Tìm hiểu về công nghệ sản xuất bột nhân sâm hòa tan

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

1
MỤC LỤC


Phần 1: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU 4
I. Nhân sâm - Loại rễ cây kỳ diệu 4
II. Lịch sử phát triển cây nhân sâm 4
III. Cây nhân sâm 5
IV. Các loại sâm 6
V. Các dạng thuốc sâm 8
VI. Các thành phần trong nhân sâm 8
1. Các hợp chất saponin 9
2. Polyacetylen 17
3. Glucid 19
4. Acid hữu cơ 19
5. Lipid 19
6. Các hợp chât chứa nitơ 19
7. Vitamine 19
8. Một số hợp chất khác 19
VII. Chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu 20
1. Nhân sâm 20
2. Maltodextrin 20
Phần 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 21
I. Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất bột nhân sâm hòa tan 21
II. Giải thích quy trình công nghệ 22
1. Xử lý sơ bộ 22
2. Nghiền 23
3. Trích ly 28
4. Lọc 30

5. Cô đặc bốc hơi 33
6. Phối chế 36
7. Sấy phun 34
8. Sấy thăng hoa 42
9. Nghiền mịn 45
10. Tạo hạt 46
11. Đóng gói 48
III. So sánh 2 quy trình công nghệ 51
IV. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 52
V. Thành tựu công nghệ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

2

DANH MỤC CÁC BẢNG


Bảng 1: Cấu trúc của oleanane 9
Bảng 2: Cấu trúc của protopanaxadio 10
Bảng 3: Cấu trúc của protopanaxatriol 11
Bảng 4: Đặc tính vật lý 12
Bảng 5: Phần trăm saponin ở các tuổi sâm khác nhau 13
Bảng 6: Lượng saponin trong các bộ phận khác nhau của cây nhân sâm 13
Bảng 7: Thành phần saponin trong rễ chính 13
Bảng 8: Thành phần saponin trong các rễ phụ 13
Bảng 9: Thành phần saponin trong lá nhân sâm 14
Bảng 10: Thành phần saponin trong hoa Nhân sâm 14
Bảng 11: Thành phần saponin trong quả nhân sâm 14

Bảng 12: Thành phần của saponin trong Hồng sâm và Bạch sâm 16
Bảng 13: Thành phần lipid trong nhân sâm 19
Bảng 14: Ảnh hưởng giữa tỷ lệ dung môi và mẫu đến hiệu suất
thu hồi và hàm lượng saponin 54
Bảng 15: Ảnh hưởng của thời gian bức xạ đến hiệu suất thu hồi và hàm
lượng saponin 55
Bảng 16: Ảnh hưởng của năng lượng bức xạ đến hiệu suất thu hồi và hàm
lượng saponin 55
Bảng 17: So sánh hiệu suất thu hồi và hàm lượng saponin qua số lần
trích ly 56
Bảng 18: So sánh các phương pháp trích ly 56
Bảng 19: So sánh các phương pháp trích ly thông qua hàm lượng
ginsenoside 57

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

3



DANH MỤC CÁC HÌNH


Hình 1: Củ nhân sâm 4
Hình 2: Cây nhân sâm 5
Hình 3: Các giai đoạn phát triển của cây từ 1-4 năm tuổi 6
Hình 4: Nhân sâm, bạch sâm và hồng sâm 8
Hình 5: Công thức cấu tạo một số hợp chất polyacetylene 18
Hình 6: Thiết bị rửa phun 23
Hình 7: Máy nghiền trục 24
Hình 8: Thiết bị trích ly bộ lọc (bộ khuếch tán) 28
Hình 9: Sơ đồ quá trình trích ly nhiều bậc 29
Hình 10: Thiết bị lọc khung bản 32
Hình 11: Khung và bản lọc 32
Hình 12: Thiết bị cô đặc chân không một cấp dạng màng rơi 35
Hình 13: Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy 37
Hình 14: Đầu phun ly tâm 39
Hình 15: Buồng sấy 40
Hình 16: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy phun 41
Hình 17: Đồ thị p – t của nước 42
Hình 18: Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa 44
Hình 19: Thiết bị nghiền chậu con lăn 47
Hình 20: Thiết bị tạo hạt 48
Hình 21: Thiết bị đóng gói 50

Hình 22: So sánh các phương pháp trích ly bằng phương pháp
phân tíchTLC 58








Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

4
BỘT NHÂN SÂM HÒA TAN

PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU

I. Nhân sâm - Loại rễ cây kỳ diệu:
Sâm là tên gọi khái quát chỉ một số loại cây thân thảo mà củ và rễ được sử dụng làm thuốc từ
rất lâu đời tại nhiều nước châu Á, thuộc nhiều chi họ khác nhau nhưng chủ yếu là các loại thuộc
chi Sâm, các loại củ sâm có hình dáng hao hao giống hình người, đặc biệt là nhân sâm.

Nhân sâm có tên khoa học là Panax
ginseng C.A.Meyer - là một loại cây thuộc
Araliaceae (Ngũ gia bì), có nhiều loại nhân
sâm với các tên khoa học khác nhau, tuy nhiên
loại có tác dụng được khoa học kiểm chứng là
loại nhân sâm Panax ginseng. Các nhà khoa
học đã tìm ra trong nhân sâm có chứa nhiều
thành phần khác nhau, tuy nhiên ginsenosides,

chính là thành phần quyết định tác dụng của
nhân sâm. Đây chính là chất có khả năng tạo
ra những ảnh hưởng tích cực đối với sức khỏe.

