Nghiên cứu chế biến nước quả giác đóng chai (cayratia trifolia l ) 2

PHẦN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Dây giác (Cayratia trifolia L. Domin) thuộc họ Vitaceae là lồi thân leo, hóa gỗ mọc
phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt của châu Á, châu Phi, Australia và các đảo của
Thái Bình Dương (Kumar, Kumar, Gupta, Arya, & Gupta, 2011). Ở Việt Nam với khí
hậu nhiệt đới gió mùa ở Đồng bằng sơng Cửu Long (ĐBSCL), đặc biệt là ở các tỉnh Cần
Thơ, Hậu Giang, Vĩnh Long, Tiền Giang có đất phù sa ngọt, màu mỡ, phân bố dọc sông
Hậu và sông Tiền, ít nhiễm phèn và nhiễm mặn nên thích hợp cho dây giác mọc hoang
khắp nơi, dọc các hàng rào, cây bụi, mọc quấn quanh những lùm cây ven sông rạch (Thi
Kieu Tien, Xuan Phong, Yamada, Thanh Toan, & Thi Phuong Dung, 2019). Theo một
số nghiên cứu trên thế giới, dây giác có chứa nhiều thành phần hóa học như: kaempferol,
myricetin, quertin, triterpene, epifriedelanol, sáp dầu vàng, steroid/ terpenoid, flavonoid,
tannin (Kumar et al., 2011) trong trái có chứa hàm lượng cao các hợp chất phenolic có
khả năng chống oxy hóa (Lin, 2015). Các hợp chất sinh học này có hoạt tính kháng vi
sinh vật như E. coli, B. subtilis, M. luteus và P. oxalium được sử dụng làm dược liệu ở
nhiều quốc gia (Andre Nick, 1995). Trong dân gian, người ta thường lấy bộ phận của
cây (rễ, thân, lá, vỏ cây, hoa, quả, hạt,…) sử dụng như một phương thuốc truyền thống.
Các nhà khoa học chủ yếu nghiên cứu về dược lý của cây giác dùng làm thuốc trị bệnh.
Chẳng hạn, lá được dùng để trị bệnh Scurvy, ngăn ngừa ngứa đầu và gàu, giảm viêm và
sốt cao; rễ được dùng làm thuốc giải độc rắn cắn; quả được bào chế thuốc chống ung
thư (T, Jasuja, & Anita, 2019). Theo dân gian Việt Nam, dây giác được dùng để trị mụn
nhọt, rôm sẩy ở trẻ; quả được ngâm lên men tạo thành rượu quả giác và được xem là
nguyên liệu chế biến các món canh chua, món kho ở các tỉnh Miền Tây Nam Bộ. Hiện
nay các nhà khoa học trên thế giới chỉ tập trung nghiên cứu dây giác trong lĩnh vực y
dược giúp chống chữa nhiều loại bệnh và có khả năng kháng khuẩn, chống oxy hóa,
nhưng chưa nghiên cứu về chế biến thực phảm từ quả giác. Tại Việt Nam, người dân
dùng quả giác để chế biến rượu quả giác theo dân gian và chỉ có một nghiên cứu về nấm
men để chế biến rượu vang quả giác (Thi Kieu Tien et al., 2019).
Tuy nhiên, những nghiên cứu về trái giác ở Việt Nam còn khá hạn chế. Việc nghiên cứu
chế biến trái giác giúp đánh giá được sơ bộ các thành phần có trong nguyên liệu như
flavonoid tổng, acid tổng, acid ascorbic, chỉ số pH, góp phần định hướng trong chế biến

5


thực phẩm. Những nghiên cứu trước đây thường khảo sát các chỉ tiêu về đường khử,
hàm lượng polyphenol và khả năng kháng oxy hóa của nguyên liệu trái giác trong việc
lên men sản phẩm rượu mà chưa có nghiên cứu nào ứng dụng khác trong thực phẩm từ
nguyên liệu có sẵn phân bố khắp cả nước và có giá trị dinh dưỡng cao này.
Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu chế biến Nước quả
giác đóng chai”, góp phần vào việc tạo ra sản phẩm mới có lợi cho sức khỏe và đáp ứng
nhu cầu của thị trường về việc phát triển sản phẩm mới.
II. TỔNG QUAN
1. Dây giác (Cayratia trifolia L. Domin):
1.1. Giới thiệu
Tên khoa học của dây giác là Cayratia trifolia Linn Domin (Cayratia trifolia L. Domin)
Họ: Vitaceae
Bộ: Vitales
Chi: Cayratia
Loài: C. trifolia
Dây giác là lồi thân leo, hóa gỗ mọc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Á, châu
Phi, Australia và các đảo của Thái Bình Dương (Kumar et al., 2011). Ở Việt Nam với
khí hậu nhiệt đới gió mùa ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), đặc biệt là ở các tỉnh
Cần Thơ, Hậu Giang, Vĩnh Long, Tiền Giang có đất phù sa ngọt, màu mỡ, phân bố dọc
sơng Hậu và sơng Tiền, ít nhiễm phèn và nhiễm mặn nên thích hợp cho dây giác mọc
hoang khắp nơi, dọc các hàng rào, cây bụi, mọc quấn quanh những lùm cây ven sông
rạch (Thi Kieu Tien et al., 2019). Theo một số nghiên cứu trên thế giới, dây giác có chứa
một số hợp chất hữu cơ tạo ra các hoạt động sinh lý nhất định trên cơ thể người
(Sundaram Sowmya, 2015) và nhiều thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao và
kháng vi sinh vật (Kumar et al., 2011), trong quả có chứa hàm lượng cao các hợp chất
phenolic có khả năng chống oxy hóa (Lin, 2015)
Cayratia trifolia L. Domin cịn có nhiều tên gọi khác nhau như Fox Grape trong tiếng

