Nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến thức uống và thu nhận mimosine thô từ cây mắc cỡ mimosa pudica linn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ
BIẾN THỨC UỐNG VÀ THU NHẬN MIMOSINE
THÔ TỪ CÂY MẮC CỠ Mimosa pudica Linn

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2009


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO
Ký tên:…………………………………………….
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS. NGUYỄN HỮU PHÚC
Ký tên:……………………………………………..
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. NGÔ MẠNH THẮNG
Ký tên: …………………………………………….

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯỢC BẢO VỆ TẠI
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngày 01 tháng 02 năm 2010.


TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP. HCM
PHỊNG ĐÀO TẠO SĐH
----------------

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày ……. tháng …… năm 2009.

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên:

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

Phái: Nữ.

Ngày, tháng, năm sinh: 06- 06- 1980

Nơi sinh: Quảng Nam

Chuyên ngành:

Công nghệ thực phẩm và đồ uống.

MSHV:

01107433

1- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THỨC UỐNG VÀ THU NHẬN
MIMOSINE THÔ TỪ CÂY MẮC CỠ Mimosa pudica Linn

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
- Tổng quan về cây mắc cỡ Mimosa pudica Linn.
- Khảo sát hàm lượng mimosine tổng trong nguyên liệu
- Khảo sát chế độ xử lý ngun liệu và các thơng số của q trình trích ly để đạt hiệu
suất trích ly mimosine cao.
- Khảo sát chế độ xử lý loại mimosine, q trình trích ly và quá trình phối trộn để chế
biến thức uống từ nguyên liệu chính là cây mắc cỡ
- Đánh giá chất lượng sản phẩm thức uống từ cây mắc cỡ
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/2008
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 12/2009
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.

1.6.3. CÁN BỘ HƯỚNG DẪNCHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS. Đống Thị Anh Đào

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành luận văn này, tơi đã nhận được rất nhiều sự
giúp đỡ, hỗ trợ từ gia đình, thầy cơ và bạn bè. Xin trân trọng bày
tỏ lịng biết ơn đến:
♥ Gia đình là chỗ dựa và nguồn động viên cho con trong
suốt thời gian học tập và phấn đấu
♥ Cô PGS.TS. Đống Thị Anh Đào đã tận tình hướng dẫn,
truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm sống quý báu cho
em trong suốt thời gian học, cũng như trong q trình
thực hiện luận văn.
♥ Q Thầy Cơ phụ trách phịng thí nghiệm bộ mơn Cơng
nghệ thực phẩm, đặc biệt là Cô Nguyễn Thị Nguyên đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian
thực hiện luận văn.
♥ Tất cả các thầy cô trong những năm qua đã truyền đạt
cho em nhiều kiến thức bổ ích
♥ .Các bạn học viên cao học đã góp ý và hỗ trợ tôi trong
suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, Tháng 01 Năm 2010
Nguyễn Thị Thu Huyền


Cây mắc cỡ Mimosa pudica là một loài cây mọc hoang nhưng theo y học cổ
truyền thì cây này có thể chữa suy nhược thần kinh, mất ngủ, hạ huyết áp, giảm đau,
được dùng phổ biến làm thuốc an thần và chống mất ngủ. Khoa học hiện đại cũng
dần chứng minh các giá trị dược lý của cây mắc cỡ. Trong nghiên cứu này, chúng
tôi sử dụng cây mắc cỡ như một loại dược thảo để chế biến thành thức uống có giá

trị dược lý và giàu các hợp chất vi lượng như selen, canxi, magie, phospho,
flavonoit…Bên cạnh đó, cây mắc cỡ còn chứa mimosine, một alkaloid độc, đã được
các nghiên cứu trên thế giới chứng minh có khả năng tiêu diệt một số vi khuẩn, nấm
ngoài da và đặc biệt có khả năng ức chế sự phát triển của một số tế bào ung thư. Vì
vậy, nghiên cứu này cũng nhằm tìm ra quy trình thích hợp để trích ly mimosine
nhằm ứng dụng trong dược học. Kết quả nghiên cứu cho thấy:
-

Cây mắc cỡ đưa vào trích ly mimosine cần ở dạng tươi, được làm nhỏ đến
kích thước 4-6mm, dung mơi trích ly là HCl 0,2N với tỷ lệ ngun liệu: dung
mơi = 1:22, trích ly đạt hiệu suất 95,04% ở nhiệt độ 660C trong thời gian
140 phút.

-

Để sản xuất thức uống, cây mắc cỡ cần qua chế độ xử lý nhiệt nhằm loại
mimosine bằng cách sấy đối lưu ở 500C trong 2 ngày sau đó hấp ở 1210C
trong 10 phút. Cây mắc cỡ được phối trộn với các loại thảo mộc khác và
nước theo tỷ lệ cây mắc cỡ: atisô: hoa cúc: nước = 1: 0,5: 0,4: 20 và đưa vào
trích ly ở nhiệt độ 650C trong 120 phút. Dịch trích được phối trộn với syrup
600Bx để đạt nồng độ chất khơ hịa tan 7,40Bx. Sản phẩm “trà mắc cỡ” đạt
yêu cầu về hóa lý và vi sinh, được đánh giá thị hiếu người tiêu dùng và cho
kết quả tương đương các sản phẩm thức uống thảo mộc khác trên thị trường.