II. Lịch sử phát triển của cây nhân sâm:
Kể từ thời xa xưa nhất của lịch sử Trung Quốc (3000 năm trước Tây lịch) Nhân sâm đã được
nhắc nhở tới như là một thần dược.
Y sư Đào Hoằng Cảnh (452-536) đã viết về Nhân sâm như sau: Nhân sâm mọc trong khe núi,
được dùng để trị ngũ thương, an thần, giảm xúc động, trị hồi hộp, làm sáng mắt, tăng thần và gia
tăng trí năng. Dùng lâu sẽ làm gia tăng tuổi thọ. Sở dĩ có tên nhân sâm vì củ nhân sâm có hình
dạng giống con người.
Tới đời Tùy Đường, triều đình cho thành lập Thái y viện để nghiên cứu chính thức về y học,
cho thiết lập những vườn cây thuốc, trong đó có việc trồng sâm tại Mãn Châu nhất là khu vực
Cát Lâm.
Tới thế kỷ 18 đến đầu thế kỷ 20, nhà Thanh coi sâm là một món quốc cấm, triều đình dành
toàn bộ việc khai thác, chế biến; sâm bán ra ngoài rất ít nên giá rất cao. Bởi vì vậy nên thương
nhân mới chuyển sang buôn bán sâm Bắc Mỹ, mở ra một kỷ nguyên trồng trọt, thu nhặt và chế
biến loại dược thảo này.

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

5
Ngoài Trung Quốc, nhiều quốc gia Á châu khác cũng có sâm như Triều Tiên, Nhật Bản.
Chính nhờ ảnh hưởng của Trung Quốc truyền sang Triều Tiên, rồi từ Triều Tiên sang Nhật Bản,
từ đó dược thảo chính yếu là nhân sâm được phổ biến rộng rãi. Nhân sâm được trồng nhiều kể cả
Bắc lẫn Nam Triều Tiên. Ngày nay Triều Tiên là một nước sản xuất nhân sâm có hạng trên thế
giới.
Đầu thế kỷ 17, linh mục Pére Jartous thuộc dòng tên ở Trung Hoa đã nghiên cứu nhân sâm
mọc hoang, đăng tải trên tạp chí Triết học của Hiệp hội hoàng gia Luân Đôn năm 1914, ông đã
mô tả chi tiết những cây nhân sâm lại kèm theo hình vẽ nên người Âu Châu mới nhận ra rằng

không phải tại Trung Hoa mới có giống cây huyền bí này mà ở Bắc Mỹ cũng có nhiều dã sâm
mọc khắp nơi trong rừng núi. Đó là thời kỳ người ta bắt đầu khai thác sâm Âu Mỹ thường gọi là
sâm Hoa Kỳ.
Theo người Trung Quốc, loại rễ kỳ lạ này có thể chữa khỏi mọi bệnh tật, từ mệt mỏi đến ung
thư. Vì vậy mà chúng đã được sử dụng từ 7.000 năm nay.

Có thời nhân sâm được coi là quý và hiếm đến nỗi ở Trung Quốc chỉ có hoàng đế mới được
phép thu giữ loại rễ này. Xuất khẩu nhân sâm sang nước khác bị coi là trọng tội và bị xử tử hình.
Người Trung Quốc và người Tartar đã đánh nhau đổ máu vì những vùng đất có nhân sâm mọc,
và một lãnh chúa Tartar đã từng xây cả một bức tường bao quanh một quận để canh giữ những
cây nhân sâm mọc trong đó. Một hoàng đế Trung Hoa đã từng trả một khoản tiền tương đương
25.000 đô la để có được một củ nhân sâm Mãn Châu. Ngày nay, nhân sâm vẫn là loại cây thuốc
đắt nhất thế giới.

III. Cây nhân sâm:

Cây nhân sâm là loại cây sống lâu năm, mọc trong khe núi ,
cao chừng 0,6m. Rể mẫm thành củ to, lá mọc vòng, có cuống
dài, lá kép gồm nhiều lá chét mọc thành hình chân vịt.


Nếu cây mới được một năm thì cây chỉ có một lá với 3 lá
chét, nếu cây nhân sâm được 2 năm cũng chỉ một lá với năm lá
chét, riêng sâm Trung Quốc có thể có bảy lá chét. Nếu 3 năm thì
có 2 lá kép, 4 năm có 3 lá kép. Nếu 5 năm trở lên thì có 4-5 lá
kép, tất cả đều có 5 lá chét hình trứng, mép lá chét có răng cưa
sâu.