Anh; Amlabel, Ramchana trong tiếng Hindi; Amlavetash trong tiếng Phạn (Kumar et
al., 2011); Dây Giác trong tiếng Việt.
6


Ở một số quốc gia trên thế giới, đặc biệt là Ấn Độ, cây giác được sử dụng làm thuốc
chữa trị nhiều loại bệnh trong y học cổ truyền (Đoàn Thị Kiều Tiên, 2018). Theo dân
gian Việt Nam, dây giác được dùng để trị mụn nhọt, rôm sẩy ở trẻ; quả được ngâm lên
men tạo thành rượu quả giác và được xem là nguyên liệu chế biến các món canh chua,
món kho ở các tỉnh Miền Tây Nam Bộ. Hiện nay các nhà khoa học trên thế giới chỉ tập
trung nghiên cứu dây giác trong lĩnh vực y dược giúp chống chữa nhiều loại bệnh và có
khả năng kháng khuẩn, chống oxy hóa, nhưng chưa nghiên cứu về chế biến thực phẩm
từ quả giác.
1.2. Đặc điểm sinh học và hình thái
Dây giác là một loài thân thảo leo yếu, thân gỗ ở gốc, thân nhiều hay ít mọng nước, nén
và dày. Lá có hình tam giác với cuống lá dài 2-3 cm. Lá non hình trứng hoặc hình trứng
thn dài, dài 2-8 cm, rộng 1,5-5 cm, nhọn ở đầu. Hoa nhỏ màu trắng lục, dài 2,5 cm,
màu nâu trên các ơ ở nách lá. Quả cịn non có màu xanh nhạt đến khi chín có nhiều thịt,
mọng nước, màu tím sẫm hoặc đen, gần như hình cầu, đường kín khoảng 1 cm. hạt có
hình tam giác, đỉnh trịn, lỗ bụng và các gân tù ở mép hơi nhô lên (Kumar et al., 2011).

Hình 1. Các bộ phận của dây giác
7


Hình 2. Quả giác
1.3. Thành phần hóa học và hoạt tính
Theo một số nghiên cứu trên thế giới, dây giác có chứa nhiều thành phần hóa học như:
kaempferol, myricetin, quertin, triterpene, epifriedelanol, sáp dầu vàng, steroid/
terpenoid, flavonoid, tannin (Kumar et al., 2011). Xác định thành phần hóa học có trong

các bộ phận của dây giác qua nghiên cứu phân tích định tính (Sundaram Sowmya, 2015):
 Phần thân của cây:
 Chiết xuất với dung môi ete dầu hỏa xác nhận sự hiện diện của alkaloids, amino acid,
protein, carbohydrate và saponin.
 Chiết xuất với dung môi cloroform xác nhận sự hiện diện của các chất
phytoconstituent như alkaloids, amino acid, protein, carbohydrate và steroids.
 Chiết xuất với dung môi ethyl acetate xác nhận sự hiện diện của alkaloids,
flavonoids, amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides và saponin.
 Chiết xuất với dung môi ethanolic cho thấy sự hiện diện tối đa các chất
phytoconstituent so với các dung môi khác như alkaloids, flavonoids, hợp chất
phenolic, amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides, saponin, terpenoids,
steroids.

8


 Chiết xuất với dung môi nước xác nhận sự hiện diện của alkaloids, flavonoids, hợp
chất phenolic, amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides, terpenoids,
steroids.
 Phần lá của cây:
 Chiết xuất với dung môi ete dầu hỏa xác nhận sự hiện diện của flavonoids, phenol
và tannin, amino acid, protein, carbohydrate, saponin, dầu và chất béo.
 Chiết xuất với dung môi cloroform và dung môi ethyl acetate xác nhận sự hiện diện
của phenol, tannin, amino acid, protein, carbohydrate.
 Chiết xuất với dung môi ethanolic cho thấy sự hiện diện của flavonoids, phenol và
tannin, amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides, steroids.
 Chiết xuất với dung môi nước xác nhận sự hiện diện của alkaloids, flavonoids,
tannin, phenol, amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides, terpenoids,
steroids.
 Phần quả của cây:

 Chiết xuất với dung môi ete dầu hỏa xác nhận sự hiện diện của alkaloids, amino acid,
protein, dầu.
 Chiết xuất với dung môi cloroform xác nhận sự hiện diện của các chất
phytoconstituent như alkaloids, amino acid, protein, carbohydrate, saponin và
terpenoids.
 Chiết xuất với dung môi ethyl acetate xác nhận sự hiện diện của alkaloids,
flavonoids, amino acid, protein, carbohydrate và saponin.
 Chiết xuất với dung môi ethanolic cho thấy sự hiện diện của alkaloids, flavonoids,
amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides, saponin, terpenoids, steroids.
 Chiết xuất với dung môi nước xác nhận sự hiện diện của alkaloids, flavonoids,
tannin, phenol, amino acid, protein, carbohydrate, cardioglycosides, terpenoids,
steroids.
 Có chứa calcium oxalate gây kích ứng nghiêm trọng trong miệng, chứa sắc tố tím đỏ
tan trong nước anthocyanins, và nguồn cung cấp nước, vitamin, chất khoáng (Budi
Prasetyo, 2016).

