nghiên cứu quy trình sản xuất trà hòa tan từ cây khôi trắng sanchezia nobilis hook f

LỜI CẢM ƠN Đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất trà hòa tan từ cây khôi trắng Sanchezia nobilis Hook.f” là nội dung mà em đã nghiên cứu và làm luận văn tốt nghiệp sau thời gian theo học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN ĐÌNH DƯƠNG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT TRÀ HÒA TAN TỪ CÂY KHÔI

TRẮNG (Sanchezia nobilis Hook.f)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN ĐÌNH DƯƠNG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT TRÀ HÒA TAN TỪ CÂY KHÔI

TRẮNG (Sanchezia nobilis Hook.f)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

LỜI CẢM ƠN

Đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất trà hòa tan từ cây khôi trắng Sanchezia

nobilis Hook.f” là nội dung mà em đã nghiên cứu và làm luận văn tốt nghiệp sau thời gian theo học tại Khoa CNSH-CNTP, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn, em đã nhận được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ từ Quý thầy cô, gia đình và bạn bè Để luận văn thành công nhất, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với:

Khoa CNSH-CNTP, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên đã tạo môi trường học tập và rèn luyện rất tốt, cung cấp cho em những kiến thức và kỹ năng bổ ích giúp em có thể áp dụng và thuận lợi thực hiện luận văn

Giảng viên hướng dẫn Th.s Đinh Thị Kim Hoa và Th.s Lưu Hồng Sơn là người thầy, người cô tâm huyết, đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ em em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài Cô và thầy đã có những trao đổi và góp ý để em có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể nỗ lực hoàn thành tốt bài nghiên cứu

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2023

Sinh viên

Nguyễn Đình Dương

DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Từ, thuật ngữ viết tắt Nghĩa đầy đủ của từ, thuật ngữ (cả tiếng Anh và tiếng Việt)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các yêu cầu chỉ tiêu hóa học về trà hòa tan dạng rắn 9

Bảng 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 26

Bảng 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi 26

Bảng 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi 27

Bảng 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly 27

Bảng 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian trích ly 28

Bảng 3.6 Bảng mã hóa các điều kiện tối ưu 28

Bảng 3.7 Ma trận thực nghiệm Box- Behnken ba yếu tố và hàm lượng tanin của cao khôi trắng 29

Bảng 3.8 Nghiên cứu tỉ lệ phối trộn trà hòa tan 30

Bảng 3.9 Nghiên cứu chế độ sấy 30

Bảng 3.10 Mức chất lượng sản phẩm theo điểm đánh giá chất lượng cảm quan 34

Bảng 3.11 Bảng phân chia hệ số trọng lượng cho các chỉ tiêu cảm quan 35

Bảng 4.1 Kết quả xác định thành phần hóa học trong nguyên liệu 36

Bảng 4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tanin tổng số 36

Bảng 4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chiết đến hàm lượng tanin 37

Bảng 4.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu trên dung môi đến hàm lượng tanin 38

Bảng 4.5 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng tanin 38

Bảng 4.6 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng thời gian trích ly đến hàm lượng tanin 39

Bảng 4.7 Ma trận thực nghiệm Box-Behnken ba yếu tố nồng độ dung môi, nhiệt độ, thời gian chiết tới hàm lượng tanin tổng số 40

Bảng 4.8 Phân tích phương sai ANOVA của mô hình chiết xuất cây khôi trắng 41

Bảng 4.9 Kết quả đánh giá cảm quan 43

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm 44

Bảng 4.11 Kết quả thử sơ bộ khả năng ức chế vi khuẩn của chế phẩm 47

BYPERLINK \l "_Toc138693968" khả năng ức chế vi khuẩn c 48

Hình 2.9 Giản đồ 3 pha của chiết xuất siêu tới hạn 18

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống siêu tới hạn 18

Hình 2.11 Trà túi lọc khôi trắng – chè xanh 23

Hình 3.1 Cây khôi trắng tại xã Hóa Trung, huyện Đồng Hỷ 24

Hình 4.1 Bề mặt đáp ứng hàm lượng tanin tổng số 42

Hình 4.2 Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu hàm lượng tanin tổng số 42

Hình 4.3 Khả năng kháng khuẩn E.coli 47

Hình 4.4 Khả năng kháng khuẩn Bacillus 47

1.3 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.2.2 Yêu cầu về trà hòa tan 9