Hình 1: Cây nhân sâm
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

6
Bắt đầu từ năm thứ 3 trở đi, cây nhân sâm mới có hoa, kết quả. Hoa xuất hiện vào mùa hạ.
Cụm hoa hình tán mọc ở đầu cành, mọc giữa vòng lá kép mang rất nhiều hoa nhỏ, hoa màu trắng
hay xanh nhạt, 5 cánh hoa, 5 nhị, bầu hạ 2 núm. Quả mọng hơi dẹp to bằng hạt đậu xanh, khi
chín có màu đỏ, trong chứa 1 tới 2 hạt, quả sâm Việt Nam đa số có chấm đen ở đỉnh và chủ yếu
có 1 hạt, còn sâm Trung Quốc thường chứa 1-2 hạt, một số ít quả có chấm đen. Hạt cây sâm năm
thứ 3 chưa tốt, thường người ta bấm bỏ đi Đợt cây được 4-5 năm mới để ra quả và lấy hạt làm
giống.


IV. Các loại sâm:
Y học cổ truyền (YHCT) xếp Sâm là vị thuốc đứng đầu trong các vị thuốc bổ : sâm, nhung,
quế, phụng. Có nhiều loại sâm:
Nhân sâm (Panax Ginseng – Araliaceae): được mô tả sớm nhất, theo lịch sử YHCT của
Trung Quốc từ 3000 năm trước Công nguyên, Nhân sâm đã được nói đến như là một thần dược
trong “Thần nông bản thảo” của vua Thần nông.
Nhân sâm là loại củ có hình dáng giống hình người, nên một số vị thuốc khác có hình dáng
tương tự cũng được gọi là Sâm, và hơn thế nữa nhân sâm là một vị thuốc bổ, nên các vị thuốc
khác có tác dụng bổ cũng được gọi là Sâm. Để phân biệt thường người ta gọi thêm tên địa
phương hoặc màu sắc vào như:
 Đảng sâm (Codonopis sp. Campanulaceae): mọc và sản xuất ở Thượng Đảng
 Huyền sâm (Sorophularia Miq. Scrophulariaceae): có màu đen
 Đan sâm (Salviae multiorrhizae Lapiataceae): có màu đỏ
 Bố chính sâm (Hibicus sagittifolius Malvaceae): mọc và sản xuất ở Bố Trạch
Hình 2: Các giai đoạn phát triển của cây từ 1-4 năm tuổi
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

7
 Sa sâm (Launae pinnatifida Compositae/Adenophora verticulata): “sa” là cát, sâm này

mọc ở vùng đất cát
 Thổ cao ly sâm (Talinum crassifolium Portulacaceae)
 Nam sâm (Schefflera octophylla Araliaceae)
 Sâm rừng (Boerhaavia respens L.Nyctaginaceae)
 Bàn long sâm (Spiranthes sinesis Orchdaceae)
 Điền thất nhân sâm (sâm tam thất, Panax Pseudo Ginseng)
 Sâm Nhật Bản (Panax Joponicum) dùng để thay thế khi không có Nhân sâm, có tác
dụng bổ Tỳ – Vị
 Sâm Hoa Kỳ (Panax Quinquefolium): còn gọi là sâm Bắc Mỹ. Năm 1984, nhà nghiên
cứu Albert Leung ở Mỹ đã phân biệt hiệu năng giữa sâm Hoa Kỷ và Nhân sâm như sau:
sâm Hoa Kỳ được coi là có tính mát, tính hàn, gần như đối nghịch với Nhân sâm có tính
ấm hay nhiệt. Dùng sâm Hoa Kỳ vào mùa hè nhằm giải nhiệt, hạ hỏa
 Sâm Tây Bá Lợi Á (Siberia Ginseng) còn gọi là sâm Liên Xô
 …
Tất cả các loại nêu trên đều có tác dụng bổ, nhưng việc sử dụng không đơn giản, có loại đã
được nghiên cứu, có loại còn được dùng theo kinh nghiệm, nhưng quan trọng khi sử dụng phải
nắm vững được dược tính của nó, nếu không, không những không hiệu quả mà đôi khi còn nguy
hại.

Theo y học cổ truyền, 5 loại Sâm dùng để trị bệnh cho 5 tạng trong cơ thể là:
Nhân Sâm bổ Tỳ.
Sa Sâm bổ phế.
Huyền Sâm (hay nguyên sâm) bổ Thận.
Đan Sâm (hay Xích-Huyết Sâm) bổ Tâm.
Quyền Sâm (hay Tử Sâm) bổ Can
Sâm trồng tại xứ Cao-Ly (Triều Tiên) được đánh giá là tốt nhất. Người ta đã thử lấy
giống sâm Hàn Quốc đi trồng ở nơi khác với cấu tạo đất và điều kiện khí hậu tương đương (sâm
Hoa kỳ) nhưng vẫn không có được sản phẩm tốt tương đương.
Sâm tốt là nhân sâm Triều Tiên (Panax Ginseng C.A.Meyer) được thu hái từ năm thứ sáu,
khi hái không làm rễ bị đứt. Hai loại nổi tiếng nhất (theo cách chế biến) là:

 Hồng sâm: là những củ sâm to nhất, màu trắng ngà còn nguyên rễ nhỏ, màu đẹp, giống
hình người. Cách chế biến: chọn những củ sâm to, trên 37g, rửa sạch đất cát, cho vào nồi hấp
bằng hơi nước từ 1 giờ 20 phút tới 1 giờ 30 phút. Nhiệt độ hấp 80 – 90
o
C, sau đó sấy khô ở 60 –
70
o
C trong 6 – 7 giờ hoặc 50 – 60
o
C trong 8 – 10 giờ. Sau khi chế biến thì nhân sâm có thành
phần tinh bột trong rễ bị chính và khi khô thì thể chất trở nên trong suốt như sừng, có màu hồng,
mùi thơm, vị ngọt hơi đắng.
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

8

 Bạch sâm: là sâm tốt nhưng không đạt tiêu chuẩn như hồng sâm. Trước hết cắt bỏ rễ
con, cạo sạch vỏ mỏng, sau đó phơi nắng cho khô, đem sửa lại cho giống hình người rồi lại phơi
tiếp (hoặc sấy) cho khô hẳn. Mặt cắt ngang có màu trắng ngà và xốp, có mùi thơm, vị ngọt, hơi
đắng.