9


Nhều chất chiết xuất từ các bộ phận của cây giác có tác dụng sinh học, các đặc tính
chống oxy hóa của phytoconstituent bao gồm cả phenol. Hoạt động chống oxy hóa của
phenol chủ yếu là do tính chất chống oxy hóa khử của chúng, thể hiện vai trị đáng kể
trong việc hấp thụ và trung hòa các gốc tự do, ngăn chặn sự phân hủy peroxides. Các
chất phytoconstituent có hoạt tính chữa bệnh chống lại một số vấn đề của con người như
lợi tiểu, lợi mật, co thắt, chàm mãn tính, tiêu chảy, kiết lỵ và rối loạn kinh nguyệt
(Brinkhaus et al., 2005; Priyanga Suriyamoorthy, 2014).
Saponin có tác dụng chống viêm, có đặc tính kết tủa và đơng tụ các tế bào hồng cầu.
Các chất chuyển hóa thứ cấp này đóng góp đáng kể hoạt tính sinh học của cây như hạ
đường huyết, trị đái tháo đường, chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống viêm, ngăn ngừa
ung thư,…

Các hợp chất sinh học này có hoạt tính kháng vi sinh vật như E. coli, B. subtilis, M.
luteus và P. oxalium được sử dụng làm dược liệu ở nhiều quốc gia (Andre Nick, 1995).
1.4. Công dụng (Budi Prasetyo, 2016; Kumar et al., 2011)
 Toàn cây được dùng làm thuốc lợi tiểu, trong các bệnh u bướu, đau dây thần kinh,
sưng lách và đi ngoài ra máu.
 Lá, rễ và hạt được sử dụng làm thuốc đắp trị loét và nhọt.
 Rễ được sử dụng làm thuốc giảm tình trạng thiếu máu, các bệnh thuộc về bao tử,
thuốc dán chống nọc rắn, thuốc chữa trị ung thư.
 Lá có tính chất Rubifacient, dùng để cầm máu cho vết thương.
 Quả được sử dụng làm thuốc trị táo bón, giúp giảm hàm lượng cholesterol, điều trị
hen suyễn. Tại Indonesia, người ta sử dụng quả để làm thực phẩm như gia vị chế
biến món ăn, mứt, nước trái cây, thức ăn chăn ni,… ngồi ra còn sử dụng làm
thuốc nhuộm tự nhiên. Theo dân gian Việt Nam, quả được ngâm lên men tạo thành
rượu quả giác và được xem là nguyên liệu chế biến các món canh chua, món kho ở
các tỉnh Miền Tây Nam Bộ.
2. Nguyên liệu phụ
2.1. Syrup bắp
Syrup được tạo ra từ bằng cách hòa tan đường trong nước hoặc bằng cách giảm các loại
nước ép ngọt tự nhiên như nước mía, ngô... Syrup ngô được làm từ tinh bột ngô bằng
10


cách sử dụng một q trình enzyme chuyển đổi nó thành đường. Thành phần là nước
đường được làm từ 100% tinh bột bắp.

Hình 3. Syrup bắp (HFCS)
2.2. Corn Slim
 Cung cấp lượng calo tối thiểu cho khẩu phần ăn hàng ngày giúp cho cơ thể khỏe
mạnh ngăn ngừa tình trạng tăng đường huyết trong cơ thể.
 Bổ sung năng lượng cho cơ thể sau những giờ hoạt động mệt mỏi giúp cơ thể

luôn cân bằng, ổn định.
 Thúc đẩy tiêu hóa thức ăn tốt hơn, ngăn ngừa các bệnh về răng miệng, tiểu đường.
 Giúp hạn chế gia tăng các bệnh liên quan về tim mạch, tiểu đường.

Hình 4. Corn Slim
11


3. Q trình cơ đặc chân khơng
3.1. Khái niệm
Cơ đặc là quá trình sử dụng một nguồn nhiệt để cấp nhiệt cho dung dịch để làm bốc hơi
dung dịch cần cơ đặc thu được dung dịch có nồng độ cao hơn.
Cơ đặc chân khơng là q trình cơ đặc mà thiết bị cô đặc hoạt động ở áp suất chân khơng,
thấp hơn áp suất khí quyển, mục đích làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch cô đặc, giúp
cho dung dịch giữ được chất lượng, không bị biến chất do nhiệt độ cao. Là một trong
các kỹ thuật đã được nghiên cứu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm (Nindo,
Powers, & Tang, 2007)
3.2. Ưu, nhược điểm
 Ưu điểm:

 Quá trình cơ đặc làm việc ở nhiệt độ thấp giúp giảm tổn hao về năng lượng do chênh
lệch nhiệt độ với môi trường thấp.
 Sản xuất nước quả cô đặc giúp làm giảm diện tích cần thiết do thể tích sản phẩm
giảm (Belibağli & Dalgic, 2007), tăng hiệu quả kinh tế trong đóng gói, vận chuyển
và phân phối sản phẩm cuối cùng. Cơ đặc nước quả có thể làm tăng hiệu quả sản
xuất gấp 2-3 lần và kéo dài được thời gian tồn trữ, buôn bán sản phẩm trên thị trường
do hoạt độ của nước (aw) giảm (A. Cassano, 2003). Với kỹ thuật cô đặc được áp
dụng, sản phẩm an tịan về mặt vi sinh do hàm lượng chất khơ tăng lên khi cô đặc và
sản phẩm cuối cùng vẫn cịn ở dạng lỏng.
 Trong q trình cơ đặc, sản phẩm được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, nước bốc hơi đến

khi nồng độ chất khô đạt yêu cầu. Do q trình cơ đặc chân khơng làm giảm được
nhiệt độ sơi của dịch quả, giảm lượng khơng khí tồn tại trong thiết bị nên hạn chế
phản ứng hóa nâu và hạn chế tổn thất dinh dưỡng trong sản phẩm sau cô đặc.
 Thao tác dễ dàng. Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm, hay các cấu tử dễ bay
hơi do dung dịch sôi ở nhiệt độ thấp hơn (áp suất chân không). Nhập liệu và tháo sản
phẩm đơn giản khơng cần ổn định lưu lượng. Có thể cơ đặc đến các nồng độ khác
nhau. Không cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dịch. Cấu tạo đơn giản, giá thành
thấp.