2.3 Tổng quan về nguyên liệu bổ sung 10

2.4.1 Phương pháp trích ly ngâm dầm 15

2.4.2 Một số phương pháp chiết xuất hiện đại 15

2.5 Tối ưu quá trình chiết xuất 21

2.6 Bệnh viêm dạ dày và phương thức điều trị bằng dược liệu 22

2.6.1 Bệnh viêm dạ dày 22

2.6.2 Phương thức điều trị bằng dược liệu 22

2.7 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 23

2.7.1 Trong nước 23

2.7.2 Nước ngoài 23

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24

3.1 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 24

3.2 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 24

3.3 Nội dung nghiên cứu 25

3.4 Phương pháp nghiên cứu 25

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25

3.4.2 Phương pháp phân tích hóa học 30

3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 34

3.4.4 Phương pháp đánh giá cảm quan theo TCVN (TCVN 3215-79) 34

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36

4.1 Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu ban đầu 36

4.2 Kết quả nghiên cứu đơn nhân tố quy trình trích ly tanin tổng số từ lá khôi trắng 36

4.2.1 Kết quả ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 36

4.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi 37

4.2.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi 37

4.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly 38

4.2.5 Ảnh hưởng của thời gian trích ly 39

4.3 Tối ưu hóa quy trình tách chiết tanin tổng số từ lá cây khôi trắng 40

4.4 Kết quả nghiên tỷ lệ phối trộn và hoàn thiện quy trình 43

4.4.1 Kết quả nghiên cứu tỷ lệ phối trộn 43

4.4.2 kết quả nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm 44

4.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm 47

4.5.1 Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn 47

4.6 Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm, 48

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay khi khoa học kỹ thuật phát triển, cuộc sống không ngừng phát triển, sức khỏe luôn được đặt lên hàng đầu Bên cạnh đó con người trên khắp thế giới luôn ưu tiên nghiên cứu và phát triển các sản phẩm thảo dược, có nguồn gốc hoàn toàn tự nhiên để hỗ trợ điều trị và bồi bổ sức khỏe Viêm loét dạ dày tá tràng là căn bệnh phổ biến, có thể gặp ở cả nam và nữ Tập trung ở người cao tuổi từ 50 tuổi trở lên Tuy nhiên trong thời gian gần đây, bệnh này đang dần có xu hướng trẻ hóa, dễ mắc ở nhiều đối tượng khác nhau Hiện nay các sản phẩm trên thị trường từ cây khôi trắng đã có sản phẩm như trà túi lọc khôi trắng – chè xanh và nhiều sản phẩm khác Bên cạnh đó trà hòa tan chế biến từ thảo mộc là một mặt hàng khá mới nhưng nó lại là mặt hàng có tiềm năng phát triển lớn với thị trường tiêu thụ rộng Chính vì vậy việc ứng dụng các bài thuốc dân gian để tạo ra sản phẩm hỗ trợ điều trị bệnh viêm loét dạ dày là một hướng đi đang được nhiều nhà khoa học quan tâm Một trong những thảo dược của vùng núi phía Bắc được sử dụng cho việc hỗ trợ điều trị bệnh dạ dày chính là cây lá khôi

Cây khôi trắng hay còn gọi là cây xăng xê Tên khoa học là Sanchezia

nobilis Hook.f cũng là loại dược liệu có tác dụng hỗ trợ điều trị viêm loét dạ dày,

giúp trung hòa lượng axit có trong dạ dày Hiện nay, cây khôi được nhân dân các vùng núi phía bắc như Hà Giang, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc… trồng nhiều do vừa mang lại lợi ích kinh tế vừa mang hiệu quả chữa bệnh Tuy nhiên chưa có một công trình khoa học nghiên cứu chính thức nào về hoạt tính cũng như tạo ra được sản phẩm ứng dụng cụ thể của loài thảo dược này Vì vậy, việc nghiên cứu trà hòa tan từ lá cây khôi trắng sẽ giúp đa dạng hóa sản phẩm trà hòa tan trên thị trường và góp phần nâng cao giá trị sử dụng của cây khôi trắng Xuất phát từ những luận điểm

trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu sau: “Nghiên cứu quy trình sản xuất

trà hòa tan từ cây khôi trắng Sanchezia nobilis Hook.f”

1.2 Mục tiêu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu được quy trình sản xuất được trà hòa tan từ cây khối trắng có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh viêm loét dạ dày, thuận tiện, an toàn trong sử dụng và đa dạng hóa các sản phẩm trà hòa tan trên thị trường

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Phân tích đánh giá nguyên liệu lá khôi trắng

- Nghiên cứu đơn nhân tố quy trình tách chiết tanin tổng số từ lá khôi trắng - Nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện tách chiết tanin tổng số từ lá khôi trắng

- Nghiên cứu tỉ lệ phối trộn và hoàn thiện quy trình sản xuất trà hòa tan từ lá

khôi trắng

- Đánh giá chất lượng trà hòa tan từ lá khôi trắng - Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đề tài nghiên cứu để đưa ra các thông số cho quy trình chiết tanin tổng số từ lá khôi trắng bằng dung môi phù hợp;

Tìm ra các thông số thích hợp cho quy trình sản xuất trà hòa tan từ lá khôi trắng ở quy mô phòng thí nghiệm;

Hoàn thiện quy trình sản xuất trà hòa tan từ lá khôi trắng

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Giúp cho sinh viên hoàn thiện kỹ năng thực hành, có thể đáp ứng được yêu cầu của các nhà tuyển dụng

- Khai thác tiềm năng của lá khôi trắng và tận dụng toàn bộ các thành phần của nó

Hoa mọc thành chùm, dài khoảng 10 - 15cm, hoa rất nhỏ, đường kính chỉ khoảng 2-3mm, màu trắng pha hồng tím, gồm 5 lá đài và 5 cánh hoa Quả mọng,

khi chín màu đỏ Mùa hoa: Tháng 5 - 7, mùa quả: Tháng 7 - 9

Tên khoa học: Sanchezia speciosa Leonard [1]

Sanchezia nobilis Hook.f.

Tên Việt Nam: Xăng sê, Săng xê, Lá ngũ sắc, Khôi trắng

Hình 2.1 Cây khôi trnh

2.1.1 Đặc điểm vi phẫu

 Lá

Vi phẫu gân lá lồi lên ở hai mặt trên và mặt dưới Biểu bì trên và dưới của bạn được tạo thành từ một hàng tế bào đa giác đều đặn Mô dày trên và dưới gồm nhiều lớp tế bào thành dày lên ở các góc Mô mềm gồm tế bào thành mỏng, gần tròn, chứa tinh thể canxi oxalat và hạt tinh bột xen lẫn với các bó huyết phụ Tầng sinh mạch được bố trí dạng vòm bao gồm libe bên ngoài và phần gỗ bên trong Một số tế bào biểu bì hình thành lông che chở, lông tiết [9]