Mimosa pudica, a wild tropical plant has many medicine effects such as
nervous breakdown, sleeplessness, pain relief and is traditionally used as
antianxiety drugs. The modern science also proved medicine values of Mimosa
pudica. In this study, we used Mimosa pudica as a medicinal herb to process drink
that has medicine values and rich at many minerals such as selen, canxi, magie,

phospho, flavonoit…In addition, Mimosa pudica also contain mimosine, a toxic
alkaloid, is proved antiproliferative effect in ovarian cancer or antidermatophytic
and bacterial activity of mimosine. Therefore, this study aimed to find out a proper
extraction process for medicine application. The results indicated that:
-

Mimosa pudica material for process was fresh, ground to 4-6mm,
extracted with the conditions as HCl 0,2N, the ratio of material and
solvent 1: 22, the temperature 66oC in 144 minutes and gained mimosine
extraction yield 95,04%.

-

For drink process, Mimosa pudica material was carried out heat treatment
to degrade mimosine by exchange dry at 50oC in 2 days and steamed at
121oC in 10 minutes then. Mimosa pudica material was mixed other
herbs and water with the ratio Mimosa pudica: artichoke: chrysanthemum:
water 1: 0,5: 0,4: 20 and extracted at 65oC in 120 minutes. The extract
was mixed with syrup 600Bx to get soluble dry content 7,40Bx. “Mimosa
pudica tea” product achieved the physical chemistry and microorganism
requirement and evaluated to be equivalent to other herb drink product on
the market by predilection test of consumers.


. MỤC LỤC

-i-

MỤC LỤC
MỤC LỤC ..............................................................................................................1

DANH MỤC HÌNH ...............................................................................................vi
DANH M ỤC B ẢNG ..........................................................................................viii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................x
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………………….-11.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY MẮC CỠ .............................................................. - 2 1.1.1. Phân loại thực vật.................................................................................. - 2 1.1.2. Đặc điểm thực vật ................................................................................. - 2 1.1.3. Quá trình sinh sản và phát triển ............................................................. - 4 1.1.4. Giá trị dược lý của cây mắc cỡ .............................................................. - 4 1.1.4.1. Theo dân gian và Đông y .............................................................. - 4 1.1.4.2. Theo nghiên cứu khoa học .............................................................. - 4 1.1.5. Các hợp chất vi lượng trong cây mắc cỡ .............................................. - 6 1.1.5.1. Tannin ............................................................................................ - 6 1.1.5.2. Flavonoid....................................................................................... - 6 1.1.5.3. Các acid amin ................................................................................ - 7 1.1.5.4. Các khoáng chất............................................................................. - 9 1.1.6. Hợp chất mimosine ............................................................................. - 11 1.1.6.1. Tính chất vật lý............................................................................. - 12 1.1.6.2. Tính chất hóa học ......................................................................... - 12 1.1.6.3. Sự phân bố mimosine trong cây .................................................... - 14 1.1.6.4. Cơ chế gây độc của mimosine....................................................... - 15 1.1.6.5. Các nghiên cứu về khả năng ứng dụng của mimosine ................... - 17 1.2. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ........................................... - 18 1.2.1. Động lực của q trình trích ly ............................................................ - 18 1.2.2. Phương pháp trích ly ........................................................................... - 19 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình trích ly.......................................... - 20 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. MỤC LỤC

- ii 1.3. TỔNG QUAN VỀ THỨC UỐNG TỪ THẢO MỘC ................................ - 21 1.3.1. Nguồn gốc........................................................................................... - 21 1.3.2. Tác dụng thức uống từ thảo mộc theo khoa học hiện đại ..................... - 22 1.3.2.1. Nhóm chất vơ cơ........................................................................... - 22 1.3.2.2. Nhóm chất hữu cơ......................................................................... - 22 1.3.3. Tình hình phát triển của thức uống từ thảo mộc................................... - 24 1.3.4. Các phương pháp chế biến thức uống từ thảo mộc .............................. - 26 1.3.4.1. Mục đích của việc chế biến........................................................... - 26 1.3.4.2. Các phương pháp chế biến ............................................................ - 28 1.3.5. Cơ sở của phương pháp chế biến thức uống từ cây mắc cỡ ................. - 29 1.3.5.1. Thành phần hóa học có lợi trong cây mắc cỡ ................................ - 29 1.3.5.2. Phối hợp các loại thảo mộc với cây mắc cỡ làm nguyên liệu chế biến
thức uống .................................................................................................. - 29 1.3.5.3. Các nghiên cứu loại mimosine trong cây mắc cỡ ......................... - 33 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……..-342.1. NGUYÊN LIỆU ........................................................................................ - 35 2.1.1. Cây mắc cỡ ......................................................................................... - 35 2.1.2. Các nguyên liệu phụ............................................................................ - 35 2.1.3. Chất chuẩn L - Mimosine ................................................................... - 35 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................. - 36 2.2.1. Sơ đồ nghiên cứu ................................................................................ - 36 2.2.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ.................................................................... - 37 2.2.2.1. Quy trình sản xuất dịch trích mimosine......................................... - 37 2.2.2.2. Quy trình sản xuất thức uống từ cây mắc cỡ ................................. - 39 2.2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... - 41 2.2.3.1. Xác định hàm lượng mimosine tổng trong nguyên liệu ................. - 41 2.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các chế độ xử lý nguyên liệu đến hiệu suất
trích ly mimosine....................................................................................... - 42 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. MỤC LỤC

