Nghiên cứu sản xuất và thử nghiệm chế phẩm sinh học probiotic trong nuôi trồng thủy sản

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
---------------------------------------------------

TÔ VÂN OANH

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRÀ HIBISCUS HÒA TAN

Hà Nội – Năm 2021


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
---------------------------------------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
TRÀ HIBISCUS HỊA TAN

Người thực hiện

: Tơ Vân Oanh

Mã SV

: 620702

Khóa

: 62

Ngành

: Cơng nghệ sau thu hoạch

Giáo viên hướng

: TS. Nguyễn Đức Tiến

dẫn
Địa điểm thực tập

TS. Lại Thị Ngọc Hà
: Viện Cơ điện nông nghiệp
và Công nghệ sau thu hoạch

Hà Nội – Năm 2021


THƠNG TIN VỀ SINH VIÊN THỰC HIỆN KHĨA LUẬN

1. Họ và tên sinh viên: Tô Vân Oanh.
Tel: 0985696430.

MÃ SV: 620702
Email:

2. Địa chỉ liên hệ: KTX C3 Học viện Nông nghiệp Việt Nam - Trâu Quỳ - Gia Lâm Hà Nội
3. Chun ngành: Cơng nghệ sau thu hoạch

4. Lớp: K62CNSTHA.

Khóa: 62

5. Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Tiến
TS. Lại Thị Ngọc Hà
6. Địa điểm thực tập: Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
Sinh viên thực hiện
( Kí, ghi rõ họ tên)

Tơ Vân Oanh


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khóa luận này là
trung thực và chưa hề được sử dụng trong bất kỳ một nghiên cứu nào.
Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Khóa luận này đã được cảm
ơn và thơng tin trích dẫn trong Khóa luận này đã được ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 6 tháng 9 năm 2021
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Tô Vân Oanh

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, ngồi sự cố gắng của bản thân, tơi đã nhận

được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình của nhiều cá nhân và tập thể.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguyễn Đức Tiến - Viện
Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch và cô giáo TS. Lại Thị Ngọc Hà Khoa Công nghệ thực phẩm - Học Viện nông Nghiệp Việt Nam đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện đề tài và hồn thành khóa luận này.
Tơi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ
thực phẩm, Ban Quản lý Đào tạo - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam đã nhiệt tình giúp
đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các chị trong Viện Cơ điện nông
nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các bạn sinh viên trong nhóm thực tập
tốt nghiệp và gia đình, bạn bè - những người ln bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian qua.
Mặc dù có rất nhiều cố gắng nhưng do thời gian và trình độ cịn hạn chế nên khóa
luận này khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp, chỉ bảo thêm từ các
thầy cơ và các bạn để tơi có thể hồn thành tốt hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 6 tháng 9 năm 2021
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Tô Vân Oanh
MỤC LỤC
ii


LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... vi

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH ................................................................................ vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... viii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ...........................................................................................................1
1.2. Mục đích và yêu cầu ...........................................................................................1
1.2.1. Mục đích ......................................................................................................1
1.2.2. Yêu cầu ........................................................................................................2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................3
2.1. Tổng quan về cây Hibiscus ................................................................................3
2.1.1. Giới thiệu chung về cây Hibiscus ................................................................3
2.1.2. Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của cây Hibiscus .........................3
2.1.3. Giá trị dinh dưỡng của cây Hibiscus ...........................................................4
2.1.4. Tính chất dược học của cây Hibiscus ..........................................................7
2.2. Một số nghiến cứu chế biến đồ uống từ Hibiscus ..............................................8
2.2.1. Nghiên cứu trong nước ................................................................................8
2.2.2. Nghiên cứu nước ngoài ...............................................................................9
2.3. Các sản phẩm từ hoa Hibiscus..........................................................................10
2.4. Tổng quan phương pháp chiết xuất ..................................................................10
2.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất .........................................11
2.4.2. Chiết xuất với hỗ trợ bằng sóng siêu âm ...................................................12
2.5. Tổng quan sản xuất trà hòa tan .........................................................................13
2.5.1. Sơ lược về đồ uống sản xuất từ trà ............................................................13
2.5.2. Thực trạng phát triển của ngành sản xuất trà hòa tan trên thế giới ...........14
iii


2.5.3. Thực trạng phát triển của ngành sản xuất trà hòa tan ở Việt Nam ............14
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................15
3.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu ...................................................15
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu và nguyên vật liệu .................................................15

3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .............................................................16
3.1.3. Thiết bị dụng cụ và hóa chất .....................................................................16
3.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................17
3.2.1. Khảo sát hoa Hibiscus nguyên liệu ...........................................................17
3.2.2. Nghiên cứu quy trình chiết xuất đài hoa Hibiscus ....................................17
3.2.3. Nghiên cứu quy trình sản xuất trà Hibiscus hòa tan..................................17
3.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................17
3.3.1. Phương pháp xác định độ ẩm ....................................................................17
3.3.2. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa .......................................18
3.3.3. Phương pháp xác định chất khơ hịa tan tổng số .......................................19
3.3.4. Phương pháp phân tích cảm quan..............................................................19
3.3.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ....................................................20
3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu ......................................................20
3.4.1. Khảo sát độ ẩm của hoa Hibiscus nguyên liệu ..........................................20
3.4.2. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hoa Hibiscus nguyên liệu .............21
3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước ngun liệu đến hoạt tính chống
oxy hóa của dịch chiết hoa Hibiscus .....................................................................21
3.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch chiết hoa Hibiscus ..........................................................21
3.4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch
chiết hoa Hibiscus ..................................................................................................21
3.4.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch
chiết hoa Hibiscus ..................................................................................................22
3.4.7. Nghiên cứu xác định thời gian cô đặc dịch chiết hoa Hibiscus.................22
3.4.8. Xác định công thức phối chế tạo sản phẩm trà hòa tan .............................22