Trong mỗi loại lại có nhiều hạng tốt xấu khác nhau. Từ hạng nhất (thiên), hạng nhì (địa),
hạng ba (hảo), hạng tư (vĩ), lại còn có loại to, nhỏ, vụn v.v Bạch sâm, Hồng sâm là loại được
bào chế bằng cách chưng cách thủy qua một dung dịch thuốc bắc.
Ngoài ra còn có sâm của nhiều nước khác trên thế giới như Liên xô (cũ), Nhật Bản,
Trung Quốc, Hoa kỳ… Tại Việt Nam, có hai loại sâm được xếp vào loại sâm thật, đó là sâm Việt
Nam (Panax Vietnamensis) còn gọi là sâm K5 và sâm Tam thất (Panax pseudogingseng) mà các
sản phẩm đặc chế từ hai loại sâm này đang được nhiều người tín nhiệm.
V. Các dạng thuốc sâm:
Ngoài sản phẩm hàng đầu là sâm củ, Hàn quốc tận dụng thế mạnh để sản xuất nhiều dạng
thuốc chứa sâm như sâm lát (ngậm hoặc pha trà), trà sâm (hoà tan), thuốc bổ đa sinh tố kết hợp
với sâm, rượu bổ sâm… Ngoài ra còn có các thức ăn bổ dưỡng (health food) chứa sâm.
Việt Nam cũng khai thác rất nhiều các loại thuốc chứa sâm như sâm nhung đại bổ, sâm
qui tinh, đại bổ trường sinh tửu, sâm kỳ bá bổ tinh, sâm nhung kiện lực….


Hình 3: nhân sâm tươi (trái), bạch sâm (giữa) và hồng sâm (phải)
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

9
VI. Các thành phần trong nhân sâm:

Thân rể và củ chứa 32 hợp chất saponin triterpene, trong đó có 30 chất là saponin
dammarane, là thành phần hoạt chất có tác dụng sinh học chủ yếu của sâm. Hàm lượng saponin
toàn phần rất cao đến 10,75% ở thân rể cây mọc hoang. Còn có 7 hợp chất polyacetylene, 17 acid
béo trong đó có acid palmitic, stearic, oleic, linoleic và linolenic, 17 acid amin trong đó có đủ 8
loại acid amin cần thiết cho cơ thể, 20 nguyên tố vi lượng trong đó có Fe, Mn, Co, Se, K. Các
thành phần khác là glucid, tinh dầu…

1. Các hợp chất saponin:

Saponin được hiểu như là hoạt chất chính tạo nên những công dụng của nhân sâm. Sâm
càng có nhiều thành phần này thì càng tốt.

Saponin là một loại glycoside - nhóm hợp chất tự nhiên thường gặp trong các loài thực
vật, nhưng saponin trong nhân sâm có cấu trúc rất khác so với saponin của các loài thực vật
khác- điều đó giải thích tại sao nhân sâm có tác dụng chữa bệnh hơn hẳn.

Hợp chất saponin thường được cấu tạo từ 2 phần:

 Phần đường : glycol, phổ biến là D-glucose, D-galactose, L-arabinose, acid
galactunoic, acid D-glucuronic
 Phần phi đường : aglycol ( còn gọi là sapogenin), là phần chính của hợp chất
saponin.

Phần aglycol của saponin có trong nhân sâm được chia thành 3 loại: protopanaxadiol,
protopanaxatriol và oleanane. Trong đó, protopanaxadiol và protopanaxatriol là những saponin
triterpenoid tetracyclic có cấu trúc dammarane, còn oleanane là saponin triterpenoide pentacylic.
Những hoạt tính sinh học rất đặc biệt của nhân sâm là do những saponin có cấu trúc dammarane
mang lại.
 Nhóm oleanane:
Bảng 1: Cấu trúc của oleanane

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

10
 Nhóm protopanaxadiol:

Bảng 2: Cấu trúc của protopanaxadiol






Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

11
 Nhóm protopanaxatriol:
Bảng 3: Cấu trúc của protopanaxatriol


Hỗn hợp saponin trong nhân sâm được gọi chung là ginsenoside. Đến nay các nhà khoa học
đã phát hiện được hơn 50 loại saponin trong các loại nhân sâm trê thế giới, trong đó Hồng sâm
Triều Tiên có khoảng 35 loại.
 Tính chất vật lý:
Saponin có vị đắng, mùi nồng.
Theo tài liệu cổ Nhân sâm có vị ngọt, hơi đắng (lá có vị đắng hơi ngọt) khi nếm Nhân

Sâm thì” Tiền cam, hậu khổ, hậu cam, cam” (trước tiên có vị ngọt, sau đó thấy đắng rồi lại
ngọt và ngọt); còn Sâm Việt Nam hay Sâm Ngọc Linh khi nếm vào thấy “ Tiền khổ, hậu khổ,
hậu khổ, khổ” (nếm thấy đắng, sau vẫn thấy đắng và đắng). Đó là sự khác biệt giữa Nhân Sâm
và Sâm Việt Nam.
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

12


Saponin thường ở dạng vô định hình, khó kết tinh, tương đối bền nhiệt (điểm nóng chảy của
các saponin và sapogenin - những saponin đã được thủy phân cắt đường - thường >=200
o
C).