12


 Nhược điểm:
 Q trình khơng ổn định
 Tính chất hóa lý của dung dịch thay đổi liên tục theo nồng độ, thời gian. Nhiệt độ
hơi thứ thấp, không được dùng cho mục đích khác.
 Khó giữ được độ chân khơng trong thiết bị.
3.3. Biến đổi
 Biến đổi tính chất vật lí:
 Thời gian cơ đặc tăng làm cho nồng độ dung dịch tăng dẫn đến tính chát dung dịch
thay đổi:
 Các đại lượng giảm: hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, hê số cấp điện, hệ số cấp nhiệt, hệ
số truyền nhiệt.
 Các đại lượng tăng: khối lượng riêng của dung dịch, độ nhớt, tổn thất nhiệt do nồng
độ, nhiệt độ sơi.
 Biến đổi tính chất hóa học:
 Thay dổi pH môi trường: thường là giảm pH do các phản ứng phân hủy amit của các
cấu tử tao thành acid.
 Phân hủy chất cô đặc
 Phân hủy một số vitamin

 Đóng cặn dơ do trong dug dịch chứa một số muối Ca+ ít hịa tan ở nồng độ cao, phân
hủy muối hữu cơ tạo kết tủa.
 Biến đổi sinh học:
 Tiêu diệt vi sinh vật (ở nhiệt độ cao)
 Hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật ở nồng độ cao.
3.4. Nguyên tắc hoạt động
Trong thiết bị, quá trình bay hơi tiến hành với các dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100ºC
ở áp suất chân không. Dung dịch tuần hồn tốt, ít tạo cặn và sự bay hơi dung môi diễn
ra liên tục. Nguyên liệu được đưa vào nồi cơ đặc (khoang đun nóng ngun liệu). Dưới
tác dụng của bơm chân không, nồi cô đặc được hút chân không, tạo chênh lệch áp suất,
áp suất giảm, nhiệt độ sôi giảm. Nguyên liệu được đảo trộn nhờ động cơ cánh khuấy.
Hơi được được cấp vào để gia nhiệt tại đây xảy ra quá trình trao đổi nhiệt làm sôi nguyên
13


liệu đồng thời nước trong nguyên liệu được bốc hơi. Phần hơi nước (hơi thứ) sẽ được
chuyển sang thiết bị ngưng tụ ống xoắn, được làm lạnh và ngưng tụ, chứa trong bình
chứa nước ngưng tụ. Quá trình bốc hơi sẽ làm nguyên liệu dần được cô đặc lại. Lấy mẫu
sản phẩm thử và kiểm tra độ cô đặc bằng thiết bị chuyên dùng.
III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được tiến hành tại Phịng thí nghiệm của Viện Cơng nghệ Sinh học – Thực
phẩm, nhà F lầu 4, 5 trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh.
2. Đối tượng nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
 Xác định một số thành phần có trong dịch quả giác: Flavonoids, Acid tổng, Acid
Ascorbic.
 Khảo sát điều kiện cô đặc (nhiệt độ, áp suất) ảnh hưởng đến hàm lượng Acid
Ascorbic, Flavonoids.
 Xác định công thức phối chế, xây dựng quy trình chế biến nước quả giác đóng chai.

2.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Quả giác
Phạm vi nghiên cứu: Xác định một số thành phần, điều kiện cơ đặc và xây dựng quy
trình sản xuất nước quả giác đóng chai trong điều kiện phịng thí nghiệm.
2.3. Nguyên liệu
Quả giác sử dụng trong nghiên cứu là quả giác được thu hái tại tỉnh Kiên Giang.
Ngoài ra, một số nguyên liệu phụ khác như: Corn Slim, Syrup, Nước,…
Bao bì sử dụng cho sản phẩm là bao bì lon nhơm có dung tích là 250 ml. Và đảm bảo
được các yêu cầu về độ bền cơ học, nhiệt độ, bền với các tác nhân hóa học, khơng bị tổn
hại về mặt vật lý, nắp phải được đóng kín.

14


2.4. Hóa chất
Bảng 1. Các hóa chất sử dụng trong xác định thành phần Flavonoids
STT

Hóa chất

Cơng thức phân tử

Nơi sản xuất

Độ tinh khiết

1

Sodium nitrite

NaNO2

Trung Quốc

≥99.0%

2

Aluminum
chloride
heaxahydrate

AlCl3.6H2O

Trung Quốc

≥97.0%

3

Sodium hydroxide

NaOH

Trung Quốc

≥96.0%

Bảng 2. Các hóa chất sử dụng trong xác định thành phần Acid Ascorbic
STT

Hóa chất

Cơng thức phân tử

Nơi sản xuất

Độ tinh khiết

1

Acid Ascorbic

C6H8O6

Đức

≥99.0%

2

Tinh bột

C6H10O5

Trung Quốc

≥99.0%

3

Kali Iodide

KI

Trung Quốc

≥99.0%

4

Potassium Iodate

KIO3

Trung Quốc

≥99.0%

5

Acid sulfuric

H2SO4

Trung Quốc

≥99.0%

Kali pemanganat

KMnO4
Trung Quốc
Bảng 3. Các hóa chất sử dụng trong xác định thành phần Acid tổng
STT

Hóa chất

1

phenolphtalein

2

Sodium hydroxide
0,1 N

Cơng thức phân tử

Nơi sản xuất

Độ tinh khiết

C20H14O4

Trung Quốc

≥99.0%

NaOH

Đức

≥99.0%

2.5. Dụng cụ và thiết bị
Dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu là những thiết bị có tại phịng thí nghiệm của
Viện Cơng nghệ Sinh học - Thực phẩm, Trường đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí
Minh.
Bảng 4. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
STT