iv


3.4.9. Thử nghiệm sản xuất trà hòa tan từ chế phẩm Hibiscus chiết xuất ở quy

mơ phịng thí nghiệm .............................................................................................24
3.4.10. Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất trà hịa tan Hibiscus ...................24
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................25
4.1. Khảo sát nguyên liệu hoa Hibiscus ..................................................................25
4.1.1. Khảo sát độ ẩm nguyên liệu của hoa Hibiscus ..........................................25
4.1.2. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hoa Hibiscus ngun liệu .............26
4.2. Nghiên cứu quy trình tách chiết đài hoa Hibiscus............................................27
4.2.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hoạt tính chống oxy hóa của
dịch chiết hoa Hibiscus ..........................................................................................27
4.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi / nguyên liệu đến hoạt tính chống oxy hóa
của dịch chiết hoa Hibiscus ...................................................................................28
4.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết hoa
Hibiscus .................................................................................................................29
4.2.4. Ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết hoa
Hibiscus .................................................................................................................31
4.2.5. Xác định thời gian cô đặc dịch chiết hoa Hibiscus ...................................33
4.3. Nghiên cứu quy trình sản xuất trà Hibiscus hịa tan ........................................34
4.3.1. Xác định cơng thức phối chế tạo sản phẩm trà hòa tan .............................34
4.3.2. Thử nghiệm sản xuất trà hòa tan từ chế phẩm Hibiscus chiết xuất ở quy
mơ phịng thí nghiệm .............................................................................................35
4.3.3. Giá thành sơ bộ của sản phẩm trà hòa tan Hibiscus ..................................37
4.4. Đề xuất quy trình sản xuất trà Hibiscus hịa tan ...............................................38
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................40
5.1. Kết luận ............................................................................................................40
5.2. Kiến nghị ..........................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................41
PHỤ LỤC ......................................................................................................................46
v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng trong đài hoa Hibiscus .............................................5
Bảng 3.1. Tỷ lệ phối trộn các thành phần tạo ra sản phẩm trà hoà tan từ chế phẩm
Hibiscus chiết xuất ...........................................................................................23
Bảng 4.1. Kết quả khảo sát độ ẩm nguyên liệu hoa Hibiscus .......................................25
Bảng 4.2. Kết quả xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết hoa Hibiscus.......26
Bảng 4.3. So sánh dịch chiết từ đài hoa Hibiscus bằng hỗ trợ sóng siêu âm và khơng
sử dụng sóng siêu âm .......................................................................................32
Bảng 4.5. Thành phần nguyên liệu cho sản xuất ...........................................................35
Bảng 4.6. Các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm trà hoà tan ..........................................36
Bảng 4.7. Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm trà hoà tan ...............................................37
Bảng 4.8. Giá thành sơ bộ nguyên liệu sản xuất 3kg trà hòa tan Hibiscus ...................37

vi


DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH
Hình 2.1. Hoa Hibiscus ...................................................................................................3
Hình 2.2. Các sản phẩm từ hoa Hibiscus.......................................................................10
Hình 2.3. Nguyên lý chung của phương pháp chiết ......................................................11
Hình 3.1. Nguyên liệu hoa Hibiscus ..............................................................................15
Hình 3.2. Thiết bị siêu âm và hệ thống cơ chân khơng .................................................16
Hình 4.1. Ảnh hưởng của kích thước ngun liệu đến hoạt tính chống oxy hóa của
dịch chiết hoa Hibiscus .....................................................................................27
Hình 4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung mơi / ngun liệu đến hoạt tính chống oxy hóa
của dịch chiết hoa Hibiscus ..............................................................................28
Hình 4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết hoa
Hibiscus ............................................................................................................30
Hình 4.4. Ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết hoa

Hibiscus ............................................................................................................31
Hình 4.5. So sánh hai mẫu cao chiết từ đài hoa Hibiscus .............................................33
Hình 4.6. Cao chiết hoa Hibiscus ..................................................................................34
Hình 4.7. Bột trà hịa tan Hibiscus ................................................................................36
Hình 4.8. Trà hịa tan Hibiscus ......................................................................................36
Hình 4.9. Sơ đồ quy trình sản xuất trà Hibiscus hịa tan ...............................................38

vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Ý nghĩa

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

DPPH

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

IC50

Khả năng bắt giữ 50 % gốc tự do

HTCO

Hoạt tính chống oxy hóa

OD

Mật độ quang

MeOH

Methanol

viii


CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ở nước ta, từ lâu Hibiscus (Hibiscus sabdariffa) (Bụp giấm, Hibiscus) được trồng
làm cảnh khá phổ biến và lấy lá, đài hoa dùng làm rau chua. Hibiscus trồng nhiều ở miền
Trung, có đặc tính khơng kén đất, ưa đất đồi núi, khí hậu nóng ẩm ở Đơng Nam bộ.
Trong hoa Hibiscus có 2 hợp chất chính là polyphenol và anthocyanin. Polyphenol
chiếm khoảng 20 - 25% trong hoa Hibiscus (Nguyễn Quang Vinh, 2014), là một hợp
chất chống oxy hóa rất hiệu quả và có nhiều lợi ích cho sức khỏe, làm giảm sự tổn
thương tế bào do gốc tự do. Hợp chất anthocyanin, chiếm khoảng 12,5 % hoa khô
(Nguyễn Thị Hiển, 2012) và 1,5 % khi hoa tươi, hợp chất này cũng hoạt động giống như
chất oxy hóa mạnh mẽ, hỗ trợ thần kinh, ngăn ngừa ung thư và bệnh tiểu đường (J. He
và cs, 2011). Ngồi ra hoa Hibiscus cịn chứa 15 - 30 % vitamin A, B1, C, D, F và nhiều
loại khoáng chất như đồng, sắt, magie… Thành phần flavonoid cũng chiếm đến 12 %
trong hoa (Badreldin H. Ali và cs, 2005), là một thành phần có khả năng ức chế và chống
viêm rất tốt.
Với những lợi ích lớn trong việc hỗ trợ sức khỏe như chống lão hóa, giảm mỡ máu,
ngăn ngữa các bệnh nguy hiểm. Hoa Hibiscus là một loại thực phẩm hướng đến những
người ở độ tuổi trung niên, hoặc cao tuổi. Các sản phẩm về hoa Hibiscus thường là

những sản phẩm ở dạng trà hoa khô hay sản phẩm túi lọc. Có một hướng đi mới trong
việc chế biến để tăng giá trị của hoa Hibiscus, kết hợp giữa những lợi ích và khả năng
tiện lợi, chính là tạo ra một sản phẩm trà Hibiscus hòa tan từ dịch chiết hoa. Một sản
phẩm có thể giữ được hương vị đặc trưng, không làm giảm giá trị dinh dưỡng từ hoa.
Từ những lí do ở trên và nhằm tạo ra một sản phẩm tối ưu nhất về các thông số công
nghệ và giá trị để đem đến tay người tiêu dùng, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu
“Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất trà Hibiscus hịa tan”.
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1.

Mục đích

Nghiên cứu, lựa chọn được các yếu tố cơng nghệ phù hợp nhất trong quy trình sản
xuất trà Hibiscus hòa tan.

1


1.2.2.

Yêu cầu

- Xác định được ảnh hưởng các yếu tố kích thước ngun liệu; tỷ lệ dung mơi /
ngun liệu; nhiệt độ và thời gian chiết xuất đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết
hoa Hibiscus.
- Xây dựng được quy trình sản xuất trà Hibiscus hịa tan với những thông số cụ
thể, đồng thời đánh giá được chất lượng của sản phẩm trà Hibiscus.

2

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cây Hibiscus
2.1.1.

Giới thiệu chung về cây Hibiscus

Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) hay cịn gọi đay Nhật, lạc thần hoa là lồi thuộc
họ Cẩm quỳ (Malvaceae) có nguồn gốc ở Tây Phi, hoa có màu sắc đẹp mắt và chứa
nhiều thành phần dinh dưỡng đem lại lợi ích cho sức khỏe con người, được sử dụng với
nhiều mục đích khác nhau. Những sản phẩm từ hoa Hibiscus là thực phẩm có nhiều tác
dụng dược lý đã được công nhận. Vậy nên Hibiscus ngày càng được ưa chuộng và trở
nên gần gũi trong đời sống.
Phân loại khoa học:
Giới (regnum): Plantae
Bộ (ordo): Malvales
Họ (familia): Malvaceae
Chi (genus): Hibiscus
Lồi (species): H. sabdariffa

Hình 2.1. Hoa Hibiscus
2.1.2.

Ðặc ðiểm hình thái và ðặc tính sinh học của cây Hibiscus

Cây Hibiscus là loại cây sống một năm. Cây cao từ 1,5 - 2 m, thân màu lục hoặc
đỏ tía, phân nhanh gần gốc, cành nhẵn hoặc hơi có lơng. Lá mọc so le, lá ở gốc nguyên,
lá phía trên chia 3 - 5 thùy hình chân vịt, mép có răng cưa. Hoa đơn độc, mọc ở nách,
gần như khơng có cuống, đường kính từ 8 - 10cm. Tràng hoa màu vàng hồng hay tía, có

3


khi trắng. Quả nang hình trứng, có lơng thơ mang đài màu đỏ sáng tồn tại bao quanh
quả, cây ra hoa từ tháng 7 đến tháng 10 (The Plant List, 2010).
Chu kỳ sinh trưởng và phát triển của cây từ 4 - 6 tháng. Cây ưa sáng, chịu hạn,
có thể trồng ở đất xấu, khô cằn. Hibiscus được nhân giống từ hạt, hạt được gieo vào đầu
mùa.
Hibiscus có nguồn gốc ở Trung Mỹ và Bắc Phi, sau lan sang Ấn Độ, Malaysia,
Philippines, Indonexia và Thái Lan. Ở nước ta, cây được trồng thử nghiệm để phù hợp
đất, đồi trọc cho kết quả ở Hà Tây, Hịa Bình, Bắc Giang, Thái Nguyên, Ba Vì và một
số tỉnh sau này như Bà Rịa Vũng Tàu, Đồng Nai. Tuy nhiên, cây được trồng thành công
ở Việt Nam chủ yếu thuộc các tỉnh miền trung, thích hợp với đất đồi núi và trung du.
2.1.3.