- iii 2.2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi đến hiệu suất trích ly
mimosine................................................................................................... - 44 2.2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung mơi đến hiệu suất trích
ly mimosine............................................................................................... - 45 2.2.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất trích ly
mimosine................................................................................................... - 45 2.2.3.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly
mimosine................................................................................................... - 47 2.2.3.7. Tối ưu hóa q trình trích ly mimosine............................................. - 48 2.2.3.8. Nghiên cứu sản xuất thức uống từ cây mắc cỡ .............................. - 48 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH......................................................... - 54 2.3.1. Phương pháp xác định độ ẩm .............................................................. - 54 2.3.3. Phương pháp xác định hàm lượng mimosine ....................................... - 54 2.3.4. Định tính các thành phần có hoạt chất sinh học trong nguyên liệu bằng
phương pháp sắc ký bản mỏng : [8] ................................................................ - 56 2.3.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm bằng phương pháp cảm quan............... - 57 2.3.5.1. Phép thử so hàng........................................................................... - 57 2.3.5.2. Phép thử thị hiếu........................................................................... - 58 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .......................................................... - 58 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..…………………………………...-593.1. KHẢO SÁT THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU.......................................... - 60 3.2. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG MIMOSINE TỔNG TRONG NGUYÊN LIỆU- 60
3.3 . KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT TRÍCH LY

MIMOSINE ..................................................................................................... - 61 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý nguyên liệu đến hiệu suất trích ly
mimosine ...................................................................................................... - 61 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi trích ly đến hiệu suất trích ly
mimosine ...................................................................................................... - 62 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. MỤC LỤC

- iv 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu: dung mơi đến hiệu suất trích ly
mimosine ...................................................................................................... - 64 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất trích ly
mimosine ...................................................................................................... - 65 3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly
mimosine ...................................................................................................... - 67 3.4 TỐI ƯU HĨA Q TRÌNH TRÍCH LY MIMOSINE ............................... - 69 3.5. NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỨC UỐNG TỪ CÂY MẮC CỠ .............. - 76 3.5.1. Khảo sát các phương pháp loại mimosine trong cây mắc cỡ để sản xuất
thức uống...................................................................................................... - 76 3.5.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp sấy đến sự thay đổi hàm lượng
mimosine và một số thành phần sinh học trong cây mắc cỡ ...................... - 76 3.5.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nhiệt đến sự thay đổi
hàm lượng mimosine và một số thành phần sinh học trong cây mắc cỡ .... - 79 3.5.2. Khảo sát q trình trích ly để sản xuất thức uống từ cây mắc cỡ.......... - 83 3.5.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu suất trích
ly chất khơ hịa tan trong cây mắc cỡ......................................................... - 83 3.5.2.2. Khảo sát tỷ lệ phối trộn cây mắc cỡ với các loại thảo mộc ............ - 85 3.5.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly chất khơ
hịa tan....................................................................................................... - 86 3.5.3. Khảo sát tỷ lệ surup đường bổ sung vào trong quá trình phối trộn ....... - 88 3.5.4. Đánh giá chất lượng sản phẩm............................................................. - 90 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………-954.1. KẾT LUẬN ............................................................................................... - 96 4.2. KIẾN NGHỊ .............................................................................................. - 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. DANH MỤC HÌNH

- vi -

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Hình dạng tổng thể cây mắc cỡ ........................................................... - 1 Hình1.2: Hình hoa và lá cây mắc cỡ .................................................................. - 1 Hình 1.3: Cơng thức cấu tạo mimosine ............................................................. - 12 Hình 1.4: Sự phân giải mimosine bởi enzyme................................................... - 13 Hình 1.5: Sự chuyển hóa mimosine thành các hợp chất khác dưới tác dụng của
enzym L – mimosine synthase .......................................................................... - 14 Hình 1.6: Cơng thức cấu tạo của tyrosine và mimosine..................................... - 15 Hình 1.7: Phức càng cua giữa sắt (III) và mimosine.......................................... - 15 Hình 1.8: Phức chất giữa mimosine và pyridoxal phosphate ............................. - 16 Hình 1.9: Trà xanh và trà thảo mộc đóng chai đóng chai .................................. - 25 Hình 1.10: Trà túi lọc ....................................................................................... - 26 Hình 1.11: Trà hịa tan...................................................................................... - 26 Hình 1.12: Hoa atisơ......................................................................................... - 30 Hình 1.13: Hoa cúc khơ .................................................................................... - 31 Hình 2.1: cây mắc cỡ sau khi rửa sạch .............................................................. - 35 Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu .............................................................................. - 36 Hình 2.3: Quy trình sản xuất dịch trích mimosine............................................. - 37 Hình 2. 4: Sơ đồ quy trình sản xuất thứcc uống từ cây mắc cỡ.......................... - 39 Hình 2.5: Quy trình xác định hàm lượng mimosine tổng................................... - 41 Hình 2.6: Quy trình khảo sát ảnh hưởng của các chế độ xử lý nguyên liệu đến hiệu
suất trích ly mimosine ...................................................................................... - 43 Hình 2.7: Quy trình khảo sát ảnh hưởng của kích thước ngun liệu đến hiệu suất
trích ly mimosine.............................................................................................. - 46 Hình 2.8: Sự phụ thuộc của diện tích đỉnh vàonồng độ của mimosine............... - 55 Hình 3.1: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hiệu suất trích ly theo số lần trích ly ... - 61 Hình 3.2: Hiệu suất trích ly mimosine ở các chế độ xử lý nguyên liệu khác nhau - 62 Hình 3.3: Hiệu suất trích ly mimosine với các hệ dung mơi trích ly khác nhau ... - 63 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. DANH MỤC HÌNH

