Nghiên cứu hoàn thiện quy trình thu nhận và tạo bột chlorophyll từ lá ngô

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Nguyễn Thị Thanh Nguyệt

NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH THU NHẬN
POLYPHENOL VÀ SẢN XUẤT TRÀ HỊA TAN CĨ
CHỨA POLYPHENOL CHỐNG OXY HĨA TỪ THÂN
VÀ LÁ CÂY BẮP

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Nguyễn Thị Thanh Nguyệt

NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH THU NHẬN
POLYPHENOL VÀ SẢN XUẤT TRÀ HỊA TAN CĨ CHỨA
POLYPHENOL CHỐNG OXY HÓA TỪ THÂN VÀ LÁ CÂY BẮP
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành:
Mã số:
Quyết định giao đề tài:
Quyết định thành lập HĐ:
Ngày bảo vệ:
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
TS. Đặng Xuân Cƣờng

PGS. TS. Vũ Ngọc Bội

Công nghệ Thực phẩm
60540101
295/QĐ-ĐHNT ngày 15/3/2017
1514/QĐ-ĐHNT ngày 20/12/2018
11/01/2019

Chủ tịch Hội đồng:
Khoa sau đại học:

KHÁNH HÒA – 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài là cơng trình nghiên cứu của cá
nhân và chƣa từng đƣợc cơng bố trong bất cứ cơng trình khoa học nào khác.

Khánh Hòa, ngày

tháng

Tác giả luận văn

i

năm 2018


LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành Luận văn này,
Trƣớc hết, tơi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang,
Ban Chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Thực phẩm và Phịng Đào tạo Sau đại học
sự kính trọng, niềm tự hào đƣợc học tập và nghiên cứu tại Trƣờng trong thời
gian qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin đƣợc dành cho thầy: TS. NCVC. Đặng
Xuân Cƣờng - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang và
PGS. TS. Vũ Ngọc Bội - Trƣởng Khoa Công nghệ Thực phẩm - Trƣờng Đại
học Nha Trang đã tận tình hƣớng dẫn và hỗ trợ về tài chính để luận văn hồn
thành có chất lƣợng.
Xin ghi nhận tình cảm và sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong Khoa
Công nghệ Thực phẩm, tập thể cán bộ Trung tâm Thí nghiệm Thực hành và
tập thể cán bộ - Phịng Thí nghiệm Hóa phân tích - Viện Nghiên cứu và Ứng
dụng Cơng nghệ Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn Ban Lãnh đạo Cơng ty Yến sào Khánh Hịa đã
cho phép tôi đƣợc đi học và tạo điều kiện về thời gian để tơi hồn thành luận
văn này.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè
đã giúp đỡ động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn
vừa qua.

Khánh Hòa, ngày

tháng

Tác giả luận văn

ii

năm 2018


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. ii
MỤC LỤC ...................................................................................................... iii
DANH MỤC KÝ HIỆU ................................................................................ vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................... ix
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ x
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ........................................................................... xiv
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BẮP.................................................................. 3
1.1.1. Nguồn gốc và các thành phần cấu tạo ................................................... 3
1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cây bắp ....................... 6
1.2. TỔNG QUAN VỀ POLYPHENOL ...................................................... 10
1.2.1. Khái niệm ............................................................................................ 10
1.2.2. Phân loại .............................................................................................. 10
1.2.3. Vai trò của polyphenol ........................................................................ 15
1.2.3.1. Vai trò của polyphenol đối với thực vật........................................... 15
1.2.3.2. Vai trò của polyphenol trong các sản phẩm thực phẩm ................... 15
1.2.3.3. Vai trò của polyphenol đối với sức khỏe con ngƣời ........................ 16
1.2.4. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm polyphenol ........................ 17
1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu ở nƣớc ngồi ................................................. 17
1.2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ..................................................... 19
1.3. TỔNG QUAN CỦA Q TRÌNH TRÍCH LY .................................... 20
1.3.1. Khái niệm ........................................................................................ 20
1.3.2. Dung môi ......................................................................................... 21

1.3.3. Mục đích của q trình chiết ............................................................ 21
1.3.4. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiết rút .................... 21
1.3.5. Các yếu tố ảnh hƣởng quá trình chiết .............................................. 22
iii