Giá trị dinh dưỡng của cây Hibiscus

Cây được sử dụng phần đài quả và lá làm rau chua sử dụng thay cho giấm chua.
Cây có đặc tính khơng kén đất, ưa đất đồi núi, khí hậu nóng ẩm. Dầu ép từ hạt bụp giấm
và chất khơng xà phịng hố có tác dụng kháng sinh trên một số chủng vi khuẩn như
Escherichia coli, Salmonella typhi, Bacillus subtilis, Coryne bacterium pyogenes,
Staphylococcus aureus... và có tác dụng kháng nấm trên một vài lồi nấm: Aspergillus,
Trychophyton, Cryptococcus... Thân cây cho sợi sử dụng được.
Bụp giấm được nhập trồng nhiều nơi ở Việt Nam và trên thế giới. Cây trồng lấy
sợi, làm rau ăn, làm thuốc, màu thực phẩm,…. Cũng có thể dùng đài nấu canh chua thay
giấm (nên gọi Bụp giấm). Cách dùng quen thuộc nhất với chúng ta hiện nay là dùng
phần đài để làm siro, có vị chua đặc trưng và màu đỏ rất đẹp (do có hàm lượng Vitamin
C và anthocyanin cao) (Nguyễn Đức Tiến, 2020).
Theo nghiên cứu và phân tích, đài hoa Hibiscus là nơi tập trung chứa nhiều các
vitamin, khoáng chất, carbohydrate, các hợp chất có hoạt tính sinh học như axit hữu cơ,

phytosterol và polyohenol trong đó một số thành phần có khả năng chống oxy hóa.
Thành phần dinh dưỡng trong đài hoa Hibiscus được thể hiện qua bảng dưới đây:

4


Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng trong đài hoa Hibiscus
Đài hoa Hbiscus tươi

Đài hoa Hibiscus khô

(100g ăn được)

(100g ăn được)

G

84,5 - 90

9,2 – 15

Protein

G

1,7

7,2 - 9

Lipid

G

1,0

2,6

Glucid

G

12,0

74,1

Sucrose

G

0,45

0,3 – 1,2

Chất xơ

G

1,0

12,0 – 15

Năng lượng

Cal

64

350

Khoáng chất

G

Calcium, Ca

Mg

110

659 – 1140

Fe

G

2,2

9 – 31

Phospho, P

Mg

Anthocyan

G

Axit hữu cơ

G

Thành phần

Đơn vị

Nước

9 – 10

185
0,1

1 – 1,5
21 – 27

Vitamin
Vitamin C

Mg

18 – 54

7 – 31

Vitamin B1

Mg

0,04

0,12

Vitamin B2

Mg

0,06 – 0,16

0,28 – 0,45

Vitamin PP

Mg

0,4

3,8

Vitamin A

Mg

142

63
(Nguồn: Nguyễn Đức Tiến, 2020)

 Hợp chất polyphenol
Các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong hoa
Hibiscus. Polyphenol là chất chống oxy hóa có nhiều lợi ích cho sức khỏe. Khi chúng
lưu thơng trong cơ thể, làm giảm sự tổn thương tế bào do gốc tự do, giúp hỗ trợ bệnh
tim, béo phì và đái tháo đường. Trong hoa Hibiscus chứa phần trăm polyphenol rất cao
(20 - 25%) (Nguyễn Đức Tiến, 2020), nên ta có thể sử dụng polyphenol được tinh chế
để bổ sung chất dinh dưỡng cho sản phẩm trà hòa tan. Bên cạnh những tác dụng của

5


polyphenol đối với sức khỏe, tiêu thụ quá mức hợp chất này cũng có khả năng gây ra
tác dụng khơng mong muốn.
 Hợp chất anthocyanin
Anthocyanin là nhóm chất dẫn xuất của flavonoid và các sắc tố tự nhiên có trong
hoa của bụp giấm và màu của anthocyanin thay đổi theo pH. Thành phần chính các
anthocyanin có trong hoa bụp giấm và được sử dụng làm chất màu thực phẩm là:
delphinidin-3-O-glucoside,

delphinidin-3-O-sambubioside,

cyanidin-3-glucoside,

delphinidin-3-glucoside (J. R. Frank, 2005).
Anthocyanin đã được sử dụng như là thành phần trong chế độ ăn uống của con
người trong suốt lịch sử. Tuy nhiên, chúng đã được sự quan tâm hơn do các lợi ích sức
khoẻ chúng đem lại (P. Bridle, 1997). Anthocyanin là hợp chất chống oxy hóa tốt do
tính ức chế các gốc tự do hiệu quả. Hầu hết các lợi ích về sức khoẻ được đề cập của
anthocyanin ít nhiều liên quan đến cơ chế chống oxy hóa của chúng. Các nghiên cứu in
vitro của anthocyanin đã chỉ ra rằng các hợp chất này có thể có tác dụng bảo vệ chống
lại bệnh mãn tính như bệnh tim mạch, ung thư và nhiễm virus, kháng viêm. Ngồi ra,
anthocyanin cũng có khả năng ngăn ngừa bệnh béo phì và kiểm sốt bệnh tiểu đường.
Các hoạt tính chống dị ứng và kháng khuẩn cũng là một trong những lợi ích sức khoẻ
khác của các hợp chất hóa học này (J. He và cs, 2011).
 Hibiscin
Chất Hibiscin trong đài hoa được xác định có tác dụng kháng sinh, kháng khuẩn,
kháng nấm, chống độc, chống oxy hóa, ổn định trong đường máu,…
 Gossypetin
Gossypetin có tính kháng khuẩn mạnh.
 Quercetin
Được biết đến như một hoạt chất có khả năng chống oxy hóa mạnh, có tác dụng
tốt đối với bệnh sơ vữa động mạch, ức chế tăng tinh thấm thành mạch, làm bền vững
thành mạch.
 Các axit hữu cơ
Axit hữu cơ trong đài hoa có tác dụng làm mát, giải nhiệt, lợi tiểu, lợi mật, lọc
máu, giảm áp suất thành mạch, kích thích nhu động ruột, chuyển hóa chất béo giúp hạn

6


chế nguy cơ sơ vữa động mạch, ngăn ngừa tai biến mạch máu não hạn chế hiện tượng
béo phì lại có tác dụng kháng khuẩn, nhuận tràng,…
- Axit protocatechuic: Có tác dụng chống oxy hóa cao, kháng khuẩn, tăng cường

sức đề kháng nội sinh chống lại nấm.
- Axit ascorbic (Vitamin C): Giữ vai trị quan trọng trong việc duy trì sức đề
kháng chống nhiễm khuẩn và chống oxy hóa.
- Axit citric: Là một chất bảo quản tự nhiên. Được coi là tác nhân làm sạch tốt về
mặt môi trường và đóng vai trị là chất oxy hóa.
- Axit malic: Tinh thể không màu, rất háo nước nên dễ tan trong nước và ethanol.
- Axit tartaric: Tinh thể không màu. Tạo vị chua, hỗ trợ các chất chống oxy hóa.
 Các loại vitamin
- Vitamin A: Tham gia vào hoạt động thị giác, giữ gìn chức phận của tế bào biểu
bì mơ trụ.
- Vitamin B1: Thuộc nhóm vitamin tan trong nước, chịu được q trình gia nhiệt
thơng thường, bền trong mơi trường axit. Vitamin B1 có vai trị quan trọng trong việc
trao đổi chất carbohydrate. Thiếu vitamin B1 trong cơ thể sẽ gây ra hiện tượng tim mạch
bị tổn thương, hệ thống thần kinh bị xáo trộn. Hoặc tức ngực, nghẹt thở.
- Vitamin B2: Là chất chịu nhiệt tốt, ổn định trong mơi trường axit và oxy hóa,
nhưng dễ bị phân hủy dưới ánh sang mặt trời. Vitamin B2 là một chất quan trọng khơng
thể thiếu trong q trình oxy hóa sinh học, đảm bảo cho sự trao đổi chất được tiến hành
bình thường, kích thích tăng trưởng, bảo vệ và hồn chỉnh biểu bì, có ý nghĩa đặc biết
với sự phát triển cơ bắp.
- Vitamin D: Là vitamin tan trong chất béo, được lưu trữ trong các mô của cơ thể.
Vai trị: hình thành hệ xương, cốt hóa răng,...
- Vitamin E: Là chất chống oxy hóa tốt do cản trở phản ứng xấu của các gốc tự do
trên các tế bào của cơ thể. Có vai trị: ngăn ngừa lão hóa, ngăn ngừa ung thư, giảm
cholesterol xấu giảm nguy cơ tim mạch, kích thích hệ thống miễn dịch hoạt động.
- Vitamin F: Là các axit béo không no như axit linoleic, axit linolenic, axit
arachidonic,… Có vai trị ni da, tiêu mỡ (Nguyễn Đức Tiến, 2020).
2.1.4.

Tính chất dược học của cây Hibiscus
7

Cây Hibiscus có thể được coi là cây thực phẩm chức năng có nhiều hoạt chất sinh
học, tính sinh dược học cao, nhiều axit hữu cơ, các kích thích tố thực vật, giàu vitamin.
Nó cung cấp các chất dinh dưỡng cơ bản cho cơ thể:
- Chống lại chứng cao huyết áp.
- Làm giảm cholesterol trong máu.
- Thay đổi thành phần nước tiểu, góp phần ngăn ngừa sỏi thận.
- Có tác dụng chống viêm, sưng.
- Chống sự oxy hóa và các gốc tự do bảo vệ tế bào.
- Chống chứng co thắt gây nhồi máu cơ tim.
- Sửa đổi những đột biến gen, ngăn ngừa ung thư.
- Tăng cường chức năng tiêu hóa.
- Nâng đỡ chức năng gan mật (Science Vietnam, 2020).
Do vậy, bụp giấm là loại thảo dược với các hợp chất sinh học quý.
Hoa Hibiscus là loại hoa giàu các chất dinh dưỡng, có các loại vitamin cùng các
hoạt chất có tác dụng tuyệt với đối với sức khỏe của con người. Tiềm năng khai thác từ
hoa Hibiscus vô cùng rộng lớn và đáng để nghiên cứu, cho ra các sản phẩm để phục vụ
sức khỏe con người.
2.2. Một số nghiến cứu chế biến đồ uống từ Hibiscus
2.2.1.

Nghiên cứu trong nước

Năm 1993, Sở Khoa học công nghệ và Môi Trường tỉnh Hà Tây đã triển khai đề
tài “Chiết xuất chất màu thiên nhiên từ đài hoa Hibiscus sabdariffa để dùng trong y học,
thực phẩm và mỹ phẩm” và đề tài “Chiết xuất các chất sinh dược học trong Hibiscus
sabdariffa để làm thuốc chữa bệnh”. Sau một số năm thực hiện, đề tài kết thúc nhưng
kết quả đạt được chưa đủ để đưa cây Bụp giấm trồng ở những vùng đồi núi lên hàng vị
trí quan trọng. Một số nhà khoa học của trung tâm Công nghệ thực vật - Viện Di truyền

nông nghiệp, của Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, cũng đã nghiên
cứu và khẳng định được tác dụng dược học cao của Bụp giấm.
Theo Vy Thiên Hương (2009) đưa ra công thức chế biến thích hợp cho sản phẩm
nước bụp giấm bổ sung trà xanh thông qua việc khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như:
hàm lượng đài hoa bụp giấm, hàm lượng trà xanh và đường lên các chỉ tiêu hóa lý và
chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. Kết quả thí nghiệm cho thấy: Hàm lượng bụp giấm bổ
8


sung có ảnh hưởng đến độ axit, pH, độ Brix, góc tơng màu, điểm cảm quan màu sắc,
điểm cảm quan vị và điểm cảm quan chung; Hàm lượng trà xanh có ảnh hưởng đến điểm
cảm quan vị của sản phẩm; Hàm lượng đường bổ sung có ảnh hưởng đến độ Brix của
sản phẩm; Khoảng tỉ lệ đạt điểm cảm quan cao nhất là: Bụp giấm: 1,42 – 1,6 %; Trà
xanh: 0,55 – 0,63 %; Đường: 11,8 – 12,8 % ; Tỉ lệ phối chế thích hợp là: Bụp giấm: 1,6
%; Trà xanh: 0,6 %; Đường: 12 %.
Nghiên cứu của Nguyễn Thị Huệ và cộng sự (2012) cho thấy tỷ lệ hoa Bụp giấm
với nước trong quá trình chiết xuất là: 1:200, nhiệt độ thanh trùng sản phẩm ở 80°C
trong 15 phút. Sản phẩm nước giải khát từ đài hoa Bụp giấm giàu giá trị dinh dưỡng
như: chất chống oxy hóa anthocyanin, vitamin C, các acid hữu cơ,... sản phẩm cung cấp
chất có khả năng chống oxy hóa cho cơ thể, phù hợp với mọi lứa tuổi. Đặc biệt là hàm
lượng anthocyanin là chất chống oxy hóa có khả năng phịng chống các bệnh ung thư,
tim mạch và nhiều bệnh khác.
2.2.2.

Nghiên cứu nước ngoài

Năm 2012, Wahid A. Luvonga và cộng sự tại Kenya, nghiên cứu đề tài “Chemical
characterization of Hibiscus sabdariffa (Roselle) calyces and evaluation of its functional
potential in the food industry”, đã khảo sát và định lượng một số thành phần dinh dưỡng
và khoáng chất của đài hoa Bụp giấm. Đồng thời đánh giá cảm quan về mùi cho thức

uống Bụp giấm trong công nghiệp.
Kết quả nghiên cứu của Herrear và cộng sự (2007), cho thấy khi uống 10gam đài
hoa bụp giấm khơ hãm với 519 ml nước nóng mỗi ngày trước bữa sáng liên tục 4 tuần,
huyết áp tâm thu giảm 11 %, huyết áp tâm trương giảm 12,5 %, tương đương với nhóm
bệnh nhân đối chứng uống Captopril liều 50mg / ngày.
Kết quả của một nghiên cứu lâm sàng mù đơi có đối chứng được thực hiện bởi
nhóm McKay và cộng sự (2010) tiến hành trong sáu tuần, nhóm nghiên cứu mỗi ngày
uống 240 ml trà bụp giấm, huyết áp tâm thu và tâm trương đều giảm (5,5 % và 4 %).
Bụp giấm giúp bảo vệ gan: dịch chiết nước và anthocyanin (200mg / kg) của đài
hoa bụp giấm làm giảm men gan ALS, AST trên bệnh nhân rối loạn chuyển hóa. Dịch
chiết ethanol cũng làm giảm đáng kể peoxid lipid trên mơ hình hoại tử gan bằng cacbon
tetrachlorid (Dahiru và cộng sự, 2003).
9


2.3. Các sản phẩm từ hoa Hibiscus
Hiện nay trên thị trường có nhiều sản phẩm được chế biến từ chế phẩm Hibiscus
như: Ơ mai Hibiscus, muối Hibiscus, trà khơ Hibiscus, trà túi lọc Hibisucs, mứt
Hibisus,...

Hình 2.2. Các sản phẩm từ hoa Hibiscus
Các sản phẩm được sản xuất từ chế phẩm Hibiscus xuất hiện ngày càng đa đạng
về chủng loại, mẫu mã trên thị trường. Cho thấy tiềm năng các sản phẩm từ Hibiscus
ngày càng rộng mở, có triển vọng phát triển trong tương lai.
2.4. Tổng quan phương pháp chiết xuất
Chiết xuất (hay trích ly) là phương pháp nhằm tách một hoặc một số chất hòa tan
trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất lỏng khác (dung môi). Đây là phương pháp
phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành cơng nghiệp, đặc biệt cơng nghiệp
hóa chất, dược phẩm và thực phẩm.

10


Phương pháp này được sử dụng để tách một chất hoặc một nhóm chất từ hỗn hợp,
dựa vào sự chuyển pha của chất tan giữa 2 pha động và tĩnh. Việc chiết xuất các sản
phẩm tự nhiên tiến hành qua các giai đoạn sau:
Dung môi thâm
nhập vào
nguyên liệu

Chất tan chuyển
vào trong
dung môi

Dịch chiết được
tách ra khỏi
nguyên liệu

Thu được các
chất tan đã chiết

Hình 2.3. Nguyên lý chung của phương pháp chiết
Trong các bước trên, bất kỳ yếu tố nào làm tăng khả năng khuếch tán và độ hòa
tan đều sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết xuất. Những yếu tố đó có thể kể
đến như: đặc tính của dung mơi chiết, kích cỡ ngun liệu, tỷ lệ dung môi / nguyên liệu,
nhiệt độ chiết và thời gian chiết.
2.4.1.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất

Quá trình chiết xuất phụ thuộc vào hiệu quả của quá trình khuếch tán. Tốc độ
khuếch tán càng nhanh thì quá trình chiết xuất càng nhanh (Trần Minh Tuấn, 2008).
- Ảnh hưởng của thời gian: Quá trình khuếch tán phụ thuộc theo thời gian, khi
đạt đến thời gian nhất định tốc độ khuếch tán đạt giá trị cực đại và sẽ giảm dần sau đó.
Theo đó, ta có thể nhận thấy tốc độ chiết xuất sẽ giảm dần theo thời gian, cần xác định
thời gian chiết xuất đạt đến trạng thái bão hòa, tức là tốc độ chiết xuất xấp xỉ bằng 0
(A.Fick, 1855).
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng thì hằng số tốc độ khuếch tán cũng
tăng theo. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể làm mất dung môi, dẫn đến chiết xuất các
tạp chất không mong muốn và sự phân hủy các thành phần nhiệt rắn.
- Ảnh hưởng của kích thước vật liệu: Kích thước nguyên liệu cho chiết xuất
được nghiền càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn, cộng thêm tốc độ
khuấy trộn được bổ sung thì tốc độ khuếch tán hay tốc độ chiết xuất cũng tăng theo. Tuy
nhiên, kích thước hạt quá mịn sẽ gây tốn kém sự hấp thụ quá mức của chất tan trong
chất rắn và khó khăn trong quá trình lọc tiếp theo.
- Ảnh hưởng của dung môi tách chiết: Trong tế bào nguyên liệu chiết xuất, các
hoạt chất sinh học trong nguyên liệu thường có liên kết với glycoprotein thông qua mạch
manone, khi sử dụng dung mơi chiết xuất có chứ H+ hoặc OH- sẽ cắt đứt liên kết este
11


giữa protein và polysaccharide một cách định tính, có thể hiểu xúc tác này làm giảm
năng lượng hoạt hóa khuếch tán, sử dụng dung môi chiết xuất như một chất xúc tác phản
ứng phân cắt các liên kết este, làm lỏng lẻo cấu trúc thành tế bào nguyên liệu chiết xuất,
việc thủy phân các liên kết này tạo ra hệ mao quản mới, làm tăng độ xốp vật liệu do đó
làm tăng hằng số tốc độ khuếch tán.
2.4.2.

Chiết xuất với hỗ trợ bằng sóng siêu âm

Siêu âm (ultrasound) là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của
các phân tử trong khơng gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngưỡng nghe của con người
đó là khoảng 16 - 20000 kHz. Ngồi ra, sóng siêu âm có bản chất sóng dọc hay sóng
nén, nghĩa là trong trường siêu âm các phân tử dao động theo phương cùng với phương
truyền sóng. Trong q trình chiết xuất, sóng siêu âm được áp dụng để tăng hiệu quả
chiết nhờ tác dụng phá vỡ cấu trúc tế bào, tăng cường khả năng tiếp xúc giữa dung môi
và các chất tan trong nguyên liệu, làm tăng sự hòa tan vào dung mơi và tăng q trình
khuếch tán chất tan. Sóng siêu âm thường được dùng trong chiết xuất có tần số từ 20
KHz đến 100 MHz.
- Ưu điểm: Phương pháp chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm là rút ngắn
thời gian chiết, có thể áp dụng hầu hết các loại dung môi với độ phân cực khác nhau,
lượng dung mơi sử dụng ít, chi phí thấp và giảm ô nhiễm môi trường.
- Nhược điểm: Phương pháp này không áp dụng được với những hợp chất dễ bị
thủy phân hoặc có hoạt tính khơng ổn định dưới tác dụng của sóng siêu âm.
Hiện nay, việc sử dụng sóng siêu âm để hỗ trợ cho các quá trình tách chiết các
hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học hoặc mang màu từ các nguyên liệu thực vật để
ứng dụng cho các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm, nhuộm vật liệu dệt,… đang nhận
được nhiều sự quan tâm.
Hiệu quả của phương pháp này trong việc tăng hiệu suất chiết, giảm thời gian chiết
và tác dụng xấu đến hợp chất cần chiết xuất đã được chứng minh bởi sóng siêu âm tạo
ra nhiều dòng chất lỏng nhỏ, chứa các bọt khí siêu nhỏ, có áp suất lớn, tác động trực tiếp
lên bề mặt vật liệu chiết. Khi các vi bọt khí này nổ sẽ tạo ra áp lực lớn, tác động vào các
vị trí gần kề, làm vỡ các tế bào thực vật, tạo động lực cho các hợp chất tự nhiên dễ
khuếch tán ra môi trường chiết.
12