Bảng 4: Đặc tính vật lý của saponin

Các saponin tan tốt trong các dung môi phân cực như: nước, cồn ethylic hay methanol
loãng, ít tan trong cồn cao độ và acetone, không tan trong ether, n-hexan.

Tiền tố latinh sapo có nghĩa là xà phòng; và thực tế thường gặp từ "saponification" có
nghĩa là sự xà phòng hóa trong cả tiếng Anh và tiếng Pháp nên saponin có tính chất chung là khi
hoà tan vào nước có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch tạo nhiều bọt, khá bền khi
có tác động lắc, khuấy, sục khí, hoặc thay đổi áp suất đột ngột do tính hoạt động bề mặt của phân
tử saponin. Phân tử saponin có hai cực: ưa nước và kị nước. Nếu thủy phân cắt phần đường là
phần ưa nước thì tính tạo bọt không còn.




Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

13
Bảng 5: Phần trăm saponin ở các tuổi sâm khác nhau:

Bảng 6: Lượng saponin trong các bộ phận khác nhau của cây nhân sâm


Bảng 7: Thành phần saponin trong rễ chính:


Bảng 8: Thành phần saponin trong các rễ phụ:


Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

14



Bảng 9: Thành phần saponin trong lá nhân sâm:





Bảng 10: Thành phần saponin trong hoa Nhân sâm:




Bảng 11: Thành phần saponin trong quả nhân sâm:

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

15
 Tính chất hóa học:
Saponin có thể kết tủa với chì acetate, bari hydrocid, amoni sunfate,…lợi dụng tính chất này
để phân lập và tinh chế saponin.

Saponin có tính tạo phức với cholesterol. Đây cũng được coi là tính chất đặc trưng của
saponin vì người ta chưa tìm thấy nhóm hoạt chất nào trong cây lại có tính tạo phức với
cholesterol đặc biệt mạnh như saponin.

Một số saponin có tính phá huyết ( khả năng làm vỡ hồng cầu) ngay ở nồng độ rất loãng.
Nhiều nghiên cứu cho thấy: cấu trúc của phần aglycol có tác dụng trực tiếp đến tính phá huyết
còn phần đường của saponin có ảnh hưởng đến mức độ phá huyết. Nếu phần đường có mạch
phân nhánh thì tác dụng phá huyết mạnh hơn so với saponin có phần đường là mạch thẳng khi số
đơn vị cacbon bằng nhau.

Các saponin trong nhân sâm chia làm hai nhóm: một nhóm có tính phá huyết và nhóm kia lại
kháng lại tác nhân phá huyết. Do có sự bù trừ đó mà ginsenoside toàn phần của nhân sâm lại
không thể hiện tính phá huyết rõ rệt.

Các saponin đều là các chất hoạt quang. Thường các steroid saponin thì tả truyền còn
triterpenoid saponin thì hữu truyền. Điểm nóng chảy của các sapogenin thường rất cao.

 Tính chất sinh học:

Đa số các saponin có tác dụng sinh học như: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, tác dụng
chống khối u, tác dụng lên hệ thần kinh trung ương…Vì vậy saponin được sử dụng để làm thuốc.

Saponin có thể làm chết cá và một số động vật máu lạnh khác ở nồng độ rất thấp. Tính chất
này được giải thích do saponin làm tăng tính thấm của biểu mô đường hô hấp, làm mất các chất
điện giải cần thiết cho cơ thể.















Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

16


Bảng 12: Thành phần của saponin trong Hồng sâm và Bạch sâm:

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

17
 Tác dụng dược lí của saponin:
Qua nhiều cuộc nghiên cứu, các nhà khoa học đã nhận thấy rằng mỗi loại saponin có tác dụng về
mặt dược lí khác nhau. Sau đây là tác dụng dược lí của một vài saponin đặc trưng:

 Rb: kích thích tổng hợp cholesterol, duy trì áp suất trong máu bình thường.
 Rb
1
: Tác dụng kích thích tổng hợp RNA và protein trên huyết thanh và gan động vật,
làm hạ huyết áp, chống co giật, giảm đau, chống loét dạ dày (gây ra do stress), tái tạo
thần kinh, cải thiện sự chuyển hóa nhanh các chất trong ruột non.
 Rc: kích thích tổng hợp protein huyết thanh, kích thích tuyến thượng thận sản xuất
steroid, duy trì áp suất trong máu bình thường.
 Re: giúp chữa bệnh tiểu đường.
 Rd: cải thiện sự chuyển hóa nhanh các chất trong tế bào ung thư.
 Rg
3
, Rg
5

: ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư.
 Rg
1
: kích thích tổng hợp DNA, protein và lipit trên tế bào tủy xương động vật, kích
thích hệ thần kinh trung ương, làm tăng huyết áp, chống mệt mỏi, tăng cường khả năng
khả năng học tập.
 Rh
1
: bảo vệ gan, chống khối u.
 m-R
2
: có tác dụnh kích hoạt tác dụng chống ung thư in vitro và in vivo ( Konoshima và
công sự, 1998).
 Rh
2
: là hoạt chất chống ung thư rất mạnh.