1.3.6. Các thiết bị sử dụng trong quá trình chiết ........................................... 23
1.4. GIỚI THIỆU VỀ TRÀ HÒA TAN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TRÀ
HỊA TAN ..................................................................................................... 24
1.4.1. Lịch sử phát triển của sản phẩm trà hòa tan ........................................ 24
1.4.2. Một số quy trình sản xuất sản phẩm trà hịa tan ................................. 25
1.4.3. Một số sản phẩm trà hòa tan trên thị trƣờng ....................................... 29
1.5. KỸ THUẬT SẤY................................................................................... 31
1.5.1. Các phƣơng pháp sấy .......................................................................... 31
1.5.2. Một số thiết bị sấy ............................................................................... 31
CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU35
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU............................................................................ 35
2.1.1. Thân và lá bắp ..................................................................................... 35
2.1.2. Nguyên vật liệu khác ....................................................................... 35
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................... 35
2.2.1. Phƣơng pháp thu mẫu, xử lý mẫu và chiết polyphenol với hoạt tính
chống oxy hóa ............................................................................................... 35
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích cảm quan ....................................................... 35
2.2.3. Phƣơng pháp phân tích hóa lý ............................................................. 36
2.2.3.1. Phƣơng pháp định lƣợng polyphenol ............................................... 36
2.2.3.3. Xác định hoạt tính khử sắt ............................................................... 36
2.2.3.4. Xác định hoạt tính bắt gốc tự do DPPH ........................................... 37
2.2.3.5 Xác định hàm lƣợng ẩm .................................................................... 37
2.2.4. Phƣơng pháp định lƣợng ion kim loại nặng ..................................... 37
2.2.5. Phƣơng pháp phân tích vi sinh ............................................................ 37

2.3. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................. 38
2.3.1. Hồn thiện quy trình thu nhận polyphenol chống oxy hóa từ thân và lá
cây bắp ........................................................................................................... 38
2.3.2. Bố trí thí nghiệm ................................................................................. 39
2.3.2.1. Hồn thiện quy trình chiết polyphenol từ thân và lá cây bắp .......... 39

iv


2.3.2.2. Nghiên cứu sản xuất bột trà hòa tan polyphenol chống oxy hóa từ
dịch polyphenol thu nhận từ thân, lá cây bắp................................................ 41
2.4. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG ................................................ 43
2.4.1. Hóa chất............................................................................................... 43
2.4.2. Thiết bị ................................................................................................ 43
2.5. PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................... 44
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................... 45
3.1. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP CHIẾT ....................... 45
3.2. NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH THU NHẬN
POLYPHENOL CHỐNG OXY HĨA TỪ THÂN VÀ LÁ BẮP ................. 48
3.2.1. Xác định tỷ lệ dung mơi/ngun liệu thích hợp ............................... 48
3.2.2. Xác định thời gian chiết thích hợp ................................................... 54
3.2.3. Xác định nhiệt độ chiết thích hợp .................................................... 59
3.2.4. Đề xuất quy trình hoàn thiện thu nhận polyphenol bằng phƣơng pháp
khuếch tán làm giàu ................................................................................... 64
3.3. NGHIÊN CỨU SẤY PHUN TẠO BỘT TRÀ POLYPHENOL HÒA
TAN TỪ THÂN, LÁ BẮP ............................................................................ 66
3.3.1. Xác định nhiệt độ sấy thích hợp....................................................... 66
3.3.2. Xác định tốc độ bơm thích hợp ........................................................ 70
3.3.3. Xác định áp suất bơm thích hợp ...................................................... 75
3.3.4. Đề xuất quy trình sản xuất bột trà polyphenol hòa tan thu nhận từ

thân, lá cây bắp .......................................................................................... 80
3.4. ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƢỢNG BỘT TRÀ HÒA TAN
POLYPHENOL TỪ THÂN, LÁ CÂY BẮP THEO THỜI GIAN BẢO
QUẢN ........................................................................................................... 81
3.4.1. Sự thay đổi chất lƣợng cảm quan bột trà hòa tan polyphenol theo thời
gian bảo quản ............................................................................................. 81
3.4.2. Sự thay đổi độ hòa tan của bột trà polyphenol theo thời gian bảo
quản ........................................................................................................... 82
3.4.3. Sự thay đổi hàm lƣợng polyphenol theo thời gian bảo quản ............ 82
v


3.4.4. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng theo thời gian bảo quản . 83
3.4.5. Sự thay đổi hoạt tính khử sắt theo thời gian bảo quản ..................... 84
3.4.6. Sự thay đổi hoạt tính bắt gốc tự do theo thời gian bảo quản ............ 85
3.4.7. Sự thay đổi chỉ tiêu vi sinh và kim loại nặng của bột trà polyphenol
từ thân, lá cây bắp theo thời gian bảo quản ................................................ 86
3.5. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT TRÀ HÒA TAN
POLYPHENOL TỪ THÂN, LÁ CÂY BẮP ................................................ 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 90
1. Kết luận ..................................................................................................... 90
2. Kiến nghị ................................................................................................... 90
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 92
PHỤ LUC ...................................................................................................... 99

vi


DANH MỤC KÝ HIỆU

v/v:

volume/ volume (thể tích/thể tích)

v/w:

volume/weight (thể tích/khối lƣợng)

rpm:

vòng/phút

vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DM/NL:

Dung môi/nguyên liệu

DPPH:

1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

DW:

Dry weight (Khối lƣợng khơ)

SD:

Độ lệch chuẩn

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TB:

Trung bình

KPH:

Khơng phát hiện

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học các bộ phận của hạt ....................................... 6
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây bắp .................................................... 7
Bảng 1.3. Thành phần đƣờng, lignin và khoáng trong thân cây bắp ................... 7
Bảng 1.4. Thành phần polyphenol và flavonoid của râu bắp từ cây bắp đƣợc
trồng ở những địa phƣơng khác nhau.............................................................. 8
Bảng 1.5. Hàm lƣợng polyphenol, carotenoid và anthocyanin có trong các
loại cây bắp...................................................................................................... 9
Bảng 1.6. Hàm lƣợng polyphenol ở từng phần của cây bắp ......................... 10
Bảng 1.7. Tỷ lệ và độ ẩm từng thành phần phụ phẩm trong cây bắp ........... 10
Bảng 1.8. Hàm lƣợng polyphenol, tannin, flavonoid trong các dịch chiết
khác nhau từ vỏ hạt bắp................................................................................. 18
Bảng 2.1. Phân loại các mức chất lƣợng ....................................................... 36

Bảng 3.1. Kết quả phân tích vi sinh của bột trà hòa tan polyphenol từ thân và
lá cây bắp sau 8 tháng bảo quản .................................................................... 86
Bảng 3.2. Kết quả phân tích kim loại nặng của bột trà hòa tan polyphenol từ
thân và lá cây bắp sau 8 tháng bảo quản ....................................................... 86

ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Rễ đốt, rễ chân kiểng cây bắp ......................................................... 3
Hình 1.2. Rễ mầm cây bắp .............................................................................. 4
Hình 1.3. Lá cây bắp ...................................................................................... 5
Hình 1.4. Phenols đơn giản .......................................................................... 11
Hình 1.5. Acid Phenolic ............................................................................... 11
Hình 1.6. Acid Hydroxybenzoic .................................................................. 11
Hình 1.7. Acid Hydroxycinnamic ................................................................ 12
Hình 1.8. Đồng phân của Stilbene ............................................................... 15
Hình 1.9. Một số sản phẩm có chứa polyphenol của nƣớc ngồi ............... 19
Hình 1.10. Một số sản phẩm có chứa polyphenol do Việt Nam sản xuất ... 20
Hình 1.11. Thiết bị trích ly một bậc ............................................................. 24
Hình 1.12. Sơ đồ quy trình sản xuất trà hịa tan từ chè đen ........................ 26
Hình 1.13. Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê hịa tan ..................................... 28
Hình 1.14. Thiết bị sấy phun ........................................................................ 31
Hình 1.15. Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa ....................................................... 33
Hình 2. 1. Sơ đồ thu nhận polyphenol chống oxy hóa từ thân và lá cây bắp..... 38
Hình 2.2. Sơ đồ lựa chọn tỉ lệ dung mơi/ngun liệu ................................... 40
Hình 2.3. Sơ đồ lựa chọn thời gian chiết thích hợp ...................................... 40
Hình 2.4. Sơ đồ lựa chọn nhiệt độ chiết thích hợp........................................ 41
Hình 2.5. Sơ đồ lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp .......................................... 41
Hình 2.6. Sơ đồ lựa chọn tốc độ bơm thích hợp ........................................... 42

Hình 2.7. Sơ đồ lựa chọn áp suất bơm thích hợp .......................................... 42
Hình 2.8. Sơ đồ lựa chọn theo thời gian bảo quản thích hợp........................ 43
Hình 3.1. Ảnh hƣởng phƣơng pháp chiết đến hàm lƣợng polyphenol của dịch
chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp .................................................................. 45
Hình 3.2. Ảnh hƣởng phƣơng pháp chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 45
Hình 3.3. Ảnh hƣởng phƣơng pháp chiết đến hoạt tính khử sắt của dịch chiết
thu nhận từ thân, lá cây bắp........................................................................... 46
x


Hình 3.4. Ảnh hƣởng phƣơng pháp chiết đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 46
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến hàm lƣợng
polyphenol của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................ 49
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến hoạt tính chống
oxy hóa tổng của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ............................. 49
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của tỉ lệ dung mơi/ngun liệu đến hoạt tính khử sắt
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 50
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của tỉ lệ dung mơi/ngun liệu đến hoạt tính bắt gốc tự
do DPPH của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................... 50
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hàm lƣợng polyphenol của dịch
chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp .................................................................. 55
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 55
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hoạt tính khử sắt của dịch
chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp .................................................................. 56
Hình 3.12. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 56
Hình 3.13. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hàm lƣợng polyphenol của

dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp .......................................................... 60
Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 60
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính khử sắt của dịch chiết
thu nhận từ thân, lá cây bắp........................................................................... 61
Hình 3.16. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
của dịch chiết thu nhận từ thân, lá cây bắp ................................................... 61
Hình 3.17. Sơ đồ quy trình thu nhận polyphenol từ thân và lá cây bắp ....... 65
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến điểm trung bình cảm quan
bột hòa tan .................................................................................................... 66

xi


Hình 3.19. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hàm lƣợng polyphenol của
bột hịa tan .................................................................................................... 67
Hình 3.20. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hoạt tính chống oxy hóa tổng
của bột hịa tan .............................................................................................. 67
Hình 3.21. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hoạt tính khử sắt của bột trà hịa
tan .................................................................................................................. 67
Hình 3.22. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
....................................................................................................................... 68
Hình 3.23. Ảnh hƣởng của tốc độ bơm đến điểm cảm quan trung bình
chung của bột hịa tan .................................................................................. 71
Hình 3.24. Ảnh hƣởng của tốc độ bơm đến hàm lƣợng polyphenol của
bột hịa tan .................................................................................................... 71
Hình 3.25. Ảnh hƣởng của tốc độ bơm đến hoạt tính chống oxy hóa tổng
của bột hịa tan .............................................................................................. 72
Hình 3.26. Ảnh hƣởng của tốc độ bơm đến hoạt tính khử sắt của bột hịa tan . 72
Hình 3.27. Ảnh hƣởng của tốc độ bơm đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH

của bột hịa tan .............................................................................................. 72
Hình 3.28. Ảnh hƣởng của áp suất bơm đến điểm cảm quan trung bình
chung của bột hịa tan .................................................................................. 76
Hình 3.29. Ảnh hƣởng của áp suất bơm đến hàm lƣợng polyphenol của bột
hịa tan ........................................................................................................... 76
Hình 3.30. Ảnh hƣởng của áp suất bơm đến hoạt tính chống oxy hóa tổng
của bột hịa tan .............................................................................................. 76
Hình 3.31. Ảnh hƣởng của áp suất bơm đến hoạt tính khử sắt của bột hịa
tan .................................................................................................................. 77
Hình 3.32. Ảnh hƣởng của áp suất bơm đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
của bột hịa tan .............................................................................................. 77
Hình 3.33. Sơ đồ quy trình sản xuất trà hịa tan có chứa polyphenol đƣợc
chiết rút từ thân, lá cây bắp ........................................................................... 80

xii


Hình 3.34. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến chất lƣợng cảm quan
của bột hịa tan ............................................................................................. 82
Hình 3.35. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến hàm lƣợng polyphenol
của bột trà hịa tan ........................................................................................ 83
Hình 3.36. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến hoạt tính chống oxy hóa
tổng của bột trà hịa tan ................................................................................ 84
Hình 3.37. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến hoạt tính khử sắt của
bột trà hịa tan ............................................................................................... 85
Hình 3.38. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến hoạt tính bắt gốc tự do
DPPH của bột trà hịa tan ............................................................................ 85
Hình 3.39. Sơ đồ quy trình thu nhận polyphenol và sản xuất trà hịa tan có
chứa polyphenol đƣợc chiết rút từ thân, lá cây bắp ...................................... 88

xiii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây bắp là loại cây nông nghiệp quan trọng đƣợc trồng phổ biến ở Việt
Nam và trên thế giới. Hiện ở Việt Nam, sau thu hoạch phần hạt bắp, các
phần khác của cây bắp nhƣ lõi bắp, thân bắp, lá bắp đƣợc sử dụng làm thức
ăn cho gia súc, chất đốt,…. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn,
năm 2017, tổng diện tích trồng cây bắp của Việt Nam khoảng 1,3 triệu ha
với năng suất bình quân là 4,6 tấn hạt/ha đồng nghĩa có 4,6 tấn phụ phẩm/ha.
Nhƣ vậy, phần thân, lá bắp thải ra trong quá trình thu hoạch bắp khá lớn, dẫn
đến lãng phí nguồn tài nguyên. Trong khi đó, trong thân, lá bắp có chứa
nhiều hoạt chất sinh học có giá trị nhƣ polyphenol, chlorophyll, lysin, …
Theo Đỗ Tất Lợi, các sản phẩm từ bắp có vị ngọt, tính ấm, ích khí, điều
hịa ngũ tạng nên chúng đƣợc xem nhƣ nguồn dƣợc liệu, giúp con ngƣời
ngăn ngừa và điều trị một số bệnh lý nhƣ sỏi thận, điều chỉnh lƣợng mỡ
máu, tăng cƣờng hoạt động của ruột già.... Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã
chỉ ra rằng polyphenol từ lá bắp là hợp chất an toàn đối với con ngƣời và có
khả năng chống oxy hóa giúp tăng thải các gốc tự do và bảo vệ cơ thể con
ngƣời chống lão hóa.
Việt Nam đã có một số cơng trình nghiên cứu về chiết xuất và thu nhận
polyphenol, chlorophyll từ cây bắp. Tuy nhiên, các nghiên cứu thu nhận
polyphenol, chlorophyll từ cây bắp vẫn còn hạn chế do sử dụng kỹ thuật
ngâm chiết nên giá thành sản phẩm cao. Do vậy, việc thực hiện đề tài
―Nghiên cứu hoàn thiện quy trình thu nhận polyphenol và sản xuất trà hịa
tan có chứa polyphenol chống oxy hóa từ thân và lá cây bắp‖ là hết sức cần
thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Hồn thiện cơng nghệ chiết và sản xuất đƣợc trà hịa tan polyphenol

chống oxy hóa thu nhận từ thân và lá cây bắp sau thu hoạch.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.1. Các phƣơng pháp phân t ch hóa học
xiv


3.1.1. Phƣơng pháp xác định độ ẩm
Độ ẩm của mẫu đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sấy ở 1030C trong
thời gian 2 giờ theo TCVN 9741 : 2013.
3.1.2. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng polyphenol
Định lƣợng hàm lƣợng polyphenol theo phƣơng pháp Folin-Ciocalteu.
3.1.3. Phƣơng pháp xác định hoạt tính chống oxy hố
- Hoạt tính chống oxy hóa tổng: đƣợc xác định theo phƣơng pháp của
Prieto (1999).
- Hoạt tính khử Fe (RP): đƣợc xác định theo Zhu và cộng sự, (2002).
- Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH: xác định hoạt tính bắt gốc tự do
(DPPH) theo Blois M. S. (1958).
3.1.4. Phƣơng pháp định lƣợng ion kim loại nặng
- Xác định thủy ngân (Hg) theo TCVN 7604 : 2007
- Xác định Cadmi (Cd) theo TCVN 7603 : 2007
- Xác định chì (Pb) theo TCVN 7602 : 2007
- Xác định Arsen (As) theo TCVN 7601 : 2007
- Xác định thiếc (Sn) theo TCVN 7788 : 2007.
3.2. Phƣơng pháp phân tích vi sinh vật
- Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 4884 : 2005.
- Xác định tổng số bào tử nấm men - nấm mốc theo TCVN 8275-1 : 2010.
- Xác định Escherichia coli: theo tiêu chuẩn ISO/TS 16649-3 : 2005
(TCVN 7924-3 : 2008).
- Xác định Coliform theo TCVN 6848:2007
- Xác định Samonella theo TCVN 6402 : 2007.

- Xác định Staphylococcus aureus theo TCVN 4830-1 : 2005.
3.3. Phƣơng pháp phân t ch cảm quan
Đánh giá cảm quan theo phƣơng pháp cho điểm mô phỏng theo tiêu
chuẩn Việt Nam (TCVN 3215 : 1979). Sử dụng hệ điểm 20, thang điểm 6
bậc (từ 0 đến 5) và điểm cao nhất cho mỗi chỉ tiêu là 5 điểm, trong đó điểm
0 ứng với chất lƣợng sản phẩm ―bị hỏng‖, còn từ điểm 1 đến điểm 5 ứng với
xv


mức khuyết tật giảm dần. Ở điểm 5 sản phẩm coi nhƣ khơng có sai lỗi và
khuyết tật nào, trong tính chất đang xét, sản phẩm có tính tốt đặc trƣng và rõ
rệt cho chỉ tiêu đó.
4. Kết quả nghiên cứu và kiến nghị
4.1. Kết quả nghiên cứu
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy Luận văn đã hoàn thành các
nội dung nghiên cứu đã đƣợc duyệt trong Đề cƣơng luận văn thạc sĩ thể hiện
trong các kết luận sau:
1) Đã xác định được điều kiện thích hợp cho q trình chiết polyphenol
có hoạt tính chống oxy hóa từ thân và lá cây bắp bằng phương pháp khuếch
tán làm giàu: Nhiệt độ chiết thích hợp là 900C, thời gian chiết thích hợp là 8
giờ và tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu là 30/1 (v/w). Khi chiết rút theo các thơng
số ở trên thu được dịch chiết có hàm lượng polyphenol cao nhất là 49,92 ±
0,96 (mg acid gallic/g DW), hoạt tính chống oxy hóa tổng là 119,21 ± 3,44
(mg acid ascorbic/g DW), hoạt tính khử sắt là 118,80 ± 3,15 (mg FeSO4/ g
DW) và hoạt tính bắt gốc tự do DPPH là 82,57 ± 2,36 (%).
2) Đã xác định được điều kiện thích hợp cho q trình sấy phun dịch
chiết polyphenol từ thân lá bắp thành bột trà polyphenol hịa tan: cơ đặc
dịch chiết ở nhiệt độ 450C, áp suất 3 mbar đến khi dịch cơ đặc cịn 47,78%
so với thể tích ban đầu (tương đương ½ so với thể tích ban đầu) và sấy phun
ở nhiệt độ 900C, tốc độ bơm 10 rpm, áp suất bơm 1,0 bar. Bột trà thu được

có tổng điểm trung bình cảm quan đạt 18,5 ± 0,1 điểm, hàm lượng
polyphenol 34,86 ± 1,09 (mg acid gallic/g bột), hoạt tính chống oxy hóa tổng
139,78 ± 2,89 (mg acid ascorbic/g bột), hoạt tính khử sắt 138,47 ± 2,78 (mg
FeSO4/g bột) và hoạt tính bắt gốc tự do 72,17 ± 1,83 (%).
3) Đã nghiên cứu bảo quản bột trà polyphenol từ thân, lá bắp và nhận
thấy sau thời gian bảo quản 8 tháng ở nhiệt độ thường bột trà vẫn đạt tiêu
chuẩn chất lượng dùng làm thực phẩm.
4.2. Kiến nghị
Từ các nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất ý kiến sau:
xvi


- Thử nghiệm sản xuất trà hòa tan từ bột polyphenol từ thân, lá cây bắp ở
quy mô lớn để tính tốn giá thành phục vụ cho việc thương mại hóa sản phẩm.
- Thử nghiệm sử dụng polyphenol từ thân, là cây bắp trong lĩnh vực sản xuất
thực phẩm chức năng chống oxy hoá, hoặc dùng làm chất màu thực phẩm.
- Tiếp tục nghiên cứu bảo quản bột trà polyphenol để xác định thời hạn
bảo quản tối đa làm cơ sở cho q trình thương mại sản phẩm.
5. Từ khóa: Thân, lá bắp; chiết rút, polyphenol, bột sấy phun, trà hòa tan.

xvii


MỞ ĐẦU
Cây bắp là loại cây nông nghiệp quan trọng đƣợc trồng phổ biến ở Việt
Nam và trên thế giới, phục vụ ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi phát triển.
Hiện nay ở Việt Nam, sau thu hoạch phần hạt bắp, các phần khác của cây bắp
nhƣ lõi bắp, thân bắp, lá bắp đƣợc sử dụng làm thức ăn cho gia súc, chất đốt,
phân bón. Theo Bộ Nơng nghiệp và phát triển nơng thơn, năm 2017, tổng diện
tích trồng cây bắp của Việt Nam khoảng 1,3 triệu ha với năng suất bình qn là

4,6 tấn hạt/ha đồng nghĩa có 4,6 tấn phụ phẩm/ha. Hiện nay, các nghiên cứu về
việc tận dụng các phụ phẩm từ bắp phục vụ cho lĩnh vực thực phẩm còn hạn chế
mặc dù trong cây bắp có nhiều hoạt chất sinh học nhƣ polyphenol, lysin,
chlorophyll ….
Theo Đỗ Tất Lợi, các sản phẩm từ bắp có vị ngọt, tính ấm, ích khí, điều hịa
ngũ tạng nên chúng đƣợc xem nhƣ nguồn dƣợc liệu, giúp con ngƣời ngăn ngừa
và điều trị các bệnh lý nhƣ sỏi thận, điều chỉnh lƣợng mỡ máu, tăng cƣờng hoạt
động của ruột già... Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng polyphenol là
hợp chất an tồn về độc tính, có khả năng chống oxy hóa giúp chống tăng thải
các gốc tự do và bảo vệ cơ thể con ngƣời giúp chống lão hóa.
Việt Nam đã có một số cơng trình nghiên cứu về chiết xuất và thu nhận
polyphenol, chlorophyll từ cây bắp. Tuy nhiên, các nghiên cứu thu nhận
polyphenol, chlorophyll từ cây bắp vẫn còn hạn chế do sử dụng kỹ thuật ngâm
chiết nên giá thành sản phẩm cao. Mặt khác, sản phẩm chế biến từ polyphenol
chiết xuất từ bắp chƣa phong phú, tiện lợi. Do vậy, tôi thực hiện đề tài ―Nghiên
cứu hồn thiện quy trình thu nhận polyphenol và sản xuất trà hịa tan có chứa
polyphenol chống oxy hóa từ thân và lá cây bắp‖.
Mục tiêu nghiên cứu
Hoàn thiện cơng nghệ chiết và sản xuất đƣợc trà hịa tan polyphenol chống
oxy hóa thu nhận từ thân và lá cây bắp sau thu hoạch.
Nội dung nghiên cứu
1) Hoàn thiện quy trình thu nhận polyphenol chống oxy hóa từ thân, lá cây bắp.