- vii Hình 3.4: Hiệu suất trích ly mimosine ở các tỉ lệ nguyên liệu: dung môi khác nhau .. 65 Hình 3.5: Hiệu suất trích ly mimosine với các kích thước nguyên liệu khác nhau - 66 Hình 3.6: Hiệu suất trích ly mimosine ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau.... - 68 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất trích ly theo các yếu tố thí nghiệm............ - 75 Hình 3.8. Kết quả định tính alcaloit các mẫu bằng sắc ký bản mỏng................. - 77 Hình 3.9. Kết quả định tính flavonoit các mẫu bằng sắc ký bản mỏng .............. - 77 Hình 3.10. Kết quả định tính hợp chất protein các mẫu bằng sắc ký bản mỏng . - 78 Hình 3.11: Hàm lượng mimosine cịn lại trong dịch trích ly ở các chế độ xử lý nhiệt
khác nhau ......................................................................................................... - 80 Hình 3.12. Kết quả định tính alcaloit các mẫu xử lý nhiệt khác nhau bằng sắc ký bản
mỏng ................................................................................................................ - 81 Hình 3.13. Kết quả định tính flavonoit các mẫu xử lý nhiệt khác nhau bằng sắc ký
bản mỏng.......................................................................................................... - 82 Hình 3.14. Kết quả định tính hợp chất protein các mẫu xử lý nhiệt khác nhau bằng
sắc ký bản mỏng ............................................................................................... - 82 Hình 3.15. Hiệu suất trích ly chất khơ hịa tan ở các tỷ lệ ngun liệu: nước khác
nhau ................................................................................................................. - 84 Hình 3.16. Kết quả điểm cảm quan các mẫu với tỷ lệ cây mắc cỡ: bông atiso: bông
cúc trắng khác nhau .......................................................................................... - 86 Hình 3.18: Kết quả điểm cảm quan các mẫu với các tỷ lệ syrup khác nhau...... - 89 Hình 3.19: So sánh điểm trung bình thị hiếu của mẫu nghiên cứu và một mẫu trà
thảo mộc trên thị trường ................................................................................... - 91 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. MỞ ĐẦU

- viii -

DANH M ỤC B ẢNG
Bảng 1.1: Các thành phần vô cơ trong cây mắc cỡ.............................................. - 9 Bảng 2.1: Các mẫu với tỷ lệ phối trộn cây mắc cỡ: atisô: hoa cúc khác nhau .... - 51 Bảng 2.2: Các mẫu với nhiệt độ và thời gian trích ly khác nhau........................ - 52 Bảng 2.3: Các mẫu với tỷ lệ phối trộn syrup khác nhau .................................... - 53 Bảng 2.4: Số liệu nồng độ mimosine và diện tích đỉnh ..................................... - 55 Bảng 3.1: Bảng chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu ............................................... - 60 Bảng 3.2: Bảng số liệu khảo sát hàm lượng mimosine tổng trong nguyên liệu.. - 60 Bảng 3.3: Hiệu suất trích ly mimosine ở các chế độ xử lý nguyên liệu khác nhau- 62 Bảng 3.4: Hiệu suất trích ly mimosine với các hệ dung mơi trích ly khác nhau. - 63 Bảng 3.5: Hiệu suất trích ly mimosine ở các tỉ lệ nguyên liệu: dung môi khác nhau.. 64 Bảng 3.6 : Hiệu suất trích ly mimosine với các kích thước nguyên liệu khác nhau- 66
Bảng 3.7: Hiệu suất trích ly mimosine ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau ... - 67 Bảng 3.8: Các mức yếu tố được thực hiện trong tối ưu ..................................... - 69 Bảng 3.9: Các thí nghiệm tiến hành tối ưu ........................................................ - 70 Bảng 3.10: Các yếu tố chuyển qua hệ mã hóa................................................... - 70 Bảng 3.11: Ma trận quy hoạch thực nghiệm nhân tố toàn phần 23 ..................... - 71 Bảng 3.12: Các hệ số của phương trình hồi quy................................................ - 72 Bảng 3.13: Thí nghiệm ở tâm ........................................................................... - 72 Bảng 3.14: Các giá trị phân vị Student, tj.......................................................... - 72 Bảng 3.15: Các giá trị tính tốn được................................................................ - 73 Bảng 3.16: Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa...................................................... - 74 Bảng 3.17: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hàm ẩm và hàm lượng mimosine
trong nguyên liệu.............................................................................................. - 76 Bảng 3.18: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến các hợp chất sinh học trong
nguyên liệu....................................................................................................... - 78 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. MỞ ĐẦU