Tên thiết bị

Nhãn hiệu

1

Cân phân tích 4 số lẻ

Sartorius ag germany

2

Cân phân tích

Sartorius ag germany MA150C 00023V1

3

Tủ sấy

Contherm
15


4

Máy sấy ẩm hồng ngoại

Sartorius ag Germany MA150C 00023V1

5

Bếp điện

Gali

6

Máy quang phổ

GENESYS 20 Visible

7

Tủ mát

ALASKA

8

Bếp cách thủy

MEMMERT

9

Bộ lọc hút chân không

DOA-P504-BN

10

Tủ hút

TECH LAP

11

Thiết bị đo quang
INNOTEC
Bảng 5. Dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu

STT

Số lượng

Dụng cụ

1

Ống nghiệm

10

2

Bình định mức 10 ml, 25 ml

2

3

Becker 100ml, 250ml, 500ml

5

4

Pipet 1ml, 5ml, 10ml

2

5

Micropipet 100-1000 µl

1

6

Bóp cao su

1

7

Bình tia

2

8

Giấy bạc

1 cuộn

9

Giá đựng ống nghiệm

1

10

Cân kĩ thuật

1

11

Đầu típ 1ml

50

12

Nhiệt kế

1

13

Bình định mức 100ml

2

16


3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Sơ đồ nội dung nghiên cứu
Xác định thành phần có trong dịch quả:
 Flavonoids
 Acid ascorbic
 Acid tổng

 Brix
 pH
 Độ ẩm

Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến
hàm lượng Acid Ascorbic, Flavonoids
trong công đoạn cô đặc chân không:
 Nhiệt độ cô đặc
 Áp suất chân không

Xác định công thức phối chế:

 Tỉ lệ phối chế
 Dùng phương pháp cảm quan theo
TCVN

Hình 5. Quy trình nội dung nghiên cứu
3.2. Phương pháp nghiên cứu
3.2.1. Xác định một số thành phần hóa học có trong dịch quả giác
 Xác định độ ẩm của dịch quả giác:
Cân 1g mẫu đem đi xác định độ ẩm bằng máy sấy ẩm hồng ngoại Sartorius ag Germany
MA150C 00023V1.
17


 Xác định hàm lượng chất khơ hịa tan có trong dịch quả giác:
Sử dụng Brix kế. Trước khi tiến hành đo hiệu chỉnh thang chia độ Brix về mức 0 bằng
cách nhỏ một giọt nước cất lên mặt kính sau đó quan sát vạch phân chia sáng tối nằm
ngang mức 0 bắt đầu tiến hành đo độ Brix của dung dịch vạch phân chia chưa nằm đúng
mức do ta điều chỉnh ốc vít trên thân Brix kế sau đó tiến hành đo. Sau đó lau khơ nhẹ
nhàng bằng giấy thấm rồi tiến hành đo độ Brix. Dùng đũa khuấy nhẹ dung dịch cần đo
nồng độ chất hòa tan, lấy ra một giọt chấm vào mặt kính. Đậy nắp kính lại. Quan sát và
đọc độ Brix qua ống kính bằng vạch phân chia vùng tối và vùng sáng trên thang đo.

Xoay nhẹ ống kính để nhìn rõ nếu thấy thang đo bị mờ. Sau đó rửa lại kính bằng nước
cất và lau khô nhẹ nhàng bằng giấy thấm.
 Xác định pH của dịch quả giác:
Sử dụng máy đo pH điện tử của phịng thí nghiệm vi sinh. (TCVN 2655-1978) Cách tiến
hành: Rửa sạch đầu đo, lau khô bằng giấy thấm, nhúng đầu đo vào dung dịch cần đo.
Đọc giá trị pH trên màn hình. Khi đo nhiều lần liên tiếp thì sau mỗi lần đo, làm sạch
bằng cách nhúng đầu đo vào nước cất. Sau khi đo xong, rửa sạch đầu đo, lau khơ và tắt
máy.
 Thí nghiệm 1: Hàm lượng Flavonoids tổng được xác định bằng phương pháp UVVIS với thuốc thử nhôm clorua (Biju John, 2014)
 Hàm lượng Flavonoids được xác định bằng phương pháp UV-Vis với thuốc thử
nhôm clorua
 Cách thực hiện:
 1 ml mẫu cho vào bình định mức 10 ml chứa sẵn 4 ml nước cất.
 Thêm 0,3 ml NaNO2 5%, đợi 5 phút.
 Thêm 0.3ml AlCl3 10% và chờ 5 phút.
 2 ml NaOH 1M và định mức 10ml bằng nước cất.
 Đo độ hấp thu tại bước sóng 510 nm. (đo 3 lần để lấy trung bình)
 Ngun tắc: flavonoid có trong ngun liệu dịch quả giác có phức hợp màu vàng với
dung dịch nhôm clorua. Phản ứng này dùng để xác định flavonoid có trong dịch quả
18


giác. Cường độ màu tỷ lệ thuận với hàm lượng flavonoid được xác định ở bước sóng
510nm
Bảng 6. Xây dựng đường chuẩn flavonoids bằng phương pháp UV-VIS với thuốc thử
nhôm clorua AlCl3
Số ống

0

1

2

3

4

5

6

M1

M2

M3

Acid
Quercetin
(100ppm)

0

0,05

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0

0

0

1

1

1

6.4

6.4

6.4

Dịch mẫu
(ml)
NaNO2 5%
0.3
(ml)
Lắc đều, để yên 5 phút

AlCl3 10%
0.3
(ml)
Lắc đều, để yên 5 phút
NaOH 1M
(ml)

2

Cf Nước
7.4
cất (ml)
Nồng
(Cx)

độ

0

7.35

7.2

7.0

6.8

6.6

6.4

5

20

40

60

80

100

Lắc đều rồi đem đo quang ở bước sóng λ = 510 nm.
Hàm lượng Flavonoid tổng được tính theo cơng thức:
X= Vđm . K
 Thí nghiệm 2: Hàm lượng acid tổng được xác định bằng phương pháp chuẩn độ acid
(Lý, 2014).
 Nguyên tắc: Pha lỗng phần mẫu thử với nước khơng có carbon dioxide. Kiểm tra
xem dung dịch thử có tính kiềm hay tính acid khơng bằng phenolphtalein, nếu có
tính acid, xác định nồng đồ acid bằng dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn NaOH 0.1N.
 Do quả giác có màu sẫm cần khử màu: 10ml mẫu vào bình erlen, nhỏ vài giọt KMnO4
đun cách thủy đến khi mất màu và lọc hỗn hợp.
19


 Cách thực hiện:
 Lấy 10 ml sau khi lọc vào bình định mức.
 Nhỏ vài giọt PP 1%.
 Chuẩn bằng NaOH 0.1N đến khi xuất hiện màu hồng thì dừng lại.

(Thực hiện 3 lần để lấy trung bình)
Độ acid tồn phần theo phần trăm:
𝑋% =

𝑉 × 𝑉2 × 100
×𝐾
𝑉1 × 𝑚

Trong đó:
V: số ml NaOH 0,1N sử dụng để chuẩn độ 10 ml dịch thử
V1: thể tích dung dịch mẫu hút để chuẩn độ (ml)
V2: thể tích định mức (ml)
m: lượng mẫu cân (g)
K: hệ số acid (0.0064: acid citric)
 Thí nghiệm 3: Hàm lượng Acid Ascorbic được xác định bằng phương pháp chuẩn
độ Iod (V.O.Ajibola, 2009).
 Nguyên tắc: phương pháp xác định hàm lượng acid ascorbic trong thực phẩm là sử
dụng phương pháp khử oxy hóa. Phản ứng khử oxy hóa tốt hơn phương pháp chuẩn
độ acid - baz bởi vì cho thêm acid vào nước quả, nhưng một số acid sẽ cản trở sự
oxy hóa acid ascorbic bởi iốt. Iốt tương đối không tan trong nước, nhưng điều này
có thể cải thiện bằng cách pha trộn iốt với iođua và hình thành triiođua:
I2 + I- <--> I3 Triiođua oxy hóa Acid Ascorbic tạo acid dehydroascorbic:
C6H8O6 + I3- + H2O --> C6H6O6 + 3I- + 2H+
 Chừng nào mà Acid Ascorbic cịn hiện diện trong dung dịch, thì triiođua được
chuyển thành ion iođua rất nhanh chóng.

20


 Tuy nhiên, khi tất cả Acid Ascorbic đã bị oxy hóa, thì iốt và triiođua sẽ hiện diện

trong dung dịch và phản ứng với tinh bột tạo nên một hỗn hợp màu xanh đen. Màu
xanh đen là điểm dừng cho phản ứng chuẩn độ.
 Cách tiến hành:
 25ml dung dịch Acid Ascorbic vào bình nón 100 ml.
 Thêm 10 giọt dung dịch tinh bột.
 Chuẩn độ bằng dung dịch KIO3/KI 0.001N đến xuất hiện màu xanh đen.
 Tiến hành song song với mẫu kiểm chứng (dịch quả giác)
(Chuẩn độ thực hiện 3 lần tính trung bình)
3.2.2. Khảo sát điều kiện cô đặc (nhiệt độ, áp suất) ảnh hưởng đến hàm lượng Acid
Ascorbic, Flavonoids trong dịch quả giác
Thực hiện tối ưu hóa với 2 yếu tố (áp suất, nhiệt độ) ảnh hưởng đến hàm mục tiêu là
hàm lượng Acid Ascorbic và hàm lượng Flavonoid.
Hàm mục tiêu là hàm lượng Acid Ascorbic (g/ml), hàm lượng Flavonoid (ppm).
 Thông số cố định:
 Thể tích dịch quả: 200 ml
 Thời gian: 40 phút (khi bắt đầu ngưng tụ )
 Thông số khảo sát:
 Nhiệt độ từ 80oC đến 100oC
 Áp suất từ -300 mmBar đến -100 mmBar
 Bảng ma trận thực nghiệm
Thực hiện tối ưu hóa 2 yếu tố (nhiệt độ, áp suất) ảnh hưởng đến hàm mục tiêu Acid
Ascorbic và Flavonoid.
 Ký hiệu:
 Yếu tố:
 X1: Nhiệt độ cô đặc
 X2: Áp suất cô đặc
 Hàm mục tiêu:
 Y1: Hàm lượng acid ascorbic (g/ml)
 Y2: Hàm lượng flavonoid (ppm)
21

Bảng 7. Giá trị mã hóa của các yếu tố thực nghiệm
Mức độ
Biến độc lập

Ký hiệu
-1

0

+1

Nhiệt độ cô đặc (oC)

X1

80

90

100

Áp suất cơ đặc (mmBar)

X2

-300

-200

-100

Bảng 8. Thiết kế thí nghiệm
Nghiệm thức

Mã Code

X1

X2

1

+-

100

-300

2

00

90

-200

3

-+

80

-100

4

0-

90

-300

5

++

100

-100

6

0+

90

-100

7

+0

100

-200

8

-0

80

-200

9

--

80

-300

10

00

90

-200

Y1

Y2

Bảng 9. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm
Chỉ tiêu phân tích

Trung bình

Vitamin C (g/ml)
Flavonoid (ppm)

22

Kết quả dự đốn


 Phương pháp xử lý số liệu
 Dùng phần mềm JMP 10 để khảo sát tối ưu hóa
 Dùng phần mềm STATGRAPHICS Centurion để phân tích phương sai anova hay
độ lệch chuẩn
 Dùng phần mềm Micosoft excel để vẽ biểu đồ
3.2.3. Xác định công thức phối chế và xây dựng quy trình chế biến nước quả giác đóng
chai
Xác định cơng thức phối chế bằng phương pháp đánh giá cảm quan bằng phép thử cho
điểm thị hiếu sản phẩm.