1


2) Nghiên cứu sản xuất bột trà hòa tan polyphenol chống oxy hóa từ dịch
polyphenol thu nhận từ thân, lá cây bắp.
3) Đánh giá bột trà hòa tan polyphenol chống oxy hóa từ dịch polyphenol
thu nhận từ thân, lá cây bắp theo thời gian bảo quản.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
Kết quả đề tài cung cấp quy trình chiết và sản xuất bột trà hịa tan
polyphenol chống oxy hóa từ thân và lá cây bắp, từ quy trình này, bột trà hịa tan
polyphenol chống oxy hóa có thời gian bảo quản đến 8 tháng vẫn đảm bảo an
toàn vệ sinh thực phẩm và hoạt chất. Các số liệu của đề tài là các số liệu đƣợc
rút kết, hồn thiện từ các nghiên cứu đi trƣớc nên có thể dùng cho những ai quan
tâm đến lĩnh vực này.
Kết quả nghiên cứu của đề tài còn là cơ sở để sản xuất các sản phẩm thực
phẩm chức năng, có giá trị gia tăng từ phế liệu thân cây bắp - một loại cây trồng
khá phổ biến ở Việt Nam và trên thế giới nhƣng chƣa đƣợc nghiên cứu tận dụng
một cách có hiệu quả, điều này góp phần nâng cao thu nhập cho cộng đồng
trồng và chế biến cây bắp, góp phần sử dụng hiệu quả nguồn lợi hoạt chất tự
nhiên từ cây bắp.

2


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BẮP
1.1.1. Nguồn gốc và các thành phần cấu tạo
Cây bắp (Zea mays) là một trong những cây lƣơng thực quan trọng ở các
nƣớc có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chúng là nguồn thức ăn chính cho
con ngƣời và gia súc. Các nhà khoa học cho rằng cây bắp đã xuất hiện vào thời
nguyên thủy tại châu Mỹ, có thể bắt nguồn từ Guatemala và Mexico [12]. Cây
bắp bao gồm các bộ phận: Rễ, thân, lá, hoa [7].
• Rễ bắp có 3 loại chính: Rễ đốt, rễ chân kiềng, rễ mầm.
+ Rễ đốt là rễ phụ cố định xuất hiện từ các đốt thấp nhất của thân bắp, nằm
dƣới mặt đất 3 - 4 cm, mọc vòng quanh các đốt dƣới mặt đất khi cây bắp có
khoảng 3 - 4 lá. Nhiệm vụ của rễ đốt là cung cấp các chất dinh dƣỡng, nƣớc
trong suốt quá trình phát triển của cây bắp.

+ Rễ chân kiềng còn gọi rễ neo hay rễ chống: Đƣợc mọc ở đốt gần sát trên
mặt đất (hình 1.1). Rễ chân kiềng có nhiệm vụ hút nƣớc, chất dinh dƣỡng và
chống đổ cho cây.

Hình 1.1. Rễ đốt, rễ chân kiểng cây bắp
+ Rễ mầm bao gồm rễ mầm sơ sinh và rễ mầm thứ sinh [7].

3


Hình 1.2. Rễ mầm cây bắp
• Thân bắp [7]
Tùy vào vào giống bắp, trình độ thâm canh và mơi trƣờng sản xuất, thân
cây bắp đặc, đƣờng kính khoảng 2 - 4 cm, chiều cao từ 2 - 4 m. Chiều dài của
các lóng khác nhau.
Giống cây bắp ngắn ngày, có thể cao 1,2 - 1,5 m có khoảng 14 - 15 lóng.
Giống cây bắp trung ngày, có thể cao 1,8 - 2 m, có khoảng 18 - 22 lóng.
Giống cây bắp dài ngày, có thể cao 2,0 - 2,5 m có khoảng 20 - 22 lóng.
Kích thƣớc của các lóng trên thân bắp khơng bằng nhau, càng về phía
ngọn, lóng bắp càng bé và ngắn dần.
• Lá bắp [7]
Khi lá mầm nhú lên khỏi mặt đất, những chiếc lá bắt đầu mọc theo thứ tự.
Dựa vào hình thái, vị trí trên thân, cây bắp có thể chia thành 4 loại lá.
+ Lá mầm: Lá chƣa phân biệt đƣợc phiến lá với vỏ bọc lá, lá đầu tiên khi
cây còn nhỏ.
+ Lá thân là những lá mọc trên những đốt thân, có mầm nách ở kẽ chân lá.
+ Lá ngọn là những lá mọc ở trên các đốt ngọn, khơng có mầm nách ở kẽ
lá, ở phần trên của bắp.
+ Lá bi là những lá bao bắp.
Lá gồm các bộ phận: Phiến lá, bẹ lá, thìa lìa hay tai lá.

4


Hình 1.3. Lá cây bắp
• Hoa bắp [7]
+ Hoa đực (bông cờ) gồm các hoa sắp xếp theo kiểu dạng chùm. Bơng cờ
gồm một trục chính phân làm nhiều nhánh, trên mỗi nhánh và trục chính có
nhiều bơng nhỏ, (bơng chét).
+ Hoa cái (hay bắp ngô) đƣợc sinh ra từ giữa thân cây bắp tại vị trí nách lá.
Bắp ngơ có hai bộ phận chính là cuống bắp và lõi bắp: Cuống bắp có nhiều
đốt ngắn (cũng có trƣờng hợp cuống dài). Trên cuống bắp, tại các đốt có lá bi
bao bọc, lá bi thƣờng khơng có phiến. Lõi bắp là trục chính của hoa cái, hoa cái
mọc thành từng đơi (chùm hoa), mỗi chùm có hai hoa, hoa thứ hai thối hóa nên
chỉ có một hoa tạo thành hạt. Phía trên bầu nhị có vịi nhị vƣơn dài gọi là râu
bắp. Trên râu bắp có nhiều sợi lơng tơ và tiết ra chất làm cho hạt phấn dính vào
dễ nảy mầm. Sau thụ tinh râu bắp chuyển sang màu nâu sẫm và héo dần.
• Hạt bắp [7]
Hạt bắp gồm các bộ phận chính là vỏ hạt, lớp alơron, phơi nhũ, phơi và mũ
hạt, phía dƣới hạt cịn gọi là gốc hạt, gắn liền với lõi bắp.
+ Vỏ hạt là một màng nhẵn, bao xung quanh hạt, có màu vàng hoặc trắng
hoặc đỏ tùy theo giống bắp.
+ Lớp alơron sau lớp vỏ hạt, bao lấy phôi nhũ và phôi.
+ Phôi nhũ là thành phần chính của hạt, chứa nhiều tinh bột và các chất
dinh dƣỡng có giá trị cao. Tinh bột trong phơi nhũ có 2 loại tinh bột mềm và tinh
bột cứng.
5


+ Phôi chiếm khoảng 8 - 15% khối lƣợng hạt, phôi đƣợc bao bọc bởi lớp

tế bào xốp, lớp này có tác dụng giúp vận chuyển hơi nƣớc từ ngồi vào phơi và
ngƣợc lại.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học các bộ phận của hạt
Các phần của hạt
Vỏ hạt
Tầng alơron
Phôi nhũ
Phôi

Protein (%)
3,21
16,67
59,98
20,14

Lipid (%)
1,17
12,21
3,59
82,43

Tro (%)
4,12
9,56
11,77
74,55

Tinh bột (%)
8,36
7,15

79,52
9,97

1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của cây bắp
* Hạt bắp [7]
Hạt bắp vàng chứa nhiều sắc tố và tiền tố vitamin A (cryptoxanthin), chúng
có tác dụng làm tăng độ màu vàng của da và lòng đỏ trứng khi sử dụng hạt bắp
làm thức ăn cho gia cầm. Zein và glutelin là 2 loại protein có trong hạt bắp. Dầu
bắp có rất nhiều acid linoleic và acid béo khơng no và, vì thế lợn sử dụng nhiều
bắp trong khẩu phần sẽ làm cho mỡ mềm. Trong hạt bắp có rất ít calcium, vì vậy
khi dùng nhiều bắp trong khẩu phần thức ăn của gia súc, gia cầm ngƣời chăn
nuôi cần bổ sung bột đá, bột vỏ sò....nhằm tăng cƣờng calcium.
* Hạt bắp và bột lõi bắp: Là tồn bộ trái bắp khơng kể vỏ bắp. Đây là loại
thức ăn có giá trị tốt đối với gia súc nhai lại. Ni bị bằng loại thức ăn này, mức
độ tăng trọng không chênh lệch với bị ăn bắp hạt có vỏ. Bột bắp có hàm lƣợng
chất xơ cao, không phù hợp trong khẩu phần ăn chính của gia cầm. Điều kiện
thời tiết nóng ẩm, bột bắp phải bảo quản nơi khơ thống, nếu khơng bột bắp sẽ
bị nấm mốc.
* Lõi bắp: Có giá trị dinh dƣỡng thấp so với cỏ khô và không ngon miệng,
lõi bắp chiếm 20 % khối lƣợng cây bắp.
* Cây bắp
Giá trị dinh dƣỡng của cây bắp có sự biến động lớn, tùy thuộc vào từng
thời kỳ sinh trƣởng và q trình thu hoạch, chế biến. Cây bắp có hàm lƣợng
protein thô cao hơn các loại cây cỏ khác và thành phần hóa học đƣợc thể hiện ở
6