2. Polyacetylene:
Có hơn 20 hợp chất polyacetylene được tìm thấy trong nhân sâm, đặc biệt là ở Nhân sâm
Triều Tiên, hàm lượng của chúng cao hơn các loại nhân sâm khác từ 30 – 60%. Polyacetylene
giúp chống ung thư, chống oxi hóa.

Các hợp chất polyacetylene đã được tìm thấy trong nhân sâm Triều Tiên:

 Ginsenoyne A 8-[3-(6-heptenyl)-oxiranyl]-1-octene-4,6-diyn-3-ol
 Ginsenoyne B 10-chloro-1,16-heptadecadiene-4,6-diyne-3,9-diol
 Ginsenoyne C 1,16-heptadecadiene-4,6-diyne-3,9,10-triol
 Ginsenoyne D 8-(3-heptyloxiranyl)-4,6-octadiyn-3-ol
 Ginsenoyne E (2R-cis)-8-(3-heptyloxiranyl)-1-octene-4,6-diyn-3-one

 Ginsenoyne F 8-[3-(6-heptenyl)-oxiranyl]-1-octene-4,6-diyn-3-ol, acetate
 Ginsenoyne G 8-(3-heptyloxiranyl)-4,6-octadiyn-3-ol, acetate
 Ginsenoyne H 8-[3-(6-heptenyloxiranyl)-4,6-octadiyn-3-ol, acetate
 Ginsenoyne I 8-(3-heptyloxiranyl)-[2R-[2(3R,4E), 3]]-1,4-octadien-6-yn-3-ol
 Ginsenoyne J [S-(E,Z)]-1,4,9-heptadecatrien-6-yn-4,6-diyn-3-ol
 Ginsenoyne K 10-hydroperoxy-1,8-heptadecadiene-4,6-diyn-3-ol
 Panaxydol 3-hydroxy-9S,10R-epoxyheptadeca-1-ene-4,6-diyne.
 Acetylpanaxydol 3-acetyloxy-9S, 10R-expoxyheptadeca-1-ene-4, 6-diyne
 Panaxydolchlorhydin 10-chloro-3,9-dihydroxyheptadeca-1-ene-4,6-diyne
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

18
 Panaxyne tetradeca-13-ene-1,3-diyne-6,7-diol
 Panaxyne-epoxide tetradeca-13-ene-1,3-diyne-6,7-diol
 Panaxytriol heptadeca-1-ene-4,6-diyne-3,9-diol-10-triol
 10-Acetyl- panaxytriol heptadeca-1-ene-4,6-diyne-3,9-diol-10-acetate
 Falcarinol = Panaxynol heptadeca-1,9-diene-4,6-diyne-3-ol
 Panaxacol heptadeca-3-oxo-4,6-diyne-9,10-diol.


Hình 4: Công thức cấu tạo của một số hợp chất polyacetylene

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

19
3. Glucid:
Đây là thành phần chính của nhân sâm, chiếm từ 60 – 80% khối lượng chất khô ( không kể phần
đường trong ginsenoside), bao gồm hydratcacbon, rhamnose, fructose, glucose, maltose,
saccharose…

4. Acid hữu cơ:
Nhân sâm chứa nhiều loại acid hữu cơ không bay hơi như: citric acid, malic acid, succinic
acid, ketoglutamic acid, pyruvic acid,…và các acid hữu cơ bay hơi như: acetic acid, propionic
acid, iso-butyric acid, n-butyric acid, iso-valeric acid, n-valeric acid, n-caproic acid, iso-heptyric
acid, n-heptyric acid…

5. Lipid:
Các hợp chất tan trong chất béo chiếm trung bình 2% tổng lượng chất khô. Các acid béo
thường gặp là: myristic acid, palmitic acid, palmitoeic acid, stearic acid, oleic acid, arachidonic
acid, linoleic acid, behonic acid, erucic lignoceric acid và nervonic acid.

Bảng 13 : Thành phần lipid trong nhân sâm:


6. Các hợp chất chứa nitơ:
Các hợp chất Nitơ trong nhân sâm bao gồm: protein, amino acid, alkaloid,…Các nhà khoa học
đã tìm thấy trong nhân sâm các amino acid như: aspartic, threonin, serine, glutamic, glycine,
alanine…

- Arginylfructosyl-glucose : 1-(arginine-N-yl)-1-deoxy-4-O-(-D-glucopyranosyl)-D-
fructose

- Dencichin : 3-[(carboxy-carbonyl)amino]-L-alanine


Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

20
7. Vitamine và khoáng:
Nhân sâm có chứa một số vitamine như: niacin, ascorbic acid, pantothenic acid, biotine,

folic acid, riboflavin,…và các nguyên tố khoáng: P, K, Ca, Mg, Al, Fe, Cu, Zn, Mo, Mn…

8. Một số hợp chất khác:
Polyphenol chống lão hóa, salicylic acid, vanillic acid, p-hydroxycinnamic acid…

VII. Chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu:

1. Nhân sâm:

 Trọng lượng mỗi củ : 6 – 8 g.
 Độ ẩm : < 10%.
 Hàm lượng saponin : >= 4%.
 Tổng hàm lượng chất khô hòa tan : 42 – 46 % tính theo trọng lượng nhân sâm.

2. Maltodextrin:

 Chỉ số D.E ( Dextrose Equivalent) : 15.6 – 19.5
 Độ ẩm : < 6%
 pH dung dịch : 4.5
 Khối lựơng riêng : 0.59 g/ml
 Hàm lượng đường khử : 1.6 %
 Hàm lư ợng đường maltose : 5.7 %.
 Hàm lượng trisaccharide : 8 %
 Hàm lượng tetrasaccharide : 5.8 %.
 Hàm lương polysaccharide : 78.9 %.
 Tổng số tế bào nấm mốc : < 50 tế bào / g
 Tổng số tế bào nấm men : < 50 tế bào / g

Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

21
PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I. Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất bột nhân sâm hòa
tan:

Củ nhân sâm
Nghiền
Sản phẩm
Trích ly
Lọc
Cô đặc
Phối chế
Sấy phun
Tạo hạt
Đóng gói – hoàn thiện
Nước
Chất độn
Bao bì
Bã

Xử lý sơ bộ
Nước rửa
Chất
thải
Bã
Củ nhân sâm
Nghiền
Sản phẩm
Trích ly
Lọc
Cô đặc
Phối chế
Sấy thăng hoa
Đóng gói – hoàn thiện
Nước
Chất độn
Bao bì
Bã
Xử lý sơ bộ
Nước rửa
Chất
thải
Bã
Nghiền mịn
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

22
II. Giải thích quy trình công nghệ:

1. Xử lý sơ bộ:

a. Mục đích công nghệ: Chuẩn bị
Do nguyên liệu đầu vào là Hồng sâm (Red ginseng) hoặc Bạch sâm (White ginseng) nên chúng
đã được xử lý một cách thích hợp (như đã nêu ở phần nguyên liệu). Mục đích chính của quá trình
này là rửa để làm sạch tạp chất có trên bề mặt nguyên liệu trong suốt quá trình bảo quản và vận
chuyển nhân sâm.

b. Các biển đổi của nguyên liệu:
Trong quá trình làm sạch chỉ có sự thay đổi về thành phần các cấu tử mà không có sự thay đổi về
chất.
 Vật lý:
- Khối lượng nguyên liệu thay đổi do tạp chất tách ra.
- Tỷ trọng nguyên liệu thay đổi do nước khuếch tán vào trong các mao quản.
 Hóa học: Độ ẩm nguyên liệu tăng, tổn thất một số vitamine tan trong nước.
 Hóa lý, sinh học, hóa sinh hầu như không có sự biến đổi.

c. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình:

 Lượng nước sử dụng: nếu sử dụng nhiều nước thì nguyên liệu sẽ đước rửa sạch nhưng tốn nhiều
chi phí và độ ẩm tăng sẽ gây khó khăn cho quá trình nghiền tiếp theo.
 Nhiệt độ nước:
o Nhiệt độ thường: tách được của tạp chất có phân tử lượng lớn.
o Nhiệt độ cao thì các cấu tử chuyển động hỗn loạn giúp ta tách được các cấu tử bẩn có
phân tử lượng nhỏ nhưng bên cạnh đó các chất có thể hòa tan trong nước như saponin, vitamine…cũng bị
tổn thất.
 Kích thước và hình dạng nguyên liệu: Kích thước lớn, bề mặt nhân sâm ít nếp gấp thì quá trình
tách tạp chất dễ dàng hơn và ngược lại.
 Phương pháp rửa:
o Rửa phun: nhờ áp lực của dòng nước phun vào các chất bẩn sẽ dễ
daàng được tách ra.

o Rửa ngâm: khó tách các tạp chất bám dính.







Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

23
d. Thiết bị:












Thông số công nghệ:

Nhiệt độ nước: 60 - 7O
O
C
Thời gian rửa: 1 – 2 phút

2. Nghiền:
Là quá trình làm biến đổi kích thước nguyên liệu đầu vào theo chiều hướng giảm nhỏ
kích thước (size reduction).

Động lực chính: Nén (compression), trượt (shear), va chạm (impact). Tùy từng thiết bị và
tính chất của nguyên liệu mà sẽ có 1 động lực chính hoặc kết hợp (ví dụ: máy nghiền trục động
lực chính là nén và trượt…).

Quá trình nghiền thì quan trọng vì:
o Tạo ra kích thước yêu cầu cho một số sản phẩm đặc biệt (các sản phẩm dạng
bột…)
o Gia tăng diện tích bề mặt phục vụ cho một số quá trình tiếp theo (ví dụ: trích ly,
trao đổi nhiệt, phản ứng…)
o Tăng khả năng nhào trộn
o Vận chuyển được dễ dàng….
Có 2 phương pháp nghiền: Nghiền ướt (wet milling) và nghiền khô (dry milling).


Ưu điểm
Nhược điểm
Nghiền ướt
Không lo lắng về vấn đề bụi
Kết hợp với vận chuyển bằng
nước
Máy móc bị mài mòn nhiều
hơn
Vón cục nếu ẩm quá cao
Nghiền khô
Máy móc ít bị mài mòn hơn

Không bị vón cục
Dễ nghiền hơn.
Nguy cơ cháy nổ
Không thể kết hợp với việc
vận chuyển bằng nước.
Hình 5: Thiết bị rửa phun
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

24

a. Mục đích công nghệ: Chuẩn bị
Giảm kích thước nguyên liệu nhân sâm, tăng diện tích bề mặt chuẩn bị cho quá trình trích ly.

b. Các biển đổi của nguyên liệu:

 Vật lý:
Giảm kích thước, nhân sâm chuyển từ củ lớn sang bột
Tăng nhiệt độ do ma sát.
 Hóa học:
Xảy ra một số phản ứng phân hủy (saponins, chất mùi…)
Oxy hóa cũng tăng mạnh (vitamins…)
 Hóa lý:
Tăng diện tích bề mặt
Sự bay hơi của một số cấu tử mùi. Sau khi nghiền, đem trích ly càng sớm càng tốt.
 Cảm quan: Giảm hương vị đặc trưng của nhân sâm do sự bay hơi một số chất mùi.
 Các chỉ tiêu khác ảnh hưởng không đáng kể.

c. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình:
 Kích thước và hình dạng của nguyên liệu:
o Kích thước nhỏ thời gian nghiền ngắn và ngược lại.

o Nguyên liệu đầu vào cần đồng nhất với nhau để đảm bảo chế độ nghiền và thời
gian nghiền được tối ưu hóa.
 Độ ẩm và phương pháp nghiền:
o Độ ẩm cao (ứng với phương pháp nghiền ướt): nguyên liệu dễ kết dính, vón cục
gây khó khăn trong quá trình nghiền kéo dài thời gian nghiền và có thể làm mài
mòn thiết bị.
o Độ ẩm thấp (ứng với phương pháp nghiền khô): dễ nghiền nhưng có nhiều bụi,
tăng nguy cơ gây cháy nổ, khả năng nhiễm vi sinh vật trong sản phẩm lớn và làm
tổn thất nguyên liệu.
 Thành phần hóa học và cấu trúc của nguyên liệu khi nghiền: nguyên liệu có cấu trúc cứng
thì dễ nghiền, dẻo thì khó nghiền hơn.
 Thiết bị nghiền: nghiền trục, nghiền búa, nghiền phân tán…
 Kích thước vật liệu sau khi nghiền: ảnh hưởng đến thông số nghiền, thời gian nghiền và
phương pháp nghiền.

d. Thiết bị: Máy nghiền trục (roll mills)
Máy nghiền trục thông thường được cấu tạo từ 2 trục cán hình trụ bằng thép, nằm ngang,
xoay ngược chiều nhau hoặc trong một vài trường hợp là 1 hệ thống các trục. Sau khi nghiền,
bước tiếp theo là sàng, tách ra những hạt có kích thước lớn và lặp lại quá trình nghiền. Tuy
nhiên, có một số thiết bị sử dụng 2 cặp trục nghiền trước khi qua quá trình sàng.
Đề tài: Bột nhân sâm hòa tan

25

Bề mặt của trục cán có thể trơn nhẵn, có rãnh, gợn sóng hoặc ăn khớp theo kiểu răng cưa.
Trong thực phẩm thường sử dụng nhất là trục cán trơn nhẵn, có rãnh và gợn sóng. Những trục
cán lớn, đường kính trên 500 mm, tốc độ quay từ 50 – 300 vòng/phút. Những trục nhỏ có thể
quay nhanh hơn. Thông thường, khoảng cách giữa 2 trục cán là có thể thay đổi được. Lò xo nén
quá tải (overload compression spring) cũng được lắp vào thiết bị để bảo vệ trục cán khỏi bị phá
hủy nếu có 1 vật cứng cố gắng vượt qua khoảng cách giữa 2 trục.

Thông số công nghệ:

Kích thước của bột nhân sâm ảnh hưởng đến quá trình trích ly và lọc ở những quá trình
tiếp theo. Nếu bột quá mịn, trích ly dễ hơn, nhưng lọc sẽ rất khó khăn. Nếu bột quá thô, lọc dễ,
nhưng hiệu suất trích ly không cao. Do đó chúng ta cần phải tối ưu hóa kích thước bột nhân sâm
sau khi nghiền.
Thông thường ta chọn d = 1 – 2 mm (trung bình 1.5 mm).

3. Trích ly:

Trích ly là sự rút chất hòa tan có trong nguyên liệu bằng 1 chất hòa tan khác (gọi là dung
môi) nhờ quá trình khuếch tán chất giữa những vùng có nồng độ khác nhau.

Nguyên liệu của quá trình trích ly có thể ở dạng lỏng hoặc rắn. Quá trình trích ly được
tiến hành bằng cách cho những nguyên liệu tiếp xúc với dung môi thích hợp. Sự chênh
Hình 6: Máy nghiền trục