử cần thu nhận, dịch trích còn chứa

một số cấu tử hòa tan khác Tùy theo tính chọn lọc của dung môi mà thành phần và hàm lượng các cấu tử hòa tan thu được trong dịch trích sẽ thay đổi Trong quá trình trích ly có thể xảy ra những biến đổi về pha khác như bay hơi, sự kết tủa

Biến đổi vật lý: sự khuếch tán là biến đổi vật lý quan trọng trong quá trình trích ly Các

phần tử chất tan sẽ dịch chuyển từ tâm của nguyên liệu đến vùng bề mặt nguyên liệu vào dung môi Các phân tử dung môi sẽ khuếch tán từ vùng bên ngoài nguyên liệu vào bên trong cấu trúc mao dẫn của nguyên liệu Sự khuếch tán sẽ giúp cho quá trình trích ly xảy

ra nhanh và triệt để hơn Động lực của sự khuếch tán là do chênh lệch nồng độ

Biến đổi hóa học: có thể xảy ra các phản ứng hóa học giữa các cấu tử nguyên liệu

Tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ gia tăng khi chúng ta thực hiện quá trình trích ly

ở nhiệt độ cao Hiện tượng này làm cho dịch trích chứa nhiều tạp chất và gây khó khăn cho những quá trình tinh sạch tiếp theo

Biến đổi hóa sinh và sinh học: khi sử dụng dung môi là nước và thực hiện quá trình

trích ly ở nhiệt độ phòng thì một số biến đổi hóa sinh có thể xảy ra Các enzyme trong nguyên liệu sẽ xúc tác phản ứng chuyển hóa những cơ chất có nguồn gốc từ nguyên liệu Hệ vi sinh vật trong nguyên liệu sẽ phát triển Tuy nhiên, nếu chúng ta thực hiện quá trình trích ly ở nhiệt độ cao thì các biến đổi hóa sinh và sinh học xảy ra không đáng kể

Tóm lại: tùy thuộc vào phương thức trích ly và thông số công nghệ mà mức độ của biến

đổi sẽ khác nhau Nên cần lựa chọn phương pháp thực hiện và những thông số công nghệ phù hợp để tăng cường các biến đổi có lợi và hạn chế các biến đổi có hại xảy ra làm ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm

Những dung môi phổ biến hiện nay trong công nghiệp thực phẩm bao gồm: nước, một

số loại dung môi hữu cơ và CO2 ở trạng thái siêu tới hạn Nước là dung môi phổ biến nhất trong công nghiệp thực phẩm để trích ly đường saccharose từ mía, củ cải đường; trích ly các chất trích ly từ trà, cà phê; trích ly các chất trích ly từ thảo mộc trong công nghệ sản xuất thức uống không cồn

Các dung môi hữu cơ như hexane, heptane hoặc cyclohexane được sử dụng để trích

ly tách chất béo từ đậu nành, đậu phộng, hạt bông, hạt hướng dương, hạt lanh… Ngoài ra, người còn sử dụng carbon disulphide để trích ly chất béo từ oliu, sử dụng acetone hoặc ethylether để tách chất béo từ gan cá, sử dụng ethanol để trích ly các

chất mùi và chất màu từ nguyên liệu rau trái và thảo mộc trong sản xuất rượu mùi

(Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Dung môi thường được sử dụng để trích ly các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật có thể được tóm tắt và thể hiện ở Bảng 4

Bảng 4: Các hợp chất hóa học từ thực vật trích ly trong các dung môi khác nhau

Thấp

Aglycones

Trung bình

Cao

Ethanol

Tannins, Polyphenols, Flavonol, Terpenoids, Sterols, Alkaloids, Polyacetylenes, Propolis

Methanol

Saponins, Tannins, Phenones, Flavones, Sugars, Aminoacids, Anthocyanins, Terpenoids, Xanthoxyllines, Totarol, Quassinoids, Lactones, Polyphenols Nước

Sugar, Aminoacid, Saponins, Tannins, Lectins, Terpenoids, Anthocyanins, Starches, Polypeptides