Trong ngành công nghiệp, ứng dụng kỹ thuật siêu âm được phân biệt thành hai loại:
cường độ thấp (còn gọi là siêu âm tần số cao hoặc siêu âm "không phá hủy") và cường độ
cao (còn được gọi là siêu âm tần số thấp hoặc siêu âm "năng lượng”). Hai loại này khác

nhau về mục tiêu cần đạt được, các ứng dụng, về năng lượng và tần số siêu âm được áp
dụng. Mục tiêu của siêu âm cường độ thấp thường để xác định một số chất vơ hình trong
mơi trường, trong khi siêu âm cường độ cao thường tập trung vào thay đổi một số phần của
môi trường hoặc xúc tác cho một phản ứng hóa học.
Siêu âm cường độ thấp được áp dụng để xác định vị trí lỗi và các vật thể lạ trong
thực phẩm trong quá trình kiểm tra đảm bảo chất lượng, siêu âm cường độ cao được áp
dụng cho các mục đích như phá hủy thành tế bào của vi sinh vật trong thực phẩm, biến tính
protein, kích thích nảy mầm hạt giống và nâng cao kết tinh trong thực phẩm. Những thơng
số chính của quá trình để phân biệt hai loại siêu âm là năng lượng siêu âm và tần số. Siêu
âm cường độ thấp có năng lượng thấp, với những cường độ năng lượng dưới 1W/cm2 và
tần số cao từ 1 - 10 MHz. Siêu âm cường độ cao có năng lượng cao với những cường độ
năng lượng trên 10W/cm2 và tần số thấp từ 16 - 100 kHz. Siêu âm cường độ cao còn được
gọi là siêu âm tần số thấp.
Các tần số lựa chọn sẽ có một tác động mạnh đến hiện tượng xâm thực khí. Mức
độ xâm thực khí xảy ra trong chất lỏng phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tần số và kích
thước bong bóng. Áp suất cao từ các dao động của âm thanh tạo ra những bong bóng
trong chất lỏng để tăng nhanh về kích thước và để làm vỡ. Khi sự bể vỡ bong bóng theo
biên độ quá nhiều, sự nổ vỡ của bong bóng càng dữ dội, một hiện tượng gọi là xâm thực
khí qn tính có thể làm thay đổi các tính chất hóa lý của thực phẩm. Khi cơng suất siêu
âm càng lớn thì hiện tượng xâm thực khí diễn ra càng mạnh, do đó mơ quả và cấu trúc
thành tế bào bị phá vỡ nhiều hơn và hiệu suất chiết xuất chất chiết tăng lên.
2.5. Tổng quan sản xuất trà hòa tan
2.5.1.

Sơ lược về đồ uống sản xuất từ trà

Đồ uống là một loại thực phẩm rất quan trọng trong cuộc sống của con người, nó
chiếm tỷ lệ sử dụng đáng kể trong cuộc sống hằng ngày. Trà là một trong các loại thức
uống rất quen thuộc đối với người dân nhiều nước trên thế giới và đã trở thành thứ đồ
uống rất thông dụng, được nhiều người ưa chuộng. Ngày nay trà được sử dụng khắp mọi

nơi và đã được chứng minh trà có nhiều thành phần có lợi cho sức khỏe, sử dụng thường
13


xuyên có thể giảm béo, chắc xương, trẻ lâu, ngừa một số bệnh như tiểu đường, mỡ máu,
cao huyết áp, ung thư (Phạm Mai Anh, 2013).
2.5.2.

Thực trạng phát triển của ngành sản xuất trà hòa tan trên thế giới

Trà hòa tan hiện nay đã trở thành mặt hàng phổ biến, chiếm một số lượng lớn
trên thị trường thế giới. Từ sau đại chiến thứ hai, người ta chú ý rất nhiều đến việc chế
biến và sản xuất thương mại các loại trà hịa tan thích hợp. Ở Mỹ, sản xuất trà hòa tan
từ 5,6 % từ năm 1960, năm 1974 tăng lên 40 % tổng khối lượng hiện nay. Ở Nhật, trà
hòa tan đã được bán từ lâu và tại nước này cũng như Ấn Độ, Sri Lanka cũng đã nghiên
cứu thành công và chế biến được trà xanh, trà hòa tan từ nguyên liệu đạt chất lượng tốt.
Những phương pháp sản xuất trà hòa tan với chất lượng trà có thể chấp nhận được hiện
đang được phát triển. Do đặc tính rất tiện lợi của nó chẳng hạn như dễ dàng có được một
tách trà thật đặc hoặc có khả năng hịa tan nhanh và khơng để lại các chất bã thải, trà
hòa tan được sản xuất ngày càng nhiều, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hiện đại (Phạm Mai
Anh, 2013).
2.5.3.

Thực trạng phát triển của ngành sản xuất trà hòa tan ở Việt Nam

Ở nước ta hiện nay, trà hòa tan đã và đang được nghiên cứu và sản xuất bước
đầu. Nước ta là một trong những nước có tiềm năng phát triển mạnh mẽ về trà. Một số
loại trà hịa tan ở nước ngồi đã xuất hiện ở nước ta. Đã có những nghiên cứu về cơng
nghệ trà hịa tan ở nước ta và có những bước đầu thử nghiệm. Bởi vì trà hịa tan chất
lượng cao có thể sản xuất từ lá trà và cành trà non mà ở nước ta có rất nhiều do đó trà

hịa tan có ý nghĩa kinh tế rất lớn.
Sản phẩm trà hòa tan đối với người tiêu dùng ở nước ta đã khơng cịn xa lạ. Chắc
chắn rằng trong tương lai cùng với sự phát triển nền kinh tế đất nước, u cầu của người
dân càng cao, khi đó ngành cơng nghiệp chế biến trà tại Việt Nam sẽ phát triển mạnh
mẽ, đáp ứng đầy đủ nhu cầu tiêu thụ trà trong nước và xuất khẩu (Phạm Mai Anh, 2013).

14