- ix Bảng 3.19: Hàm lượng mimosine trong dịch trích ly ở các chế độ xử lý nhiệt khác
nhau ................................................................................................................. - 79 Bảng 3.20: Ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nhiệt đến các hợp chất sinh học
trong nguyên liệu.............................................................................................. - 82 Bảng 3.21. Hiệu suất trích ly chất khơ hịa tan ở các tỷ lệ ngun liệu: nước khác
nhau ................................................................................................................. - 84 Bảng 3.22. Kết quả điểm cảm quan các mẫu với tỷ lệ cây mắc cỡ: bông atiso: bông
cúc trắng khác nhau .......................................................................................... - 85 Bảng 3.23: Hiệu suất trích ly chất khơ hịa tan ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau
......................................................................................................................... - 87 Bảng 3.24: Kết quả điểm cảm quan các mẫu với các tỷ lệ syrup khác nhau ...... - 89 Bảng 3.25: Kết quả điểm trung bình thị hiếu và độ lệch chuẩn của mẫu nghiên cứu
và một mẫu trà thảo mộc trên thị trường ........................................................... - 91 Bảng 3.26: Kết quả tính tốn giá trị t của cặp mẫu đối với từng chỉ tiêu đánh giá- 92
Bảng 3.27: Kết quả phân tích hóa học của sản phẩm ........................................ - 93 Bảng 3.28: Kết quả phân tích vi sinh của sản phẩm .......................................... - 93 -

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. MỞ ĐẦU

-x-

MỞ ĐẦU
Ở nước ta, cây mắc cỡ là một loại có khả năng sinh trưởng mạnh mẽ, có thể
phát triển lấn át trên ruộng đồng trong những điều kiện khắc nghiệt nên thường bị
coi là phá hoại mùa màng. Trong khi đó, cây mắc cỡ chứa nhiều canxi, magne,
phospho, flavonoit và nhiều hợp chất sinh học có lợi cho cơ thể, đã được sử dụng
như những bài thuốc dân gian hữu hiệu trong việc phòng chống các triệu chứng
nhức đầu, căng thẳng thần kinh, mất ngủ...Những tác dụng của cây mắc cỡ cũng đã
dần được khoa học hiện đại chứng minh. Bên cạnh đó, trong cây mắc cỡ cịn chứa
mimosine, một alkaloid độc có thể gây ra những biến đổi trên DNA khi vào cơ thể
người với mức độ đủ lớn nhưng được xem như một trong những hợp chất tiềm năng
trong lĩnh vực dược học do khả năng kháng các loại vi khuẩn, vi nấm và các tế bào
ung thư.
Với những ý tưởng đó, chúng tơi thực hiện đề tài “Nghiên cứu hồn thiện quy
trình chế biến thức uống và trích ly mimosine thơ từ cây mắc cỡ Mimosa pudica
Linn” nhằm tận dụng loài cây mọc hoang này để chế biến thành sản phẩm thức
uống có chứa các hợp chất sinh học có lợi sau khi đã loại mimosine trong nguyên
liệu. Mặt khác, đề tài này cũng nhằm tìm qua quy trình thu nhận mimosine thơ từ
mắc cỡ đạt hiệu suất cao nhất, từ đó tạo tiền đề cho quá trình tinh sạch và ứng dụng
chế phẩm mimosine làm chất kháng khuẩn trong lĩnh vực y dược.
Đề tài thực hiện gồm những phần sau:
- Khảo sát hàm lượng mimosine tổng trong nguyên liệu
- Khảo sát chế độ xử lý nguyên liệu và các thông số của quá trình trích ly để
đạt hiệu suất trích ly mimosine cao.
- Khảo sát chế độ xử lý loại mimosine, quá trình trích ly và q trình phối trộn
để chế biến thức uống từ nguyên liệu chính là cây mắc cỡ
- Đánh giá chất lượng sản phẩm thức uống từ cây mắc cỡ

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-1-

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-2-

1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY MẮC CỠ
1.1.1. Phân loại thực vật

[43]

− Tên khoa học: Mimosa pudica
Linn.
− Phân giới( regnum): Plantae
− Phân loại (divisio):
Magnoliophyta

− Lớp (class): Magnoliopsida
− Phân lớp: Rosidae
− Thứ (ordor): Fabales

Hình 1.1: Hình dạng tổng thể cây mắc cỡ 27]

− Họ (familia): Mimosaceae.
− Phân họ (subfamilia): Mimosoideae
− Chi (genus): Mimosa
− Loài (species): M.pudica
− Tên thường gọi: Cây mắc cỡ, trinh nữ, cây thẹn, cây xấu hổ, cây hàm tu
thảo..
− Tên nước ngoài:
Tiếng Anh: sensitive grass, sensitive plant, shameplant, sleeping grass,
touch-me-not.
Tiếng Pháp: sensitive.
Tiếng Tây Ban Nha: dormidera, sensitive.
1.1.2. Đặc điểm thực vật [6, 7,24, 45]
− Là loại cây nhỏ, nằm úp xuống đất hay leo dây, mọc thành từng bụi.
Một số cây có thể xem như là thảo mộc thân gỗ. Có thể cao tới 1m nếu
cho leo trên thân cây khác và mọc lan ra 2m. Nó mọc hoang, lòa xòa ở
ven đường cái, cây nhỏ cao 30 – 40cm.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-3-

− Thân cành của cây có màu nâu đỏ hay màu tím, gai hình móc dày đặc. lá
kép chân vịt mang 4 nhánh lá chét xếp lông chim. Lá chét nhỏ có 15 – 20
đơi, gần như khơng có cuống, khi động vào sẽ cụp xuống. Cuống chung
gầy mang nhiều lông dài khoảng 4cm, cuống phụ 2 đôi có lơng trắng
cứng. Hoa màu tím đỏ quả giáp dài 2cm, rộng 3mm tụ thành hình ngơi
sao thắt lại ở giữa các hạt có lơng cứng ở bên mép. Hạt gần như hình trái
xoan dài 20mm, rộng 1,5mm.