(Nguồn: Gupta et al., 2012)

e Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình trích ly

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly gồm: kích thước của nguyên liệu, tỷ lệ khối lượng giữa nguyên liệu và dung môi, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly, tốc độ

của dòng dung môi, áp suất (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Kích thước của nguyên liệu: kích thước nguyên liệu càng nhỏ thì diện tích bề mặt

tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn Do đó, việc trích ly các cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ trở nên dễ dàng hơn Tuy nhiên, nếu kích thước của nguyên liệu quá nhỏ thì chi phí cho quá trình nghiền xé nguyên liệu sẽ gia tăng, khi ngâm nguyên liệu vào dung môi bột bị dính bết vào nhau, tạo thành dạng bột nhão, vón cục, làm cho quá trình trích ly chậm lại Ngoài ra, việc phân riêng pha lỏng và pha rắn khi kết thúc quá trình trích ly sẽ trở nên khó khăn hơn (không chảy được, tắt thiết bị) Khi bột nguyên liệu quá mịn, nhiều tế bào bị phá hủy, dịch trích ly sẽ lẫn nhiều tạp chất, gây khó khăn cho quá trình tinh chế và bảo quản Bằng phương pháp thực nghiệm cần xác định kích thước phù hợp ứng với từng loại nguyên liệu đem

trích ly (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Tỷ lệ khối lượng giữa nguyên liệu và dung môi: với cùng một lượng nguyên liệu, nếu

ta tăng lượng dung môi sử dụng thì hiệu suất trích ly sẽ tăng theo Đó là sự chênh lệch nồng độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên liệu và trong dung môi sẽ càng lớn Tuy nhiên, nếu lượng dung môi sử dụng quá lớn thì sẽ làm loãng dịch trích Khi đó cần phải thực hiện quá trình cô đặc hoặc xử lý dịch trích bằng phương pháp khác để tách bớt dung môi Vì vậy, cần phải xác định tỷ lệ phù hợp giữa khối lượng nguyên

liệu và dung môi trích ly (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Nhiệt độ trích ly: khi tăng nhiệt độ, các cấu tử sẽ chuyển động nhanh hơn, do đó sự

hòa tan và khuếch tán của cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ được tăng cường Ngoài ra, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của dung môi sẽ giảm, dung môi dễ dàng xuyên qua lớp nguyên liệu và làm cho diện tích tiếp xúc bề mặt giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ trích ly sẽ làm tăng chi phí năng lượng cho quá trình, đồng thời có thể xảy ra một số phản ứng hóa học không mong muốn trong dịch trích và sự tổn thất các cấu tử hương sẽ gia tăng, phá hủy một số chất như vitamin, glycoside, alkaloid làm các tạp chất tăng độ tan, nhất là đối với gôm và chất nhầy sẽ trương nở, tinh bột bị hồ hóa, cản trở quá trình trích ly và khó khăn cho quá trình tinh chế Do đó, cần phải chọn nhiệt độ trích ly tối ưu tùy theo từng

trường hợp cụ thể (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Thời gian trích ly: trong quá trình trích ly lúc đầu các chất có phân tử lượng thấp tan

trước (thường là hoạt chất), sau mới đến các chất có phân tử lượng cao (thường là tạp như nhựa, keo) Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi chất trích ly sẽ gia tăng Tuy nhiên, nếu thời gian trích ly quá dài thì hiệu suất thu hồi sẽ không tăng thêm đáng kể Vì vậy, việc lựa chọn thời gian thích hợp để trích ly cũng là yếu tố quan

trọng (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Tốc độ của dòng dung môi chảy qua lớp nguyên liệu trong thiết bị trích ly: nếu dòng

dung môi được bơm với tốc độ cao vào thiết bị chứa nguyên liệu cần trích ly thì sẽ làm giảm đi kích thước lớp biên bao bọc xung quanh nguyên liệu, đây là nơi tập trung các cấu tử hòa tan Do đó, tốc độ trích ly các cấu tử từ nguyên liệu sẽ gia tăng

Áp suất: trong phương pháp trích ly bằng lưu chất siêu tới hạn, áp suất và nhiệt độ là

hai yếu tố ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất thu hồi chất trích ly Thông thường, khi tăng áp suất và nhiệt độ thì quá trình trích ly diễn ra càng nhanh và hiệu suất trích

ly sẽ tăng theo Tuy nhiên, việc tăng áp suất sẽ là tăng chi phí vận hành và giá thành thiết bị cũng tăng cao

Khuấy trộn nguyên liệu và dung môi: trong quá trình trích ly, chất tan khuếch tán từ

nguyên liệu vào dung môi, nồng độ chất tan trong dung môi tăng dần và chênh lệch nồng độ chất tan trong và ngoài tế bào giảm dần, tốc độ quá trình khuếch tán cũng giảm dần, đến lúc nào đó sẽ xảy ra cân bằng động giữa hai pha Khuấy trộn nguyên liệu và dung môi sẽ tạo ra chênh lệch nồng độ ở màng tế bào, và như vậy, làm tăng tốc độ khuếch tán Việc chọn thể loại cánh khuấy, tốc độ khuấy với từng trường hợp

cụ thể cũng là vấn đề lưu ý: nguyên liệu là hoa, lá mỏng manh thì không cần khuấy

mạnh vì như vậy sẽ kéo theo nhiều tạp chất (Lê Văn Việt Mẫn và cs, 2009)

Những yếu tố thuộc về nguyên liệu: màng tế bào nguyên liệu có ảnh hưởng nhiều đến

quá trình khuếch tán Đó là nơi xảy ra quá trình trao đổi chất có tính chất chọn lọc Trong quá trình trích lý lại xảy ra các hiện tượng khuếch tán, thẩm thấu, thẩm tích, màng tế bào có cấu tạo không ổn định, có thể bị thay đổi tính chất vật lý và thành phần hóa học để đáp ứng với những chức năng đặc biệt mà nó đảm nhiệm (hóa gỗ, hóa khoáng, phủ sáp) Sự thay đổi này có thể xảy ra từng phần hoặc toàn phần ở màng tế bào và thường thay đổi nhiều khi đã già hóa (Nguyễn Thượng Dong, 2006) Đối với thực vật còn non hay các bộ phận mỏng, mềm như dạng cây thảo nhỏ, hóa,

lá, thành phần của màng tế bào chủ yếu là cellulose, chúng không tan trong nước và các dung môi hữu cơ khác, bền với nhiệt độ, có tính mềm dẻo và đàn hồi Đối với nguyên liệu này, dung môi dễ dàng thấm vào dược liệu, do đó không cần xay mịn, vì như vậy dịch trích ly sẽ có nhiều tạp chất (Nguyễn Thượng Dong, 2006)

Đối với nguyên liệu đã già, rắn chắc như hạt, gỗ, vỏ, rễ: màng tế bào có thể hóa bần, hóa cutin, phủ thêm sáp, hóa gỗ, hóa khoáng hoặc phủ khoáng hoặc bị dầy lên làm dung môi khó thấm vào trong tế bào Màng tế bào có thể bị phủ thêm chất nhầy, chất này có thể bị trương nở, trở nên nhớt khi gặp nước làm bít kín các ống mao quản trên màng tế bào, cản trở sự thấm của dung môi và quá trình khuếch tán Đối với nguyên liệu này cần phải xay nhỏ để tạo điều kiện cho dung môi thấm vào nguyên liệu Chất nguyên sinh có thành phần hóa học rất phức tạp và không ổn định, có tính nhớt, đàn hồi, không tan trong nước, không bền với nhiệt độ Về mặt cấu tạo có thể coi chất nguyên sinh là một môi trường dị thể phức tạp, một hệ keo nhiều pha, tạo thành từ những hợp chất cao phân tử phân tán trong môi trường nước Chất nguyên sinh có tính bán thấm, có nghĩa là chỉ cho dung môi đi qua Do đó, để trích ly các chất tan trong tế bào, người ta phải tìm cách phá hủy chất nguyên sinh bằng cách làm đông vón chúng bằng nhiệt (sấy, phơi) hoặc bằng hơi cồn nóng (Nguyễn Thượng Dong, 2006)

Theo Ncube et al (2008) các thông số cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng của dịch

trích ly là bộ phận thực vật được sử dụng; dung môi sử dụng để trích; quy trình trích

ly Thành phần các hợp chất hóa học từ thực vật trích ly được tùy thuộc vào: bản chất của nguyên liệu thực vật; nguồn gốc của thực vật; mức độ chế biến; hàm ẩm; kích thước hạt Sự khác nhau trong các phương pháp trích ly sẽ ảnh hưởng số lượng và thành phần các chất trao đổi bậc 2 trong dịch trích ly tùy thuộc vào: kiểu trích ly; thời gian trích ly; nhiệt độ, bản chất dung môi; nồng độ dung môi; tính phân cực

Khi chưa biết rõ thành phần các chất có trong nguyên liệu, người ta thường dùng phương pháp cổ điển để nghiên cứu trích ly sơ bộ: trích ly nóng bằng dung môi trong dụng cụ soxhlet hoặc đun cách thủy hồi lưu; dùng một dãy dung môi, bắt đầu từ không phân cực đến phân cực mạnh để trích ly phân đoạn các hợp chất ra khỏi nguyên liệu, ví dụ như ether dầu hỏa, ether, chloroform, cồn và cuối cùng là nước; dựa vào tính phân cực của dung môi và của các nhóm hợp chất ta có thể dự đoán sự có mặt của các chất trong mỗi phân đoạn định trích ly (Nguyễn Thượng Dong, 2006):

- Trong phân đoạn trích ly ether và ether dầu hỏa sẽ có các hydrocarbon béo hoặc thơm, các thành phần của tinh dầu (các monoterpen), các chất không phân cực như chất béo, caroten, các sterol, chất màu, chlorophyll

- Trong dịch trích ly chloroform có sesquiterpen, diterpen, couramin, quinon, các aglycon do glycoside thủy phân tạo ra, một số alkaloid base yếu

- Trong dịch trích ly cồn có mặt glycoside, alkaloid, flavonoid, các hợp chất phenol khác, nhựa, acid hữu cơ và tannin

- Trong dịch trích ly nước có các glycoside, tannin, các đường, các hợp chất carbohydrate phân tử vừa như pectin, chất nhầy, các protein và các muối vô cơ

Ethanol 80% và methanol là dung môi vạn năng, dịch trích ly của chúng sau khi bay hơi sẽ được cao toàn phần chứa hầu hết các hợp chất có trong nguyên liệu (Nguyễn Thượng Dong, 2006)

Trong phòng thí nghiệm với một lượng nguyên liệu nhỏ người ta thường dùng phương pháp trích ly bằng dụng cụ soxhlet, ưu điểm của phương pháp này là với một lượng nhỏ dung môi có thể trích ly kiệt hết các chất trong nguyên liệu Có thể dùng phương pháp trích ly hồi lưu trên bình cầu

Phân loại phương pháp trích ly (Nguyễn Thượng Dong, 2006)

Có nhiều cách phân loại phương pháp trích ly dựa vào các yếu tố khác nhau:

- Căn cứ vào nhiệt độ: trích ly nóng và trích ly nguội

- Căn cứ vào chế độ làm việc: phương pháp trích ly gián đoạn, bán liên tục và liên tục

- Căn vào chuyển động tương hỗ giữa hai pha: trích ly ngược dòng, xuôi dòng và chéo dòng

- Căn cứ vào áp suất làm việc: phương pháp trích ly ở áp suất thường (áp suất khí quyển), áp suất giảm (áp suất chân không), áp suất cao

- Căn cứ vào trạng thái làm việc của hai pha: phương pháp ngâm và ngấm kiệt

- Dựa vào những biện pháp kỹ thuật đặc biệt: phương pháp dùng siêu âm, khí hóa lỏng, dòng xoáy

Với nhu cầu cao cho các kỹ thuật trích ly mới với thời gian trích ly ngắn, giảm sự hao tốn dung môi hữu cơ và không gây ô nhiễm Các phương pháp trích ly mới gồm: trích ly có trợ sóng siêu âm, trích ly có sự hỗ trợ sóng ngắn (viba), trích ly bằng các dung môi siêu ngấm

Quá trình trích ly các hợp chất hóa học từ thực vật thì nhanh chóng và hiệu quả Những

kỹ thuật này có khả năng làm việc ở nhiệt độ và (hoặc) áp suất cao hơn, giảm được thời gian trích ly Đây là sự cần thiết cho kỹ thuật trích ly mới và tốt hơn trong công nghiệp dược phẩm vì thế thời gian trích ly và chi phí tiêu tốn dung môi đã được giảm

Kỹ thuật chung của quá trình trích ly thực vật thuốc bao gồm: ngâm, trích ly, lọc, cô đặc Trích ly nóng liên tục bằng soxhlet, trích ly cồn nước bằng thiết bị lên men, trích

ly ngược dòng, trích ly có hỗ trợ sóng ngắn (microwave), trích ly có hỗ trợ sóng siêu

âm, trích ly bằng chất lỏng siêu tới hạn

Sự khác nhau trong các phương pháp trích ly thường tùy thuộc vào: độ dài của thời gian trích ly; dung môi sử dụng; pH của dung môi; nhiệt độ; kích thước hạt của mô

thực vật; tỷ lệ của dung môi và vật liệu trích ly (Das et al., 2010)

Một quá trình trích ly có thể gồm các bước sau: thu nhận và chọn đúng nguyên liệu thực vật, sấy khô; làm giảm kích thước; trích ly; lọc; cô đặc; sấy khô và tái tạo cấu trúc Chất lượng của dịch trích ly chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như bộ phận thực vật dùng để trích ly, dung môi sử dụng, quy trình trích ly và tỷ lệ giữa dung môi

và nguyên liệu trích ly (Gupta et al., 2012)

2.4.2 Quá trình lọc

- Bản chất quá trình lọc: là phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, bã được giữ lại trên lớp lọc, dung dịch chui qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vật ngăn Áp suất này được tạo ra do áp suất thủy tĩnh của lớp chất lỏng trên vật ngăn hoặc do bơm Quá trình lọc là một quá trình vật lí, thực tế lọc dùng để tách hỗn hợp khó lắng, nó nằm trung gian giữa 3 quá trình lọc - lắng - ly tâm

- Mục đích: trước hết quá trình lọc nhằm mục đích làm sạch, nâng cao chất lượng sản phẩm, có thể lấy rất nhiều ví dụ trong công nghệ sản xuất thực phẩm như lọc đường, nước quả, dầu thực vật, rượu bia, nước chấm, lọc nước, lọc khí… Ngoài ra lọc còn là quá trình trung gian để chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, ví dụ lọc sơ bộ dịch quả trước khi lắng, lọc dịch đường trước khi sản xuất các mặt hàng thực phẩm

- Tính chất vật liệu, biến đổi của chúng và sản phẩm sau lọc: vật liệu đưa vào quá trình lọc có thể là khí gồm khí sạch và bụi hoặc là huyền phù gồm pha lỏng là dung dịch và pha rắn là bã, đặc trưng bằng tính không tan và khả năng tách khỏi nhau Sản phẩm của quá trình có thể là dung dịch yêu cầu trong hoặc trong suốt và cặn bã chứa ít dung dịch để tránh tổn thất Sản phẩm cũng có thể là chất rắn, yêu cầu khô và được tách hết dung dịch Sau khi lọc dung dịch trong suốt hầu như không thay đổi về thành phần hóa học và các thành phần khác, tuy nhiên có thay đổi trạng thái, màu sắc, chất lượng tăng do tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật không có lợi theo cặn, tuy nhiên có thể có tổn thất một ít các chất có ích theo cặn như protein, vitamin, chất màu

Sản phẩm là chất rắn, ngoài thay đổi về trạng thái từ lỏng sang rắn, còn tách được các tạp chất hòa tan do đó chất lượng tăng lên

- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc: lớp chất lỏng (dung dịch) chảy qua lớp vật ngăn có chuyển động dòng Lượng nước trong phụ thuộc vào hiệu số áp suất 2 đầu lọc, tính chất ống mao quản, độ nhớt dung dịch, bề mặt lọc và thời gian lọc

(Lê Ngọc Thụy, 2009)

2.4.3 Quá trình phối chế

- Bản chất quá trình: phối chế là quá trình pha trộn giữa 2 hay nhiều cấu tử (thành phần) khác nhau để thu được một hỗn hợp (sản phẩm) đáp ứng yêu cầu đã định Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, phần lớn các dây chuyền công nghệ có liên quan đến quá trình phối chế

- Mục đích: làm tăng chất lượng sản phẩm, như một số loại sản phẩm nếu tồn tại một mình thì chất lượng không tốt lắm, nhưng khi bổ sung cho chúng một số thành phần khác tuy với khối lượng ít cũng có tác dụng làm tăng chất lượng của sản phẩm lên Chất lượng sản phẩm có thể được nâng cao khi phối thêm một số thành phần nhằm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm lên, ví dụ trộn thêm hương, màu chẳng hạn

- Tính chất nguyên liệu và những biến đổi của chúng trong quá trình phối chế: nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất vật lý, hóa học, sinh học, cảm quan… Mỗi loại nguyên liệu tương ứng với một giá trị chất lượng nhất định Giá trị đó có thể cao hay thấp tùy thuộc vào thành phần hóa học, sinh học và tính chất vật lý của từng loại nguyên liệu Phối chế các loại nguyên liệu với nhau để

bù trừ cho nhau những thành phần chất lượng Sản phẩm thu được chắc chắn sẽ có đầy đủ hơn về chất lượng so với từng cấu tử một Trong thực tế, tỉ lệ phối chế giữa các cấu tử tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể, thường được cho dưới dạng công thức

(Lê Ngọc Thụy, 2009)

2.4.4 Quá trình thanh trùng

- Thanh trùng nhằm tiêu diệt hoặc ức chế tới mức tối đa hoạt động của vi sinh vật trong sản phẩm Nhờ vậy sản phẩm giữ được trong thời gian dài mà không bị hỏng Khi nâng nhiệt độ của môi trường thanh trùng quá nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động vi sinh vật chậm lại Ở nhiệt độ cao, protein của chất nguyên sinh của

vi sinh vật bị đông tụ làm vi sinh vật chết Sự đông tụ xảy ra không thuận nghịch nên

vi sinh vật không thể hoạt động trở lại khi làm nguội Thời gian thanh trùng phụ thuộc vào từng loại sản phẩm, loại và cỡ bao bì Mỗi loại sản phẩm có công thức thanh trùng riêng được chỉ dẫn cụ thể trong sản xuất Do đó, yêu cầu của kỹ thuật thanh trùng là vừa đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật có hại vừa đảm bảo cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất về giá trị cảm quan và dinh dưỡng Là phương pháp cất giữ sản phẩm theo nguyên lý tiêu diệt mầm móng gây hại

- Công thức thanh trùng tổng quát:

A - B - C

T P

Trong đó: A: thời gian nâng nhiệt từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ thanh trùng (phút) B: thời gian duy trì ở nhiệt độ thanh trùng (phút)

C: thời gian làm nguội từ nhiệt độ thanh trùng đến nhiệt độ 35-45oC P: áp suất đối kháng

T: nhiệt độ thanh trùng

Chế độ xử lý nhiệt và thời gian bảo quản được xác định hầu như dựa vào pH của thực phẩm Đối với thực phẩm có độ acid thấp (pH < 4,5) thì thanh trùng chủ yếu là diệt vi khuẩn gây bệnh và nhiệt độ thanh trùng khoảng 80-100oC, với thực phẩm có

độ acid cao (pH > 4,5) mục đích để tiêu diệt enzyme và vi sinh vật tạp nhiễm và nhiệt độ thanh trùng khoảng 105-121oC

- Thời gian thanh trùng nhiệt gồm thời gian truyền nhiệt từ môi trường đun nóng vào trung tâm hộp và thời gian để tiêu diệt vi sinh vật (T = T1 + T2) trong đó T: thời gian thanh trùng; T1: thời gian truyền nhiệt; T2: thời gian để tiêu diệt vi sinh vật

Tuy nhiên, trong thực tế thời gian thanh trùng nhỏ hơn tổng thời gian truyền nhiệt và thời gian tiêu diệt vi sinh vật (T < T1 + T2)

Do đó để xác định thời gian thanh trùng cần phải biết các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt và thời gian tiêu diệt vi sinh vật

- Các yếu tố ảnh hưởng thời gian truyền nhiệt là: nhiệt độ ban đầu của đồ hộp, tính chất vật lý của sản phẩm, tính chất của bao bì

+ Nhiệt độ ban đầu của đồ hộp: thời gian truyền nhiệt của đồ hộp phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu của đồ hộp trước khi thanh trùng và nhiệt độ của thiết bị thanh trùng Nếu nhiệt độ của đồ hộp thấp thì thời gian truyền nhiệt chậm

+ Tính chất vật lý của sản phẩm: các loại đồ hộp có độ nhớt và khối lượng riêng khác nhau nên tốc độ truyền nhiệt khác nhau

+ Tính chất của bao bì: các loại sản phẩm thực phẩm được chứa đựng trong các loại bao bì làm bằng vật liệu khác nhau, có độ dầy khác nhau, kích thước khác nhau thì

có thời gian truyền nhiệt khác nhau

- Các yếu tố ảnh hưởng thời gian tiêu diệt vi sinh vật: nhiệt độ thanh trùng, thành phần hóa học của đồ hộp, loại và số lượng vi sinh vật

+ Nhiệt độ thanh trùng: nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian tiêu diệt càng ngắn, ngược lại nếu nhiệt độ thanh trùng càng thấp thì thời gian thanh trùng càng dài Tuy nhiên dựa vào tính chất của đồ hộp mà chọn nhiệt độ thanh trùng phù hợp để không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm

+ Thành phần hóa học của đồ hộp: chỉ số pH của đồ hộp là yếu tố quan trọng làm giảm độ bền nhiệt của vi sinh vật Chỉ số pH càng thấp thì thời gian tiêu diệt càng ngắn; nồng độ đường, muối trong đồ hộp làm tăng độ chịu nhiệt của vi sinh vật đến mức độ nhất định Khi nồng độ đường, muối cao lại có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật

nhanh hơn; chất béo cũng làm tăng độ bền nhiệt của vi sinh vật, vì tạo ra xung quanh

tế bào vi sinh vật một màng bảo vệ, cản trở sự dịch chuyển nước từ môi trường xung quanh vào tế bào vi sinh vật làm cho sự đông tụ protein của vi sinh vật trở nên khó + Loại và số lượng vi sinh vật: khả năng chịu nhiệt của từng loại vi sinh vật rất khác nhau Trong cùng môi trường, ở cùng nhiệt độ thanh trùng, vi khuẩn có nha bào bền hơn loại không có nha bào, và bền hơn cả loại vi khuẩn ưa nhiệt

Thời gian tiêu diệt còn phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật nhiễm vào đồ hộp, lượng

vi sinh vật nhiễm nhiều thì thời gian tiêu diệt dài, vi khuẩn có nha bào có thời gian tiêu diệt dài hơn vi khuẩn không có nha bào

Nước giải khát chứa trong bao bì thủy tinh khi thanh trùng thường sử dụng nước nóng để làm giảm sự nguy hiểm do sốc nhiệt đối với bao bì Chênh lệch nhiệt độ tối

đa giữa bao bì và nước là 20oC khi gia nhiệt và 10oC khi làm nguội

- Áp suất đối kháng: trong quá trình thanh trùng, sự dãn nở của hơi nước, không khí

và sản phẩm trong đồ hộp đã ghép kín tạo ra áp suất khá lớn bên trong hộp Sự chênh lệch giữa áp suất bên trong bao bì với áp suất trong thiết bị thanh trùng, nếu vượt quá giới hạn cho phép (hiệu số áp suất giới hạn) sẽ gây ra phồng hộp, biến dạng quá mức, làm bật nắp và các mối hàn hoặc vỡ nếu bao bì thủy tinh Áp suất được tạo ra để chống lại hiệu số áp suất giới hạn gọi là áp suất đối kháng

(Nguyễn Trọng Cẩn và Nguyễn Lệ Hà, 2009)

- Giá trị thanh trùng: giá trị thanh trùng là thời gian tác dụng nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật, giá trị thanh trùng ở nhiệt độ Ti trong khoảng thời gian ti được tính theo công thức: FTi = LTi * ti; trong đó: LTi = 10(T-Tref)/z

Tính giá trị thanh trùng F cho một quá trình thanh trùng:

+ Giá trị F nâng nhiệt (F1)

Một quá trình nâng nhiệt bao gồm một dãy các nhiệt độ Ti Ở nhiệt độ Ti thực phẩm được duy trì trong khoảng thời gian Δt Như vậy, giá trị thanh trùng F1 được tính bằng tổng các giá trị FTi tại các nhiệt độ Ti

- Tính giá trị LTi ở các nhiệt độ Ti

- Tính giá trị FTi tương ứng với các nhiệt độ Ti

- Tính F bằng tổng các FTi

(Donald Hooldsword và Ricardo Simpson, 2008)

2.5 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT

2.5.1 Sơ lược về nước giải khát

Trên thị trường có rất nhiều sản phẩm nước giải khát, tùy theo nguồn nguyên liệu và

phương pháp sản xuất, người ta chia nước giải khát thành nhiều loại khác nhau

Nhưng nhìn chung có thể chia làm bốn nhóm chính:

- Nước giải khát có chứa khí carbonic (CO2) hay còn gọi là nước giải khát bão hòa

CO2: loại nước giải khát này chỉ là nước uống thông thường được làm lạnh rồi đem

sục khí để hòa tan CO2

- Nước giải khát chữa bệnh: bao gồm nước muối khoáng tự nhiên hay pha chế từ các

chất hóa học với tỷ lệ xác định

- Nước giải khát pha chế: ngoài nước bão hòa CO2 còn chứa các thành phần khác

như đường, nước quả, acid thực phẩm, chất thơm và chất màu Các chất này được

pha theo một công thức nhất định

- Nước giải khát lên men: chia làm hai nhóm nhỏ là lên men từ nước quả và lên men

từ dịch đường, tinh bột

(Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

2.5.2 Các dạng hư hỏng thường gặp trong nước giải khát

Thực phẩm để trong một thời gian dài thường sẽ bị biến đổi phẩm chất, giá trị dinh

dưỡng và làm giảm cả giá trị cảm quan Những biến đổi này là do vi sinh vật hay do

hệ thống nấm men gây ra Đối với nước giải khát thường gặp các dạng hư hỏng sau:

- Nước giải khát bị đục

Do sự phát triển của vi sinh vật thường là nấm men, kết quả tạo thành lớp cặn dưới

đáy chai

Nguyên nhân: do rửa chai chưa sạch, do nấm men phát triển trong đường ống dẫn

thùng chứa hay thiết bị Nếu có sử dụng nước cốt trích ly từ thực vật để pha chế sản

phẩm có thể xuất hiện hiện tượng kết tủa protein

Khắc phục: vệ sinh thiết bị, đường ống, môi trường sản xuất Đối với sản phẩm nước

giải khát pha chế với dịch cốt trích ly từ các nguyên liệu thực vật ta cần loại bỏ

protein trước khi rót sản phẩm vào bao bì bằng cách: gia nhiệt kết hợp lọc nóng

- Nước giải khát bị nhầy nhớt

Là do sự phát triển của vi khuẩn như Leuconostoc mesnteriodes cùng với sự tạo

thành một lượng nhỏ acid lactic, acid acetic, rượu etylic, khí CO2 và một lượng nhỏ dextran (chất nhầy)

Nguyên nhân: có thể bị nhiễm từ bao bì, thiết bị chứa, nguyên liệu (đường)

Khắc phục: bảo quản si-rô ở nhiệt độ dưới 25oC, khi nấu si-rô cần đảm bảo thời gian

để tiêu diệt hết vi sinh vật, tẩy rửa sạch các thiết bị và đường ống

lượng acid và đường cao mà các chủng nấm men gây hư hỏng thường là Torulopsis

và Candina, tạo đục và làm giảm chất lượng là những hư hỏng chính đối với đồ uống

không cồn Tạo đục là do sự phát triển của nhiều loại nấm men và vi khuẩn Sự phát

triển của vi khuẩn tạo màng nhày như Bacillus làm giảm chất lượng sản phẩm Các

vi khuẩn từ nguyên liệu, chai, nắp thường là Gluconobacter, Lactobacillus,

Leuconostoc Các chủng thuộc Achromobacter cũng là nguyên nhân chính gây mùi

vị lạ cho sản phẩm Nước giải khát có gas thường không bị hư hỏng do hàm lượng

CO2 cao, ức chế sự phát triển của vi sinh vật Nấm mốc không cần không khí để phát triển nhưng chúng không phát triển trong đồ uống có gas

2.5.3 Chất lượng nước giải khát

Theo Lê Văn Việt Mẫn (2006) chất lượng nước giải khát được đánh giá bởi ba nhóm

chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý, vi sinh

- Chỉ tiêu cảm quan bao gồm: màu sắc, độ trong, mùi và vị

Màu sắc: đặc trưng cho từng loại sản phẩm

Độ trong: trong suốt, đồng nhất, hoàn toàn không lẫn tạp chất lạ

Mùi: mùi thơm đặc trưng, hòa hợp của từng sản phẩm, không có mùi lạ

Vị: ngọt đặc trưng, hòa hợp, dễ chịu, không có vị lạ

- Chỉ tiêu hóa lý: quan trọng nhất là tổng hàm lượng chất khô, lượng đường, CO2, độ

pH, cường độ màu

- Chỉ tiêu vi sinh: phổ biến nhất là tổng số vi khuẩn hiếu khí, tổng số nấm men, nấm

mốc và mật số vi sinh vật có khả năng gây bệnh như Escheria coli, Clostridium

perfringens, Streptococci faeca…