Vi phẫu phiến lá: Gồm biểu bì trên và biểu bì dưới cấu tạo bởi các tế bào hình đa giác đều Ngay dưới biểu bì trên là mô che chở gồm hai hàng tế bào hình chữ nhật xếp đều đặn Mô khuyết gồm những tế bào gần tròn sắp xếp lộn xộn

Vi phẫu cuống lá có hình chén và có các đặc điểm tương tự như gân lá, nhưng có một lớp mô dày gần biểu bì [9]

Vi phẫu lá được thể hiện ở hình 2.2:

Hình 2.2 Hình vẽ mô tả vi phẫu lá

 Thân

Thân non: Vi phẫu hình tròn Cấu tạo, từ ngoài vào trong gồm: ngoài cùng là biểu bì gồm một hàng tế bào phủ lông đơn bào; tiếp đến là mô dày gồm 6-8 hàng tế bào xếp thành vòng kín; Mô mềm gồm 5-7 lớp tế bào, bên trong chứa tinh thể canxi

oxalat hình kim và các hạt đơn tinh bột; nhẵn gần tròn khép kín, mặt ngoài nhẵn, mặt trong hóa gỗ, đôi khi có tế bào mô mềm xen kẽ; mô mềm ruột gồm nhiều lớp tế bào, thành mỏng, tế bào hình đa giác to xếp sít nhau [10]

Thân già: Vi phẫu có hình vuông và cấu tạo tương tự thân non trừ lớp bần bên ngoài [10]

Vi phẫu thân được thể hiện ở hình 2.3:

Hình 2.3 Hình vẽ mô tả vi phẫu thân

2.1.2 Đặc điểm bột

 Bột lá

Bột lá có màu xanh nhạt, vị hơi đắng, có các đặc điểm sau: lớp biểu bì mỏng; mảnh biểu bì có lông tiết; mảnh biểu bì với lỗ khí; lông che phủ; mảnh mô mềm; một mảnh mô bị lỗi; một miếng vải bảo vệ; mảnh mô dày; một đoạn xoắn; điểm mạch mảnh; tinh thể canxi oxalat hình kim; lông che phủ; lông bài tiết; tinh bột [9]

Hình 2.4 Đặc điểm bột lá

 Bột thân cây

Bột có màu xanh lá hơi vàng, vị đắng Quan sát trực tiếp dưới kính hiển vi ta thấy bột thân cây bao gồm các đặc điểm sau: mảnh biều bì mang lông bao bọc che chở, các mảnh bần có mầu nâu, canxi oxalat có hình kim, mạch điểm, mảnh mạch xoắn [9]

Qua các tài liệu thu thập được, thành phần hóa học của loài Khôi đốm mới có một số công bố cho thấy, cây chứa một số nhóm chất như: flavonoid, glycosid, carbohydrat, alcaloid, steroid, phenolic, saponin và tannin [21]

 Glycosid: là một hoạt chất rất cần thiết trong việc bảo vệ và duy trì sức khỏe tim mạch, đồng thời tham gia vào quá trình hỗ trợ và điều trị bệnh suy nhược thần kinh, giúp cải thiện chức năng hệ thần kinh, cải thiện trí nhớ rất tốt

 Tanin: là một hoạt chất trong nhóm Polyphenol có chứa nhiều trong các loại thực vật, đặc biệt các loại trà Tanin có tác dụng làm chậm quá trình oxy hóa tế bào, kháng khuẩn và ức chế sự phát triển, lây lan của các tế bào ung thư

Ngoài ra trong lá khôi còn chứa rất nhiều các loại vitamin và khoáng chất khác có lợi cho sức khỏe

Lông

Hạt tinh bột

Tinh thể calci oxalat

Tác dụng của lá khôi theo y học hiện đại

Khi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trên thỏ và chuột bạch, người ta thấy rằng lá khôi có khả năng:

 Làm giảm nhu động ruột, giảm tiết acid dạ dày, từ đó giúp kiểm soát cơn đau dạ dày, giảm tần suất của cơn đau Ở một vài nghiên cứu, người ta đã chứng minh được rằng lá khôi có thể góp phần vào việc tiêu diệt vi khuẩn HP (nguyên nhân hàng đầu gây viêm loét dạ dày, làm tăng nguy cơ bị ung thư dạ dày), bảo vệ dạ dày và giảm khả năng hình thành khối u dạ dày

 Tại một thí nghiệm khác của Bệnh viện Quân đội 108, các nhà nghiên cứu đã ghi nhận kết quả về tác dụng của lá khôi với dạ dày Có khoảng 80% bệnh nhân đau dạ dày được điều trị bệnh bằng lá khôi, kết quả thấy cải thiện rõ rệt các triệu chứng đau tức vùng thượng vị, ợ hơi, khó tiêu

 Giảm sự co bóp của cơ tim, tăng cường chức năng của hệ tiêu hóa

 Làm giảm các hoạt động tự nhiên của động vật được tiến hành thực nghiệm Ngoài ra, lá khôi còn có thể giúp giải tỏa căng thẳng khi bạn bị áp lực, stress dẫn đến suy nhược thần kinh, mất ngủ, ngủ không ngon giấc, suy giảm trí nhớ Bên cạnh việc kháng khuẩn, chống viêm để giảm tình trạng viêm nhiễm tại vết thương hở, lá khôi còn kích thích quá trình liền sẹo tốt hơn

Tác dụng của lá khôi theo đông y:

Giải can khí uất, bình can tiêu độc, chống dị ứng và kháng khuẩn Chủ trị các chứng:

 Đau dạ dày

 Viêm họng, giảm tình trạng đau rát cổ họng

 Tiêu độc mát gan, điều trị ngứa, dị ứng, nổi mày đay, ghẻ lở

phẩm Ở Liên Xô, Viện nghiên cứu chè đã nghiên cứu sản xuất chè hòa tan từ năm 1933 Quy trình sản xuất chè hòa tan hầu như không thay đổi kể từ đó và bao gồm các bước cô đặc chè đã pha và sấy khô bằng cách sấy phun hoặc sấy thăng hoa Sấy khô tránh nhiệt độ cao để không làm thay đổi hương vị của trà nhận được vào thời điểm chiết xuất, cũng như không làm mất đi mùi thơm của trà Khoảng năm 1963, Viện Công nghệ Thực phẩm, bang Mysore, Ấn Độ đã điều chế chè hòa tan theo phương pháp sau: lá chè tươi được làm héo, xoắn và lên men trong thời gian thích hợp, vô hiệu hóa hoạt tính oxidase bằng hơi nước nóng Các chất hòa tan sau đó được chiết xuất từ lá trà bằng hơi nước nóng và chất khô của dịch chiết thu được là khoảng 2-3% dịch chiết được cô chân không đến nồng độ chất khô lớn hơn 20%, sau đó sấy phun Do đó, ở các nước trồng chè, chè hòa tan có thể được sản xuất ngay tại địa phương bằng cách đưa vào chiết xuất từ lá đã lên men (chè đen) hoặc chưa lên men (trà xanh) mà không cần sấy khô [22]

2.2.2 Yêu cầu về trà hòa tan

Trà hòa tan dạng rắn phải phù hợp với các quy định liên quan tới phụ gia thực phẩm, chất hỗ trợ chế biến và các dư lượng của chúng trong sản phẩm nếu có Màu sắc, độ trong của nước được chuẩn bị từ chè hòa tan dạng rắn và các phương pháp xác định chúng phụ thuộc vào sự thỏa thuận của nhà cung cấp và nhà đóng gói Yêu cầu về tốc độ chảy tự do, mật độ nén, khả năng chảy của sản phẩm phụ thuộc vào sự thỏa thuận của nhà cung cấp và nhà đóng gói Các phương pháp thử nghiệm để xác định mật độ dòng chảy tự do và mật độ nén được quy định trong TCVN 5088:1990 (ISO 6770:1982), chè tan nhanh - xác định khối lượng thể tích chảy tự do và khối lượng thể tích nén chặt [2]

Bảng 2.1 Các yêu cầu chỉ tiêu hóa học về trà hòa tan dạng rắn

Tên chỉ tiêu Yêu cầu Phương pháp thử

Tro tổng số, % khối lượng, tính theo chất

2.3 Tổng quan về nguyên liệu bổ sung

2.3.1 Cỏ ngọt

2.3.1.1 Nguồn gốc, đặc điểm và phân bố

 Nguồn gốc

Cỏ ngọt (Stevia rebaudiana (Bert.) Hemsl eupatorium Bert) còn được gọi là

cỏ đường, cỏ mật hay cúc ngọt Là một loại cây bụi lâu năm mọc ở Nam Mỹ, đặc biệt là ở Brazil và Paraguay [3]

Hình 2.6 CCh 2.o.o cây b b lâu năm mọc ở NamHemsl eupatorium Bert)

2.3.1.2 Thành phần hóa học

Thành phần chủ yếu có trong cây cỏ ngọt là diterpenoid glycosides với 4 loại cơ bản: Stevioside (5 - 10%) , rebaudioside A (2 - 4%) , rebaudioside C (1-2%) và

dulcoside E (0,5 - 1%) cùng hai loại bổ sung là rebaudioside D và E Tuy nhiên, thành phần cỏ ngọt còn bao gồm một hàm lượng khá thấp những chất như Stigmasterol, sitosterol, campesterol, 8 flavonoid, bên cạnh cosmosiin cùng 2 chất dễ dàng bay hơi caryophyllene và spathulenol Một số khoáng chất trung lượng và vi lượng cũng đã tìm ra trong cây cỏ ngọt: Ca, Mg, Fe, Mn, Sr, Ni, Cr và Cd

Chất ngọt chủ yếu trong cỏ ngọt là steviosid và ngọt hơn 300 lần đường saccharose Đó là loại đường hữu cơ không có calorie và giữ cố định tại nhiệt độ cao 198 °C (388 °F) nên không gây xỉn màu sắc và caramel hoá [3], [11]

2.3.1.3 Hoạt tính, tác dụng dược lý và công dụng

Cỏ ngọt có thể sử dụng như một chất làm ngọt trong thực phẩm và thuốc nhằm thay đường saccharose và glucose dành cho các bệnh nhân đái tháo đường cao huyết áp béo phì và những người ăn chay khác Bên cạnh đấy cỏ ngọt cũng giàu nhiều hợp chất có khả năng chống oxy hoá bao gồm acid phenolic và flavonoid Khả năng chống oxy hoá của dịch chiết nước và methanol của cỏ ngọt tương ứng từ 9,66 đến 38,24 mg và 11,03 đến 36,40 mg cùng với nhiều chất tiêu chuẩn khác nữa Do đó, cỏ ngọt là một nguồn phong phú của chất chống oxi hoá thực vật [3]

2.3.2 Cam thảo đất

2.3.2.1 Nguồn gốc, đặc điểm và phân bố

 Nguồn gốc

Tên khác: Cam thảo nam, dã cam thảo

Là cây thân thảo sống lâu năm phân bố rộng rãi ở đới nóng Môi trường sống ban đầu của loài cây này là vùng nhiệt đới Mỹ [3], [12]

Hình 2.7 Cam th thđth

 Đặc điểm:

Cam thảo đất là một loại cỏ mọc thẳng đứng, cao 30-80cm, thân nhẵn, rễ to hình trụ Lá đơn, mọc đối hoặc vòng 3 lá một Lá hình mũi mác, hình elip hoặc hình trứng ngược, dài 5-20 mm, có răng cưa ở rìa, và đối diện hoặc dọc Cây có hoa nhỏ màu trắng Hoa có đường kính 4-5 mm và mang bốn nhị hoa và một nhụy hoa Thời gian ra hoa là mùa hè và mùa thu Sau khi ra hoa, có hình trứng hoặc hình cầu trưởng thành (2-3 mm trong đường kính), chứa nhiều hạt dạng bột [3], [4], [12]

 Phân bố:

Cây mọc hoang khắp nơi ở Việt Nam, có mọc cả ở miền nam Trung Quốc, đặc biệt là vùng Quảng Tây, nhân dân cũng dùng cây này với tên dã cam thảo Ngoài ra còn phát hiện ở Ấn Độ, Malaixia, Thái Lan, châu Mỹ Có thể thu hái quanh năm, có khi dùng tươi, nhưng phần nhiều dùng khô

2.3.2.2 Thành phần hóa học

Theo Heyne, trong cây cam thảo có một ít ancaloit và một chất đắng Có tác giả cho biết rằng, trong cây có nhiều axit xilixic Mới đây theo tài liệu Ấn Độ trong cây này có một hoạt chất gọi là amelin dùng uống được để chữa các triệu chứng axit của bệnh đái đường Tuy lá cây có vị ngọt, nhưng không có hoạt chất của cam thảo bắc

2.3.2.3 Hoạt tính, tác dụng dược lý và công dụng

 Tác dụng theo đông y

Cam thảo đã được sử dụng để điều trị các bệnh về ngực và phổi, viêm phổi, viêm phế quản, viêm khớp, hen phế quản, bệnh thận, bệnh tim, loét dạ dày, loét miệng, ho, sưng tấy, tiết nhiều nước bọt, giữ nước, huyết áp thấp, dị ứng, viêm đường hô hấp trên, nhiễm độc gan, tăng đường huyết, bệnh Addison, rối loạn tuyến tụy, đầy hơi, suy nhược tình dục, bệnh ngoài da, bệnh bạch cầu, khàn giọng [13], [14]

Người xưa nhấn mạnh rằng cam thảo có hai tác dụng độc đáo:

- Điều hòa các vị thuốc: Thuốc nóng cộng với cam thảo để hạ nhiệt, cam thảo để trừ hàn, thuốc mạnh để trấn tĩnh

- Giải độc: Rễ cam thảo có tác dụng thanh nhiệt giải độc

 Tác dụng theo y học hiện đại

Theo nghiên cứu dược lý hiện đại, cam thảo có rất nhiều tác dụng quý, có thể kể đến một số tác dụng sau [3]:

- Cam thảo có tác dụng giải độc đối với các loại độc tố như chloral, physostigmine, acetylcholine, pilocarpine, barbituric acid, histamin

- Cam thảo có tác dụng chống viêm đường tiêu hóa, trên thực nghiệm nghiên cứu cho thấy cao lỏng hoặc chiết xuất cam thảo có tác dụng chống loét, ức chế tiết acid dịch vị do có tác dụng ức chế histamin, làm vết loét mau lành

2.3.3 Đường glucose

Glucose là loại đường không màu, dễ tan trong môi trường nước, dù không có vị ngọt đậm đà như đường mía như lại rất tốt cho sức khỏe Glucose tồn tại nhiều trong thực phẩm tự nhiên, khi vào cơ thể người và di chuyển đến từng bộ phận khác nhau glucose được gọi là đường huyết Trong tình trạng lượng đường huyết ổn định, cơ thể khỏe mạnh, nhưng nếu lượng đường huyết thường xuyên bị dư thừa hoặc thiếu hụt sẽ gây ra các bệnh lý có hại cho sức khỏe [23]

cơ thể, trải qua quá trình tiêu hóa các enzym sẽ phân tách glucose sau đó vận

chuyển chúng đến các tế bào nhằm tạo ra năng lượng cho sự sống Cụ thể, glucose sau khi được phân tách sẽ đi vào máu, từ đó đường huyết được chuyển tới các mô, cơ quan và một phần không dùng hết sẽ mang đi dự trữ tại gan, cơ Để duy trì nồng độ đường huyết được ổn định, gan, tụy cũng như một vài loại hormone liên quan sẽ liên tục làm việc để điều chỉnh Trong trường hợp lượng đường quá cao hoặc một trong những bộ phận gặp trục trặc sẽ làm thay đổi đường huyết và gây ra nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe [23]

2.4 Tổng quan các phương pháp chiết xuất

Chiết là quá trình tách và phân ly một hoặc nhiều chất hòa tan trong chất lỏng hoặc chất rắn thông qua một chất lỏng khác gọi là dung môi Nếu chiết lỏng-lỏng là phương pháp loại bỏ chất tan phân tán trong chất lỏng này bằng chất lỏng khác Chiết rắn-lỏng là quá trình loại bỏ một chất đã được phân tán trong chất rắn bằng chất lỏng Hiệu quả chiết xuất và lượng hoạt chất thu được trong quy trình đều bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau Kích thước, chất, dung môi, thời gian, nhiệt độ, thời gian chiết xuất và kỹ thuật chiết xuất là một vài ví dụ về các thành phần này

Việc lựa chọn dung môi chiết dựa trên nhiều yếu tố:

Đặc điểm của dung môi: Độ phân cực, độ nhớt và sức căng bề mặt Dung môi ít phân cực hòa tan được các hợp chất không phân cực và khó hòa tan các hợp chất có nhiều nhóm phân cực Ngược lại dung môi phân cực mạnh hòa tan tốt các chất có nhiều nhóm phân cực và khó hòa tan tốt các chất phân cực Bên cạnh đó dung môi có độ nhớt càng thấp hoặc sức căng có bề mặt càng nhỏ sẽ dễ thấm vào dược liệu và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết xuất

Điều kiện để lựa chọn dung môi:

- Không ăn mòn thiết bị - Rễ kiếm, rẻ tiền

- Không có khuynh hướng hình thành hệ nhũ tương

- Tương tác giữa chất lỏng và chất tan là không thuận nghịch - Dễ dàng tách chất cần tách ra khỏi dung môi

- An toàn không độc, không gây cháy nổ

Các phương pháp bao gồm ngâm, cô cạn, chiết ngược dòng và các kỹ thuật khác, tùy thuộc vào bản chất của chất được hòa tan, dung môi, tiêu chuẩn sản phẩm cuối cùng, cũng như điều kiện máy móc và quy mô sản xuất Các công cụ hiện đại khác là cần thiết cho kỹ thuật này, như chiết xuất chất lỏng quan trọng và chiết xuất hỗ trợ siêu âm

2.4.1 Phương pháp trích ly ngâm dầm

Đây là kỹ thuật chiết xuất đơn giản nhất và có thể dễ dàng vận hành với một số lượng lớn mẫu cây Đơn giản chỉ cần ngâm bột trong hộp thủy tinh hoặc thép không gỉ có nắp đậy Đổ dung môi vào bình thủy tinh hoặc thép không gỉ có nắp đậy Rót dung môi vào cốc thủy tinh hoặc thép không gỉ có nắp đậy Đổ đầy chất lỏng vào bình cho đến khi gần chạm đến đỉnh của lớp bột giấy Giữ nó ở nhiệt độ môi trường trong vài giờ hoặc qua đêm để chất lỏng có thời gian thấm vào nguyên liệu và trung hòa các thành phần tự nhiên của thực vật Sau đó lọc dịch chiết bằng giấy lọc, loại bỏ dung môi thu được dịch chiết Tiếp theo, dung môi mới được đổ vào hộp chứa bột thực vật và quá trình chiết xuất tiếp tục cho đến khi mẫu thực vật được chiết xuất Thỉnh thoảng khuấy bã hoặc lắc nhẹ bằng máy lắc sẽ làm tăng hiệu suất chiết

2.4.2 Một số phương pháp chiết xuất hiện đại Phương pháp chiết siêu âm (UAE)

Nguyên lý của phương pháp: siêu âm là một xung điện từ có tần số cao mà con người không thể nghe được (20 KHz > 1-16 KHz) Tần số: 10.000 KHz (>10 MHz) cho y học, 20 - 100 KHz cho công nghệ định vị, 20 - 40 KHz cho vệ sinh (nha khoa, trang sức) Các tạp chất bị đẩy ra khỏi bề mặt mẫu bằng siêu âm, làm cho chất lỏng (trong các lỗ trên bề mặt tiếp xúc) nổi bong bóng Bản chất sóng siêu âm khác với sóng điện từ [15]

 Nguyên tắc, cơ chế hoạt động của siêu âm

Chỉ một phần rất nhỏ của âm thanh siêu âm xuyên qua chất này được các mô tiếp nhận và chuyển thành năng lượng nhiệt Sự giải phóng nhiệt này không kéo dài

và không làm tăng nhiệt độ bề mặt của nơi này Hầu hết năng lượng của siêu âm được chuyển thành năng lượng cơ học (rung động) Rung lắc lâu ngày sẽ làm vỡ bọt khí cục bộ, gây hư hỏng cục bộ, có khi nghiêm trọng Khi siêu âm được sử dụng, dung môi trong các hốc cực nhỏ và dược liệu sủi bọt, buộc dược chất bị tách ra khỏi nguyên liệu và hòa tan vào dung môi (chiết xuất)

 Phạm vi ứng dụng của siêu âm

Phạm vi ứng dụng của siêu âm là khá rộng

- Chiết xuất một số nhóm hợp chất từ nhiều loại dược liệu khác nhau, đặc biệt là các loại dược liệu dùng làm thực phẩm

- Làm sạch bề mặt

- Phá hủy cấu trúc tế bào - Phân tán

Hình 2.8 Sơ đ.tán ấu trúc tế bà Phương pháp chiết siêu tới hạn – SFE

Mỗi chất ở một trạng thái nhất định đều tồn tại ở ba trạng thái: rắn, lỏng và khí Nhưng khi nhiệt độ và áp suất của một chất tăng lên trên một giá trị tới hạn thì chất đó rơi vào vùng đặc biệt của trạng thái thứ 12 được gọi là trạng thái siêu tới hạn Tại điểm siêu tới hạn, thành phần được gọi là "chất lỏng siêu tới hạn", áp suất và nhiệt độ có hai giá trị, được gọi là áp suất tới hạn (Pc) và nhiệt độ tới hạn (Tc) Giá trị này đặc trưng cho từng chất Chất ở trạng thái siêu tới hạn có các tính chất tốt hơn cả chất khí và chất lỏng: tính linh động giống chất khí, khả năng truyền khối

tốt hơn chất khí, khả năng hòa tan chất giống chất lỏng nhưng độ nhớt, sức căng bề mặt thấp hơn chất lỏng [5]

Hình 2.9 Giản đồ 3 pha của chiết xuất siêu tới hạn

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống siêu tới hạn

Phương pháp chiết chất lỏng siêu tới hạn là phương pháp chiết sử dụng một loại dung môi, đặc biệt là dung môi ở trạng thái siêu tới hạn Loại khí phổ biến nhất là CO2, có điểm siêu tới hạn không phân cực là 31°C và 74 atm và không phân cực, an toàn và không độc hại

 Nguyên tắc hoạt động:

- Nạp dược liệu vào bình chiết, đóng nắp lại

- Mở chuyển động CO2 lỏng thông qua máy nén nén và hệ thống làm mát tiếp theo qua bộ tản nhiệt Khi nhiệt độ và áp suất phù hợp được đáp ứng, CO2 chảy siêu tới hạn

- Dòng này vào bình chiết Hoạt chất theo dòng CO2 qua bộ phận làm lạnh Tại đây CO2 hóa lỏng và được đưa vào bình tách

- Điều chỉnh nhiệt độ và áp suất thích hợp, carbon dioxide trở thành khí, sản phẩm sẽ giải quyết và chúng sẽ được lấy riêng

- Khí carbon dioxide của chất hóa lỏng và các thùng chứa trở lại bằng cách làm lạnh Quá trình khai thác tiếp tục

 Ưu điểm:

- Hiệu suất chiết cao

- Điểm siêu tới hạn của CO2 dễ đạt

- Độ chọn lọc cao với loại hợp chất cần thiết

- Một dung môi an toàn có thể được tái sử dụng, vì vậy chi phí rẻ hơn  Nhược điểm:

-Thiết bị chuyên dụng, đắt tiền

- Không thích hợp với mẫu chiết dạng lỏng

- Chỉ có thể loại bỏ các chất ít phân cực hơn bằng cách sử dụng CO2 siêu tới hạn không phân cực; tuy nhiên, bằng cách kết hợp nó với một dung môi phân cực

(MeOH), có thể thu hồi các chất phân cực hơn

Phương pháp chiết vi sóng (MAE)

 Cơ sở:

Sóng vi ba, còn được gọi là sóng cực ngắn, có tần số từ 0,3 đến 300 GHz và độ dài sóng từ 100 đến 1 cm Chúng thường sử dụng năng lượng điện từ với tần số 2450 MHz Bất kể tính thấm nhiệt của vật liệu hoặc vật chứa, vi sóng có khả năng duy nhất để tăng nhiệt độ của vật chất Dẫn ion và quay lưỡng cực là hai quá trình tạo ra nhiệt Bởi vì chúng tạo ra nhiệt bên trong khối, chúng là những cách tạo nhiệt nhanh hơn và hiệu quả hơn Đặc biệt là nước, các chất có nhiều cực nóng lên nhanh hơn khi tiếp xúc với bức xạ vi sóng Các phân tử của dung môi và chất phân cực sẽ

biến đổi và nóng lên nhanh chóng trong quá trình chiết khi môi trường chiết chứa dược liệu và dung môi phân cực, làm tăng khả năng hòa tan của các chất phân cực trong dịch chiết Thành tế bào thực vật cũng bị phá vỡ bởi vi sóng, giúp tăng tốc quá trình chiết xuất nhưng cũng làm tăng mức độ nhiễm bẩn trong dịch chiết bằng cách làm cho chất dễ dàng giải phóng vào môi trường chiết [16]

 Ưu điểm của vi sóng: - Không có quán tính nhiệt

- Chiết xuất hiệu quả cao hơn một số phương pháp trích xuất thông thường - Sản phẩm trích ly chất lượng tốt

- Thiết bị hóa, bảo vệ an toàn và bảo vệ môi trường (năng lượng sạch, dễ sản xuất, dễ kiểm soát

- Thời gian chiết nhanh

- Có tác dụng đặc biệt với các phân tử phân cực  Nhược điểm:

- Không áp dụng cho phân tử không phân cực

- Ứng dụng cho quy mô thương mại là một thách thức vì chi phí của thiết bị tạo vi sóng cần thiết là cao

- Độ sôi của dung môi đạt đến rất nhanh, có thể gây cháy nổ

• Công dụng của vi sóng: Lò vi sóng có sức mạnh đặc biệt và là một công nghệ đáng tin cậy tương tác giữa các giai đoạn không đồng nhất trong các phản ứng cần sưởi ấm Ngoài ra, vi sóng còn có tác động tăng cường quá trình trộn và tiếp xúc pha, làm tăng hiệu suất phản ứng Vi sóng đã được sử dụng trong các lĩnh vực sau: hỗ trợ triết xuất; tổng hợp hữu cơ (kích hoạt phản ứng); Giảm thời gian phản ứng; Giảm phản ứng phụ; tăng năng suất; tăng tính chọn lọc; phân tích (hóa vô cơ, đo độ ẩm, thủy phân,…); hỗ trợ thí nghiệm: Sấy khô đồ thủy tinh; Tăng hiệu suất sắc ký bản mỏng; Kích hoạt lại chất hấp phụ sắc ký, chất hút ẩm, rây phân tử, chất mang rắn…

Phương pháp chiết dưới áp suất cao - ASE

Phương pháp này sử dụng các dung môi thông thường, chẳng hạn như các phương pháp trích xuất cổ điển khác, nhưng chạy ở áp suất và nhiệt độ tương đối cao (150 bar/100 - 180°C) Nó cũng sử dụng các dung môi phổ biến Áp suất và nhiệt độ cao làm tăng khả năng hấp thụ và ổn định của dung môi để chiết xuất hiệu quả hơn Thực tế phổ biến trong quá trình chiết xuất là tăng nhiệt độ nhằm tăng sản lượng, nhưng một khi nhiệt độ đạt đến điểm sôi, chất lỏng hóa hơi sẽ mất khả năng hòa tan các vật liệu Dựa trên ý tưởng rằng điểm sôi của chất lỏng tăng theo áp suất, người ta tăng áp suất để làm cho nhiệt độ của dung môi tăng nhưng giữ cho nó không đạt đến điểm tới hạn [17]

 Ưu điểm:

- Dung môi chiết giảm, thời gian chiết giảm, hiệu suất tăng

- Sử dụng nhiều dung môi, chiết được nhiều chất phân cực và không phân cực hơn so với chiết siêu tới hạn

 Nhược điểm:

- Thiết bị chuyên dụng, đắt tiền

So sánh các phương pháp chiết xuất

Các kỹ thuật chiết xuất hiện đại có một số lợi ích so với các kỹ thuật chiết xuất thông thường hơn, bao gồm thời gian chiết xuất nhanh hơn, sử dụng ít chất lỏng hơn, tính chọn lọc và hiệu quả chiết xuất tốt hơn cũng như các quy trình an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn (chiết xuất siêu tới hạn) Tuy nhiên, các kỹ thuật khai thác hiện đại có một số nhược điểm, chẳng hạn như chi phí vốn cao và việc triển khai một số kỹ thuật khó khăn khi mở rộng quy mô lên cấp độ công nghiệp

2.5 Tối ưu quá trình chiết xuất

Tiến hành khảo sát các thông số quan trọng ảnh hưởng tới quá trình chiết xuất tanin tổng số từ lá khôi trắng bao gồm: nồng độ dung môi, tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu, nhiệt độ chiết xuất, thời gian chiết xuất Theo đó các thí nghiệm sơ bộ

về các yếu tố độc lập được thực hiện để lựa chọn ra phạm vi phù hợp và tốt nhất tới hàm lượng tanin trong quá trình chiết xuất

2.6 Bệnh viêm dạ dày và phương thức điều trị bằng dược liệu

2.6.1 Bệnh viêm dạ dày

Viêm dạ dày là tình trạng tổn thương niêm mạc dạ dày do nhiều nguyên nhân khác nhau và được chia làm 3 typ nguyên nhân:

Typ A [Autoimmunc]: Do tự miễn

Typ B [Bacteria]: Do vi khuẩn Nguyên nhân gây viêm dạ dày do vi khuẩn

Helicobacter pylori chiếm đến 70%-80% [10]

Typ C [Chemical]: Do các thuốc và hóa chất

2.6.2 Phương thức điều trị bằng dược liệu

Trong bài thuốc chữa bệnh dạ dày Đỗ Minh Đường phải kể đến là thành phần "Thập dược bình vị" - tổng hợp 10 loại thảo dược tốt cho dạ dày Tiêu biểu một vài vị như: tam thất, mai mực, sài hồ, lá khôi, chè dây, dạ cẩm, bạch thược Những vị thuốc này sau khi được nghiên cứu, kết hợp với nhau theo tỷ lệ gia truyền của dòng họ Đỗ Minh sẽ phát huy hiệu quả chữa bệnh, đồng thời vẫn đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng

- Tam thất: cầm máu, giảm đau, giảm sưng tấy viêm loét

- Mai mực: hỗ trợ trung hòa dịch vị dạ dày, giải quyết tình trạng ợ chua, buồn nôn, giảm kích thích niêm mạc

- Lá khôi: tiêu độc, bình can, can khí uất, kháng khuẩn, ức chế tế bào ung thư - Chè dây: chống viêm, tiêu diệt vi khuẩn HP, giải độc, giảm đau

Sự kết hợp hoàn hảo giữa hàng chục vị thuốc nam đã làm lên bài thuốc điều trị bệnh dạ dày Đỗ Minh Đường Trong đó, liệu trình điều trị sẽ kết hợp linh hoạt 4 thang thuốc bao gồm:

- Bình vị hoàn: Hỗ trợ điều trị viêm loét dạ dày, hành tá tràng bằng cách giảm ợ hơi, ợ chua, thanh nhiệt giải độc và sát trùng vùng niêm mạc bị tổn thương

- Bài thuốc điều trị dạ dày trào ngược: Giúp chống viêm, giảm đau, trung hòa dịch vị acid, tái tạo niêm mạc bị loét

- Thuốc điều trị dạ dày viêm loét: Thuốc đi vào kinh Can, Thận giúp cầm máu, phòng ngừa xuất huyết ở vị trí dạ dày bị loét và tái tạo lại vùng niêm mạc

- Giải độc hoàn dành cho thể bệnh dạ dày HP: Giúp kháng viêm, tiêu diệt vi khuẩn HP và trung hòa acid dạ dày

2.7 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.7.1 Trong nước

Hiện nay trên thị trường các sản phẩm về khôi trắng khá phổ biến như: trà khôi trắng – chè xanh túi lọc Sản phẩm của công ty cổ phần nông nghiệp công nghệ cao Thăng Long Có công dụng giúp hỗ trợ trung hóa, làm giảm tiết acid dịch vị, giảm ợ hơi, ợ chua, làm se vết loét, làm lành dạ dày, tá tràng Hỗ trợ điều trị đau dạ dày, viêm loét dạ dày, hành tá tràng, đau bụng, kém ăn, ăn không tiêu Các sản phẩm trà túi lọc rất phổ biến nhưng trà hòa tan chế biến từ lá khôi trắng thì chưa có sản phẩm trên thị trường

Hình 2.11 Trà túi lọc khôi trắng – chè xanh 2.7.2 Nước ngoài

Trên thế giới cây này đã được nghiên cứu về tác dụng chống oxy hóa và chống tăng sinh tế bào in vitro, tác dụng kháng khuẩn [18], [19] Về thành phần hóa học của loài cây này mới có một số công bố cho thấy, cây có chứa một số nhóm chất như: flavonoid, glycosid, carbohydrat, alcaloid, steroid, phenolic và tannin [20]