Hình1.2: Hình hoa và lá cây mắc cỡ [28]
− Cây mắc cỡ là loài cây ưa sáng, thường mọc trên đất ẩm ở bãi sông, ven
đường đi, nương rẫy, vườn trái cây hay ở các ruộng bỏ hoang nhiều ẩm,
màu mỡ. Nó có thể phát triển ở cả những nơi bị xói mịn hay đất khơ cằn.
Cây có khả năng chịu được khơ hạn và nắng nóng (nhiệt độ lên tới 38°C)
ở các vùng bán hoang mạc tại miền Trung.
− Cây có thể mọc đơn lẻ hay xen lẫn trong các bụi cỏ hay leo lên các thân
cây cao. Cây sinh sản nhanh chóng, khơng sống dưới bóng râm và cạnh
tranh với các cây to hay phát triển dưới vòm các cây to. Rễ của nó thải ra
khí carbon disulfit, cạnh tranh với các cây khác bằng rễ mọc chằng chịt
có nấm gây bệnh.
− Lồi cây này có phản ứng như động vật, khi bị tiếp xúc hoặc do tác động
của luồng gió thổi, các lá tự xếp lại với nhau và cuống lá cụp xuống, 15 –
20 phút sau, cây mới trở lại trạng thái bình thường.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN

-4-

1.1.3. Quá trình sinh sản và phát triển [42, 43]
− Cây mắc cỡ cho hoa và hạt từ tháng tư đến cuối tháng sáu. Tuy nhiên,
nếu khí hậu ôn hòa, cây sẽ cho hạt từ tháng tư đến tháng mười hai. Mỗi
cây có thể tạo ra khoảng 42000 hạt/ năm.. Sau 7 ngày gieo hạt, hạt sẽ nảy
mầm và xác suất nảy mầm là 80% ở nhiệt độ 20 - 40 OC. Cây mắc cỡ có
thể sống 1- 2 năm
− Loài cây này được nhân giống bằng hạt hoặc cắt cành. Nếu nhân giống
bằng hạt, hạt cần được ngâm trong nước nóng sau đó lấy ra và để hạt vào
trong đất, phủ lên từ 2 - 3 lần độ dày của hạt, không nên tưới nhiều nước
cũng không nên để khô hạn quá, không cho ứ nước và cần ánh sáng tốt,
hạt sẽ nảy mầm trong vài ngày. Cần giữ độ ẩm thấp tránh nấm phát triển.
1.1.4. Giá trị dược lý của cây mắc cỡ
1.1.4.1. Theo dân gian và Đông y [1, 6,7, 9]
− Cành và lá cây mắc cỡ có vị ngọt, hơi đắng, có tính lạnh hơi độc, có tác
dụng giải độc cho gan, an thần tiêu tích. Rễ cây mắc cỡ có vị chát hơi
đắng, tính ẩm, có độc, có tác dụng chỉ khối, hóa đàm, thơng kinh hoạt,
hoạt lạc, hịa vị, tiêu tích.
− Theo dân gian thì cây dùng để chữa suy nhược thần kinh, mất ngủ, hạ
huyết áp, đái tháo đường, trị nhức mỏi, sỏi thận. Công dụng phổ biến là
dùng làm thuốc an thần và chống mất ngủ.
− Theo y học Trung Quốc cổ điển thì cây mắc cỡ có tác dụng giảm đau và
giảm sưng rất mạnh.
1.1.4.2. Theo nghiên cứu khoa học [9, 10, 22]
− Có tác dụng chống lão hóa nhờ trong cây có chứa selen và flavon.
−

Do có chứa hợp chất giống insulin, nên người ta dùng cây mắc cỡ trong
việc giúp trị bệnh đái tháo đường.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-5-

−

Hoạt chất ức chế MAO: nghiên cứu khả năng ức chế hoạt tính enzym
monoamin – oxydase (MAO) in vitro của 58 loại dược liệu, thấy cao khơ
tồn cây mắc cỡ chiết bằng methanol với nồng độ 6 mg/ml ức chế được
55%. Có 9 trong số 58 loại dược liệu ức chế được trên 80%, chứng tỏ
mắc cỡ chỉ có tác dụng ở mức vừa phải.

−

Tác dụng kéo dài thời gian ngủ: cao tồn cây mắc cỡ có tác dụng kéo dài
thời gian ngủ do thuốc ngủ barbituric như hexobarbital và cả mepro
bamat.

−

Tác dụng chống co giật: gây co giật cho chuột nhắt trắng bằng
pentetrazol. Cao toàn cây mắc cỡ làm chậm xuất hiện các cơn co giật so
với chuột không gây co giật.