Hình 6. Sơ đồ quy trình dự kiến chế biến Nước quả giác đóng chai

23


IV. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
1. Xác định một số thành phần hóa học có trong dịch quả giác
Để xác định thành phần hóa học có trong dịch quả giác, ta mang thịt quả giác ép lọc ta
thu được dịch quả giác.
 Xác định độ ẩm: cân 1g nguyên liệu quả giác đi xác định độ ẩm bằng thiết bị sấy
hồng ngoại ta được độ ẩm của nguyên liệu (96.21%).
 Hàm lượng chất khơ hịa tan có trong ngun liệu được xác định bằng Brix kế (4.8).
 pH dịch quả: 3,18
 Dưới đây là bảng kết quả 3 thành phần hóa học là Flavonoid, Acid tổng và Acid
Ascorbic:
Bảng 10. Bảng kết quả hàm lượng các chất có trong dịch quả giác
Thành phần

Kết quả

Flavonoid (ppm)

2608,17±5,48

Acid Ascorbic (ppm)

611,11±0,058

Acid tổng (%)

0,587±0,09

Kết quả nghiên cứu được lập lại 3 lần và độ lệch chuẩn sd.
Theo kết quả thu được ta có hàm lượng tổng của Flavonoid, Acid Ascorbic và Acid tổng
có trong 1 ml dịch quả, hàm lượng Flavonoid cao nhất (2608,17 ppm) cao hơn 4,2 lần
so với hàm lượng Acid Ascorbic (611,11 ppm) và hàm lượng Acid tổng chỉ chiếm
khoảng 0,587% trong 1 ml dịch quả.

24


2. Khảo sát điều kiện cô đặc (nhiệt độ, áp suất) ảnh hưởng đến hàm lượng
Flavonoids, Acid Ascorbic
Bảng 11. Kết quả chạy thực nghiệm
Nghiệm thức

Mã Code

X1

X2

Y1

Y2

1

+-

100

-300

0,00032

2103

2

00

90

-200

0,0045

2201

3

-+

80

-100

0,00065

2213

4

0-

90

-300

0,002

2140

5

++

100

-100

0,00043

2133

6

0+

90

-100

0,00067

2216

7

+0

100

-200

0,004

2150

8

-0

80

-200

0,0023

2234

9

--

80

-300

0,00067

2052

10

00

90

-200

0,0042

2201

 Hàm lượng Acid Ascorbic

Hình 7. Biểu đồ biểu diễn sự tương quan điều kiện tối ưu Vitamin C

25

Nhìn vào đồ thị đồng mức ta thấy được nhiệt độ càng tăng thì hàm lượng Acid Ascorbic
càng tăng nhưng đến 930C có dấu hiệu giảm xuống. Nhiệt độ khơng đổi, áp suất càng
tăng hàm lượng Acid Ascorbic càng tăng nhưng đến áp suất -205 mmBar thì hàm lượng
Acid Ascorbic có xu hướng giảm xuống.
Phân tích thống kê và mơ hình thích hợp:
Y= 0,0042407 + 0,0001883X1 – 0,000207 X2 + 0,000325 X1X2 – 0,000981X12 –
0,002796X22 (1)
Trong phương trình (1) Y là hàm lượng Acid Ascorbic và nhiệt độ X1, áp suất X2 Kết
quả phân tích thống kê R2 = 0,92 (≥ 0.8) theo (Lundstedt et al., 1998) chấp nhận được,
R2 = 0,92 cho thấy mức độ chính xác cao về độ tin cậy của các giá trị thử nghiệm và
mức độ tương quan cao giá trị quan sát và dự đốn. Mơ hình này có thể sử dụng để điều
hướng khơng gian thiết kế. Giá trị F có mơ hình ý nghĩa với P= 0,026 < 0,05, cịn lỗi
khơng tương thích khơng đáng kể và khơng có ý nghĩa thống kê với P> 0,05 là mong
muốn. điều đó chứng tỏa mơ hình lựa chọn phù hợp. Có thể thấy rằng các hệ số X22 có
ảnh hưởng ( p< 0,05) cịn lại X1, X2, X1X2, X12 khơng có ảnh hưởng ( p> 0,05).

Hình 8. Biểu đồ biểu hiện xu hướng tối ưu Vitamin C
Nhìn vào biểu đồ ta thấy được yếu tố nhiệt độ từ ( 80 – 100)0C xu hướng lựa chọn phù
hợp là 900C cho hàm lượng Acid Ascorbic cao nhất, nếu tăng nhiệt độ lên hàm lượng
Acid Ascorbic sẽ giảm xuống. Yếu tố áp suất từ -300 đến -100 mmBar xu hướng lựa
26


chọn phù hợp và cho hàm lượng Acid Ascorbic cao là -203 mmBar, nếu tăng áp suất lên
cao thì hàm lượng Acid Ascorbic sẽ giảm.
Theo (Lundstedt et al., 1998) cho biết giá trị R2 ≥ 0,8 thì kết quả sẽ có độ tin cậy cao và
mơ hình lựa chọn sẽ thích hợp. Kết quả mà mơ hình CCD trong phần mềm mơ xử lý số
liệu JMP về tối ưu hóa q trình cơ đặc Acid Ascorbic (Vitamin C), thì giá trị R2 = 0,92
≥ 0,8 điều này cho thấy mô hình tương thích tối ưu hóa q trình cơ đặc Acid Ascorbic.

Ngoài ra giá trị P- value 0,026 ≤ 0,05 kết quả tối ưu hóa có ý nghĩa về mặt thống kê
Bảng 12. Kết quả kiếm chứng thực nghiệm của Vitamin C
Chỉ tiêu phân tích

Thực Nghiệm

Vitamin C

0,00553± 0,001

Kết quả dự đoán
0,004241

Kết quả được thực hiện lặp lại 3 lần nhiệt độ cô đặc 900C, áp suất (-203 mmBar), thu
được kết quả trung bình Acid Ascorbic 0,00553 ± 0,001 cho thấy dao động kết quả đo
và dự đốn khơng lớn . Theo phép kiểm chứng T.test bằng phần mềm xử lý số liệu
Statgraphics ta có giá trị p-value của Acid Ascorbic 0,248212 lớn hơn 0,05 khơng có ý
nghĩa về mặt thống kê do đó kết quả đo thực nghiệm và kết quả dự đốn là như nhau.
Tại nhiệt độ cơ đặc 900C, áp suất cô đặc (-203 mmBar) sẽ cho hàm lượng Acid Ascorbic
cao nhất.
 Hàm lượng Flavonoids:

Hình 9.Biểu đồ biểu diễn sự tương quan điều kiện tối ưu Flavonoids

27


Nhìn vào đồ thị đồng mức ta thấy được nhiệt độ càng tăng thì hàm lượng Flavonoids
càng tăng nhưng đến 86,40C có dấu hiệu giảm xuống. Nhiệt độ khơng đổi, áp suất càng
tăng hàm lượng Flavonoids càng tăng nhưng đến áp suất -148,9 mmBar thì hàm lượng

Flavonoids có xu hướng giảm xuống.
Phân tích thống kê và mơ hình thích hợp:
Y= 2213.5 – 18,83333X1 + 44.5X2 - 32.75X1X2 - 34X12 - 48X22 (2)
Trong phương trình (2) Y là hàm lượng Flavonoids và nhiệt độ X1, áp suất X2. Kết quả
phân tích thống kê R2 = 0,91 (≥ 0,8) theo (Lundstedt et al., 1998) chấp nhận được, R2 =
0,91 cho thấy mức độ chính xác cao về độ tin cậy của các giá trị thử nghiệm và mức độ
tương quan cao giá trị quan sát và dự đốn. Mơ hình này có thể sử dụng để điều hướng
không gian thiết kế. Giá trị F có mơ hình ý nghĩa với P = 0,0337 < 0,05, cịn lỗi khơng
tương thích khơng đáng kể và khơng có ý nghĩa thống kê với P > 0,05 là mong muốn.
điều đó chứng tỏ mơ hình lựa chọn phù hợp. Có thể thấy rằng các hệ số X2 có ảnh hưởng
( p< 0.05) cịn lại X1, X1X2, X12, X22 khơng có ảnh hưởng ( p> 0,05).

Hình 10. Biểu đồ biểu hiện xu hướng tối ưu Flavonoids
Nhìn vào biểu đồ ta thấy được yếu tố nhiệt độ từ (80 – 100)0C xu hướng lựa chọn phù
hợp là 860C cho hàm lượng Flavonoids cao nhất, nếu tăng nhiệt độ lên hàm lượng
Flavonoids sẽ giảm xuống. Yếu tố áp suất từ -300 đến -100 mmBar xu hướng lựa chọn

28


phù hợp và cho hàm lượng Flavonoids cao là -150 mmBar, nếu tăng áp suất lên cao thì
hàm lượng Flavonoids sẽ giảm.
Theo (Lundstedt et al., 1998) cho biết giá trị R2 ≥ 0,8 thì kết quả sẽ có độ tin cậy cao và
mơ hình lựa chọn sẽ thích hợp. Kết quả mà mơ hình CCD trong phần mềm mơ xử lý số
liệu JMP về tối ưu hóa q trình cơ đặc Flavonoids, thì giá trị R2 = 0,91 ≥ 0,8 điều này
cho thấy mơ hình tương thích tối ưu hóa q trình cơ đặc Flavonoids. Ngồi ra giá trị Pvalue 0,0337 ≤ 0,05 kết quả tối ưu hóa có ý nghĩa về mặt thống kê.
Bảng 13. Kết quả kiếm chứng thực nghiệm của Flavonoids
Kết quả dự đốn

Chỉ tiêu phân tích

Thực Nghiệm

Flavonoid (ppm)

2245,5 ± 925,715

2213,5

Kết quả được thực hiện lặp lại 3 lần nhiệt độ cô đặc 860C, áp suất (-150 mmBar), thu
được kết quả trung bình Flavonoids 2245,5 ± 925,715 cho thấy dao động kết quả đo và
dự đốn khơng lớn. Theo phép kiểm chứng T.test bằng phần mềm xử lý số liệu
Statgraphics ta có giá trị p-value của Flavonoids 0,0522506 lớn hơn 0,05 khơng có ý
nghĩa về mặt thống kê do đó kết quả đo thực nghiệm và kết quả dự đốn là như nhau.
Tại nhiệt độ cơ đặc 860C, áp suất cô đặc (-150 mmBar) sẽ cho hàm lượng Flavonoids
cao nhất.
Từ thực nghiệm ta chọn thông số cho giai đoạn cơ đặc trong quy trình sản xuất Nước
quả giác đóng chai với nhiệt độ là 86oC, áp suất -150 mmBar trong thời gian 40 phút.
3. Xác định công thức phối chế và quy trình chế biến nước quả giác đóng chai
Đánh giá cảm quan bằng phép thử cho điểm thị hiếu sản phẩm
 Mẫu 112: Trong 240 ml mẫu thử có 75% nước, 15% dịch quả giác, 8,5% HFCS,
1,5% corn slim.
 Mẫu 113: Trong 240 ml mẫu thử có 75% nước, 15% dịch quả giác, 7,5% HFCS,
2,5% corn slim.
 Mẫu 114: Trong 240 ml mẫu thử có 75% nước, 15% dịch quả giác, 6,5% HFCS,
3,5% corn slim.

29