−

Tác dụng giảm đau: dùng phương pháp tắm nóng thí nghiệm trên chuột
nhắt trắng. Cao mắc cỡ có tác dụng kéo dài rõ rệt thời gian nhận cảm tổn
thương đau do nhiệt độ ở tắm nóng so với đối chứng.

−

Tác dụng giải độc arsen trioxyd (As2O3): uống cao toàn cây mắc cỡ trước
24 giờ hoặc uống cùng một lúc với một liều lượng arsen trioxyd độc gây
chết cho chuột nhắt trắng, thấy cao bảo vệ được, làm giảm số chuột chết
so với lơ đối chứng.

−

Thí nghiệm định lượng nhóm –SH trong huyết thanh, thấy dùng arsen
trioxyd, hàm lượng –SH giảm xuống. Cao mắc cỡ làm giảm hàm lượng
nhóm –SH do arsen trioxyd gây ra.

−

Tác dụng trên cơ quan sinh sản cái: cho chuột cống trắng cái uống cao
khô chiết từ rễ mắc cỡ từ thời kỳ hậu động dục cho đến ngày động dục
(ngày trụng trứng) (khoảng 4 ngày) liều 150 mg/kg/ngày. Sau đó, mổ
chuột và xét nghiệm, thấy trọng lượng buồng trứng giảm, số lượng nang
De Graaf phát triển và số lượng trứng giảm có ý nghĩa so với lô đối
chứng; số lượng nang bị teo và số trứng thối hóa giảm rõ rệt.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

. TỔNG QUAN
-6-

−

Tác dụng ức chế bệnh đậu bò: cao khơ tồn cây mắc cỡ chiết bằng cồn
80O có tác dụng ức chế sự phát triển của virus bệnh đậu bò (vaccinia
virus).

1.1.5. Các hợp chất vi lượng trong cây mắc cỡ [17]
1.1.5.1. Tannin

Đặc điểm:
Là những polyphenol dễ dàng kết hợp protein cao phân tử để tạo thành
phức chất khơng hịa tan. Tannin có vị chát và chua. Có hai loại tannin là
hydroxyzable tannin và condensed tannin. Tannin thường có trong trà, rượu vang,
trái cây. Nếu dùng quá nhiều tannin sẽ ức chế sự hấp thu khống trong cơ thể người
vì tannin kìm hãm ion kim loại. Và tannin là chất tạo kết tủa với protein nên nó hấp
thu hết chất dinh dưỡng của động vật nhai lại khi ăn các loại ngũ cốc đặc biệt là lúa
miến.

Ứng dụng:
−

Tannin là thành phần quan trọng trong ngành thuộc da.

− Trong y học, là chất trị tiêu chảy, chất cầm máu, chữa bệnh hay chảy
máu.

−

Tannin tạo nhiều màu khác nhau với sắt clorua(xanh, xanh đen, hay từ
màu xanh lá cây đến xanh đen) tùy theo từng loại tannin. Mực in(iron
gall ink) được làm bằng cách xử lý tannin với sắt II sulfat.

1.1.5.2. Flavonoid:

Đặc điểm:
−

Flavonoid được chia thành:
Flavonoids : là dẫn xuất từ 2-phenyl-1,4-benzopyrol.
Isoflavonoids: là dẫn xuất từ 3-phenyl-1,4-benzopyrol.
Neoflavonoids: là dẫn xuất từ 4-phenyl-1,2-benzopyrol.

−

Flavonoid là một chất chống oxy hóa. Gần đây khoa học đã chứng minh

rằng nó ngăn ngừa bệnh ung thư và bệnh tim.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-7-

−

Flavonoid có nhiều trong trà, quả có múi, rượu.

Những tác động sinh học của flavonoid
−

Flavonoid được ứng dụng trong Y học và đặc biệt là chữa bệnh về tim
mạch và ung thư. Nó có tác dụng nâng cao tính bền của thành mạch máu,
chống dị ứng, co giật, giảm đau, dãn mạch, dãn phế quản, lợi mật và tác
dụng diệt nấm.

−

Năm 2007, nghiên cứu ở viện Linus Pauling và xuất bản quyển sách free
radical biology and medicine đã nói rằng trong cơ thể con người
flavonoid ít hay khơng được hấp thu (dưới 5%) mà nó hầu như thải ra
ngồi hết. Do đó các nhận định trước đây nó là một hợp chất chống oxy
hóa trong cơ thể là hoàn toàn mâu thuẫn. Sau khi cho sử dụng thực phẩm
giàu flavonoid thì thấy tăng lượng chất chống oxy hóa trong máu nhưng
không phải là flavonoid mà là do tăng acid uric. Do đó, làm mất hết
flavonoid ra khỏi cơ thể. Điều đó chứng tỏ rằng flavonoid khơng tồn tại
trong cơ thể người. Tuy nhiên nó lại là hợp chất có khả năng loại bỏ các
hợp chất gây ung thư. Vì vậy flavonoid là hợp chất giúp giết chết các tế
bào ung thư và ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư.

1.1.5.3. Các acid amin
Histidine
−

Histidine có vai trị giữ gìn sự khỏe mạnh và phát triển của các mơ tế
bào. Nó giúp cho q trình truyền thơng tin đến não và các bộ phận của
cơ thể.

−

Histidine trong cơ thể phải được bổ sung đầy đủ để hoạt động của hệ
thần kinh và cơ thể được tốt.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-8-

Alanine
−

Alanine hay L-alanine giúp cơ thể chuyển đường đơn thành năng lượng
và loại bỏ chất độc trong gan. Alanine giúp bảo vệ tế bào khỏi nguy hiểm
do quá trình vận động mạnh.

−

Alanine là một chất chủ yếu giúp cân bằng nitơ và đường trong cơ thể.

−

Alanine có nhiều trong thịt, trứng, sữa…

Glycine
−

Là một acid amin không thay thế và giúp tạo ra mô cơ, chuyển đường
thành năng lượng. Nó cịn cần thiết cho hoạt dộng của hệ thần kinh trung
tâm , hệ tiêu hóa và là một chất chống oxy hóa có khả năng ngăn ngừa
các tế bào ung thư.

−

Glycine có nhiều trong các thực phẩm giàu đạm như thịt, cá, đậu, sữa,
fomage. Thực phẩm ăn kiêng là nguồn giàu glycine.

Hydroxyproline:
−

Là thành phần chính của protein collagen. Có vai trò quan trọng đối với
sự ổn định collagen.

−

Nếu thiếu hydroxyproline cơ thể sẽ mất khả năng hấp thụ acid ascorbic.
Nó làm giảm tính ổn định của các phân tử collagen gây ra bệnh thiếu
vitamin C.

Aminobutyric:
−

Có vai trị quan trọng trong hoạt động của hệ thần kinh.

Valine
−

Là một acid amin cần thiết không thay thế. Các nguồn giàu valine như
cá, trứng, sữa, format..

−

Có vai trị quan trọng đối với sự phát triển của cơ, phục hồi lại các tế bào
gan, vết thương…

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
-9-

Phenylalanine
Là một acid amin cần thiết cho cơ thể. Nó khơng được tổng hợp trong cơ
thể động vật hay con người. Nó được tổng hợp từ thực vật và vi sinh vật.
Phenylalanine có vai trị quan trọng trong việc hình thành các chất hóa học
cho hoạt động dẫn truyền xung thần kinh đến não. Nhưng nếu dùng quá nhiều
phenylalanine sẽ dẫn tới tình trạng hồi hộp, nhức đầu, tăng huyết áp và tránh dùng
cho phụ nữ có thai.

Lysine

Là một acid amin cần thiết mà cơ thể người không thể tổng hợp được. Nó
là một acid amin cần thiết đối với tất cả các protein trong cơ thể người. Đóng vai trị
quan trọng đối với sự hấp thu Ca, xây dựng protein cơ, dùng làm ra miếng che chắn
vết thương, sản sinh hormone, enzyme, kháng thể.

1.1.5.4. Các khoáng chất
Trong cây có chứa các thành phần vơ cơ sau:
Bảng 1.1: Các thành phần vô cơ trong cây mắc cỡ

[10]

Nguyên

Lá

Thân

Rễ

Nguyên

Lá

Thân

Rễ

tố

(%)

(%)

(%)

tố

(%)

(%)

(%)

Al

0,05

0,15

2

Pb

Si

0,02

0,05

1

Zn

Mg

1

1

1

Ga

Ca

2

1

1,5

Zr

Fe

0,005

0,3

1

P

0,1

0,0001

0,003

Na

0,03

V

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

0,001

0,0005

0,0007

0,003
0,0002
0,0005

0,007
0,1

0,03

0,03

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN


. TỔNG QUAN
- 10 -

Mn

0,02

0,03

0,02

Y

0,0005

Ti

0,02

0,2

0,3

Sn

0,0003

0,0002

0,0005

Cu

0,0005

Ag

Ni
Cr

0,02

0,03

0,005
0,00001

Theo tác giả Đặng Hồng Thủy [10], trong cây mắc cỡ mọc ở miền Bắc có chứa
Selen với hàm lượng như sau:
o Trong thân: 30,7 - 104,3mg/kg.
o Trong lá: 40,5 - 201,4mg/kg.
o Trong rễ: 80 - 153,5 mg/kg.
Selen(Se) :

−

Selen được phát hiện chống lại sự phát triển của các gốc tự do. Nó cũng bảo
vệ cơ thể khỏi tác hại của cadimi, chì, đồng, bạc, platin và arsenic. Ngoài ra,
bằng cách hợp tác với glutathione, selen góp phần làm giảm độc tính của
nhiều chất khác.

−

Selen là chất khử độc. Nó có khả năng liên kết với các kim loại nặng như
thủy ngân và đào thải các kim loại nặng ra nước tiểu.

−

Selen có vai trị trong hoạt động thay đổi thể miễn dịch của máu và các đáp
ứng miễn dịch. Trong những chức năng chống viêm là làm lỗng máu, nó có
tác động hiệp đồng với glutathione, vitamin E và các acid béo không no.

−

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng cung cấp tối đa selen sẽ làm giảm tần số của
bệnh tim mạch và ung thư.

−

Gần đây, người ta đã phát hiện ra ở Ecosse, công cụ sinh hóa cho phép hoạt
hóa các hormone tuyến giáp, cũng lệ thuộc vào Selen.

Canxi(Ca):
−

Là yếu tố quan trọng của mơ xương và răng, đồng thời giữ nhiệm vụ hoạt
hóa nhiều phản ứng sinh hóa cho phép co cơ và đông máu.

GVHD: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN